فناوری هایپرلوپ چیست و چه کارایی خواهد داشت؟

فناوری هایپرلوپ چیست و چه کارایی خواهد داشت؟

در چندین سال پیش بشر برای رفت و امدهای خود از چهارپایان استفاده می کرده است و بعدها ماشین اختراع شده است . بعد از ان قطار و هواپیما اختراع شده اند که سرعت ان ها بیش تر شده است .امروزه سرعت ها بیش تر شده است و وسیله ای به نام هایپرلوپ ساخته شده است که از ان به عنوان سریع ترین وسیله برای حمل و نقل یاد شده است .

هایپرلوپ تکنولوژی است که ایلان ماسک برای اولین بار ان را بیان کرده است و از جمله سریع ترین سیستم های حمل و نقل زمینی است. هایپرلوپ از جمله سریع ترین سیستم ها برای حمل و نقل در کل جهان است. این سیستم قادر است که مردم را با سرعت 700 مایل در ساعت جا به جا کند.

با سرعتی که این وسیله دارد می توان تنها در چهل و چهار دقیقه از تهران به مشهد رفت . سیستم حرکتی هایپر لوپ نیز به گونه ای است که با استفاده از فشار هوا وارد شده از عقب خودرو و بیرون رانده شدن از  خروجی های ان در پایین دستگاه به حرکت در می اید. با چنین سرعتی قادر هستید در مدت تنها ۳۵ دقیقه از لس انجلس به سان فرانسیسکو بروید.

در فناوری جدید هایپرلوپ از کپسول هایی برای نشستن مسافران استفاده می شود . این کپسول ها در لوله هایی که می توان گفت تقریبا در ان شرایط خلا است به حرکت در می ایند. علت وجود لوله ها خلا کاهش اصطحکاک است و  با این لوله های خلا  می توان سرعت رابه بالای 1000 کیلومتر رساند.

طرح اولیه که برای هایپرولپ به دست ایلان ماسک داده شد برداشت شده از وکترین vactrain بود که به وسیله رابرت گدارد (Robert Goddard) برای اولین بار مطرح شد. طرح ایلان ماسک از نسخه مفهومی وکترین گدارد، در سال ۲۰۱۳ به عموما رونمایی شد.

در طرح اولیه هایپرلوپ که توسط ایلان ماسک ارائه شد از تیوپ هایی با فشار بسیار پایین استفاده شده است و  این لوله ها کپسول هایی که تحت فشار زیاد قرار گرفته اند و روی یاتاقان های آیرودینامیکی که دارای موتورهای القایی خطی و کمپرسورهای محوری به حرکت در می ایند.

ساخت و ایده هایپرلوپ هدف خاصی را دنبال می کند و انی هدف همان کاهش زمان برای سفر بین شهرهاست. استفاده از این سیستم جدید نسبت به بقیه سیتم های حمل و نقل مقرون به صرفه تر است . هم چنین استفاده از سایر وسایل ارتباطی ممکن است یاعث ایجاد مشکلاتی شود اما این سیستم جدید دیگر این مشکلات را ندارد. از جمله این مشکلات می توان به ثاتیرات سو باد روی سرعت قطارها اشاره کرد . ایلان ماسک درست است که این طرح را مطرح کرده است اما به دنبال ان نرفته است و کارافارینان دیگری مانند Ahlborn  این طرح را گسترده اند تا در اینده نزدیک بتوان از ان در زمینه تجارت استفاده های زیادی کرد.

تفاوت سایر وسایل نقلیه با هایپرلوپ

شاید اگر در نگاه اول به طرح اولیه هاپیرلوپ نگاه کنید فکر کنید یک وسیله ارتباطی مانند قطار است با این تفاوت که د رخلا حرکت می کند .اما در پاسخ به این چالش باید گفت که تفورت های زیاد و بنیانی با قطارهای ریلی دارد .

مکان های در این وسیله که برای حمل و نقل مسافران در نظرگرفته شده با حداکثر هوا خالی شده است تا اصطحکاک به کم ترین مقدار خود برسد. و همین گزینه هم باعث شده است تا سرعت هایپرلوپ به 1200 کیلومتر برسد. از جمله تفاوت های هایپرلوپ با قطار در این است که قطار ها و سایر وسایل حمل و نقل چرخ دارند اما طراحی هایپرلوپ به صورتی تاست که می تواند روی هوا سر بخورد . این ایده جدید را می توان تقریبا مانند میزهای بازی ایرهاکی دانست.به خاطر کم شدن اصطحکاک هایپرلوپ روی هوا و از راه شناروهای مغناطیسی حرکت می کند. بسیاری از شرکت های تجاری به دنبال این هستند تا این اییده را عملی کرده و از ان به عنوان یک ایده تجاری استفاده کنند.

طرز کار هایپرلوپ چگونه است؟

در نگاه اول هایپرلوپ ها ان قدرها هم سیستم های پیچیده ای نسیتند .به صورت کلی هایپرلوپ از دو قسمت اصلی یکی تونل خلا و دیگری مکانی برای جابه جایی مسافران تشکیل شده است. در ایده اولیه داده شده کپسول ها باید با استفاده از یک اهنربای قوی در قسمت خلا به حرکت دراید . ایلان ماسک برای حرکت کپسول ها استفاده از موتورهای القایی را درنظر گرفته است .موتورهای القایی خطی با استفاده از کارکردی مانند موتورهای الکتریکی می تواند یک حرکت خطی را ایجاد کند.

گروه ریچارد برانسون  بابهره گیری از ابررساناها ا تعلیق مغناطیسی استفاده می کند. درصورتی می توان برای کپسول های هایپرلوپ از چرخ استفاده کرد که سرعت ان بسیار کم تر در حد 160 کلیلومتر بر ساعت باشد.

از سخت ترین قسمت های فنی این خودرو می توان به تونل خلا اشاره کرد. موتورهای در ان وسیله وجود دارند به مکش هوا کمک می کند و این باعث ایجاد خلا در این وسیله می شود. با استفاده از شرایط خلا می توان سرعت این وسیله را به 1220 کیولمتر بر ساعت نیز رساند. البته باید بدانید در راه ساخت هایپرلوپ مشکلات زیادی نیز وجود دارد که اولین مشکل ان ها ساخت تونل های طویل برای این وسیله است که هم هزینه های زیادی را در بر دارد وهم می تواند بسیار وقت گیر باشد.

البته باید بدانید اگر مشکل ساخت تونل ها تا حد زیادی حل شد مشکل تازه ای شروع می شود. برای حل این مشکل تازه باید سیستم پیشرفته ای را برای سیستم هایی با پمپ های مکنده طراحی شود .این سیستم باید این قابلیت را داشته باشد تا بتواند در تمامی تونل ها خلا را ایجاد کند.خود ایلان ماسک نیز در این باره معتقد است که ایجاد کردن محدوده ای با خلا بسیار بالا خیلی سخت است و برای حل ان مشکل بهتر است از تونل هایی با فشار پایین استفاده شود. مشکلی که درگازها وجود دارد که از ان به نام محدودیت کانترویتز یاد می شود.با استفاده از این قانون زمانی که جریان سیالی تا اندازه معینی متراکم شد سرعت جریان دوباره زیاد می شود. به صورت کلی برای زیاد شدن اندازه جریان عبوری از هر کانال محدودیت هایی وجود دارد.

برای حل این مشکل و این محدودیت ها دو راه وجود دارد: راه حل اول این است که کانالی که می خواهد ساخته شود بزرگتر باشد البته این خود هزینه های زیاد و وقت زیادی را می طلبد. راه حل دوم این است که سرعت کپسول ها کاهش یابد و این مسلما راه حل خوبی نخواهد بود زیرا هدف اصلی این بحث بالا رفتن سرعت بوده است و با کم کردن این سرعت هدف اصلی پروژه مختل خواهد شد. راه حلی سومی هم وجود دارد و ان این است که در دماغه کپسول ها یک کمپرسور قرار گیرد که می تواند در هر ثانیه هوا را با فشار زیاد از قسمت جلویی کپسول به اخر ان منتقل کند.

اینده هایپرلوپ

اگر هایپرلوپ تا به حال ساخته نشده است تنها به خاطر هزینه های زیاد ان بوده است بهتر است بدانید هزینه هر کپسول برای ساخت تقریبا برابر 1.35 میلیون دلار است.اگر بخواهیم این سیستم را کامل کرده و ان را برای جابه جایی مسافران اماده کرد هزینه ای برابر 6 میلیون دلار خواهد شد.برای ساختن کپسول هایی که بار را جابه جا می کنند این هزینه به 7.5 دلار خواهد رسید. اگر به این هزینه ها هزینه های حفاری و ساختن کانال ها نیز افزوده شود با یک رقم بالا روبه رو خواهیم شد.

تا اجراشدن و استفاده از این دستگاه زمان زیادی مانده است زیرا هزینه های مربوط به بهره برداری و استفاده از ان بسیار زیاد است.علاوه بر هزینه ها مانع هایی نیز مربوط به محیط زیست در ان وجود دارد. از جمله مشکلاتی که در این زمینه وجود دارد می توان به الودگی صوتی اشاره کرد که باعث شده است نتوان ان را در محلی نزدیک به منطقه های مسکونی ساخت.

اولین راه ازمایشی برای استفاده از این وسیله تا اخر سال 2015 با طولی برابر هشت متر ساخته شده است. ساختن همین مسیر به صورت ازمایشی زمانی برابر دو سال را نیاز خواهد داشت.