Hyperloóp ( MFA: [haipə' lu:p] , z angličtiny - „hyperloop“) je projekt vakuového vlaku , který v roce 2013 navrhl americký venture kapitalista Elon Musk . Nebyl plně implementován, ale Muskovy pokusy získat povolení od hlav mnoha států k použití těchto vlaků stále pokračují. K dnešnímu dni byla vybudována testovací místa v Hawthorne ( SpaceX , délka trati 1,5 km) a Las Vegas ( Virgin Hyperloop One , délka 0,5 km) . Staví se také skládkaToulouse ( společnost HyperloopTT , úseky 1 km a 320 m) . Maximální rychlost dosažená při testech je cca 450-460 km/h [1] .
Byly podepsány dohody o výstavbě 10 km funkčních dálnic ve městech Dubaj a Tongren (společnost HyperloopTT), načasování projektů není známo . Boring Company Elona Muska staví tunel mezi městy Baltimore a Washington .
Koncept vakuového vlaku poprvé navrhl americký vědec Robert Goddard v roce 1904 [2] .
První projekt pohybu vlaků ve vakuu v Rusku navrhl v roce 1911 ruský vědec Boris Weinberg. Podle jeho plánu se uvnitř potrubí, ze kterého byl odčerpáván vzduch, měla kapsle pohybovat. Byl uveden do pohybu pomocí „elektromagnetického děla“ a teoreticky mohl dosáhnout rychlosti 800-1000 km/h. Vědec provedl experimenty v Tomském technologickém institutu s pohybem kapsle v potrubí, ale první světová válka zabránila realizaci myšlenky .
Obecně je historie pohybu vlaků ve vakuu popsána v mnoha zdrojích dlouho před rokem 2013, což se odráží v publikaci „ Magnetometr profesora Weinberga “.
Myšlenka Hyperloopu vznikla v reakci na vládní projekt kalifornské vysokorychlostní železnice . , která by do roku 2029 měla propojit Los Angeles a San Francisco . „Vysokorychlostní“ trať zahrnuje vlaky pohybující se rychlostí přesahující 322 km (200 mil) za hodinu [3] , náklady na projekt v obchodním plánu zveřejněném v dubnu 2012 byly odhadnuty na 68,4 miliard $ [4] . [5] Elon Musk proto při této příležitosti prohlásil, že kalifornská silnice se stane nejpomalejší mezi světovými vysokorychlostními železnicemi a zároveň nejdražší v přepočtu na míli [6] .
Musk poprvé zmínil Hyperloop v rozhovoru se Sarah Lacey v červenci 2012 na akci PandoDaily v Santa Monice . Podnikatel slíbil, že nové vozidlo bude 2x rychlejší než letadlo a 3-4x rychlejší než vysokorychlostní vlak, doba cesty z Los Angeles do San Francisca (vzdálenost 561 km v přímé linii) bude trvat jen 30 minut [7] . Později Musk učinil řadu dalších významných prohlášení: projekt by byl 10krát levnější než kalifornská vysokorychlostní železnice; doprava nebude vystavena nehodám; silnice musí být poháněna solární energií ; cestující se nebudou muset přizpůsobovat jízdnímu řádu , protože přepravní kapsle se budou pohybovat v krátkých intervalech, jako v metru ; všechny specifikace budou volně dostupné [8] . Nakonec byla v srpnu 2013 zveřejněna 58stránková „alfa verze“ návrhu [9] [10] [11] .
Elon Musk představil svůj nápad jako pátý způsob dopravy po vlaku , letadle , autě a lodi [6] . Podle něj jde o něco mezi Concordem , railgunem a air hockeyovým stolem [12] . Hyperloop byl koncipován jako vyvýšené potrubí umístěné na podpěrách , uvnitř kterého se jednotlivé transportní kapsle o délce 25–30 m pohybují jedním směrem rychlostí 480 až 1102 km/h (v závislosti na krajině [12] ) s intervalem 30 sekund v jednom směru. Dvě systémové varianty [9] :
Klíčovým faktorem konceptu zveřejněného 12. srpna 2013 [4] byla touha po levném systému. Musk si proto vzal za základ model vakuového vlaku [4] , jehož výhodou je, že není potřeba překonávat tření podpěry a nastupující odpor vzduchu . Podnikatel však nápad vylepšil: podle jeho názoru nemá smysl usilovat o dosažení úplného vakua v potrubí . Stačí udržovat přední vakuum , konkrétně tlak 100 Pa (to je 1/1000 atmosférického tlaku ) - další snižování tlaku je nerentabilní, protože vede k exponenciálnímu nárůstu nákladů. Zároveň lze přední vakuum udržovat pomocí čerpadel středního výkonu a trubkových stěn z běžné oceli o tloušťce 20–25 mm [9] .
Při rychlosti stanovené projektem však vozidlo stále naráží na přicházející vzduchové hmoty. Musk se je rozhodl použít k vytvoření vzduchového polštáře : speciální vodítka a ventilátor umístěný v nosu přepravní kapsle by měly přesměrovat proudící vzduch pod dno . Za podmínek předního vakua by tlak 9,4 kPa postačoval k vytvoření vzduchového polštáře, který by vyžadoval dodávku pouze 200 g vzduchu za sekundu. Musk tedy opouští mnohem dražší myšlenku magnetického polštáře [9] .
Kapsle musí být poháněna lineárním elektromotorem . Stator bude 15 m dlouhá hliníková kolejnice na podlaze trubky [12] , která je potřeba pouze každých 110 km [4] . Rotor bude v každé kapsli a vyžaduje pouze 100 kW trvalého výkonu . Vzhledem k tomu, že systém bude napájen elektřinou, počítá se s příjmem energie pomocí solárních panelů . Mají vyrobit 57 MW elektřiny, zatímco systém potřebuje pouze 21 MW. Protože stator provádí nejen zrychlení , ale také brzdění , v druhém případě se kinetická energie kapsle také přeměňuje na elektrickou energii . Z prodeje přebytečné energie se plánuje generovat 25 milionů USD ročně, což vytvoří další zdroj financování provozních nákladů [12] . Jednosměrná letenka by ve výsledku měla stát 20 USD a při celkových nákladech na systém 7,5 miliardy USD bude návratnost projektu dosažena za 20 let [9] .
V případě nouze je poskytováno následující [9] :
Počítačové simulace provedené v září 2013 zaměstnanci Ansys ukázaly, že nápad je realizovatelný, ale je potřeba jej vylepšit. Jsou potřeba následující úpravy [13] :
V listopadu téhož roku se Guy Rouleau na svém blogu na webu The MathWorks podělil o výsledky své vlastní simulace, která ukázala, že v podmínkách trati mezi Los Angeles a San Franciscem by rychlost 1220 km/h byla nedosažitelné [14] .
V lednu 2015 na výroční konferenci Amerického institutu letectví a kosmonautiky(AIAA SciTech 2015), specialisté NASA Glenn Research Center prezentovali své výsledky simulací provedených v prostředí OpenMDAO open source softwaru . Jejich klíčové závěry byly, že průměr trubky by měl být zvětšen asi 2krát, a strach z ohřívání kapsle kvůli tření vzduchu je přehnaný [15] . Materiály související s touto simulací jsou zveřejněny na GitHubu [16] .
Vývoj soutěžních týmů ještě není zdaleka dokončen. HTT tedy opustilo použití vzduchového polštáře, protože může způsobit problémy s ovládáním, a zvolilo magnetickou levitaci [17] . Virgin Hyperloop One také preferoval magnetickou levitaci, ale ne aktivní (jako maglev ), ale pasivní. Tato technologie, vyvinutá v Livermore National Laboratory , předpokládá, že permanentní magnety jsou připojeny k pouzdru, čímž se pohybují po vodivém povrchu [18] .
Absolutní rychlostní rekordy (457 a 463 km/h) vytvořil 22. července 2018 a 2019 studentský tým WARR Hyperloop z Technické univerzity v Mnichově , vítěz všech tří soutěží Hyperloop pod . Dosud nebyly postaveny žádné koleje Hyperloop, kde by byla kapsle poháněna metodou elektromagnetického katapultu , jako je tomu u klasického konceptu vakuového vlaku . Soutěžící proto museli vytvořit samohybné kapsle na elektromotorech. Sedmdesátikilogramová kapsle týmu z Mnichova je vybavena osmi elektromotory o celkovém výkonu 240 kW [1] [19] .
22. července 2019 na soutěži SpaceX Hyperloop Pod tým z Mnichovské univerzity vytvořil další rychlostní rekord zrychlením kapsle Hyperloop na 463 km/h [20] [21] .
Vzhledem k tomu, že Musk oznámil, že se sám nechystá implementovat Hyperloop, objevilo se několik skupin nadšenců, kteří se rozhodli projekt uvést v život vlastními silami [10] . Již měsíc po zveřejnění „alfa verze“ provedla skupina specialistů Ansys pod vedením Sandeep Sovani počítačové simulace , které ukázaly zásadní možnost realizace myšlenky [13] . Výsledky simulace přiměly projekt k podpoře crowdsourcingové platformy JumpStartFund , během níž projekt získal více než 300 hlasů [22] .
Pro realizaci myšlenky bylo rozhodnuto vytvořit Hyperloop Transportation Technologies Inc. (HTT nebo HyperloopTT), jejichž klíčovými postavami jsou spoluzakladatel JumpStartFund Dirk Alborn a prezident SpaceX Gwynn Shotwell [10] . Obchodní model společnosti není zcela obvyklý: sdružuje dobrovolníky , kteří pracují zdarma a počítají s podílem na možném výtěžku z projektu v případě úspěchu [23] . K dnešnímu dni projekt spojil 200 dobrovolníků ze společností Cisco Systems , Boeing , Harvard University a UCLA School of Architecture and Design . Spolupráce takové masy lidí je založena na tom, že projekt je rozdělen na malé úkoly. Interakce účastníků je zajištěna pomocí Google Docs a týdenních skupinových videokonferencí [10] [24] .
V únoru 2015 bylo oznámeno, že HTT dosáhla dohody s developerem eko-města Kwei Valley, jejíž výstavba má začít v roce 2016 v Kings County v Kalifornii na stavbě první tamní 8kilometrové dálnice. Společnost doufala, že získá 100 milionů dolarů nezbytných pro stavbu prostřednictvím IPO [25] . V březnu 2016 Dirk Alborn oznámil, že podepsal se slovenskou vládou dohodu o výstavbě dálnice, která spojí Bratislavu s Vídní a Budapeští . Doba jízdy na něm by měla být osm minut. Alborn zároveň neuvedl načasování projektu [26] .
V červenci 2017 Alborn oznámil, že jeho společnost objednala první polní testovací modul od španělského výrobce trupů letadel Carbures a obdržela pozemek pro vybudování výzkumného a vývojového centra v Toulouse ve Francii [27 ] . Trasa první provozní linky byla vybrána v dubnu 2018. Půjde o 10 km dlouhou trasu mezi letištěm Al Maktoum a dějištěm Expo 2020 v Dubaji ( SAE ). Odpovídající smlouva byla uzavřena se společností Aldar Properties . Šéf HyperloopTT přitom s vyjmenováním konkrétních termínů dokončení stavby nijak nespěchá. Očekává se, že trasa v budoucnu spojí Dubaj s Rijádem ( Saúdská Arábie ). Zároveň bylo oznámeno zahájení výstavby zkušebního areálu v Toulouse, který se skládá ze dvou sekcí - 320 m dlouhých pro nákladní kapsle a 1 km dlouhé pro osobní. Dokončení trasy pro cestující je plánováno na červenec-srpen [28] [29] .
V červenci 2018 byla vybrána druhá trasa, přičemž HTT založilo společný podnik s magistrátem čínského města Tongren s cílem vybudovat 10 km trasu mezi městem a místním letištěm Tongren Fenghuang . Náklady na projekt se odhadují na 295 milionů $. Ve druhé fázi se plánuje prodloužení silnice na horu Fangjinshan, v tomto případě se délka trasy zvýší na 50 km [19] [30] .
Koncem února-začátkem března 2019 společnost oznámila dokončení výstavby první 320 m dlouhé zkušební dráhy v Toulouse, začátek testování je naplánován na duben. Ve španělském městě El Puerto de Santa Maria byla zároveň poprvé představena osobní kapsle Hyperloop v životní velikosti. Kapsle má délku 15 metrů a hmotnost 5 tun, je určena pro 28-40 cestujících [31] .
Další tým vytvořil Shervin Pishevar – první investor do Uberu , zakladatel fondu rizikového kapitálu Sherpa Ventures a hlavní sponzor Demokratické strany USA . Na konferenci All Things Digital v květnu 2013 Pishevar veřejně požádal Muska, aby zveřejnil podrobnosti o Hyperloopu. Poté, co byly o tři měsíce později zveřejněny podrobnosti o projektu, zajistil si Pishevar audienci u prezidenta Obamy , načež prezident nařídil Úřadu pro politiku vědy a technologie své administrativy , aby tento nápad prostudoval. Postupně Pishevar přitahoval společnost, kterou nazval Hyperloop Technologies Inc. (Hyperloop Tech), následující partneři: Palantir spoluzakladatel a spolumajitel fondu rizikového kapitálu Formation 8 Joe Lonsdale , šéf Obamovy vítězné prezidentské kampaně v roce 2012 Jim Messinu , zakladatel Space Adventures a šéf fondu X Prize Peter Diamandis , člen z " PayPal mafie " David Sacks . Posledně jmenovaný se stal spolupředsedou společnosti a do práce na projektu přivedl inženýra Kevina Brogana, „guru SpaceX“, který si změnil jméno na Brogan BamBrogan [ 10 ] .
Hyperloop Tech začínal v Bembroganově garáži v Los Feliz poté se přestěhoval do bývalé továrny na zmrzlinu . Společnost plánuje postavit experimentální trať, jejíž výstavba se odhaduje na 80 milionů dolarů, bez 8,5 milionů dolarů na inženýrské a designové náklady . S Anthonym Marnellem III , majitelem Marnell Corrao Associates , největšího amerického stavitele kasin , probíhala jednání na téma výběru místa pro stavbu již plnohodnotné dráhy . Marnell již dlouho zamýšlí spojit Las Vegas vysokorychlostní železniční tratí se západním pobřežím USA a je jedním z investorů projektu XpressWest , který vlastní právo takovou silnici postavit [10] .
V průběhu dvou kol investic se společnosti podařilo získat více než 92,6 milionů $. [18] Mezi investory byly Sherpa Ventures, EightVC, ZhenFund, Národní společnost francouzských drah , Oerlikon Leybold Vacuum (jeden z akcionářů je Viktor Vekselberg ), stejně jako ruský rizikový fond Caspian VC Partners (zastupuje zájmy Ziyavudina Magomedova ) [32] [33] .
Dne 11. května 2016 došlo v životě společnosti ke dvěma významným událostem. Za prvé, aby nedošlo k záměně s HTT, byl přejmenován na Hyperloop One . Za druhé, ve městě North Las Vegas ( Nevada ) byla provedena zkouška motoru pro Hyperloop pod širým nebem [33] . Neméně důležitou zprávou z tábora Hyperloop One však v té době byla žaloba rezignovaného Bembrogana na Pishevara, Lonsdalea a generálního ředitele společnosti Roberta Lloyda [34] . Zároveň jeden z akcionářů projektu, společnost Caspian VC Partners, představil na druhém Východním ekonomickém fóru ve Vladivostoku plán na vybudování odbočky Hyperloop o délce cca 65 km na trase Hunchun ( Čína ) – přístav Zarubino . Průměrná rychlost by měla být cca 740 km/h, investice se odhadují na 30-40 miliard rublů, doba realizace je 5 let [35] .
V květnu 2017 společnost provedla první úplný provozní test systému. Test byl proveden na testovacím místě zvaném DevLoop, které bylo dokončeno o měsíc dříve na předměstí Las Vegas . Délka úseku je 500 m, průměr potrubí 3,3 m. Kapsle pro cestující zrychlila na 113 km/h [36] , 29. července byla rychlost zvýšena na 310 km/h [37] . Podle Z. Magomedova, který se stal spolupředsedou představenstva Hyperloop One, se při stejných technických vlastnostech systému zvýší rychlost na vzdálenost 2 km na 1 000-1 200 km/h [38] .
V září téhož roku společnost uzavřela třetí kolo získávání finančních prostředků ve výši 85 mil. USD. V důsledku toho celková investice činila 245 mil. USD a ocenění startupu přesáhlo 700 mil. USD. [ 39] Následující měsíc, Generální ředitel Hyperloop One Rob Lloyd Podle jeho názoru je výstavba vakuových linek o třetinu levnější než vysokorychlostní železnice , přičemž cestovní rychlost je 2-3krát vyšší. Také navrhl, že jízdenka na cestu 50-60 km by stála 5 $ [40] .
15. prosince 2017 dokázala společnost zrychlit svou kapsli na rekordní rychlost 387 km/h a den předtím kvůli sexuálnímu skandálu Hyperloop One odešel její zakladatel Sh.Pishevar. Uvolněné místo zaujal jeden z nových akcionářů Richard Branson , společnost se stala známou jako Virgin Hyperloop One [41] .
V únoru 2018 společnost uzavřela dohodu s indickou vládou o výstavbě dálnice ve státě Maháráštra mezi městy Pune a Bombaj . Předpokládá se, že po 6měsíčním studiu projektu Virgin Hyperloop One postaví do 2-3 let demonstrační dráhu a v průběhu dalších 5-7 let plnohodnotnou silnici [42] . Začátkem května bylo oznámeno, že společnost vstoupila do společného podniku s provozovatelem přístavu DP World , který se bude jmenovat DP World Cargospeed. Je koncipován jako operátor nákladní dopravy využívající technologie Virgin Hyperloop One [43] . O několik dní později představilo designérské studio Designworks vlastněné BMW koncept interiéru kapsle pro cestující [44] .
V říjnu 2018 Branson rezignoval na funkci předsedy představenstva kvůli konfliktu s úřady Saúdské Arábie , způsobenému vraždou novináře Jamala Khashoggiho [45] . Uvolněné místo zaujal Sultan Ahmed bin Sulayem , šéf DP World, a Jay Walder , který dříve vedl MTR Corporation , zaujal pozici generálního ředitele .
Dne 28. července 2019 společnost podepsala dohodu s vládou Saúdské Arábie o vybudování nejdelšího cvičiště ( 35 kilometrů ) pro vakuový vlak Hyperloop [47] .
V listopadu 2020 společnost provedla zkušební jízdu dvou cestujících na vzdálenost přibližně 500 metrů ve speciální kapsli procházející vakuovým tunelem na testovacím místě Virgin Hyperloop v Nevadě . Kapsle dosahovala rychlosti 170 km/h, celá cesta trvala 6,25 sekundy. Společnost v současné době staví desetikilometrovou testovací dráhu v Západní Virginii a plánuje spustit komerční vakuový vlak v roce 2021 [48] .
Jak se ukázalo, Elon Musk také není připraven projekt úplně opustit. V lednu 2015 oznámil na Texas Transportation Forum, že se chystá postavit 8 km dlouhou testovací dráhu Hyperloop a Texas byl na vrcholu seznamu potenciálních stavenišť [10] [49] .
V červnu téhož roku společnost SpaceX vyhlásila soutěž na návrh kapsle pro cestující. Kapsle měly být testovány během závodů na zkušební dráze v Hawthorne v Kalifornii , kde se nachází sídlo společnosti [50] . Soutěž se nazývá Hyperloop pod competition. V lednu 2016 hostila Texas A&M University College Station první kolo, kde bylo vybráno 22 nejlepších týmů. Všichni dostali právo otestovat své modely na reálné trati během druhé etapy. Hlavní cenu získal tým z Massachusetts Institute of Technology [51] .
Zpočátku se závěrečná fáze soutěže Hyperloop lusku očekávala v polovině srpna téhož roku [52] , ale byla odložena. SpaceX ohlásilo zahájení stavby testovací dráhy o délce 1500 m a průměru potrubí 1,8 m teprve začátkem září 2016 [53] . Výsledkem bylo, že závěrečná fáze proběhla 27. srpna 2017. První místo na něm získal tým z Technické univerzity v Mnichově , jehož kapsle dosahovala rychlosti 327 km/h [54] . Německý rekord však vydržel jen pár dní, protože 31. srpna Musk předvedl kapsli, vytvořenou společně SpaceX a Teslou , která byla schopna dosáhnout rychlosti 355 km/h [55] .
V polovině října získal Musk první oficiální souhlas se stavbou plnohodnotné Hyperloop dráhy. Úsek o délce cca 16,58 km by měl propojit okraj Baltimoru s územím Hannoveru ( Maryland ). Očekává se, že tato silnice se v budoucnu stane součástí trasy Washington - New York se zastávkami v Baltimoru a Philadelphii . Trať bude postavena pod zemí, tunel by měla postavit Boring Company Elona Muska [56] . V únoru 2018 dostal Musk povolení připravit místo pro stanici a zahájit výkopové práce na volném pozemku v severovýchodním Washingtonu [57] .
V roce 2019 zveřejnil Institut pro problémy přirozeného monopolu (IPEM) odborný posudek [58] o ekonomické proveditelnosti výstavby 650 km dlouhé linky Hyperloop mezi Moskvou a Petrohradem a o potenciální ceně jízdenky pro cestující. Uvažují se tři možnosti: jednotrubková verze bez stavu. dotace a dvoutrubkové se státní dotací i bez 50 %. Investiční náklady byly odhadnuty na základě studie proveditelnosti výstavby trati Stockholm - Helsinky bez zohlednění nákladů na nákup pozemků pro trať. Kapacita kapslí odpovídá deklarovanému NTT: 28 nebo 40 míst, minimální intervaly - 6 minut, maximální rychlost - 1102 km / h, plná přetížení - ne více než 1,5 g. Doba návratnosti se předpokládá 20 let. Výsledky provedených hodnocení ukázaly, že:
Vysokorychlostní a vysokorychlostní vlaky (provozní a experimentální) | |
---|---|
přes 349 km/h |
|
300-349 km/h |
|
250-299 km/h |
|
200—249 km/h |
|
160-200 km/h |
Elon Musk | ||
---|---|---|
Společnosti | ||
Projekty | ||
Rodina |
| |
Kategorie: Elon Musk |