از فن آوری هایپرلوپ چه می دانید؟
از فن آوری هایپرلوپ چه می دانید؟ | سال 2030 است. شما در یک کپسول هستید که به سرعت درون یک لوله فولادی بزرگ با سرعت بیش از 1200 کیلومتر در ساعت در حال حرکت است. به این شیوه حمل و نقل، هایپرلوپ گفته می شود. هایپرلوپ شیوه حمل و نقل آینده است که آن را کار آفرین جنجالی آمریکایی، ایلان ماسک با الهام از اصول 100 ساله آن را برای قرن بیست و یکم طراحی کرده است.
شرکت های بزرگ در حال سرمایه گذاری جدی در پروژه های مختلف هستند تا هایپرلوپ را به شکل واقعی اجرا کنند. لوله های بزرگ آزمایشی در بیابان های دبی در حال حاضر برای اجرای این شیوه از جمل و نقل در آینده نه چندان، در حال کار هستند. طرفداران این فن آوری اعتقاد دارند که تکنولوژی هایپرلوپ از صنعت هواپیمایی بسیار پایدارتر و از قطارهای سریع السیر بسیار سریع تر است.
هایپرلوپ با استفاده از فشار هوایی که از انتهای وسیله وارد و از قسمت پایین خارج می شود، حرکت می کند. فن آوری هایپرلوپ از آن دسته فن آوری هایی است که توانایی ایجاد انقلابی اساسی در سفر را دارد. اما آیا این فن آوری شیوه مناسبی برای حمل و نقل در آینده است؟ آیا می توان موانع موجود در ایجاد آن را به زودی برداشت؟ به طور کلی آیا واقعا به زودی می توان از آن به عنوان یک وسیله نقلیه پیشرفته استفاده کرد؟
هایپرلوپ چیست؟
ماجرای هایپرلوپ در سال 2012 از زمانی آغاز شد که الون ماسک ، مدیر عامل تسلا و اسپیس ایکس ، هایپرلوپ را به عنوان شکل جدیدی از حمل و نقل پیشنهاد کرد که سرعت آن دو برابر سریعتر از هواپیما است. در آن زمان مشخصات مهندسی این طرح را ارائه نداد ، اما در آگوست 2013 مقاله 57 صفحه ای تهیه کرد که در آن طرز تفکر فنی وی درباره چگونگی عملکرد این سیستم مشخص شده بود.
هایپرلوپ در واقع حذف دو مورد اصطکاک و مقاومت در برابر هوا است، که باعث کند شدن سرعت خودروهای معمولی می شود. برای از بین بردن مورد اول ، غلاف مانند قطار آسانسور مغناطیسی در بالای مسیر قرار داده می شود. در ابتدا ماسک پیشنهاد کرد این کار را با جت های کوچک هوا در پایین غلاف انجام دهند.
در سیستم هایپرلوپ یک موتور الکتریکی استفاده می شود که شامل روتور و استاتور است. استاتور در واقع یک مغناطیس الکتریکی است که با برقراری جریان الکتریسیته باعث ایجاد چرخش در روتور می شود. استاتور نیز به خطی گفته می شود که روتور به کپسول وصل است و آن را به جلو می راند.
کپسول هایپرلوپ با استفاده از نیروی مغناطیسی شناور شده و هدایت می شود. قسمت جلوی کپسول هوای داخل لوله را با کمک پمپ های خلا می مکد و نیروی مقاوم هوا آنقدر کم می شود که با کمترین مقدار الکتریسیته هم امکان رسیدن به سرعت های بسیار بالا امکان پذیر می شود. مزیت این کار مصرف انرژی بسیار پایین و هزینه کم آن در مقایسه با قطارهای سری السیر و هواپیماهاست.
چه چیزی این شیوه حمل و نقل را متفاوت می کند؟
دو تفاوت بزرگ بین هایپرلوپ و ریل های سنتی وجود دارد. در مرحله اول ، کابین های حامل مسافران از طریق لوله ها یا تونل هایی حرکت می کنند که هوا، تقریبا به شکل کامل برای کاهش اصطکاک از آنها خارج شده است. این کار به کابین ها اجازه دهد تا با سرعت 1200 کیلومتر بر ساعت حرکت کنند.
در مرحله بعدی ، این کابین ها به جای استفاده از چرخ هایی مانند قطار یا اتومبیل ، طوری طراحی شده اند که بر روی هوا شناور باشند. این ایده از همان ایده اولیه میز هاکی گرفته شده است ، که با استفاده از قدرت مغناطیسی اصطکاک کاهش پیدا می کند.
هایپرلوپ چه مزایایی دارد؟
طرفداران این فن آوری، اینطور استدلال می کنند که هایپرلوپ می تواند ارزان تر و سریع تر از مسافرت با قطار ، ماشین یا هواپیما بوده و علاوه بر آن تاثیر کمتری بر ایجاد آلودگی هوا دارد. آنها ادعا می کنند که ساخت آن نیز سریع تر و ارزان تر از راه آهن سریع السیر قدیمی است. بنابراین هایپرلوپ روشی برای برداشتن فشار از جاده های پر ترافیک ، سفرهای بین شهری راحت تر بوده و به طور بالقوه مزایای عمده اقتصادی به همراه خواهد داشت.
تاریخچه هایپرلوپ چیست؟
ایده استفاده از لوله های کم فشار یا خلا به عنوان بخشی از سیستم حمل و نقل سابقه ای طولانی دارد. راه آهن پنوماتیک کریستال پالاس از فشار هوا برای هل دادن یک واگن به سمت سربالایی و خلا برای کشیدن آن به سمت پایین در جنوب لندن در دوران ویکتوریا در سال 1864 استفاده می کرد. سیستم های مشابه با استفاده از لوله های پنوماتیک برای ارسال نامه و بسته های بین ساختمان از اواخر قرن نوزدهم مورد استفاده قرار می گرفت، و هنوز هم می توانید در سوپرمارکت ها بزرگ و بانک ها برای جابجایی پول و کالاها آن را ببینید.
یکی از مفاهیم قدیمی هایپرلوپ، قطار در خلا است که رابرت گدار در اوایل قرن بیستم آن را مطرح کرد. از آن زمان ، بسیاری از ایده های مشابه بدون اینکه موفقیت زیادی داشته باشند، ارائه شده است. با این حال ، این الون ماسک بود که با ارائه مقاله “Hyperloop Alpha” خود در آگوست 2013 دوباره این مفهوم را ارائه کرد.
هایپرلوپ آلفا چیست؟
ماسک در مقاله هایپرلوپ آلفا خود ، سرویسی را ارائه کرد که بین لس آنجلس و سانفرانسیسكو اجرا می شود ، این خدمات ارزان تر و سریع تر از یك راه آهن سریع السیر است. او اینطور استدلال کرد که هایپرلوپی که او پیشنهاد می کند، می تواند ایمن تر ، سریعتر ، مقرون به صرفه تر بوده و باعث کاهش آلودگی هوا نسبت به سایر شیوه های حمل و نقل شود. این شیوه از حمل و نقل به خصوص برای افرادی که مجبور هستند مسافت زیادی را بین محل کار تا منزل خود طی کنند، بسیار تاثیرگذار خواهد بود.
به گفته ماسک سرویس هایپرلوپ برای سفر بین شهرهای کمتر از 1500 کیلومتر یا 900 مایل فاصله مناسب است. ماسک در کنار هایپرلوپ به فکر سفر هوایی مافوق صوت کاراتر است. ماسک اعتقاد دارد، تنها گزینه برای سفر بسیار سریع ساخت لوله های حمل در زمین یا زیر زمین است که البته به ایجاد یک محیط خاص نیاز دارد.
لوله هایپرلوپ چطور کار می کند؟
ایده اصلی هایپرلوپ ماسک به این شکل عمل می کند که کابین ها یا کپسول های حمل مسافر از طریق یک لوله ، یا در بالای زمین یا زیر زمین حرکت می کنند. برای کاهش اصطکاک ، بیشتر هوا ، اما نه همه آن از قسمت های مشخص از لوله ها خارج می شود.
غلبه بر مقاومت هوا یکی از بزرگترین موارد استفاده از انرژی در مسافرت های پر سرعت است. این دقیقا همان دلیل یاست که باعث می شود تا هواپیماهای مسافربری برای عبور از هوای کم تراکم به ارتفاعات بالا بروند. برای ایجاد حالتی مشابه در سطح زمین ، در سیستم هایپرلوپ کپسول ها را لوله ای با فشار کم هوا محصور می کند و به قطار اجازه می دهد تا در حالی که هنوز روی زمین هستند با سرعت هواپیما حرکت کنند.
کپسول هایپرلوپ در مدل ماسک در بالای سطح لوله روی مجموعه ای از 28 سطح حامل شناور است ، این کار درست شبیه روشی که در یک بازی هاکی روی میز استفاده می شود. تفاوت اصلی این دو در این است که در بازی غلاف و در فن آوری هایپرلوپ یک مسیر است که بالشتک هوا را تولید می کند تا کابین با کمترین اصطکاک و سریع ترین حالت حرکت کند. نسخه های دیگر هایپرلوپ به بالشتک های هوا از جاذبه مغناطیسی استفاده می کنند تا کابین های حامل مسافر را بالای خطوط نگه دارند.
این شیوه حمل و نقل چه تفاوتی با قطارهای سریع السیر دارد؟
طرفداران این سیستم معتقدند که هایپرلوپ به طور قابل توجهی بهتر از راه آهن سریع السیر است. این فن آوری هزینه کمتری می برد و از نظر مصرف انرژی نیز در مقایسه با سایر وسایل حمل و نقل بسیار پایین تر است. دلیل آن به این موضوع مربوط می شود که در کنار سایر موارد ، مسیر نیازی به تامین برق به طور مداوم ندارد. علاوه بر این دو یا سه برابر از قطارهای سریع السیر و ده برابر سرعت قطارهای معمولی، سریعتر حرکت می کند.
هزینه ساخت هایپرلوپ چقدر است؟
ماسک برای مسیر هایپرلوپ بین سانفرانسیسکو تا لس آنجلس هزینه ای کمتر از 6 میلیارد دلار را پیش بینی کرده است. به عقیده او زمان سفر بین این دو شهر با استفاده از هایپرلوپ به نیم ساعت رسیده و هر کابین 28 مسافر را حمل می کند. با در نظر گرفتن سایر هزینه ها، ماسک قیمت هر بلیط را 20 دلار برای بلیط یک طرفه معقول می داند.
جمع بندی
هایپرلوپ فناوری است که حداقل برای طرفداران آن می تواند تاثیر بسزایی در زندگی داشته باشد. این فن آوری باعث کاهش مسافرت های هوایی بین شهرهای بزرگ شده ، اقتصاد و تجارت را نیز رونق می دهد. علاوه بر این، این امکان را فراهم می کند تا فشار از جاده های پر ترافیک برداشته شود.
با این حال این ادعاها هنوز در عمل ثابت نشده اند. موانع عمده فنی و تجاری مانع از آن شده تا فن آوری هایپرلوپ بتواند مسافران را با خیال راحت از طریق یک لوله پنوماتیک حمل کند، چه رسد به اینکه دنیا را تغییر دهد. مرحله بعدی برای فن آوری هایپرلوپ این است که فراتر از آزمایش های اولیه و مطالعات امکان سنجی ، در عمل مورد آزمایش قرار گیرد، و فراتر از آن این کار را با وجود مسافر در کابین های خود انجام دهد.
چالش بعدی هایپرلوپ، پیدا کردن توجیه اقتصادی آن است. پیدا کردن مسیر مناسب و اجرای چنین فن آوری پیشرفته ای بدون شک چالش بزرگی است. با این حال، پیشرفت تکنولوژی باعث شده که اجرای هایپرلوپ هر روز یک قدم به اجرای واقعی آن نزدیک تر شده و امید به جایگزینی این سیستم حمل و نقل سریع جایگزین سایر سیستم های حمل و نقل شود.
