Vakuový vlak

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 5. května 2015; ověření vyžaduje 51 úprav .

Vakuový vlak nebo Vactrain  - navržený v roce 1909, ale dosud nerealizovaný vysokorychlostní způsob dopravy . Tento způsob pohybu zahrnuje pohyb pomocí magnetické levitace uvnitř trubek ve vakuu nebo ve vysoce zředěném vzduchu . Absence odporu vzduchu a tření umožní pohybovat se ohromnými rychlostmi (pravděpodobně 6400-8000 km/h - tedy 5-6krát rychleji než zvuk ve vzduchu ) a velmi levně.

Popis

Jak to funguje

Funguje na bázi magnetického polštáře a vakuového snížení odporu vzduchu.

Výhody

Nevýhody

Pokusy o implementaci

Pozadí

Myšlenka přemisťování předmětů v potrubí nebo tunelu se zředěným vzduchem má dlouhou praxi v realizaci v podobě pneumatické dopravy . První písemná zpráva byla přednesena trubkou v roce 1792 v katedrále sv. Štěpána ve Vídni . V roce 1916 byla celosvětová délka pneumatických trubek přibližně 1000 km, z toho více než 400 km se nacházelo ve Francii . Pneumatické poštovní linky jsou v současné době v provozu v Charite Hospital v Berlíně a Ruské státní knihovně v Moskvě [1] .

Myšlenka vlaku pohybujícího se v tenkém vzduchovém tunelu byla poprvé patentována v roce 1835 Henrym Pinkusem .  Ve stejné době vybudoval experimentální pneumatickou železniční trať podél Kensingtonského kanálu .v Londýně . První provozní linku otevřel v roce 1840 Samuel Clegg.a Joseph Samuda, to fungovalo jako součást Birmingham, Bristol & Thames Junction Railway [2] . Samuda této cestě věnoval knihu " Pojednání o přizpůsobení atmosférického tlaku k účelům pohybu na železnici " ( 1841 ) [ 3 ] . Beach Pneumatic Transit , první linka metra v New Yorku , byl také pneumatický vlak [4] ; v 60. letech podnítila vynálezce Lawrence Edwardsena myšlence gravitačně-vakuového tranzitu[5] .

Historie

Myšlenka vakuového vlaku byla poprvé veřejně vznesena v roce 1909 v článku v Scientific American s odkazem na nejmenovaného čtenáře. Čtenář navrhl organizovat pohyb aut ve vakuové trubici na základě magnetické levitace . Podle jeho výpočtů by pak cesta z New Yorku do Philadelphie (136 km) trvala 6 min 44 s a vzdálenost z New Yorku do Bostonu (305 km) by se dala urazit za 10 min 4 s [6] . Nejmenovaný čtenář následně vešel ve známost jako americký vesmírný průkopník Robert Goddard .  Po vynálezcově smrti v roce 1945 byly v jeho dokumentech nalezeny prototypy vakuového vlaku pohybujícího se průměrnou rychlostí 1 600 km/h [7] . Vdova po vynálezci Esther Christine Goddard současně požádala o patenty US 2511979 A " Vakuový transportní systém " [8] a US 2488287 A " Přístroj pro vakuovou přepravu trubic " [9] .

První experimenty na světě s pohybem tělesa ve vakuové trubici vlivem elektromagnetického pole provedl v letech 1911-1913 v Tomském technologickém institutu ruský profesor Boris Veinberg . Podle jeho plánu měla být kapsle (válec doutníkového tvaru o délce asi 2,5 m a výšce 0,9 m) uvnitř potrubí urychlena ve výchozí stanici elektromagnetem , který v tomto případě funguje jako elektromagnetická pistole . cílové stanice to bylo zpomaleno elektromagnetem. Weinberg předpokládal, že kapsle může dosáhnout rychlosti až 800–1 000 km/h [10] [11] . Na jaře 1914 profesor referoval o svých úspěších v přednášce na téma „Pohyb bez tření“, čtené v Petrohradě [12] . Přednáška se proslavila díky zmínce v „Zábavné fyzice“ od Ya. I. Perelmana [10] .

Nemohu zapomenout na ohromující dojem, který tento odvážný a originální projekt vyvolal na chladnou petrohradskou veřejnost, když vynálezce v brilantní přednášce nakreslil obraz budoucího boje s vesmíremJakov Perelman

Weinbergovy experimenty byly přerušeny první světovou válkou : měď, ze které byla trubka vyrobena, byla potřebná pro vojenské účely a zařízení bylo rozebráno. Po zmínce o svých experimentech v roce 1917 v inženýrské sekci Americké asociace pro rozvoj vědy byl profesor pověřen napsáním článku pro Popular Science [ 13] . Také krátký článek o Weinbergově vlaku vyšel v březnu 1917 v americkém časopise Electrical Experimenter [14] . Vědec si následně uvědomil, že implementace vakuového vlaku v současných podmínkách je problematická, změnil okruh svých vědeckých zájmů [15] [16] .

V roce 1934 německý inženýr Hermann Kemper( německy  Hermann Kemper ) požádal o patent DE 643316 C " Schwebebahn mit raederlosen Fahrzeugen, die an eisernen Fahrschienen mittels magnetischer Felder schwebend entlang gefuehrt werden " [17] na systém připomínající Weinbergův projekt pohybující se v kovové trubce. V letech 1939-1943 nacistické Německo pracovalo na vytvoření takového vlaku, ale kvůli druhé světové válce nebyl nápad dokončen [11] .

V roce 1969 Kyunojo Ozawa (小久之丞, Ozawa Kyunojo:) , děkan Přírodovědecké a technologické fakulty Meijo University v Nagoji , umístil proudový vlak   do vakuového tunelu o rychlosti 2300 km/h [18] . Délka vlaku byla 220 m, průměr 5 m. Následující rok vezl Ozawa na tomto vlaku pokusná zvířata [11] [19] .

Modernost

Čína se připravuje na realizaci projektu železničního vlaku v podzemním tunelu se sníženým tlakem vzduchu [20] . S realizací projektu se počítá do roku 2020 . Předpokládá se, že vlak bude schopen dosáhnout rychlosti asi 1000  km/h . Náklady na jeden kilometr takové podzemní cesty se odhadují na 2,9 milionu dolarů [20] .

Plány na stavbu podvodního transatlantického tunelu pro nadzvukové vlaky na magnetickém polštáři vymyslel jeden z konstruktérů Eurotunelu , americký vynálezce Frank Davidson [ 21 ] .  Uspořádal pokus, při kterém se pingpongový míček zrychlil v 300metrové plastové trubce na rychlost 1200 km/h [22] .

V létě 2013 představil americký podnikatel Elon Musk projekt dopravního systému Hyperloop , což je vznášedlo pohybující se v předevakuu . Počátkem roku 2015 byly oznámeny plány na vybudování první 8kilometrové trati v ekologickém městě Quay Valley , která se má začít stavět v roce 2016 v Kings County v Kalifornii [23] .

V říjnu 2013 představila finská společnost Astronomic možnost vybudovat mezi Helsinkami a Tallinem podvodní tunel , ve kterém by vakuový vlak „Sonicloop“ jel rychlostí 1600 kilometrů za hodinu [24] [25] .

V Rusku se 30. října 2015 konalo zasedání Společné vědecké rady JSC Russian Railways k problematice využití vakuového prostředí k vytváření vysokorychlostních železničních systémů . Výsledkem jednání bylo rozhodnutí zorganizovat pracovní skupinu pro využití vakuového prostředí k vytvoření vysokorychlostních dopravních systémů. V březnu 2016 doporučila Společná vědecká rada JSC Russian Railways zvážit proveditelnost využití stávajícího výzkumného institutu JSC pojmenovaného po S.A. Vekshinsky“ výrobní prostory pro umístění vědeckého a technického centra pro pořádání testů .

Viz také

Poznámky

  1. Vasiliev I. Pneumatická pošta: včera, dnes, zítra ...  // 3DNews Daily Digital Digest  : Online vydání. - M. , 7. února 2011. Archivováno 27. ledna 2012.
  2. Hadfield Ch. Atmosférické železnice. - Newton Abbot: David & Charles, 1967. - 240 s. — ISBN 0-7153-4107-3 .
  3. Samuda J. Pojednání o přizpůsobení atmosférického tlaku k účelům lokomoce na železnicích . - Londýn: J. Weale, 1841. - 50 s. Archivováno 23. října 2022 na Wayback Machine
  4. Archivovaná kopie (odkaz není dostupný) . Získáno 22. září 2014. Archivováno z originálu 6. srpna 2005.   Archivovaná kopie (nedostupný odkaz) . Získáno 22. září 2014. Archivováno z originálu 6. srpna 2005. 
  5. 26. února 1870: První linka metra s pneumatickým pohonem v New Yorku  //  APS News: noviny. - American Physical Society , 2013. - Vol. 22 , č. 2 . Archivováno z originálu 12. března 2016.
  6. Hranice rychlého tranzitu  // Scientific American  : Journal  . - Springer Nature , 1909. - Sv. 101 , č. 21 . — S. 366 . — ISSN 0036-8733 . Archivováno z originálu 4. dubna 2015.
  7. Sirohiwala et al., 2007 , s. 7.
  8. Goddard R. Systém přepravy vakuových trubek . Patent US 2511979 A  (anglicky) . Patenty Google . Google (20. června 1950) . Získáno 27. září 2014. Archivováno z originálu 12. března 2016.
  9. Goddard R. Zařízení pro přepravu vakuových trubic . Patent US 2488287 A  (anglicky) . Patenty Google . Google (15. listopadu 1949) . Získáno 27. září 2014. Archivováno z originálu 5. dubna 2016.
  10. 1 2 Perelman, 1932 .
  11. 1 2 3 Izmerov, 2005 .
  12. Weinberg, 1914 .
  13. Weinberg, 1917 , str. 705.
  14. Cestování rychlostí 500 mil za hodinu v budoucí elektrické železnici  (anglicky)  // Electrical Experimenter  : magazine. - 1917. - březen ( ročník IV , výr. 47 , č. 11 ). - str. 794 . Archivováno z originálu 23. října 2022.
  15. Kuznetsova S.I. Těžký osud profesora TTI B.P. Weinberga  // Bulletin Tomské polytechnické univerzity: časopis. - Tomsk, 2009. - T. 315 , no. 2 . - S. 199-200 . Archivováno z originálu 13. září 2014.
  16. Stoletý hyperloop: jak byl dokončen vlak vynalezený Tomskem v USA , Tomsk: RIA Novosti  (19. srpna 2013). Archivováno z originálu 14. července 2014. Staženo 20. září 2014.
  17. Kemper G. Schwebebahn mit raederlosen Fahrzeugen, die an eisernen Fahrschienen mittels magnetischer Felder schwebend entlang gefuehrt werden . Patent DE 643316 C  (německý) . Patenty Google . Google (11. srpna 1934) . Datum přístupu: 29. března 2015. Archivováno z originálu 12. března 2016.
  18. Ozawa K. The Experiment on the Supersonic Rocket Train  (japonsky)  // Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers : Journal. - 1970. -第73 (618) 数. — ~1000—1005頁. Archivováno z originálu 28. listopadu 2016.
  19. Fedorov Yu. Vlak předjíždí zvuk // Technika pro mládež  : časopis. - 1971. - č. 3 . - S. 40-41 . — ISSN 0320-331X .
  20. 1 2 Laboratoř pracuje na vlaku s rychlostí 1 000 km/h - Shanghai Daily | 上海日报 — English Window to China New Archived 17. ledna 2012 na Wayback Machine 2010-8-3
  21. Chernenko G. Flying Expresses  // Oheň  : deník. - Petrohrad. , 2011. - č. 9 . Archivováno z originálu 12. března 2016.
  22. Shapovalov G. Před odjezdem vlaku Peking-New York zbývá ...  // Tribuna-rt: noviny. - M. , 9. září 2014. Archivováno 10. září 2014.
  23. Davies, Alex . Stavba Hyperloopu začíná příští rok s první plnohodnotnou skladbou  (v angličtině) , San Francisco: Wired  (26. února 2015). Archivováno z originálu 11. března 2015. Staženo 12. března 2015.
  24. Alekseeva, Anna . Vakuový vlak: z Helsinek do Tallinnu za 5 minut , St. Petersburg. : Fontanka.Fi  (19. října 2013). Archivováno z originálu 21. srpna 2014. Staženo 20. srpna 2014.
  25. Ståhlberg N. SONICLOOP - nejrychlejší vlak na Zemi  (anglicky)  (odkaz není k dispozici) . Astronomický (11. srpna 2013). Získáno 19. srpna 2014. Archivováno z originálu dne 20. srpna 2014.

Literatura

Doporučená četba

Odkazy