Treni ya utupu: kanuni ya uendeshaji, majaribio. Treni ya siku zijazo

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Wanasayansi kwa muda mrefu wamehitimisha kuwa ili kuongeza mwendo wa gari lolote, ni muhimu kukandamiza nguvu ya msuguano kadri inavyowezekana. Kwa mujibu wa kanuni hii, spaceships huruka, ambayo, bila upinzani wa mazingira, inaweza kusafiri katika nafasi kwa muda mrefu sana. Ni kipengele hiki ambacho kinasimamia mradi, unaojulikana kama "treni ya utupu ya siku zijazo."

Treni za kasi zaidi

Mafanikio ya juu zaidi ya wanasayansi katika nyanja ya mwendo wa kasi wa ardhini, kama ilivyo leo, yanachukuliwa kuwa ni upenyo wa sumaku. Treni za kuruka sumaku zilijaribiwa huko Japan, Uingereza na Ujerumani nyuma katika miaka ya 1970. Hivi sasa, aina hii ya usafiri inaendeshwa kwa ufanisi katika majimbo mengi. Katika kesi hii, kwa kupunguza msuguano, kasi ndani ya kilomita 500 / h hutolewa. Kwa kuongezea, hisa kama hiyo ya kusonga ina sifa ya ufanisi wa juu, urafiki wa mazingira na kiwango cha chini cha kelele. Wakati huo huo, ni lazima ieleweke kwamba ongezeko la kasi ya harakati linajumuisha kuongezeka kwauvutaji wa aerodynamic. Wanasayansi wanapendekeza kuunda treni ya utupu kwa kutumia mbinu sawa. Kanuni ya utendakazi wake ni kwamba wimbo lazima upite ndani ya bomba na hewa ya pumped nje, hivyo nguvu zote upinzani ni kutengwa.

Kuibuka kwa wazo la usafiri wa ombwe

Dhana ya kujenga bomba la mizigo linalovuka Atlantiki kupeleka bidhaa kutoka Ulaya hadi Amerika na kinyume chake lilionekana kwa mara ya kwanza nchini Marekani miaka ya sitini ya karne iliyopita. Kama ilivyopangwa, ilipangwa kujenga bomba ndani ya bahari kwa kina cha nusu kilomita, usafiri ndani ambayo ungefanywa na treni zinazohamia kwenye mto wa sumaku. Mnamo 1999 pekee, mhandisi wa Kiamerika Dariel Oster alifanikiwa kupata hati miliki ya teknolojia ya usafiri wa bomba la utupu, ambayo ilitoa msukumo mpya kwa maendeleo yao.

Oster Project

Kulingana na wazo la Oster, wimbo unapaswa kuwa na mabomba mawili yaliyoinuka (kwa ajili ya kusogea katika mwelekeo tofauti), ambayo kila moja ina kipenyo cha sentimita 150. Inachukuliwa kuwa vidonge vya usafiri kwenye kusimamishwa kwa sumaku vitateleza ndani. Kipenyo chao kitakuwa sentimita 130, na urefu - sentimita 490. Abiria sita wenye uzito wa hadi kilo 370 wataweza kusogea kwenye trela kwa wakati mmoja.

Injini ya treni ya utupu ya Oster itajumuisha msingi (bomba la njia inayopinda) na la pili (mwili wa kibonge chenyewe cha aloi ya ferromagnetic). Pengo la chini kati yao inaruhusu matumizi ya motor asynchronous linear. Katika trela yenyewe utahitajisakinisha tu kusimamishwa kwa nguvu ya kielektroniki ili kutoa umeme wa sumaku, mfumo wa kurejesha hewa, viti na betri ndogo zilizoundwa kwa ajili ya madirisha na TV pepe. Kwa kuwa harakati ya capsule itatokea bila upinzani wowote, sehemu kubwa ya nishati inayotumiwa kuongeza kasi inaweza kurejeshwa wakati wa kupungua. Shida kuu katika kufanikisha mradi huu ni kwamba gari la moshi kwenye bomba la utupu lazima litembee kwenye njia iliyonyooka kabisa. Vinginevyo, sumaku-umeme italazimika kufidia nguvu ya katikati inapoweka pembeni.

Mradi wa Uswizi

Wahandisi wa Uswizi walianza kutengeneza kitu kama hicho mnamo 1974. Mradi wao uliingia katika historia chini ya jina Swissmetro. Kama ilivyopangwa, vidonge vya mto wa sumaku vilitakiwa kukimbia kwa kasi ya hadi 500 km / h. Treni ya utupu ya Uswizi ya siku zijazo iliundwa kuunganisha miji kuu ya serikali (Bern, Zurich, Geneva, Lausanne na Basel). Katika kesi hiyo, ilipangwa kutumia mabomba yenye kipenyo cha cm 180 na gari la viti nane kwa kusafirisha abiria. Hadi sasa, ni vigumu kuhukumu sifa nyingine, kwani mradi haujafanywa hadi mwisho. Mnamo 2009, serikali ya nchi hiyo iliachana na wazo hili.

Treni ya Kiingereza ya siku zijazo

Wahandisi wa Uingereza mwaka wa 2002 walirejea kwenye mradi wa kuunda gari la moshi. Mipango yao ni kubwa tu, kwa sababu wavumbuzi wanakusudia kuunda mtandao ambao utachukua nafasi ya reli na barabara.usafiri. Ili kufanya hivyo, ni muhimu kujenga mtandao mzima wa mabomba nchini kote. Katika kesi hii, vidonge vitaundwa kwa kiwango cha juu cha abiria wawili walio katika nafasi ya kukabiliwa. Tofauti na miradi ya awali, hapa hisa ya rolling lazima iende kando ya reli kwa kasi hadi 420 km / h. Mitambo ya umeme iko kwenye trolleys itatumiwa na reli ya mawasiliano. Upungufu kuu ambao treni ya utupu ya Kiingereza ina, kulingana na watengenezaji, inahusishwa na gharama kubwa za nishati kwa kusafirisha abiria mmoja, ikilinganishwa na miradi ya awali. Kwa upande mwingine, faida yake kuu iko katika gharama ya chini ya kujenga mtandao wa usafiri.

Mradi wa Hyperloop

Mradi unaotia matumaini zaidi ni mradi wa treni ya siku zijazo, unaoitwa Hyperloop. Wazo la uundaji wake mnamo 2012 lilipendekezwa na bilionea wa Amerika Elon Musk. Hapo awali, mradi huo ulizungumzwa kama njia ya tano ya usafirishaji, lakini haukuenda zaidi ya majadiliano kwenye runinga. Baada ya kujulikana juu ya mipango ya serikali ya kujenga reli ya kasi kati ya Los Angeles na San Francisco, mfanyabiashara huyo alichukua utekelezaji wa dhana yake. Mradi wa Hyperloop ni bomba la ardhini ambalo treni ya utupu inaweza kusafiri kwa kasi ya kuanzia 400 hadi 1220 km/h. Mnamo Agosti 2013, wazo hilo liliwasilishwa rasmi kwa umma kwa jumla katika wasilisho la kurasa 58.

Kanuni ya kufanya kazi

Wazo kuu la mradi wa Hyperloop ni bei nafuu ya kuunda mtandao wa usafiri kutokamabomba na uendeshaji zaidi. Katika suala hili, ilikuwa msingi wa mfano kama treni ya utupu. Nchini Marekani, kwa mujibu wa mvumbuzi, ni muhimu kujenga mtandao wa nyimbo zilizofungwa zinazofanana ambazo zitaunganishwa kwenye pointi za mwisho za njia. Ili kuunda utupu ndani yao na kuitunza, mabomba ya chuma 25 mm nene na pampu yenye nguvu ndogo ni ya kutosha. Ndani yao, Elon Musk anapendekeza kuzindua vidonge hadi urefu wa mita 30. Mfanyabiashara wa kwanza anataka kuunganisha San Francisco na Los Angeles.

Kulingana na msanidi programu, haitafanya kazi kuunda ombwe kabisa kwenye mabomba. Katika suala hili, raia wa hewa wataelekezwa chini ya chini ya hisa ya rolling kupitia nozzles maalum katika upinde wake. Hii itaunda mto wa hewa na kuokoa fedha muhimu zinazohitajika kwa utekelezaji wa sumaku-umeme. Ili kuchaji injini upya, kutokana na ambayo kibonge kitawekwa katika mwendo, reli ya alumini yenye urefu wa mita 15 itawekwa kwenye sakafu ya bomba kila kilomita 110.

Chaguo za utendakazi wa mfumo

Onyesho linazingatia toleo la mfumo wa abiria na mizigo ya abiria. Katika kesi ya kwanza, inapendekezwa kujenga bomba yenye kipenyo cha m 2.23. Treni ya utupu inayoendesha ndani itaweza kubeba hadi abiria 28 katika safari moja. Chaguo la pili linahusisha matumizi ya bomba yenye kipenyo cha m 3.3. Katika kesi hii, itawezekana kusafirisha magari matatu ya ziada katika kila capsule. Ikumbukwe kwamba kulingana na mradi wa Elon Musk, treni zitaondokakila nusu dakika.

Ufanisi wa gharama na majaribio

Mradi wa Hyperloop unaweza kuitwa mzuri sana. Watengenezaji wanakusudia kukidhi kikamilifu mahitaji yake kupitia nishati ya jua na upepo. Wanapanga kuuza ziada yake yote, wakipata dola milioni 25 kila mwaka kwa hii. Kulingana na Elon Musk, nauli ya kwenda njia moja italazimika kuwa karibu $20. Katika hali hii, mradi utalipa baada ya miaka ishirini.

Majaribio ya kwanza ya treni ya utupu yalifanyika Mei 2016. Ili kufikia mwisho huu, tovuti maalum ya majaribio ilijengwa katika jangwa karibu na Las Vegas. Troli, kwa kutumia sumaku-umeme, kwanza iliongeza kasi hadi alama ya 180 km / h, na kisha ikasimama polepole.

Usalama

Wasanidi walikuwa makini hasa kuhusu usalama. Harakati ya capsule haitaathiri faraja ya abiria kwa njia yoyote. Inahisi kama kasi yake haitatofautiana na jog ya ndege kabla ya kuondoka, na kisha - kuteleza kwa utulivu na hakuna misukosuko. Elon Musk anadai kwamba treni ya utupu haiwezi kuacha au kuanguka kutoka kwa urefu, kwa hivyo inapaswa kuzingatiwa kuwa njia salama zaidi ya usafiri. Katika tukio la kukatika kwa umeme, capsule ina vifaa vya betri, nguvu ambayo ni ya kutosha kuendeleza abiria kwa dakika 45, kwa maneno mengine, kwa njia nzima. Baada ya yote, watu wengi ni vizuri sana na usafiri wa ndege, pamoja na ukweli kwamba njia ya kutoroka katika kesi yamajanga ndani yake ni ya shaka sana.

Inamaliza

Uundaji wa treni ya utupu, bila shaka, unahitaji gharama kubwa za kifedha. Aidha, kabla ya utekelezaji wa mradi huo, ni muhimu kutatua matatizo mengi zaidi ya kiufundi. Walakini, katika wakati wetu, kwa kuzingatia maendeleo ya mara kwa mara ya teknolojia, uwezekano wa kutekeleza mradi huu hauonekani kuwa wazi kama miongo kadhaa iliyopita. Katika suala hili, mtu haipaswi kushangaa wakati treni, ambazo zina kasi zaidi kuliko ndege za kisasa za supersonic, zitatumika hivi karibuni kusafirisha abiria na mizigo.