Hi-Tech новости 22 Августа 2013 года
Данная новость была прочитана 3578 раз

Представлен проект нового сверхзвукового поезда Hyperloop ("Гиперпетля") - "самолет в трубе"

Сверхзвуковая скорость – скорость частиц вещества выше скорости звука для данного вещества или скорость тела, движущегося в веществе с более высокой скоростью, чем скорость звука для данной среды. Космические корабли и их носители, а также большинство современных истребителей разгоняются до сверхзвуковых скоростей. Также было разработано несколько пассажирских сверхзвуковых самолётов – Ту-144, Concorde, Aerion. Теперь в мире ведутся разработки и сверхзвуковых поездов.

На сегодняшний день рекорд по скорости поездов числится за японским магниторельсовым составом, которому в 2003 году удалось развить скорость до 584 км/ч. Французский рельсовый поезд TGV в 2007 году поставил рекорд в 574 км/ч. Но Китайская народная республика стремится перехватить у Японии пальму первенства. КНР стала лидером в строительстве скоростных железных дорог – как по протяжённости, так и по их технической оснащённости. Сейчас в Китае ведутся работы над созданием поезда, который будет двигаться со скоростью 1000 км/ч, почти сверхзвуковой! Стоимость проекта составляет три миллиона долларов за каждый километр.

Сверхзвуковые поезда

В то же время, недавно глава компании SpaceX Элон Маск (Elon Musk) уже представил проект сверхскоростного поезда Hyperloop, который будет двигаться в тоннеле с разреженным воздухом.

Новый поезд сможет разгоняться до скорости более 1100 км/ч, при этом совершенная аэродинамика и тоннель с разреженным воздухом снизят сопротивление движению настолько, что на поддержание сверхзвуковой скорости понадобится мощность всего 134 л.с. (100 кВт), сила сопротивления при этом составит всего 320 ньютонов. Для достижения данных характеристик применяются новые технологии, которые превращают Hyperloop в совершенно новый тип транспорта.

Поезд Hyperloop
По уровню комфорта поезд Hyperloop будет сравним с салоном авиалайнера

Разгон поезда будет производиться с помощью магнитного поля, при этом статоры планируется разместить в тоннеле, а роторы на пассажирской капсуле-вагоне. Между этими деталями на протяжении всего пути будет выдерживаться расстояние 2 см, а сам поезд будет отделен от стенок тоннеля воздушной подушкой. Давление в тоннеле будет очень низкое, около 100 Па (как на высоте 45 км) – это нужно для снижения лобового сопротивления. Тем не менее, даже такое низкое давление создает слишком большое сопротивление на сверхзвуковых скоростях – поезд, как поршень шприца будет двигать перед собой весь воздух в тоннеле впереди и всасывать воздух позади. Для решения этой проблемы в носу поезда будет установлен вентилятор, перекачивающий воздух с носа поезда на корму и создающий воздушную подушку, которая заменяет поезду колеса. Тоннели будут расположены на бетонных опорах, оснащенных системой компенсации сейсмической активности.

Тоннель для поезда Hyperloop
В тоннелях Hyperloop будет поддерживаться низкое давление воздуха, а сверху расположат солнечные панели, питающие всю систему

Пассажирскую капсулу планируется выполнять в двух вариантах: для перевозки людей и для перевозки людей и автомобилей. Интервал времени между отправлениями пассажирских капсул должен составлять не более 2 минут. Одна 2,5-тонная пассажирская капсула сможет перевозить не менее 28 пассажиров, а максимальная перегрузка на маршруте не превысит 1 g. Таким образом, на маршруте Лос-Анджелес – Сан-Франциско Hyperloop сможет перевозить 840 пассажиров в час. Расстояние в 550 км поезд сможет преодолеть всего за 35 минут, то есть быстрее, чем современный авиалайнер, особенно учитывая время подготовки самолета к вылету и его зависимость от погодных условий.

Безопасность поезда обеспечивается целым рядом «умных» систем, которые останавливают пассажирскую капсулу в случае опасной разгерметизации салона или тоннеля. Даже если внешнее питание полностью отключится, вентилятор в носу поезда продолжит работу и обеспечит поддержание воздушной подушки, поскольку он питается от аккумуляторов, расположенных в хвосте поезда. Пожалуй, тяжелые вентилятор в носу поезда и аккумуляторная батарея в хвосте, являются единственным спорным моментом – пассажирский отсек в случае удара может оказаться между «молотом и наковальней».

Стоимость проекта Hyperloop на первый взгляд высока, но на самом деле Элон Маск предлагает действительно недорогой вид транспорта. Так, стоимость пассажирской капсулы оценивается всего в $255 тыс., а всей 550-км дороги - в $6 млрд. или около $11 млн. за 1 км дороги плюс сами пассажирские капсулы. Для сравнения, 1 км намного более медленной перспективной ЖД-магистрали Москва-Казань сегодня оценивается в более $34 млн. (без учета стоимости поездов). При этом, планируемая стоимость билета на поезд Hyperloop составит около $20 – в несколько раз ниже, чем на «Сапсан».

Расходы на перевозку пассажиров Hyperloop
Сравнение расходования энергии на одного пассажира поезда Hyperloop и других видов транспорта

Hyperloop сможет перевозить в год до 7,4 млн. пассажиров, причем расходы будут только на обслуживание, ремонт путей и подвижного состава – энергия будет «дармовой», от солнечных панелей, размещенных над тоннелями. На маршруте Лос-Анджелес – Сан-Франциско для питания поезда понадобится мощность всего 21 МВт, а панели дадут 57 МВт, то есть еще и смогут снабжать электроэнергией окружающие поселения. Это может быть доводом для местных жителей, которым придется жить рядом с трубами Hyperloop, ведь сверхзвуковой поезд требует как можно более прямых путей – для снижения перегрузок.

Публикация подготовлена сотрудниками CompMechLab®  по материалам сайтов Наука и технологии РФ и CNews R&D.

Другие новости по этой теме на сайте FEA.ru:

31.05.2013 Велосипед с ракетным двигателем разогнали до 263 км/ч, поставив, таким образом, новый рекорд скорости. Представлено видео
21.04.2013 Bugatti построил самый быстрый в мире кабриолет, который установил новый мировой рекорд скорости для автомобилей с открытым верхом - 408,84 км/час
18.01.2013 Компании Bloodhound, Altair и GrabCAD объявляют конкурс по созданию дизайна руля для сверхзвукового автомобиля BLOODHOUND
16.11.2012 Ученые из Великобритании в рамках проекта Jet Reaction планируют побить мировой рекорд скорости мотоцикла, разогнав его до 684 км/ч
29.09.2012 Boeing Business Jet установил мировой рекорд скорости
14.08.2012 Революционный проект компании SpaceX - сверхзвуковой поезд будущего Hyperloop, развивающий скорость более 1600 км/час
18.06.2011 Россия анонсировала создание сверхбыстрого поезда
27.10.2010 Китайский поезд Harmony – CRH-380A установил новый рекорд скорости - 416,6 км/ч
18.12.2008 Новая модель высокоскоростного поезда Pegase AGV прошла испытания в Европе