Вакуум галт тэрэг: үйл ажиллагааны зарчим, туршилт. Ирээдүйн галт тэрэг

2024 Зохиолч: Howard Calhoun | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-17 10:35

Эрдэмтэд аливаа тээврийн хэрэгслийн хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд үрэлтийн хүчийг аль болох дарах шаардлагатай гэж дүгнэсээр ирсэн. Энэ зарчмын дагуу сансрын хөлөг нисдэг бөгөөд тэдгээр нь хүрээлэн буй орчны эсэргүүцэлгүйгээр сансарт маш удаан хугацаанд аялж чаддаг. "Ирээдүйн вакуум галт тэрэг" гэгддэг төслийн үндэс нь энэ онцлог юм.

Хамгийн хурдан галт тэрэг

Өнөөдрийн байдлаар газрын өндөр хурдны хөдөлгөөний салбарын эрдэмтдийн хамгийн өндөр амжилт нь соронзон левитаци гэж тооцогддог. 1970-аад онд Япон, Англи, Германд соронзон өргөх галт тэрэг туршиж байжээ. Одоогийн байдлаар энэ төрлийн тээврийн хэрэгслийг олон мужид амжилттай ажиллуулж байна. Энэ тохиолдолд үрэлтийг багасгах замаар 500 км / цаг хурдыг хангана. Түүнчлэн, ийм хөдлөх бүрэлдэхүүн нь өндөр үр ашигтай, байгаль орчинд ээлтэй, дуу чимээ багатай байдаг. Үүний зэрэгцээ хөдөлгөөний хурд нэмэгдэх нь өсөлтийг дагуулдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэйаэродинамик таталт. Эрдэмтэд ижил төстэй аргыг ашиглан вакуум галт тэрэг бүтээхийг санал болгож байна. Түүний үйл ажиллагааны зарчим нь зам нь гадагшлуулах агаартай хоолой дотор дамжих ёстой тул бүх эсэргүүцлийн хүчийг оруулахгүй.

Вакуум тээвэрлэх санаа бий болсон нь

Европоос Америк руу болон эсрэгээр бараагаа хүргэх Атлантын далайг дамнасан ачаа дамжуулах хоолой барих тухай ойлголт өнгөрсөн зууны жараад онд АНУ-д анх гарч ирсэн. Төлөвлөсний дагуу далайд хагас километрийн гүнд хоолой барихаар төлөвлөж байсан бөгөөд түүний дотор тээвэрлэлтийг соронзон дэрээр хөдөлж буй галт тэрэгнүүд хийх болно. Зөвхөн 1999 онд Америкийн инженер Дариэль Остер вакуум дамжуулах хоолойн тээврийн технологийн патент авч чадсан нь тэдний хөгжилд шинэ түлхэц өгсөн.

Project Oster

Остерийн санаагаар зам нь 150 см диаметртэй хоёр өргөгдсөн хоолойноос (өөр өөр чиглэлд хөдөлгөөн хийх) байх ёстой. Соронзон суспензэн дээрх тээврийн капсулууд дотор нь гулсдаг гэж үздэг. Тэдний диаметр нь 130 см, урт нь - 490 см байх болно. Нийт 370 кг жинтэй зургаан зорчигч нэгэн зэрэг чиргүүлээр явах боломжтой.

Остерийн вакуум галт тэрэгний хөдөлгүүр нь анхдагч (ороомог шугам хоолой) болон хоёрдогч (ферросоронзон хайлшны капсулын бие) элементүүдээс бүрдэнэ. Тэдний хоорондох хамгийн бага зай нь асинхрон шугаман мотор ашиглах боломжийг олгодог. Чиргүүл дээр танд хэрэгтэй болносоронзон хөөргөх, агаар сэргээх систем, суудал, виртуал цонх, зурагтуудад зориулагдсан бяцхан батерейг хангахын тулд зөвхөн электродинамик суспензийг суурилуул. Капсулын хөдөлгөөн нь бараг ямар ч эсэргүүцэлгүйгээр явагдах тул хурдатгалд зарцуулсан энергийн ихээхэн хэсгийг удаашруулах үед буцааж авах боломжтой. Энэ төслийг бодитой болгох гол бэрхшээл бол вакуум хоолой дахь галт тэрэг төгс шулуун замаар явах ёстой. Эс тэгвэл цахилгаан соронзон нь эргэлт хийх үед төвөөс зугтах хүчийг нөхөх шаардлагатай болно.

Швейцарийн төсөл

Швейцарийн инженерүүд 1974 онд үүнтэй төстэй зүйлийг боловсруулж эхэлсэн. Тэдний төсөл Swissmetro нэрээр түүхэнд бичигджээ. Төлөвлөсөн ёсоор соронзон дэрний капсулууд 500 км / цаг хурдтай ажиллах ёстой байв. Ирээдүйн Швейцарийн вакуум галт тэрэг нь муж улсын гол хотуудыг (Берн, Цюрих, Женев, Лозанна, Базель) холбох зорилготой байв. Энэ тохиолдолд зорчигч тээвэрлэхэд 180 см-ийн диаметртэй хоолой, найман хүний суудалтай машин ашиглахаар төлөвлөжээ. Төсөл эцэс хүртэл боловсруулагдаагүй байгаа тул бусад шинж чанаруудыг үнэлэхэд хэцүү байна. 2009 онд тус улсын засгийн газар энэ санаагаа орхисон.

Ирээдүйн англи галт тэрэг

Британийн инженерүүд 2002 онд вакуум галт тэрэг бүтээх төсөлдөө эргэн орсон. Зохион бүтээгчид төмөр зам, авто замыг орлох сүлжээг бий болгохоор төлөвлөж байгаа тул тэдний төлөвлөгөө ердөө л асар том юм.тээвэрлэлт. Үүний тулд улс даяар бүхэл бүтэн хоолой барих шаардлагатай. Энэ тохиолдолд капсулууд нь хэвтээ байрлалд байрлах хамгийн ихдээ хоёр зорчигчдод зориулагдсан болно. Өмнөх төслүүдээс ялгаатай нь энд хөдлөх бүрэлдэхүүн төмөр замын дагуу 420 км / цаг хүртэл хурдтай явах ёстой. Тэргэнцэр дээр байрлах цахилгаан моторууд нь контактын төмөр замаар тэжээгддэг. Хөгжүүлэгчдийн үзэж байгаагаар англи вакуум галт тэрэгний гол сул тал нь өмнөх төслүүдтэй харьцуулахад нэг зорчигч тээвэрлэхэд эрчим хүчний өндөр зардалтай холбоотой юм. Нөгөөтэйгүүр, түүний гол давуу тал нь тээврийн сүлжээг бий болгоход харьцангуй бага зардалтай байдаг.

Hyperloop Төсөл

Хамгийн ирээдүйтэй нь Hyperloop нэртэй ирээдүйн галт тэрэгний төсөл юм. Үүнийг 2012 онд бүтээх санааг Америкийн тэрбумтан Илон Маск дэвшүүлсэн. Анх уг төслийг тав дахь тээврийн хэлбэр гэж ярьж байсан ч телевизээр хэлэлцэхээс хэтрээгүй. Лос Анжелес-Сан Францискогийн хооронд өндөр хурдны галт тэрэгний шугам барих засгийн газрын төлөвлөгөөний талаар мэдээлэл гарсны дараа бизнесмэн өөрийн үзэл баримтлалыг хэрэгжүүлэхээр болжээ. Hyperloop төсөл нь вакуум галт тэрэг 400-1220 км/цагийн хурдтай явах боломжтой хуурай газрын шугам хоолой юм. 2013 оны 8-р сард уг санааг 58 хуудас илтгэлээр албан ёсоор олон нийтэд танилцуулсан.

Ажлын зарчим

Hyperloop төслийн гол санаа бол тээврийн сүлжээг бий болгох хамгийн хямд өртөг юм.хоолой болон цаашдын үйл ажиллагаа. Үүнтэй холбогдуулан энэ нь вакуум галт тэрэг гэх мэт загварт суурилсан байв. Зохион бүтээгчийн хэлснээр АНУ-д маршрутын төгсгөлийн цэгүүдийг холбох хаалттай зэрэгцээ замын сүлжээг бий болгох шаардлагатай байна. Тэдгээрийн дотор вакуум үүсгэж, хадгалахын тулд 25 мм зузаантай ган хоолой, бага чадалтай насос хангалттай. Тэдний дотор Илон Маск 30 метрийн урттай капсулуудыг хөөргөхийг санал болгож байна. Анхны бизнесмэн Сан Франциско болон Лос Анжелесийг холбохыг хүсэж байна.

Хөгжүүлэгчийн хэлснээр хоолойд үнэмлэхүй вакуум үүсгэхгүй. Үүнтэй холбогдуулан агаарын массыг нуман дахь тусгай хошуугаар дамжуулан гулсмал бүрэлдэхүүний ёроолд чиглүүлнэ. Энэ нь агаарын дэрийг бий болгож, цахилгаан соронзонг хэрэгжүүлэхэд шаардагдах их хэмжээний хөрөнгийг хэмнэх болно. Хөдөлгүүрийг цэнэглэхийн тулд капсулыг хөдөлгөх тул 110 км тутамд хоолойн шалан дээр 15 метр урт хөнгөн цагаан төмөр замыг суурилуулна.

Системийг ажиллуулах сонголтууд

Танилцуулга нь системийн зорчигч болон зорчигч-ачааны хувилбарыг авч үзсэн. Эхний тохиолдолд 2.23 м-ийн голчтой хоолой барихаар төлөвлөж байна. Дотор нь явж байгаа вакуум галт тэрэг нь нэг аялалд 28 хүртэлх зорчигч тээвэрлэх хүчин чадалтай. Хоёрдахь хувилбар нь 3.3 м-ийн диаметртэй дамжуулах хоолойг ашиглах явдал юм. Энэ тохиолдолд капсул бүрт гурван нэмэлт машин тээвэрлэх боломжтой болно. Элон Маскийн төслийн дагуу галт тэрэгнүүд хөдөлнө гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэйхагас минут тутамд.

Үр ашигтай байдал ба туршилт

Hyperloop төслийг маш үр дүнтэй гэж хэлж болно. Хөгжүүлэгчид нар, салхины эрчим хүчээр түүний хэрэгцээг бүрэн хангахыг зорьж байна. Тэд үүнээс илүү гарсан бүх мөнгөө зарж, жил бүр 25 сая долларын орлого олохоор төлөвлөж байна. Элон Маскийн хэлснээр нэг талын тийзний үнэ 20 орчим доллар байх ёстой. Энэ тохиолдолд төсөл хорин жилийн дараа үр дүнгээ өгөх болно.

Вакуум галт тэрэгний анхны туршилтууд 2016 оны 5-р сард болсон. Үүний тулд Лас Вегасын ойролцоох элсэн цөлд тусгай туршилтын талбай байгуулжээ. Цахилгаан соронзон ашиглан троллейбус эхлээд 180 км/цаг хүртэл хурдалж, дараа нь аажмаар зогссон.

Аюулгүй байдал

Хөгжүүлэгчид аюулгүй байдлын талаар онцгой анхаарч байсан. Капсулын хөдөлгөөн нь зорчигчдын ая тухтай байдалд ямар ч байдлаар нөлөөлөхгүй. Түүний хурдатгал нь нисэхийн өмнөх гүйлтээс ялгаатай биш юм шиг санагдаж, дараа нь чимээгүйхэн гулсаж, үймээн самуун гарахгүй. Элон Маск вакуум галт тэрэг замаасаа гарах эсвэл өндрөөс унах боломжгүй тул хамгийн аюулгүй тээврийн хэрэгслийн нэг гэж үзэх ёстой гэж мэдэгджээ. Цахилгаан тасарсан тохиолдолд капсул нь батерейгаар тоноглогдсон бөгөөд түүний хүч нь зорчигчдыг 45 минутын турш, өөрөөр хэлбэл, бүх чиглэлд тээвэрлэхэд хангалттай. Эцсийн эцэст, ихэнх хүмүүс нисэх онгоцоор зорчиход маш тухтай байдаг, гэхдээ зугтах арга хэрэгсэл байдагТэдний доторх гамшиг маш их эргэлзээтэй.

Дуусгаж байна

Вакуум галт тэрэг бүтээхэд санхүүгийн асар их зардал шаардагдах нь дамжиггүй. Түүнчлэн төслийг хэрэгжүүлэхийн өмнө техникийн олон асуудлыг шийдвэрлэх шаардлагатай байна. Гэсэн хэдий ч бидний цаг үед технологийн байнгын хөгжлийг харгалзан энэ төслийг хэрэгжүүлэх боломж хэдэн арван жилийн өмнөх шиг бүрхэг харагдахгүй байна. Үүнтэй холбогдуулан орчин үеийн дуунаас хурдан нисэх онгоцноос хурдан галт тэргийг удахгүй зорчигч болон ачаа тээвэрлэхэд ашиглахад гайхах хэрэггүй.