Hyperloop технология. Что такое Hyperloop? Как работает гиперпетля Маска

Hyperloop – это концептуальный проект, который был описан в 2013 году главой Тесла Моторс и SpaceX, Илоном Маском. Проект, который как-будто сошел со страницы научно-фантастического романа и стремится сделать его реальностью.

Hyperloop планируется как транспорт для большого количества пассажиров, капсулы которого будут перемещаться со скоростью звука, средняя скорость будет составлять около 1000 км/ч. Сама система не будет требовать внешних источников энергии - будут использованы солнечные панели и технология рекуперации.

Первое упоминание об идеи создания Hyperloop Маск высказал еще в июле 2012 года, в ответ на затянувшуюся реализацию проекта California High-Speed Rail - скоростной железной дороги, стоимость которой выросла до 60 миллиардов долларов. Маск предложил создать альтернативу за десятую часть этой суммы.

Заявление было насколько смелым, настолько и туманным - все, что тогда про него было известно, что это - «гибрид конкорда, рельсотрона и аэрохоккея» и что проект не требует рельс, а также что его можно реализовать как на земле, так и под землёй.

«Это будет открытый проект, и любой сможет построить его, - заявил Маск. - Ни лично я, ни SpaceX не станут патентовать Hyperloop. Все спецификации будут доступны свободно. Если спустя несколько лет никто не преуспеет в создании гиперпетли, возможно, я вернусь к проекту». Сейчас Маск добавил, что Hyperloop «уникальна в своей концепции открытого дизайна, как Linux».

По сути своей, Hyperloop – это герметичные капсулы, которые двигаются в разряженном воздухе. Необходимости в вакууме нет, достаточно поддержания форвакуума, а именно давления в 100 Па (это 1/1000 от атмосферного давления - как в верхних слоях атмосферы) - дальнейшее снижение давления невыгодно, потому что ведёт к экспоненциальному росту затрат. В то же время поддерживать форвакуум можно с помощью насосов умеренной мощности и стенок трубы из обычной стали толщиной 20-25 мм.

Но так как капсула должна двигаться со скоростью от 480 до 1 220 км/ч (в зависимости от ландшафта), то транспортное средство всё равно сталкивается с набегающими воздушными массами. Маск решил использовать их для создания воздушной подушки: расположенные в носу транспортной капсулы специальные направляющие и вентилятор должны перенаправлять встречный поток воздуха под днище. В условиях форвакуума для создания воздушной подушки достаточно будет обеспечить давление в 9,4 кПа, что потребует подачи всего 200 г воздуха в секунду. Тем самым Маск отказывается от гораздо более дорогой в реализации идеи магнитной подушки.

Ускорение капсул осуществляется с помощью магнитных ускорителей (статоров) в туннеле и роторов на каждой капсуле. Расстояние между ними в 20 мм сохраняется благодаря электромагнитному полю. Максимальная скорость 1220 км/ч на маршруте между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом будет достигаться при ускорении не более 0,5g для комфорта пассажиров. При этом в городской черте капсулы будут двигаться относительно медленно, не разогнавшись до предела.

На случай возникновения аварийных ситуаций предусмотрено следующее:

• в носу капсулы за вентилятором расположен электрический компрессор - он должен накапливать на борту сжатый воздух при разгерметизации (при этом баллоны неизбежно будут нагреваться до 585°C; их планируется охлаждать водой, для поездки в один конец потребуется 400 кг воды);
• в корме размещаются 1,5 т аккумуляторов, заряда которых хватит на 45 минут - этого достаточно, чтобы при перебоях с электропитанием добраться до ближайшей станции.

Капсулы можно отправлять со станции каждые 30 секунд с 28-ю пассажирами каждая. Это позволит перемещать между SF и LA до 7,4 миллиона человек в год. Учитывая стоимость проекта(7.5 миллиарда долларов) и амортизацию (20 лет), билеты в капсулу экономически целесообразно продавать по 20 долларов .

Солнечные панели на крыше транспортного туннеля с лихвой обеспечат достаточное количество энергии. Для работы системы нужно 21 МВт, а панели дадут 57 МВт. Излишки энергии в солнечные дни можно хранить в виде сжатого воздуха.

Строительство тестового трека около Лас-Вегаса, в пустыне Невада начато в начале 2016 года и полностью функциональные тесты смогут проводиться уже к началу 2017 года .

Tesla, Pay Pal, SpaceX, Hyperloop... Вы знаете кого-то, кто не слышал ни одно из этих названий? Даже те, кому неинтересны новости из мира высоких технологий, наверняка, не раз видели сюжеты об электромобилях Tesla или об очередном запуске многоразового транспортного корабля Falcon корпорации SpaceX в выпусках новостей по телевизору.

А для людей, которые совершают покупки в интернет-магазинах, присматриваются к новинкам автомобильного рынка, интересуются достижениями науки и техники, все эти названия уже стали символами прогресса. А человек, с чьим именем ассоциируются Pay Pal, Tesla Motors, SpaceX и Hyperloop - американский предприниматель Илон Маск, несомненный авторитет и один из героев современности.

Прямо сейчас, мы наблюдаем важный и, возможно, переломный период для одного из проектов Илона Маска - Hyperloop.

Уже ведутся испытания первых прототипов Hyperloop на трассе, инженеры из разных стран мира разрабатывают свои версии «поездов будущего», и очень скоро станет ясно, насколько близка к воплощению эта технология. Самое время освежить в памяти подробности об этом проекте.

Hyperloop - что это такое и как работает?

Если описывать коротко и без подробностей, то транспортная система Hyperloop выглядит так: между начальной и конечной точками маршрута построена труба большого диаметра. Внутри этой трубы перемещается специальная капсула (pod, как назвали её разработчики).

Пассажиры, решившие путешествовать при помощи Hyperloop, будут преодолевать расстояние длиной 1200 километров за один час. Устройство, применяемые технологии и другие технические подробности мы рассмотрим чуть позже.

Изображение: HTT

История Hyperloop

Идея

Илон Маск описывает возникновение идеи сверхзвукового транспорта как свою реакцию на проект строительства властями штата Калифорния скоростного участка железной дороги между городами Лос-Анджелес и Сан-Франциско. Маск посчитал, что получившийся в итоге скоростной поезд будет слишком дорогим и недостаточно быстрым для штата, где расположена Кремниевая долина - известный во всём мире символ высоких технологий и научно-технического прогресса.

Альфа-концепция

В 2012 году инженеры компаний Илона Маска SpaceX и Tesla Motors разработали концепцию «транспортного средства пятого вида» и представили её публике . Руководитель компаний и автор идеи предложил всем заинтересованным принять участие в обсуждении и поиске путей для усовершенствования Hyperloop. Было объявлено, что далее проект будет развиваться по модели open source.

Для дальнейшей разработки и развития нового вида транспорта были созданы компании Hyperloop One (сначала называлась Hyperloop Technologies) и Hyperloop Transportation Technologies (HTT). Сам Илон Маск заявил, что не будет активно участвовать в разработке и внедрении Hyperloop, сосредоточившись на космическом проекте SpaceX и электромобилях Tesla.

Эта компания активно привлекает средства инвесторов для постройки действующего участка сверхзвукового транспорта на маршруте между Лос-Анджелесом и Лас-Вегасом, а также в городах Европы и Азии. В совет директоров Hyperloop One входят люди, близкие Илону Маску и работавшие с ним в компаниях SpaceX, Tesla и Pay Pal. Отдел разработки включает в себя более ста инженеров. Cегодня приоритетом компании является «грузовое» ответвление технологии - cargoloop.

Hyperloop Transportation Technologies

Группа разработчиков состоит из инженеров, проживающих в разных уголках Соединённых Штатов. Работают они в формате частичной занятости, обмениваясь мнениями и координируя свою деятельность на еженедельных телеконференциях.

Интересно, что специалисты HTT работают бесплатно, ожидая в перспективе получить долю в прибыли компании. В прошлом году было объявлено, что состоялась сделка между Hyperloop Transportation Technologies и владельцами земельных участков на маршруте между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско для постройки тестового участка Hyperloop.

Трасса для испытаний Hyperloop One

Волонтёры, энтузиасты, студенты и другие разработчики

В 2015 году компания SpaceX объявила конкурс Hyperloop Pod Competition на создание прототипа полноразмерной капсулы, пригодной для перевозки пассажиров. Победители, которых отобрало жюри, состоящее из инженеров компании Илона Маска, в финале конкурса испытают свою разработку на тестовом участке трассы. Поступило более тысячи заявок, но в итоговом заезде, запланированном на начало 2017 года в городе Хоторн (там расположена штаб-квартира SpaceX и построен участок тестовой трассы), примут участие только тридцать команд.

Компания SpaceX уже анонсировала следующий этап конкурса капсул для сверхзвукового поезда - Hyperloop Pod Competition II . Как сообщается, целью этого соревнования будет определение единственной характеристики капсулы - максимальной скорости.

Устройство Hyperloop

От применения магнитной левитации, когда зазор между корпусом капсулы и трассой создаётся при помощи магнитного поля, было решено отказаться из-за дороговизны и большого потребления энергии.

Но далее, в процессе развития идеи, эта технология вновь возникла в планах разработчиков. Причина - возможность потери управления капсулой, скользящей на воздушной подушке, и результаты компьютерного моделирования, согласно которым pod будет склонен к вращению вокруг продольной оси.

Первые прототипы, использующие магнитную левитацию, уже испытаны. Как, например, команды студентов Университета Цинциннати в США (на видео). «Отрыв от земли» в их проекте обеспечивают восемь двигателей.

Разгон и торможение капсулы производят линейные индукционные двигатели. Они размещаются в трубе, на расстоянии друг от друга. Статор этих двигателей расположен в капсуле. Таким образом, pod, передвигаясь над двигателем, будет получать импульс ускорения или, наоборот, замедлять скорость.

Излишки электроэнергии, вырабатываемые транспортной системой, будут продаваться на рынке, повышая экономическую эффективность Hyperloop в целом.

Для питания двигателей электроэнергией сверху на трубе будут размещены солнечные панели. По расчетам инженеров SpaceX, энергии, вырабатываемой фотоэлементами, будет хватать с избытком для всех нужд транспортной системы. Кроме того, во время торможения капсулы кинетическая энергия при помощи тех же линейных двигателей будет преобразована в электрическую.

Для того, чтобы преодолеть сопротивление воздуха, которое становится весьма серьёзным препятствием для капсулы, летящей со сверхзвуковой скоростью, создатели Hyperloop предусмотрели встроенный канальный вентилятор, воздушный компрессор и систему воздуховодов в передней части транспортного средства. Предназначение этих устройств и приспособлений - перемещение воздушного потока перед капсулой, назад по ходу движения.

Ещё одна «уловка» создателей Hyperloop для снижения сопротивления воздуха состоит в том, что в стальной трубе будет поддерживаться сильное разрежение (давление, составляющее одну тысячную часть атмосферного). По словам Илона Маска, при возведении системы Hyperloop на Марсе (да, уже есть и такие планы) из-за гораздо более разрежённой атмосферы на Красной планете необходимость в стальной трубе отпадёт, и капсулы будут передвигаться в открытом пространстве.

Илон Маск явно не собирается останавливаться на достигнутом

Критика

Сразу после публикации первой версии концепции Hyperloop среди специалистов, инженеров и учёных разгорелись споры о жизнеспособности, экономической эффективности и безопасности нового вида транспорта. Приведём некоторые из доводов противников и критиков Hyperloop.

Есть сомнения в том, что заявляемая Илоном Маском экономическая выгода проекта может быть достигнута - затраты на проект слишком непредсказуемы, и в результате возведение транспортной системы может оказаться очень дорогостоящим мероприятием.

Некоторые исследователи полагают, что расчёты, по которым всю электроэнергию для питания Hyperloop будут вырабатывать солнечные батареи , неверны. И потребляемая транспортной системой энергия будет больше той, которую можно получить от солнца.

Пригодность этого вида транспорта для перевозки людей тоже ставится под сомнение. Хотя, по словам создателей Hyperloop, перегрузки, которые пассажиры будут испытывать при ускорении и торможении капсулы, не будут превышать подобные при взлёте и посадке обычного пассажирского авиалайнера (а количество таких моментов не будет превышать двух-трёх за поездку), но всё время, пока капсула движется, человеку придётся провести пристёгнутым ремнями, в кресле, без возможности встать, чтобы размяться или, например, посетить туалет.

Существует опасность разгерметизации: если капсула, находящаяся в движении, потеряет герметичность - все пассажиры мгновенно погибнут от вакуума, проникшего в салон капсулы.

Разрежение , которое необходимо поддерживать в трубе, потребует работы очень мощных вакуумных насосов. Человечество просто не создавало вакуумных насосов такой мощности! И само по себе проектирование и производство подобных механизмов - достаточно серьёзный вызов.

Кроме того, если в результате крушения или преднамеренных действий злоумышленников на каком-либо участке трубопровода возникнет брешь , то во всей трубе возникнет ударная волна, которая будет распространяться со скоростью звука. И все люди, находящиеся внутри транспортной системы Hyperloop, погибнут.

Вибрация. Все сегменты трубопровода должны быть очень точно соединены. Малейшее их искривление и нарушение соосности приведёт к возникновению нарастающих колебаний, которые, в свою очередь, приведут к полной потере контроля над движением капсулы. К нарушениям геометрии трубопровода может привести, например, тепловое расширение стальных труб.

Можно найти ещё множество аргументов , звучащих от критиков Hyperloop. Но, наверное, всем, кто сомневается, стоит подождать первых полноценных испытаний сверхзвуковых поездов. Испытаний, которые расставят точки над i.

Также стоит вспомнить о том, что на заре авиации энтузиасты выслушивали очень похожие оценки критиков и противников полётов на аппаратах тяжелее воздуха. Но сегодня мы без особых волнений прибегаем к услугам авиакомпаний, забыв про все доводы скептиков.

Гиперпетля Маска — это словосочетание сегодня очень популярно на страницах мировой прессы. Каждый проект – это новое в восприятии времени и пространства. И когда он в 2012 году высказал свои идеи нового транспорта, это было воспринято как фантастика. Тогда он еще не привел технических данных проекта, ограничившись лишь общими идеями и определением, что это будет «пятый вид транспорта». Даже когда в 2013 году Маск изложил эти инновационные идеи в 58-страничной статье, с подробными выкладками, только люди, хорошо знавшие Маска, поверили, что эта фантастика вскоре может стать реальностью. Впрочем, как и все .

Из интервью Маска того времени:

«Это будет кое-что, что никогда не будет попадать в катастрофы, будет быстрее самолета, будет питаться солнечной энергией и отправляться в путь не по расписанию, а ровно в тот момент, когда нужно вам.»

Сейчас скептиков почти не осталось. Проект «Hyperloop» (именно это название получила гиперпетля Маска) приобрел реальные очертания и полным ходом внедряется в нашу жизнь.

Как работает гиперпетля Маска.

«Гиперпетля Маска» по замыслу самого Маска представляет собой замкнутую транспортную сеть из двух стальных параллельных трубопроводов, по которым движутся капсулы с пассажирами или грузами. Трубопроводы размещаются на высоте около 20 метров на опорах, подобно линиям электропередач.

Внутри трубопроводов передвигаются капсулы из прочных, легких сплавов. Разгоняются капсулы при помощи линейного электродвигателя. Энергию предполагается получать при помощи солнечных батарей или ветряных источников, и должны с большим запасом обеспечить потребности системы. После разгона капсулы движутся по инерции. Для того, чтобы уменьшить сопротивление движению, из трубопроводов выкачивается воздух. Капсулы передвигаются на аэродинамической подушке со скоростью до 1200 км. в час с небольшим интервалом.

Капсула пропускает воздух через заборники в носовой части и выбрасывает его через сопла на желобах нижней панели, образуя воздушную подушку. Схожая технология применяется в поездах на магнитной подушке. Конструкция капсулы, определяющая ее параметры и вместимость, сейчас разрабатывается несколькими группами инженеров на конкурсной основе. Предполагается два варианта капсул – пассажирская и грузовая.

Когда проект стал принимать реальные очертания, стало заметно его преемственность с другими проектами Маска. Двигатели, электронную систему управления капсулы могут позаимствовать у «Tesla Motors» . Солнечные источники электроэнергии и ее преобразователи, разработанные фирмой «SolarCity» уже успешно работают. Ну а технологии успешно подойдут для производства высокоскоростного транспорта.

Гиперпетля Маска — что получат пассажиры?

Специалисты, детально изучающие проект, отмечают, что поездка в этом транспорте должна быть весьма комфортной, аналогичной полету в современном авиалайнере. Как обещает Маск, в капсуле будет очень уютно и тихо, не будет никакой турбулентности. Только при разгоне могут возникнуть неприятные ощущения. Аналогично ощущениям при взлете самолета.

Разработчики обещают предусмотреть беспрецедентный уровень безопасности пассажиров. На случай возникновения аварийных ситуаций в капсулах предусмотрены дополнительные компрессора, которые должны обеспечивать подачу воздуха при аварийной разгерметизации. Также предусмотрены дополнительные аккумуляторы, заряда которых хватит, на время, которое потребуется, чтобы добраться до ближайшей станции при перебоях с электропитанием.

Не обходят вниманием разработчики и вопросам сейсмостойкости «Hyperloop» , и даже, защите от возможных атак террористов. Хотя, как показывает практика, полностью противостоять этим угрозам не может ни один вид транспорта.

Заверение Маска:

««Hyperloop» не свалится с небес и не сойдет с рельсов».

Безусловно, сейчас очень рано говорить о стоимости проезда в «Hyperloop» . Заявленная сегодня стоимость проезда в 20 долларов может измениться в ту или иную сторону. Но эта стоимость дешевле, например, стоимости проезда из Сан-Франциско в Лос-Анджелес на автомобиле или самолете. Кроме того, никакой другой вид транспорта не сможет связать эти города (расстояние 600 км) за 30-35 минут.

Состояние проекта «Hyperloop» сегодня.

Сегодня проект находится на самой ранней стадии. Предстоит решить еще сотни финансовых, организационных, инженерных и логистических проблем: от чисто технических, до сейсмозащиты и получения прав на пользование земельными участками. От вопросов финансирования проектирования и строительства, до организации транспортных потоков в мегаполисах.

Но сегодня решены вопросы привлечения значительных финансов в проект «Hyperloop» . Финансируют и частные инвесторы и финансовые группы. А это значит, что бизнес поверил в проект.

Создана стартап-компания «Hyperloop Transportation Technologies» (HTT) , занимающаяся проектированием и созданием опытного участка «Hyperloop» , протяженностью 8 км.. Строительство участка анонсировано уже в этом году. 8-километровый участок дороги позволит тщательно испытать технологию и продемонстрировать ее реальные возможности. Постройку опытного участка и начать тестовые испытания «Hyperloop» собирались в 2017 году, но по некоторой информации, сроки сдвинули.

Собрала вместе многих звездных бизнесменов и инженеров из Кремниевой долины. Недаром ее называют «командой мечты» . В основном это люди, тесно связаны с Маском совместными проектами. Маск регулярно получает от HTT отчеты. О ходе работ информируют президента США.

Кроме того, в разработках принимают участие еще несколько компаний и инженерных групп. Сам Маск не участвует непосредственно в управлении HTT. Он не может посвятить и достаточное количество времени проекту, т.к. основное внимание уделяет управлению тремя своими компаниями – «SpaceX» , «Tesla Motors» и «SolarCity» . Но он принимает участие в инвестировании проекта и финансирует создание опытного участка трассы. Кроме того, активное участие в проектировании «Hyperloop» принимают инженеры его фирм.

Экономические перспективы проекта Маска.

Интересны чисто экономические возможности «Hyperloop» по сравнению с другими транспортными проектами. И очень характерно сравнение с проектом скоростной железнодорожной магистрали между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом. Этот проект уже разработан, но приостановлен, т.к. сейчас в виде альтернативы появился «Hyperloop». Стоимость этого проекта около 70 млрд. долларов. Представленный альтернативный проект «Hyperloop» оценивается в 6 млрд. долларов. С проектом Маска ознакомлены и руководство штата и США.

Оценка Маска:

«Они предлагают Калифорнии самый медленный поезд-экспресс с самым высоким показателем строительных затрат на милю пути. Это неправильные рекорды» .

По проекту «Hyperloop» 70 челноков смогут курсировать с интервалом до 1 минуты. Инвестиции должны окупиться за 20 лет при условии стоимости билета 20 долларов и перевозке за этот срок 7,4 млн. пассажиров в каждую сторону.

Многие считают, что оценочная стоимость в 6 млрд. долларов нереалистична. Возможно «Нyperloop» обойдется даже в несколько раз дороже, чем утверждает Маск. Даже если так, все равно это будет относительно дешево.

Наиболее перспективно использовать «Нyperloop» между крупными городами, расположенных на расстоянии 1000-1500 км друг от друга. Для более дальних расстояний больше подходит авиация, а для более малых расстояний «Нyperloop» может быть экономически неэффективен.

Планы и перспективы проекта Маска.

В ближайшей перспективе Маск планирует охватить новым транспортом всю территорию США. Но для этого необходимо получить одобрение на строительство «Hyperloop» и от правительства и от местных властей.

Помимо США проектом «Hyperloop» заинтересовались и в других странах, среди которых Китай, ОАЭ и страны Европы. Руководство HTT считает, что в самом ближайшем времени они смогут начать вести переговоры по таким заказам.

И уже сейчас нетрудно представить, к каким революционным изменениям в нашей жизни приведет cоздание «Hyperloop» . Традиционные виды транспорта, каждый в свое время, дарили нам прогресс и улучшали условия нашей жизни. «Hyperloop» , который Маск окрестил «пятым видом транспорта» , будет быстрым, дешевым, более безопасным, всепогодным и экологически чистым.

Если расстояние между городами будет покрываться за 15-30 минут, просто исчезнут границы между ними. Города превратятся в автобусные остановки или станции метро. А вслед за этим исчезнут многие проблемы в поисках работы, покупке жилья, перенаселенности многих городов.

О достижении этого уже в ближайшее время говорят многие факты. Это и команда высококвалифицированных специалистов, работающих над проектом. Это и команда крупных, энергичных бизнесменов, принимающих участие в проекте. Это и поддержка проекта на уровне правительства США и конгрессменов.

Ну и немаловажный фактор, что технологически в «Hyperloop» нет крупных прорывных решений. Многие основные компоненты «Hyperloop» уже успешно эксплуатируются в других проектах. И это существенно ускоряет и удешевляет проект «Hyperloop» . В этом гиперпетля Маска выгодно отличается от многочисленных идей транспорта будущего, которые дальше идей не продвигаются десятки лет. И есть надежда, что гиперпетля Маска будет реализована и человечество получит новый транспорт.

P.S. Российские фонды и бизнесмены инвестируют в «Hyperloop».

1) Владелец группы «Сумма» Зиявудин Магомедов вошел в совет директоров американской компании « Hyperloop One », разрабатывающей проект вакуумного сверхскоростного поезда. Об этом говорится в сообщении группы. Компания « Hyperloop One » — это новое название компании «Hyperloop Transportation Technologies»

Вместе с Магомедовым, в совет директоров американской компании вошел руководитель терминального оператора « DP World » (ОАЭ) Султан Ахмед бин Сулайем. Официальное вступление в должности состоится во время проведения ближайшего заседания совета директоров « Hyperloop One ».

Согласно сообщению, Магомедов вошел в совет директоров американской компании после завершения очередного раунда привлечения инвестиций, объем которых составил $50 млн.

Для справки . Группа «Сумма» - российский диверсифицированный холдинг, объединяющий активы в портовой логистике, инжиниринге, строительстве, телекоммуникационном и нефтегазовом секторах. Штаб-квартира компании расположена в Москве. В компаниях группы, которые присутствуют в почти 40 регионах России и за рубежом, занято более 10 тысяч человек.

«DP World» (Dubai Port World) - один из крупнейших мировых портовых операторов. Компания владеет 60 действующими и 11 строящимися терминалами в 31 странах мира.

«DP World» находится под управлением крупнейшего мирового инвестора и девелопера компании «Dubai World», принадлежащей правительству ОАЭ.

2) Российский фонд прямых инвестиций (РФПИ) инвестировал в проект высокоскоростной перевозки « Hyperloop One ». Об этом сообщают источники со ссылкой на главу РФПИ Кирилла Дмитриева. Подробности сделки не раскрываются. По словам Дмитриева, речь идет о незначительном объеме инвестиций.

Для справки . Российский фонд прямых инвестиций (РФПИ) был основан в 2011 году с целью осуществления вложений в акционерный капитал преимущественно на территории России совместно с ведущими иностранными финансовыми и стратегическими инвесторами. Управляющая компания Фонда расположена в Москве и является 100% дочерним обществом «Внешэкономбанка».

Hyperloop - концепция поезда, который преодолевает громадные расстояния по суше со скоростью пассажирского Боинга. При этом концепцию реализуют сразу несколько компаний разными способами. Об этом транспорте ходит много слухов и есть определенные заблуждения. Сейчас мы разберемся в том, что такое этот ваш Hyperloop, при чем тут Маск и зачем это вообще нужно.

Проекты Hyperloop получают инвестиции и постепенно продвигаются вперед. Правда, скорость реализации планов разных компаний невысокая

Автор идеи - Илон Маск?

«Википедия» говорит нам , что Hyperloop - это проект, который является ответом на правительственный план США по созданию сверхскоростной железной дороги California High-Speed Rail . К 2029 году эта дорога должна соединить Лос-Анджелес и Сан-Франциско. Поезда будут ходить со скоростью в 322 км/ч. Стоимость проекта оценена в $68,4 млрд.

В той же «Википедии» говорится о том, то Илон Маск, ознакомившись с проектом правительства, назвал его самым дорогим транспортным ж/д решением в пересчете на одну милю. О проекте Hyperloop предприниматель впервые заявил в июле 2012 года. Тогда он сообщил что новое транспортное средство будет примерно в два раза быстрее самолета и в 3–4 раза быстрее любого действующего скоростного поезда. Тот же путь от Лос-Анджелеса до Сан-Франциско (расстояние 561 км по прямой) у Hyperloop займет около получаса.

Исходя из этого многие СМИ делают вывод, что Маск разработал и предложил собственную идею, то есть он является ее автором. На самом деле это не так. О системе трубопроводов (или тоннелей) с почти полным вакуумом внутри и капсулами специальной конструкции на магнитной подушке внутри писали фантасты середины 20-го века. Первые предложения по созданию транспортной сети такого типа появились в конце 19-го века. Были даже попытки реализовать ее, например, соединить Нью-Йорк и Сан-Франциско специальным тоннелем. Но дальше разговоров дело не пошло, поскольку уровень развития технологий на тот момент не позволял реализовать такой план.

Концепт трубопровода для скоростных поездов (1974 г.)

Вероятнее всего, Маск просто когда-то слышал или читал об этом, и обдумав идею, решил попробовать возродить ее. В пользу этого говорит, например, то, что он представил в самом начале лишь эскизы проекта, наметки без расчетной базы.

Hyperloop, предложенный Маском - это же поезд на магнитной подушке, верно?

Не совсем так. Да, магнитная подушка в качестве элемента системы присутствует в большинстве проектов подобного рода, в том числе, и в НФ произведениях. Но для достижения запланированной скорости в примерно 1000 км/ч нужна не только магнитная подушка, но и почти полный вакуум в тоннеле, по которому перемещается поезд. Как оказалось, обеспечить и то, и другое - дорогое удовольствие.

Маск предложил не гнаться за достижением полного вакуума, а поддерживать форвакуум с давлением в 100 Па (примерно 1/1000 от атмосферного давления). Дальнейшее снижение давления не слишком выгодно, поскольку затраты растут экспоненциально.

Те воздушные массы, с которыми сталкивается поезд в процессе движения, решили перенаправлять - прямо под днище капсул для создания воздушной подушки. Давление в условиях сильной разреженности нужно небольшое - около 9,4 кПа, это требует подачи примерно 200 г воздуха в секунду. Так что и магнитная подушка не нужна.

Примерно такую концепцию и реализуют компании, которые занимаются созданием Hyperloop в том либо ином виде.

Ну хорошо, но сколько это стоит? Вероятно, система просто жутко дорогая

Не совсем так. Если проект правительства, о котором шла речь выше - это затраты в десятки миллиардов долларов США, которые пойдут на создание ветки Лос-Анджелес – Сан-Франциско, то аналогичная транспортная магистраль от Hyperloop (аналогичная по протяженности и месту создания) обойдется всего в $6–10 млрд. Правда, если масштабировать Hyperloop на весь штат Калифорния, то тогда получится около $60 млрд. Но это все же целый штат, а не одна трасса.

Строить тоннели планируют, в основном, над землей. Линии предлагается пустить по маршруту уже существующих автобанов. Аренда земли должна быть минимальной именно в силу того, что трубопровод не идет прямо по земле, а «висит» над ней. Плюс ко всему, работать Hyperloop будет в любое время года и при любой погоде - внешние условия для тоннельного транспорта не слишком важный фактор.

Hyperloop реализует Илон Маск?

И да, и нет. Дело в том, что изначально бизнесмен лишь просто рассказал о своем видении этой системы - как она должна выглядеть, работать и какие принципы лежат в ее основе. После этого Маск заявил, что заниматься реализацией проекта не собирается.

Ну а поскольку «свято место пусто не бывает», появилось сразу несколько желающих вдохнуть в идею жизнь. Позже добавилось еще несколько. Наверное, первой компанией, которая решилась взяться за проект, стала Hyperloop Transportation Technologies Inc (HTT). Дело в том, что спустя всего месяц после рассказа Маска группа специалистов Ansys во главе с Сандипом Совани провела компьютерное моделирование экономической модели, показавшей реальность идеи. Средства собирались при помощи краудсорсинговой платформы JumpStartFund. В итоге ее сооснователь Дирк Алборн и президент SpaceX Гвинн Шотвелл стали руководить процессом.

Чуть позже еще одна команда была сформирована Шервином Пишеваром, это первый инвестор Uber и основатель венчурного фондад Sherpa Ventures. Спустя всего несколько месяцев после публикации идеи Пишевар добился аудиенции у Барака Обамы. После живописания всех преимуществ проекта экс-президент поручил Бюро по научно-технической политике своей администрации изучить идею.

Еще через некоторое время Пишевар создал собственную компанию, которую назвал Hyperloop Technologies Inc.

Именно этой компании в декабре 2017 года удалось разогнать капсулу Hyperloop . Возможно, благодаря успеху компанию решил поддержать Ричард Брэнсон, который денег и вошел в совет директоров Hyperloop One. Компания была даже переименована в Virgin Hyperloop One. Это вполне жизнеспособный проект, который сумел собрать около $245 млн инвестиций, а оценка стартапа превысила $700 млн. Еще чуть-чуть, и появится очередной «единорог», прием весьма высокотехнологичный.

Есть и еще Hyperloop-ы. В частности, нидерландская Hardt Hyperloop . Эта компания расположена в Нидерландах, ее поддерживает правительство.

Илон Маск, вернее, его компания SpaceX тоже принимает участие в реализации идеи. В 2015 году Маск заявил, что собирается проложить тестовый участок трассы и испытать его. Компания объявила конкурс на дизайн капсулы транспортного средства. Кроме того, теперь ежегодно проводятся соревнования Hyperloop pod competition , которые позволяют испытывать различные конструкции капсул.

Не так давно компания Маска смогла получить официальное разрешение на создание полноценной трассы Hyperloop. Это будет очередной тестовый участок протяженностью около 17 км. Связывать он будет Балтимор и Ганновер. Возможно, в дальнейшем трассу удлинят и соединят с ее помощью Вашингтон с Нью-Йорком. Правда, тоннели будут проложены не только над землей, но и под - для этого у Маска есть еще одна компания - The Boring Company.

Сколько будет стоить билет?

Здесь пока сложно сказать что-то определенное, поскольку, как видим, компаний много, а их видение бизнеса Hyperloop отличается. Маск как-то говорил, что некоторые участки трассы могут быть бесплатными. Потом о цене билетов на рейс «Вашингтон – Нью-Йорк» в $25.

Virgin Hyperloop One, которая строит скоростную трассу в Индии озвучила цену в 150 долларов США . Правда, сама трасса будет готова не ранее 2025 года. Это позволит сократить время, проведенное в пути, с 3,5 часов до 25 минут. Возможно, стоимость проезда в капсуле будет даже ниже, чем стоимость билета на самолет.

Когда можно будет покататься?

Нескоро. Несмотря на то, что технической реализацией проекта занимается сразу несколько компаний, о чем говорилось выше, планы очень долгосрочные. Скорее всего, ранее 2025 года пассажирских рейсов не будет, или будут, но на очень ограниченных участках трассы.

Сейчас уже 2018 год, а решить технические (не говоря уже о правовых и финансовых) проблемы пока не представляется возможным. Так, если раньше говорилось о том, что Hyperloop будет передвигаться со скоростью, превышающей скорость самолета, то сейчас непонятно, как этого можно добиться. Максимальный рекорд, поставленный Virgin Hyperloop One в 2017 составляет 387 км/ч.

Существуют железнодорожные проекты, в рамках которых разрабатываются сверхскоростные поезда, способные побить любой современный рекорд для железной дороги. И никаких тоннелей, разреженного воздуха и тому подобных вещей.

С другой стороны, вполне можно допустить, что кто-то из Hyperloop-ов все же сможет совершить прорыв, договориться с властями и запустить коммерческие рейсы уже в ближайшее время.

Та же Virgin Hyperloop One уже договорилась с правительством Индии о строительстве тестовой трассы в штате Махараштра, между городами Пуна и Мумбаи. Но сроки все равно не радуют. Тестовая трасса будет построена в течение 2-3 лет, в течение еще последующих 5-7 лет будет создана полноценная дорога. В мае компания объявила о создании компании, которая будет использовать технологии Hyperloop, но заниматься грузоперевозками, а не пассажирами.

В общем и целом, планов - громадье, но их реализация несколько задерживается. Сейчас, к сожалению, вокруг проектов Hyperloop больше шумихи, чем реальных дел.

И электромагнитной пушки. По его задумке, поезд разгоняет и тормозит электромагнитное поле, которое создают линейные двигатели , спрятанные в рельсах, — отсюда сравнение с электромагнитной пушкой. Чтобы снизить трение, состав парит над рельсами за счет восходящих потоков воздуха — отсюда сравнение с аэрохоккеем. Поезд ездит по специальным тоннелям, внутри которых создан вакуум. Это сводит к минимуму аэродинамические потери на трение воздуха, и в результате поезд Hyperloop может преодолевать звуковой барьер, как это делает «Конкорд». Заявляется, что Hyperloop будет развивать скорость до 1200 км/ч, а давление в вакуумном тоннеле составит не более 1 мм ртутного столба.

Что уже сейчас есть?

Илон Маск вскоре отказался от реализации своей идеи, и с тех пор проектом занимаются сразу две компании — Hyperloop One и Hyperloop Transport Technologies . Никаких внятных новостей от второй из них не слышно, а Hyperloop One пока успела провести только первые испытания разгонных моторов. В мае 2016 года на полигоне в пустыне Невада они разогнали металлическую каретку до 160 км/ч (до 100 км/ч каретка разогналась менее чем за секунду). Вакуумные тоннели или воздушные подушки пока не испытывали.

Чем Hyperloop отличается от поезда на магнитной подушке?

Hyperloop должен перемещаться по герметичным тоннелям и парить над рельсами за счет воздушной подушки, а не магнитной левитации — по предварительным расчетам Илона Маска, такой подход дешевле. Однако сейчас инженеры Hyperloop One уже сомневаются и говорят, что легче реализовать более привычную технологию.

Поезда на магнитных подушках сейчас где-нибудь ездят?

Да. Шанхайский маглев соединяет метро с аэропортом Пудун и проезжает путь в 30 километров за 7 минут. Еще две линии поездов на магнитных подушках работают в Японии (9 км) и Южной Корее (6 км). Другие системы сейчас только проходят испытания или, наоборот, уже выведены из эксплуатации. Маглев с пассажирами разгонялся до 581 километров час.

А вакуумный транспорт?

Вакуумного транспорта пока нет, но есть пневматическая почта: по трубам, заполненным сжатым или, наоборот, разреженным воздухом можно быстро передавать небольшие посылки. В отделениях Сбербанка так пересылают документы, а в универсамах «Карусель» — передают кассиру размен крупных банкнот.

Как будет чувствовать себя пассажир внутри Hyperloop?

«Мы подходим и бабулям, и собачкам, и у нас не будет укачивать. Поездка на Hyperloop не будет сильно отличаться от полета на обычном самолете», — говорит Джош Гигель, старший вице-президент по разработкам Hyperloop One.

Действительно, при равномерном движении, хоть и со сверхзвуковой скоростью, человек внутри Hyperloop не должен почувствовать ничего необычного точно так же, как и пассажир взлетевшего лайнера. Другое дело — разгон и торможение состава: их будут делать медленнее, чтобы люди не испытывали чрезмерных перегрузок . Разработчики говорят о перегрузках в 1,1-1,3 g. Кроме того, в Hyperloop перегрузки будут неминуемо возникать при поворотах и движении в вертикальной плоскости (набор и сброс высоты). Поэтому трассы хотят делать максимально прямыми — проложить их над землей на сейсмокомпенсирующих опорах разных высот.

Тоннели Hyperloop будут проходить над землей. Изображение: Wikipedia

Чем опасны перегрузки?

При резком торможении автомобиля человека внутри салона бросает вперед — то же самое происходит во время перегрузок и с нашими внутренними органами. Они продолжают двигаться по инерции в прежнем направлении и с прежней скоростью и потому могут серьезно повредиться. При больших перегрузках нарушается кровообращение: если кровь прильет к ногам, это вызовет кислородное голодание мозга, а если к голове — может привести к сильным головным болям, разрывам сосудов и даже инсульту. Неподготовленный человек выдерживает перегрузки до 1,5 g — как при взлете самолета или быстром разгоне автомобиля. Космонавты и летчики справляются с краткосрочными перегрузками до 10 g.

Хорошо, кроме перегрузок еще что-нибудь опасное в Hyperloop есть?

Никто точно не знает, что будет, если Hyperloop разгерметизируется. Если нарушится герметичность тоннеля, то, скорее всего, в нем резко повысится давление и поезд остановится. Страшнее, если разгерметизируется салон поезда. 14 августа 2005-го разбился Боинг-737 : его кабина разгерметизировалась и пилоты потеряли сознание из-за кислородного голодания — в разреженной атмосфере с пониженным давлением человек хуже усваивает кислород. Из-за этих опасностей о Hyperloop теперь иногда говорят уже как о товарном, а не о пассажирском поезде.

За сколько от Москвы до Питера домчим?

За 36 минут.

В окна можно будет смотреть?

Вакуумный туннель будет непрозрачный, поэтому ничего, кроме его внутренних стенок, из окон не увидишь. Правда, разработчики подумывают встроить в окна дисплеи, на которые будет проецироваться картинка с камер, установленных снаружи тоннеля.

А контролеры? Сколько билет будет стоить?

Дик Алборн, генеральный директор Hyperloop Transport Technologies, говорил, что билеты на Hyperloop будут бесплатными — на крыше тоннелей хотели установить солнечные батареи, которые не только обеспечат поезд энергией, но и будут вырабатывать электроэнергию на продажу. Как будет в реальности, пока предсказать сложно.

Илон Маск. Фото: Jerome Favre / EPA

Неужели до Илона Маска эти идеи никому не приходили в голову?

Приходили. Первый патент на вакуумный поезд еще в 1835 году получил британец Генри Пинкус. А первые опыты по перемещению тела в вакуумной трубе с помощью электромагнитных сил поставили в России. В 1911—1913 годах этой задачей занимался профессор Томского технологического института Борис Вейнберг . Сигарообразная капсула длиной в 2,5 метра, по его расчетам, должна была разгоняться электромагнитной пушкой до скорости 1000 км/ч. Осуществить намеченное помешала Первая мировая война: медную вакуумную трубу разобрали на металл.

А российских аналогов Hyperloop нет?

В Петербургском университете путей сообщения делают товарный поезд на принципе магнитной левитации, но вакуумных тоннелей для нового состава не предусмотрено. По информации газеты «Город 812» , 80-тонные вагоны российского поезда будут развивать скорость до 400 км/ч. Скоростную магнитную магистраль длиной 720 км планируют протянуть от Усть-Луги в Ленинградской области до логистического центра «Белый Раст» в Московской. Сейчас проходит испытания технологии: первый опытный вагон уже больше года парит на расстоянии 2,5 сантиметров от рельсов за счет силы магнитного поля.

Что будут строить в России?

На Петербургском экономическом форуме — 2016 компания Hyperloop One и группа компаний «Сумма» подписали договор о развитии Hyperloop в Москве: сверхскоростные вакуумные поезда хотят использовать для связи между аэропортами и с новой Москвой. Кроме того, проектом заинтересован Минтранс: они предлагают Hyperloop One построить пробную трассу длиной 70 км на Дальнем Востоке, а к Восточному экономическому форуму хотят подробнее проанализировать перспективы создания грузовой магистрали из Китая в Европу.