2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30
A tudósok már régóta arra a következtetésre jutottak, hogy bármely jármű sebességének növeléséhez a súrlódási erőt a lehető legnagyobb mértékben el kell nyomni. Ezen elv szerint repülnek az űrhajók, amelyek környezeti ellenállás nélkül nagyon sokáig tudnak utazni az űrben. Ez a funkció az alapja a projektnek, amelyet „a jövő vákuumvonataként” ismernek.
A leggyorsabb vonatok
A tudósok legnagyobb teljesítménye a nagysebességű földi mozgás területén a mai napig a mágneses levitáció. A mágneses levitációs vonatokat Japánban, Angliában és Németországban tesztelték még az 1970-es években. Jelenleg sok államban sikeresen működik ez a fajta szállítás. Ebben az esetben a súrlódás minimalizálásával 500 km/h-n belüli sebesség érhető el. Ezenkívül az ilyen gördülőállományt nagy hatékonyság, környezetbarát és alacsony zajszint jellemzi. Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy a mozgási sebesség növekedése a mozgási sebesség növekedésével járaerodinamikai légellenállás. A tudósok egy vákuumvonat létrehozását javasolják hasonló megközelítéssel. Működésének elve az, hogy a vágánynak a kiszivattyúzott levegővel a cső belsejében kell haladnia, így minden ellenállási erő kizárva.
A vákuumszállítás ötletének megjelenése
Az Európából Amerikába és fordítva árukat szállító transzatlanti rakományvezeték építésének koncepciója először az Egyesült Államokban jelent meg a múlt század hatvanas éveiben. A tervek szerint az óceánban fél kilométeres mélységben egy csövet terveztek építeni, amelyen belül a szállítást mágneses párnán mozgó vonatok végeznék. Csak 1999-ben sikerült Dariel Oster amerikai mérnöknek szabadalmat szereznie a vákuumcsővezetékes szállítási technológiákra, ami új lendületet adott a fejlesztésüknek.
Oster projekt
Oster elképzelése szerint a pálya két megemelt csőből álljon (különböző irányú mozgáshoz), amelyek mindegyike 150 cm átmérőjű. Feltételezhető, hogy a mágneses felfüggesztésű szállítókapszulák becsúsznak. Átmérőjük 130 cm, hosszúságuk 490 cm. A pótkocsiban egyszerre hat utas, összesen 370 kg össztömegű lesz.
Az Oster-féle vákuumlánc motorja egy elsődleges (tekercselő síncső) és egy másodlagos (maga a ferromágneses ötvözet kapszula teste) elemből fog állni. A köztük lévő minimális rés lehetővé teszi egy aszinkron lineáris motor használatát. Magában a trailerben lesz szükségecsak elektrodinamikus felfüggesztést szereljen fel a mágneses lebegés biztosítására, légregeneráló rendszert, üléseket és miniatűr akkumulátorokat, amelyeket virtuális ablakokhoz és TV-khez terveztek. Mivel a kapszula mozgása gyakorlatilag ellenállás nélkül megy végbe, a gyorsításra fordított energia jelentős része lassításkor visszanyerhető. A projekt megvalósításának fő bökkenője az, hogy a vákuumcsőben lévő vonatnak tökéletesen egyenes pályán kell haladnia. Ellenkező esetben az elektromágneseknek kompenzálniuk kell a centrifugális erőt kanyarodáskor.
Svájci projekt
A svájci mérnökök valami hasonlót kezdtek fejleszteni még 1974-ben. Projektjük Swissmetro néven vonult be a történelembe. A tervek szerint a mágneses párnakapszuláknak akár 500 km/h-s sebességgel kellett volna futniuk. A jövő svájci vákuumvonatát az állam főbb városainak (Bern, Zürich, Genf, Lausanne és Bázel) összekötésére tervezték. Ebben az esetben 180 cm átmérőjű csöveket és egy nyolcüléses autót terveztek az utasok szállítására. A mai napig nehéz megítélni más jellemzőket, mivel a projektet nem dolgozták ki a végéig. 2009-ben az ország kormánya elvetette ezt az elképzelést.
A jövő angol vonata
A brit mérnökök 2002-ben visszatértek egy vákuumvonat létrehozásának projektjéhez. Terveik egyszerűen grandiózusak, mert a feltalálók olyan hálózatot szándékoznak létrehozni, amely a vasút és az út helyébe lép.szállítás. Ehhez egy egész csőhálót kell kiépíteni az egész országban. Ebben az esetben a kapszulákat legfeljebb két hason fekvő utas számára tervezték. A korábbi projektektől eltérően itt a gördülőállománynak legfeljebb 420 km/h sebességgel kell haladnia a sínek mentén. A kocsikon elhelyezett villanymotorokat érintkezősín hajtja majd. A fejlesztők szerint az angol vákuumvonat fő hátránya az egy utas szállításának magas energiaköltsége a korábbi projektekhez képest. Másrészt fő előnye a közlekedési hálózat kiépítésének viszonylag alacsony költsége.
Hyperloop Project
A legígéretesebb a jövő vonatának, a Hyperloopnak nevezett projektje. 2012-es létrehozásának ötletét Elon Musk amerikai milliárdos javasolta. Kezdetben a projektről úgy beszéltek, mint az ötödik közlekedési módról, de nem lépte túl a televíziós megbeszéléseket. Miután ismertté vált a kormány Los Angeles és San Francisco közötti nagysebességű vasútvonal megépítésének terve, az üzletember hozzálátott koncepciója megvalósításához. A Hyperloop projekt egy szárazföldi csővezeték, amelyben egy vákuumvonat 400 és 1220 km/h közötti sebességgel haladhat. 2013 augusztusában az ötletet hivatalosan is bemutatták a nagyközönségnek egy 58 oldalas prezentáció keretében.
Működési elv
A Hyperloop projekt fő gondolata a közlekedési hálózat létrehozásának maximális olcsóságacsövek és további üzemeltetés. Ebben a tekintetben egy olyan modellen alapult, mint egy vákuumvonat. Az USA-ban a feltaláló szerint olyan zárt párhuzamos vágányhálózatot kell kiépíteni, amely az útvonalak végpontjain csatlakozik majd. A vákuum létrehozásához és fenntartásához elegendő a 25 mm vastag acélcsövek és a kis teljesítményű szivattyúk. Belülük Elon Musk legfeljebb 30 méter hosszú kapszulákat javasol. Az első üzletember összekötni akarja San Franciscót és Los Angelest.
A fejlesztő szerint nem fog abszolút vákuumot létrehozni a csövekben. Ebben a tekintetben a légtömegeket a gördülőállomány alja alá irányítják az orrában lévő speciális fúvókákon keresztül. Ez légpárnát hoz létre, és jelentős pénzt takarít meg az elektromágnes megvalósításához. A motor feltöltéséhez, aminek köszönhetően a kapszula mozgásba lendül, 110 km-enként egy 15 méter hosszú alumíniumsínt szerelnek fel a cső aljára.
A rendszer működésének lehetőségei
Az előadás a rendszer utas és utasszállító változatát veszi figyelembe. Az első esetben egy 2,23 m átmérőjű cső kiépítését javasolják, a benne közlekedő vákuumvonat egy út során akár 28 utas szállítására is alkalmas lesz. A második lehetőség egy 3,3 m átmérőjű csővezeték használatát jelenti, ebben az esetben minden kapszulában további három autót lehet szállítani. Meg kell jegyezni, hogy az Elon Musk projekt szerint a vonatok indulnakfél percenként.
Költséghatékonyság és tesztelés
A Hyperloop projekt nagyon hatékonynak nevezhető. Igényeit a fejlesztők teljes mértékben nap- és szélenergiával kívánják kielégíteni. Terveik szerint a teljes felesleget eladják, és ezzel évente körülbelül 25 millió dollárt keresnek. Elon Musk szerint az egyirányú viteldíjnak körülbelül 20 dollárnak kell lennie. Ebben az esetben a projekt húsz éven belül megtérül.
A vákuumvonat első tesztelésére 2016 májusában került sor. Ennek érdekében a Las Vegas melletti sivatagban egy speciális teszttelepet építettek. A kocsi elektromágnesekkel először 180 km/h sebességre gyorsult, majd fokozatosan leállt.
Biztonság
A fejlesztők különösen ügyeltek a biztonságra. A kapszula mozgása semmilyen módon nem befolyásolja az utasok kényelmét. Úgy tűnik, a gyorsulása nem különbözik a gép felszállás előtti kocogásától, majd csendes siklás és turbulencia nélkül. Elon Musk azt állítja, hogy a vákuumvonat nem tud kisiklani vagy leesni a magasból, ezért az egyik legbiztonságosabb közlekedési módnak kell tekinteni. Áramszünet esetén a kapszulát akkumulátorokkal látják el, amelyek ereje 45 percig, vagyis a teljes útvonalon elegendő az utasok fenntartásához. Végtére is, a legtöbb ember nagyon kényelmes a repülőgépes utazás, annak ellenére, hogy a menekülési lehetőség eseténa bennük lévő katasztrófák erősen kétségesek.
Befejezés
A vákuumvonat létrehozása kétségtelenül hatalmas pénzügyi költségeket igényel. Emellett a projekt megvalósítása előtt még számos technikai probléma megoldása szükséges. Korunkban azonban, a technológia folyamatos fejlődése miatt, ennek a vállalkozásnak a megvalósításának lehetősége nem tűnik olyan homályosnak, mint néhány évtizeddel ezelőtt. E tekintetben nem kell csodálkozni azon, hogy a modern szuperszonikus repülőgépeknél gyorsabb vonatokat hamarosan utas- és áruszállításra használják majd.
Ajánlott:
Elektromos mozdony 2ES6: létrehozás története, leírás fotóval, főbb jellemzők, működési elv, működési és javítási jellemzők
Ma a különböző városok közötti kommunikáció, személyszállítás, áruszállítás sokféleképpen zajlik. Az egyik ilyen út a vasút volt. A 2ES6 elektromos mozdony a jelenleg aktívan használt közlekedési módok egyike
Gyémánt fúrógép: típusok, készülék, működési elv és működési feltételek
A bonyolult forgácsolási irány-konfiguráció és a szilárdtest-megmunkáló berendezések kombinációja lehetővé teszi a gyémántfúró berendezések számára, hogy rendkívül kényes és kritikus fémmegmunkálási műveleteket hajtsanak végre. Az ilyen egységekre bízzák a formázott felületek kialakítását, a furatkorrekciót, a végek kidolgozását stb. A gyémánt fúrógép ugyanakkor univerzális az alkalmazási lehetőségeket tekintve különböző területeken. Nemcsak speciális iparágakban használják, hanem magánműhelyekben is
Vákuumos emelő: jellemzők és működési elv
A vákuumkezelő rendszereket széles körben használják a különböző iparágakban és az építőiparban. Az ilyen eszközök segítségével a logisztikai és gyártási folyamatok keretében a különféle anyagokkal végzett tipikus manipulációk megbízhatóan és biztonságosan történnek. A gyors és gyakori nagy magasságban történő mozgáshoz vákuum emelőt használnak, amely különféle teljesítményjellemzőkkel és kialakítással rendelkezhet
A maglev vonatok a jövő közlekedési eszközei? Hogyan működik a maglev vonat?
Már több mint kétszáz év telt el azóta, hogy az emberiség feltalálta az első gőzmozdonyokat. Mostanáig azonban nagyon elterjedt a vasúti földi szállítás, amely utasokat és nehéz terheket szállított villamos energia és gázolaj segítségével
Vákuumos formázógép: márkák, gyártó, műszaki adatok, működési elv és alkalmazás
Ma az emberek aktívan használnak műanyag edényeket. Az ilyen nagyon eltérő és összetett formájú termékek gyártásához vákuumformázó gépet használnak. Az ilyen gépeken készült árukat nemcsak a mindennapi életben, hanem az élelmiszeriparban, a könnyűiparban és az autóiparban is aktívan használják
