Vactrain - Vactrain - Wikipedia

А вактрен (или же вакуумная трубка) - это предлагаемый дизайн для очень-высокоскоростная железная дорога транспорт. Это маглев (магнитная левитация) с частичным использованием эвакуирован трубы или туннели. Уменьшенный сопротивление воздуха может позволить вактренам перемещаться на очень высоких (гиперзвуковой ) скорости при относительно небольшой мощности - до 6 400–8 000 км / ч (4 000–5 000 миль в час). Это в 5–6 раз больше скорость звука в атмосфере Земли на уровне моря.[1]

18-ый век

Основная статья: Атмосферная железная дорога

В 1799 г. Джордж Медхерст Лондона задумал и запатентовал атмосферная железная дорога которые могут транспортировать людей или грузы через герметичные или откачанные трубы. Ранние атмосферные железные дороги и пневматическая трубка транспортные системы (такие как Атмосферная железная дорога Далки ) полагался на силу пара для движения.

19 век

В 1888 г. Мишель Верн, сын Жюль Верн, представил подводную пневматическую транспортную систему, которая могла двигать пассажирскую капсулу со скоростью до 1800 км / ч (1100 миль / ч) под Атлантический океан (а трансатлантический туннель ) в рассказе «Экспресс будущего».[2]

20 век

Собственно вагтрейн был изобретен Роберт Годдард как первокурсник в Вустерский политехнический институт в США в 1904 году.[3] Впоследствии Годдард уточнил эту идею в рассказе 1906 года под названием «Ставка на высокую скорость», который был обобщен и опубликован в передовой статье журнала Scientific American в 1909 году под названием «Предел быстрого перехода». Его жена Эстер получила патент США на вактрейн в 1950 году, через пять лет после его смерти.[4]

В 1909 г. русский профессор Борис Вайнберг [RU ] построил первую в мире модель предложенной им версии вагонного поезда на Томский политехнический университет.[5][6] Позже он опубликовал концепцию вагтрейна в 1914 году в книге Движение без трения (безвоздушный электрический способ).

В 1955 году польский писатель-фантаст. Станислав Лем в романе Магелланова туманность писал о межконтинентальном вактраэне под названием «Organowiec», который двигался в прозрачной трубе со скоростью более 1666 км / ч (1035 миль / ч). Позже, в апреле 1962 г., вактрейн появляется в рассказе «Наемник». Мак Рейнольдс,[7] где он мимоходом упоминает вакуумный транспорт.

В 1970-е годы ведущий защитник вакцин, Роберт М. Солтер из RAND, опубликовал серию тщательно продуманных инженерных статей.[8][9]

Интервью с Робертом Солтером появилось в Лос-Анджелес Таймс (11 июня 1972 г.). Он подробно обсудил относительную легкость, с которой правительство США мог построить систему шаттла с использованием технологий, доступных в то время. Маглев был тогда слабо развит, поэтому он предложил стальные колеса. Дверь камеры в трубу будет открыта, и сзади будет поступать достаточно воздуха, чтобы поезд ускорился в трубу. Гравитация еще больше разгонит уходящий поезд до крейсерского уровня. Поднимаясь с крейсерского уровня, прибывающий поезд замедлял бы скорость, сжимая перед собой разреженный воздух, который выпускался. Насосы на станциях компенсируют потери из-за трения или выхода воздуха по краям поезда, причем сам поезд не требует двигателя. Эта комбинация модифицированных (неглубоких) гравитационный поезд и атмосферная железная дорога двигательная установка потребляет мало энергия но ограничить систему дозвуковыми скоростями, поэтому были предложены первоначальные маршруты в десятки или сотни миль или километров, а не на трансконтинентальные расстояния.[нужна цитата ]

Поезда не требовали муфты каждый вагон непосредственно приваривается, прикручивается болтами или иным образом прочно соединяется с другим, и этот маршрут требует не большего изгиба, чем могла бы легко выдержать гибкость стали. В конце линии поезд перемещается боком в концевую камеру возвратной трубы. Железная дорога будет иметь как внутреннюю откачиваемую трубу, так и внешний туннель. На круизной глубине в промежутке между ними будет достаточно воды, чтобы плавать в вакуумной трубке, смягчая поездку.[нужна цитата ]

Маршрут через Северо-Восточный мегаполис был выложен девятью станциями, по одной в каждой Вашингтон, округ Колумбия, Мэриленд, Делавэр, Пенсильвания, Нью-Йорк, Род-Айленд, Массачусетс, и два в Коннектикут. Пригородная железная дорога системы были нанесены на карту для Сан-Франциско и в районах Нью-Йорка, где у пригородной версии есть более длинные и тяжелые поезда, которые должны двигаться меньше по воздуху и больше под действием силы тяжести, чем междугородная версия. Система Нью-Йорка должна была иметь три линии, оканчивающиеся на Вавилон, Патерсон, Хантингтон, Элизабет, Белые равнины, и Святой Георг.[нужна цитата ]

Солтер указал, как такая система поможет уменьшить экологический ущерб, наносимый атмосфере за счет авиация и наземный транспорт. Он назвал подземный сверхскоростной транспорт (маршрутные такси) «следующим логическим шагом» своей страны. В планы так и не дошли.[нужна цитата ]

В то время, когда были опубликованы эти отчеты, национальный престиж был проблемой, поскольку Япония действовала витрина синкансэн в течение нескольких лет и поезд на магнитной подвеске исследования были горячей технологией. Американец Planetran установит трансконтинентальное метро в Соединенных Штатах и ​​обеспечит проезд от Лос-Анджелес к Нью-Йорк в течение одного часа. Туннель будет заглублен на глубину нескольких сотен футов в твердых скальных образованиях. Строительство будет использовать лазеры для обеспечения выравнивания и использования вольфрам зонды проплавить огненный скальные образования. В туннеле будет поддерживаться частичный вакуум для минимизации тащить. Поездка будет в среднем 4800 км / ч (3000 миль / ч), а пассажиры будут испытывать ускорение в 1,4 раза больше силы тяжести, что потребует использования шарнирный отсеки. Огромные затраты на строительство (оцениваемые в 1 триллион долларов США) были основной причиной, по которой предложение Солтера так и не было реализовано.[нужна цитата ]

Swissmetro как было предложено в 2005 г.

Начиная с конца 1970-х - начала 1980-х гг. Swissmetro было предложено использовать изобретение экспериментального немецкого Трансрапид поезд на магнитной подвеске и работать в больших туннелях, сниженных до барометрической высоты 21000 м (68000 футов), на которой Конкорд SST был сертифицирован для полетов.[нужна цитата ]

В 1980-х годах Фрэнк П. Дэвидсон, основатель и председатель Тоннель под Ла-Маншем проект и японский инженер Ёсихиро Киотани [я ] решил трансокеанские проблемы, предложив поставить трубу над дном океана, закрепленную тросами ( подводный плавучий туннель ). Транзитная труба должна оставаться на глубине не менее 300 м (1000 футов) ниже поверхности океана, чтобы избежать турбулентности воды.[нужна цитата ]

18 ноября 1991 г. Джерард К. О'Нил подала заявку на патент на систему vactrain. Он позвонил в компанию, которую хотел создать VSE International, для скорости, тишины и эффективности.[10] Однако сам концепт он назвал Магнитный полет. Транспортные средства, вместо того, чтобы двигаться по паре гусениц, будут подниматься с помощью электромагнитной силы с помощью одной дорожки в трубе (постоянные магниты в дорожке, с переменными магнитами на транспортном средстве) и двигаться с помощью электромагнитных сил через туннели. По его оценкам, поезда могут развивать скорость до 4000 км / ч (2500 миль в час) - примерно в пять раз быстрее, чем реактивный авиалайнер, - если воздух будет удален из туннелей.[11] Чтобы получить такую ​​скорость, транспортное средство будет ускоряться в течение первой половины поездки, а затем замедляться во второй половине поездки. Планировалось, что ускорение составит максимум примерно половину силы тяжести. О'Нил планировал построить сеть станций, соединенных этими туннелями, но он умер за два года до того, как был выдан его первый патент.[10]

21-го века

Джеймс Р. Пауэлл, соавтор сверхпроводящий маглев в 1960-х годах с 2001 года руководил исследованием концепции использования магнитолевой системы запуск в космос (теоретически на два порядка меньше предельных затрат, чем у современных ракет), где StarTram В предложении транспортные средства должны развивать скорость от 14 300 до 31 500 км / ч (от 8 900 до 19 600 миль в час) в туннеле ускорения (длинный до предела перегрузки ), учитывая более низкие ожидаемые затраты на просверливание ледяного покрова в Антарктиде, чем в скальных породах.[12]

ET3 утверждают, что проделали некоторую работу, результатом которой стал патент на "технологию транспортировки эвакуированных труб", который был выдан в 2009 году.[13] Свою идею 2013 они представили на публичной сцене.[14]

В августе 2013 г. Илон Маск, Генеральный директор Tesla и SpaceX, опубликовал Hyperloop Альфа-документ, предлагающий и исследующий маршрут, идущий от региона Лос-Анджелес до Область залива Сан-Франциско, примерно следуя Межгосударственный 5 коридор.[15] Концепция Hyperloop была явно "открыта" у Маска и SpaceX, и другим было предложено взять эти идеи и развить их дальше.

С этой целью было создано несколько компаний, и несколько междисциплинарных команд под руководством студентов работают над продвижением технологии.[16] SpaceX построила около 1 мили (1,6 км) подшкала отслеживать его конкурс дизайна капсул в его штаб-квартире в Хоторн, Калифорния.[17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Джозеф Джотта (рассказчик), Powderhouse Productions (16 апреля 2003 г.). «Трансатлантический туннель». Экстремальная инженерия. Канал Дискавери. Архивировано из оригинал 27 сентября 2011 г.
  2. ^ Верн, Мишель. «Экспресс будущего».
  3. ^ "Научно-фантастическая история Роберта Х. Годдарда, опубликованная 100 лет назад". gizmodo.com.
  4. ^ «Трубчатая транспортная система». patents.google.com.
  5. ^ Вайнберг, Борис. "Движение без трения. Pre-α" [Движение без трения. pre-α] (на русском языке). Получено 24 ноября, 2015.
  6. ^ Вайнберг, Борис (1917). «Пятьсот миль в час». Ежемесячный научно-популярный журнал. 90: 705–708.
  7. ^ Рейнольдс, Мак (апрель 1962 г.). "Наемник". Аналоговая научная фантастика и факты. Получено 19 января, 2015.
  8. ^ Солтер, Роберт М. (Август 1972 г.), Очень высокоскоростная транзитная система, RAND Corporation, получено 28 сентября, 2011
  9. ^ Солтер, Роберт М. (Февраль 1978 г.), Транспланетные системы метро: растущие возможности, RAND Corporation, получено 28 сентября, 2011
  10. ^ а б Дайсон 1993, п. 98
  11. ^ Дэниэлс 1992
  12. ^ «СтарТрам2010». startram.com. Получено 28 апреля, 2011.
  13. ^ "Почему ЕТ3? | Технологии транспортировки эвакуированных труб". США: ET3. 2013. Получено 9 октября, 2017.
  14. ^ Остер, Дэрил (9 октября 2013 г.). Быстрое путешествие в вакуумной трубке. нас. Получено 9 октября, 2017 - через Idea City.
  15. ^ "Hyperloop Alpha" (PDF).
  16. ^ Хокинс, Эндрю Дж. (18 июня 2016 г.). «Вот стручки Hyperloop, участвующие в большой гонке Илона Маска в конце этого года». Грани. Получено 19 октября, 2016.
  17. ^ Этерингтон, Даррелл (2 сентября 2016 г.). «Вот первый взгляд на испытательный трек SpaceX Hyperloop». TechCrunch.

внешняя ссылка