Vactrain - Vactrain
Vactrain (lub lampową pociąg ) jest proponowana konstrukcja very- kolei dużej prędkości transportu. Jest to linia maglev (lewitacja magnetyczna) wykorzystująca częściowo opróżnione rury lub tunele. Zmniejszony opór powietrza może pozwolić pociągom vactrain na podróżowanie z bardzo dużą ( hipersoniczną ) prędkością przy stosunkowo niewielkiej mocy - do 6400–8 000 km / h (4 000–5 000 mph). To jest 5-6 razy większa niż prędkość dźwięku w atmosferze ziemskiej na poziomie morza.
18 wiek
W 1799 roku George Medhurst z Londynu wymyślił i opatentował kolejkę atmosferyczną, która mogłaby przewozić ludzi lub ładunki rurami ciśnieniowymi lub ewakuowanymi. Wczesne koleje atmosferyczne i systemy transportu pneumatycznego rur (takie jak Kolej Atmosferyczna Dalkey ) opierały się na napędzie parowym.
19 wiek
W 1888 roku Michel Verne , syn Julesa Verne'a , wyobraził sobie podwodny system transportu rur pneumatycznych, który mógłby napędzać kapsułę pasażerską z prędkością do 1800 km / h (1100 mph) pod Oceanem Atlantyckim ( tunel transatlantycki ) w opowiadaniu zatytułowanym „Ekspres przyszłości”.
XX wiek
Właściwy vactrain został wynaleziony przez Roberta H. Goddarda jako student pierwszego roku w Worcester Polytechnic Institute w Stanach Zjednoczonych w 1904 roku. Goddard następnie udoskonalił ten pomysł w krótkim opowiadaniu z 1906 roku zatytułowanym „The High-Speed Bet”, które zostało podsumowane i opublikowane w czasopiśmie naukowym. Amerykański artykuł redakcyjny z 1909 r. Zatytułowany „The Limit of Rapid Transit”. Esther, jego żona, otrzymała amerykański patent na vactrain w 1950 roku, pięć lat po jego śmierci.
W 1909 roku rosyjski profesor Boris Weinberg zbudował na Tomsk Polytechnic University pierwszy na świecie model proponowanej przez siebie wersji vactrain . Później opublikował koncepcję vactrain w 1914 roku w książce Motion without friction (airless electric way) .
W 1955 roku polski pisarz science-fiction Stanisław Lem w powieści Mgławica Magellana pisał o międzykontynentalnym vactrainie zwanym „organowcem”, który poruszał się w przezroczystej rurze z prędkością ponad 1666 km / h (1035 mil / h). Później, w kwietniu 1962, vactrain pojawia się w opowiadaniu „Mercenary” Macka Reynoldsa , gdzie mimochodem wspomina o Vacuum Tube Transport.
W latach 70. czołowy adwokat vactrain, Robert M. Salter z RAND , opublikował serię rozbudowanych artykułów technicznych.
Wywiad z Robertem Salterem ukazał się w Los Angeles Times (11 czerwca 1972). Szczegółowo omówił względną łatwość, z jaką rząd USA mógłby zbudować system wahadłowców rurowych przy użyciu dostępnych wówczas technologii. Maglev był wówczas słabo rozwinięty, zaproponował stalowe koła. Drzwi komory do metra zostaną otwarte i dostanie się z tyłu dość powietrza, aby pociąg wjechał do mety. Grawitacja jeszcze bardziej przyspieszyłaby odjeżdżający pociąg do poziomu przelotowego. Wznosząc się z poziomu rejsowego, nadjeżdżający pociąg zwalniałby, sprężając rozrzedzone powietrze przed nim, które byłoby odpowietrzone. Pompy na stacjach zrekompensowałyby straty spowodowane tarciem lub powietrzem uciekającym wokół krawędzi pociągu, a sam pociąg nie wymaga silnika. To połączenie zmodyfikowanego (płytkiego) pociągu grawitacyjnego i atmosferycznego napędu kolejowego zużywałoby niewiele energii, ale ograniczyłoby system do prędkości poddźwiękowych, stąd zaproponowano początkowe trasy dziesiątek lub setek mil lub kilometrów zamiast odległości międzykontynentalnych.
Pociągi nie wymagały żadnych sprzęgów , każdy wagon był bezpośrednio przyspawany, przykręcony lub w inny sposób trwale połączony z następnym, a trasa wymagała nie większego zginania, niż mogłaby z łatwością wytrzymać elastyczność stali. Na końcu linii pociąg zostałby przesunięty bokiem do komory końcowej rury powrotnej. Kolej miałaby zarówno wewnętrzną ewakuowaną rurę, jak i zewnętrzny tunel. Na głębokości przelotowej w przestrzeni między nimi będzie wystarczająco dużo wody, aby unieść rurę próżniową, zmiękczając jazdę.
Wytyczono trasę przez północno-wschodnie Megalopolis , z dziewięcioma stacjami, po jednej w Waszyngtonie , Maryland , Delaware , Pensylwanii , Nowym Jorku , Rhode Island , Massachusetts i dwiema w Connecticut . Systemy kolei podmiejskich zostały zmapowane dla obszarów San Francisco i Nowego Jorku, przy czym wersja dla podmiejskich ma dłuższe i cięższe pociągi, które mają być napędzane mniej powietrzem, a bardziej grawitacyjnie niż wersja międzymiastowa. System nowojorski miał mieć trzy linie kończące się w Babylon , Paterson , Huntington , Elizabeth , White Plains i St. George .
Salter zwrócił uwagę, że taki system pomógłby zmniejszyć szkody wyrządzane atmosferze przez lotnictwo i transport naziemny. Nazwał podziemny transport bardzo dużych prędkości (wahadłowce rurowe) „logicznym następnym krokiem” swojego kraju. Plany nigdy nie zostały przeniesione do następnego etapu.
W czasie, gdy te raporty były publikowane, prestiż narodowy był problemem, ponieważ Japonia prowadziła swój pokazowy shinkansen od kilku lat, a badania nad pociągami maglev były gorącą technologią. American Planetran utworzy transkontynentalne metro w Stanach Zjednoczonych i zapewni dojazd z Los Angeles do Nowego Jorku w godzinę. Tunel zostałby zakopany na głębokości kilkuset stóp w litych formacjach skalnych. Konstrukcja wykorzystywałaby lasery w celu zapewnienia wyrównania i wykorzystywałaby sondy wolframowe do topienia się w magmowych formacjach skalnych. Tunel utrzymywałby częściową próżnię, aby zminimalizować opór . Podróż wymagałaby średnio 4800 km / h (3000 mil / h) i narażała pasażerów na przyspieszenie do 1,4 razy większe niż grawitacja, co wymagałoby użycia przedziałów z zawieszeniem kardanowym . Ogromne koszty budowy (szacowane na 1 bilion USD) były głównym powodem, dla którego propozycja Saltera nigdy nie została zbudowana.
Począwszy od późnych lat siedemdziesiątych i wczesnych osiemdziesiątych, Swissmetro zaproponowano, aby wykorzystać wynalazek eksperymentalnego niemieckiego pociągu Transrapid maglev i operować w dużych tunelach obniżonych do wysokości ciśnieniowej 21000 m (68000 stóp), na której Concorde SST uzyskał certyfikat. latać.
W latach 80. Frank P. Davidson , założyciel i przewodniczący projektu Channel Tunnel , oraz japoński inżynier Yoshihiro Kyotani zajęli się problemami transoceanicznymi, proponując unoszenie rury nad dnem oceanu, zakotwiczonej za pomocą kabli ( zanurzonego pływającego tunel ). Rura tranzytowa pozostanie co najmniej 300 m (1000 stóp) pod powierzchnią oceanu, aby uniknąć turbulencji wodnych.
18 listopada 1991 Gerard K. O'Neill złożył wniosek patentowy na system vactrain. Zadzwonił do firmy, którą chciał założyć VSE International , ze względu na szybkość, ciszę i wydajność. Jednak samą koncepcję nazwał lotem magnetycznym . Pojazdy, zamiast jechać po parze torów, byłyby unoszone za pomocą siły elektromagnetycznej przez pojedynczy tor w rurze (magnesy trwałe na torze, ze zmiennymi magnesami na pojeździe) i napędzane siłami elektromagnetycznymi przez tunele. Ocenił, że pociągi mogą osiągać prędkość do 4000 km / h (2500 mil / h) - około pięć razy szybciej niż odrzutowiec - jeśli powietrze zostanie ewakuowane z tuneli. Aby uzyskać takie prędkości, pojazd przyspieszałby przez pierwszą połowę podróży, a następnie hamował przez drugą połowę. Planowano, że przyspieszenie będzie maksymalnie równe około połowie siły grawitacji. O'Neill planował zbudować sieć stacji połączonych tymi tunelami, ale zmarł dwa lata przed przyznaniem mu pierwszego patentu.
21. Wiek
James R. Powell , współtwórca nadprzewodzącego magleva w latach sześćdziesiątych XX wieku, od 2001 roku prowadził badania nad koncepcją wykorzystania vactrain maglev do wystrzelenia w kosmos (teoretycznie o dwa rzędy wielkości mniejszy koszt krańcowy niż obecne rakiety), gdzie propozycja StarTram mieć pojazdy osiągające prędkość od 14,300 do 31,500 km / h (od 8900 do 19,600 mil / h) w tunelu przyspieszenia (długi, aby ograniczyć siły przeciążenia ), biorąc pod uwagę drążenie pokrywy lodowej na Antarktydzie przy niższych przewidywanych kosztach niż w skale.
ET3 twierdzą, że wykonali pewne prace, które zaowocowały patentem na „technologię transportu próżniowego rur”, który został przyznany w 2009 roku. Przedstawili swój pomysł 2013 na publicznej scenie.
W sierpniu 2013 roku Elon Musk , dyrektor generalny Tesli i SpaceX, opublikował artykuł Hyperloop Alpha, proponując i badając trasę biegnącą z regionu Los Angeles do San Francisco Bay Area , mniej więcej wzdłuż korytarza Interstate 5 . Koncepcja Hyperloop została wyraźnie stworzona przez Musk i SpaceX, a inni zostali zachęceni do przyjęcia pomysłów i dalszego ich rozwijania.
W tym celu utworzono kilka firm, a kilka interdyscyplinarnych zespołów kierowanych przez studentów pracuje nad rozwojem technologii. SpaceX zbudował podskalę o długości około 1 mili (1,6 km) na potrzeby konkursu na projekt kapsuły w swojej siedzibie w Hawthorne w Kalifornii .