2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23
Wissenschaftler sind seit langem zu dem Schluss gekommen, dass es zur Erhöhung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs notwendig ist, die Reibungskraft so weit wie möglich zu unterdrücken. Nach diesem Prinzip fliegen Raumschiffe, die ohne Umweltwiderstand sehr lange im All reisen können. Dieses Merkmal liegt dem Projekt zugrunde, das als „Vakuumzug der Zukunft“bekannt ist.
Die schnellsten Züge
Die höchste Errungenschaft von Wissenschaftlern auf dem Gebiet der Hochgeschwindigkeitsbodenbewegung gilt heute als Magnetschwebebahn. Bereits in den 1970er Jahren wurden Magnetschwebebahnen in Japan, England und Deutschland getestet. Derzeit wird diese Art des Transports in vielen Staaten erfolgreich betrieben. In diesem Fall werden durch Minimierung der Reibung Geschwindigkeiten innerhalb von 500 km/h bereitgestellt. Darüber hinaus zeichnen sich solche Fahrzeuge durch hohe Effizienz, Umweltfreundlichkeit und geringen Geräuschpegel aus. Gleichzeitig ist zu beachten, dass eine Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit eine Erhöhung der Bewegungsgeschwindigkeit mit sich bringtAerodynamischer Widerstand. Wissenschaftler schlagen vor, einen Vakuumzug mit einem ähnlichen Ansatz zu schaffen. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass die Bahn mit herausgepumpter Luft durch das Rohr geführt werden muss, sodass alle Widerstandskräfte ausgeschlossen sind.
Die Entstehung der Idee des Vakuumtransports
Das Konzept, eine transatlantische Frachtpipeline zu bauen, um Waren von Europa nach Amerika und umgekehrt zu liefern, tauchte erstmals in den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts in den USA auf. Wie geplant war geplant, in einem halben Kilometer Tiefe eine Röhre im Ozean zu bauen, deren Transport von Zügen durchgeführt wird, die sich auf einem Magnetkissen bewegen. Erst 1999 gelang es dem amerikanischen Ingenieur Dariel Oster, ein Patent für Vakuum-Pipeline-Transporttechnologien zu erh alten, was ihrer Entwicklung einen neuen Schub gab.
Projekt Oster
Die Bahn soll nach Osters Idee aus zwei Hochrohren (für Bewegung in verschiedene Richtungen) mit je 150 cm Durchmesser bestehen, in denen Transportkapseln an einer magnetischen Aufhängung gleiten sollen. Ihr Durchmesser beträgt 130 cm und die Länge 490 cm, sechs Passagiere mit einem Gesamtgewicht von bis zu 370 kg können sich gleichzeitig im Anhänger bewegen.
Der Motor für Osters Vakuumzug wird aus einem primären (ein gewundenes Gleisrohr) und einem sekundären (der Körper der Kapsel aus ferromagnetischer Legierung selbst) bestehen. Der minimale Abstand zwischen ihnen ermöglicht die Verwendung eines asynchronen Linearmotors. Im Anhänger selbst benötigen SieInstallieren Sie nur eine elektrodynamische Aufhängung, um Magnetschwebebahn, ein Luftregenerationssystem, Sitze und Miniaturbatterien für virtuelle Fenster und Fernseher bereitzustellen. Da die Bewegung der Kapsel praktisch ohne Widerstand erfolgt, kann ein erheblicher Teil der für die Beschleunigung aufgewendeten Energie beim Abbremsen zurückgegeben werden. Der größte Haken bei der Umsetzung dieses Projekts ist, dass sich der Zug in der Vakuumröhre auf einer absolut geraden Strecke bewegen muss. Andernfalls müssen die Elektromagnete bei Kurvenfahrt die Fliehkraft kompensieren.
Schweizer Projekt
Schweizer Ingenieure begannen bereits 1974, etwas Ähnliches zu entwickeln. Ihr Projekt ging unter dem Namen Swissmetro in die Geschichte ein. Die Magnetkissenkapseln sollten wie geplant mit einer Geschwindigkeit von bis zu 500 km/h laufen. Der Schweizer Vakuumzug der Zukunft sollte die wichtigsten Städte des Landes (Bern, Zürich, Genf, Lausanne und Basel) verbinden. In diesem Fall war geplant, Rohre mit einem Durchmesser von 180 cm und ein achtsitziges Auto für den Personentransport zu verwenden. Bis heute ist es schwierig, andere Merkmale zu beurteilen, da das Projekt nicht zu Ende ausgearbeitet wurde. 2009 verwarf die Regierung des Landes diese Idee.
Englischer Zug der Zukunft
Britische Ingenieure kehrten 2002 zu dem Projekt zurück, einen Vakuumzug zu bauen. Ihre Pläne sind einfach grandios, denn die Erfinder wollen ein Netz schaffen, das Schiene und Straße ersetzen sollTransport. Dazu ist es notwendig, im ganzen Land ein ganzes Rohrnetz zu bauen. In diesem Fall werden die Kapseln für maximal zwei Passagiere in Bauchlage ausgelegt. Anders als bei früheren Projekten muss sich das Rollmaterial hier mit bis zu 420 km/h über die Schienen bewegen. Die auf den Wagen befindlichen Elektromotoren werden über eine Stromschiene versorgt. Der Hauptnachteil, den der englische Vakuumzug hat, sind laut den Entwicklern die im Vergleich zu früheren Projekten hohen Energiekosten für die Beförderung eines Passagiers. Andererseits liegt sein Hauptvorteil in den relativ geringen Kosten für den Aufbau eines Verkehrsnetzes.
Hyperloop-Projekt
Am vielversprechendsten ist das Projekt des Zuges der Zukunft, das sich Hyperloop nennt. Die Idee seiner Gründung im Jahr 2012 wurde vom amerikanischen Milliardär Elon Musk vorgeschlagen. Anfangs war das Projekt als fünfter Verkehrsträger im Gespräch, kam aber nicht über Diskussionen im Fernsehen hinaus. Nachdem die Pläne der Regierung bekannt wurden, eine Hochgeschwindigkeitsstrecke zwischen Los Angeles und San Francisco zu bauen, nahm der Geschäftsmann die Umsetzung seines Konzepts auf. Das Hyperloop-Projekt ist eine Überlandpipeline, in der ein Vakuumzug mit Geschwindigkeiten von 400 bis 1220 km/h fahren kann. Im August 2013 wurde die Idee in einer 58-seitigen Präsentation offiziell der breiten Öffentlichkeit vorgestellt.
Funktionsprinzip
Die Hauptidee des Hyperloop-Projekts ist die maximale Kostengünstigkeit beim Aufbau eines TransportnetzwerksRohre und weitere Bedienung. In dieser Hinsicht basierte es auf einem solchen Modell wie einem Vakuumzug. In den USA ist es laut dem Erfinder notwendig, ein Netz geschlossener paralleler Gleise zu bauen, die an den Endpunkten der Strecken verbunden werden. Um in ihnen ein Vakuum zu erzeugen und aufrechtzuerh alten, reichen Stahlrohre mit einer Dicke von 25 mm und Pumpen mit geringer Leistung aus. In ihnen schlägt Elon Musk vor, bis zu 30 Meter lange Kapseln zu starten. Der erste Geschäftsmann will San Francisco und Los Angeles verbinden.
Laut Entwickler wird es nicht funktionieren, ein absolutes Vakuum in den Rohren zu erzeugen. Dabei werden Luftmassen durch spezielle Düsen im Bug unter den Wagenboden geleitet. Dies schafft ein Luftpolster und spart erhebliche Mittel, die für die Implementierung des Elektromagneten benötigt werden. Um den Motor aufzuladen, wodurch die Kapsel in Bewegung gesetzt wird, wird alle 110 km eine 15 Meter lange Aluminiumschiene auf dem Boden der Röhre installiert.
Optionen für die Funktionsweise des Systems
Die Präsentation betrachtet die Passagier- und Passagierfrachtversion des Systems. Im ersten Fall wird vorgeschlagen, ein Rohr mit einem Durchmesser von 2,23 m zu bauen, der darin fahrende Vakuumzug kann bis zu 28 Passagiere in einer Fahrt befördern. Die zweite Option beinh altet die Verwendung einer Pipeline mit einem Durchmesser von 3,3 m. In diesem Fall können in jeder Kapsel drei zusätzliche Autos transportiert werden. Es sei darauf hingewiesen, dass gemäß dem Elon Musk-Projekt Züge abfahren werdenjede halbe Minute.
Kosteneffizienz und Prüfung
Das Hyperloop-Projekt kann als sehr effektiv bezeichnet werden. Den Bedarf wollen die Entwickler vollständig durch Solar- und Windenergie decken. Sie planen, ihren gesamten Überschuss zu verkaufen und damit jährlich etwa 25 Millionen Dollar zu verdienen. Laut Elon Musk müsste ein One-Way-Tarif etwa 20 US-Dollar kosten. In diesem Fall rechnet sich das Projekt in zwanzig Jahren.
Die ersten Tests des Vakuumzuges fanden im Mai 2016 statt. Dazu wurde in der Wüste bei Las Vegas ein spezielles Testgelände errichtet. Der Wagen beschleunigte mithilfe von Elektromagneten zunächst auf eine Marke von 180 km / h und stoppte dann allmählich.
Sicherheit
Die Entwickler haben besonders auf die Sicherheit geachtet. Die Bewegung der Kapsel beeinträchtigt den Komfort der Passagiere in keiner Weise. Es fühlt sich an, als würde sich seine Beschleunigung nicht von der Bewegung des Flugzeugs vor dem Start unterscheiden, und dann - ein ruhiges Gleiten und keine Turbulenzen. Elon Musk behauptet, dass ein Vakuumzug nicht entgleisen oder aus der Höhe fallen kann, daher sollte er als eines der sichersten Transportmittel angesehen werden. Im Falle eines Stromausfalls ist die Kapsel mit Batterien ausgestattet, deren Energie ausreicht, um die Passagiere 45 Minuten lang, also für die gesamte Strecke, zu versorgen. Schließlich fühlen sich die meisten Menschen mit Flugzeugreisen sehr wohl, obwohl die Fluchtwege im Falle vonKatastrophen in ihnen sind höchst zweifelhaft.
Fertigstellung
Die Schaffung eines Vakuumzuges erfordert zweifellos enorme finanzielle Kosten. Darüber hinaus müssen vor der Umsetzung des Projekts viele weitere technische Probleme gelöst werden. In unserer Zeit, angesichts der ständigen technologischen Entwicklung, sieht die Möglichkeit zur Umsetzung dieses Vorhabens jedoch nicht mehr so vage aus wie vor einigen Jahrzehnten. Insofern darf man sich nicht wundern, wenn bald Züge, die schneller sind als moderne Überschallflugzeuge, für den Personen- und Gütertransport eingesetzt werden.
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