Загиперлупили
В связи с очередной волной пиара Hyperloop'а, друзья и знакомые снова непрерывно кидают всяческие ссылки и вопрошают "тыжспециалист". Аз есмь грешен, небольшой кусок моей кандидатской диссертации был посвящен электродинамическому подвесу для левитирующих поездов. И я, таки, имею немного сказать за эту тему.
Кстати, разыскать что-то путное в интернетах на тему Hyperloop'а не так-то просто. В основном попадается какая-то хрень для отстающих младших школьников, полная футуристично-душещипательных картинок вроде этой:
Источник картинки.
Из того что удалось накопать, текущая схема работы основывается на связке линейный асинхронный электродвигатель + электродинамическая подвеска + труба с техническим вакуумом\разрежением. Если не учитывать рюшечки вроде "мы будем все на солнечных батареях" и агрессивную пропаганду, то вырисовывается достаточно стандартный проект ВСНТ (высокоскоростного наземного транспорта), имя которому легион и иные из которых, аналогичного уровня, возрастом поболее полувека.
Теперь разберем связку почленно.
1. Линейный асинхронный электродвигатель - это вообще стандартная технология и обсуждать тут особо нечего. Применительно к ВСНТ там есть небольшие заморочки, но о них позже.
2. Электродинамический подвес штука гораздо более хитрая, но тем не менее на настоящий момент достаточно хорошо изученная. Граблей там навалом, наступай не хочу. Но об этом, полагаю, таки надо разродиться отдельным постом, а возможно и не одним. Мне есть что сказать и я молчать не буду! Тем не менее, проблемы эти уже, в общем, преодолены, хотя коммерчески такие системы еще не эксплуатируются (насколько мне известно).
Вообще, связка 1+2 - это обычный, кондовый МАГЛЕВ на электродинамическом подвесе. В Японии такие экспериментальные поезда гоняют по полигону не первое десятилетие. Более того, на моей дражайшей малой родине, в Новочеркасске, в конце 80-х на базе ВЭлНИИ был построен и успешно испытывался летающий вагон на электродинамической подвеске. Людей, которые его проектировали и испытывали, знал/знаю лично. Увы, дальше наступила свобода и гласность, стало не до ВСНТ.
3. Труба с вакуумом.
Насколько я понимаю, именно этот компонент вызывает наибольшее количество вопросов у инженерно-близкой публики. Конкретно в этом вопросе я не специалист ни разу, заявляю сразу. Из общих соображений, полагаю, что, теоретически, такую трубу построить можно. Однако, поддержание разрежения в много-много-много километровой трубе значительного диаметра потребует, очевидно, суровой инфраструктуры, сурово стоящей. (Ежели кто имеет на эту тему профессионально добавить, буду рад комментариям). Отмечу здесь же, что проекты на связке 1+2+3 тоже совсем не новость, в том числе и для США.
Если рассматривать стоимость системы ВСНТ, то могу сообщить следующее. по старым оценкам, эксплуатационные расходы пассажирской линии по схеме 1+2 сравнимы с расходами на современную линию колесных скоростных поездов аналогичной пропускной способности. На практике, вероятно, будет больше, потому что заранее все факторы учесть трудно. Но даже если и не, труба с разрежением добавляет очень, очень много вопросов. Строительство же инфраструктуры даже по схеме 1+2 по цене совершенно заоблачное, настолько, что правительство Японии до сих пор не может решиться начать строить давно чаемую линию МАГЛЕВа, при том что с инженерной точки зрения, там, вроде как, все обсосано до костей. Опять же, труба и тут добавляет жару.
Ну и к вишенке на торте.
Все это мое словоизвержение было вызвано непрерывно присылаемыми мне ссылками на "успешную демонстрацию жизнеспособности технологии Hyperloop". Если очистить сообщение от воплей разгоряченных/подогретых СМИ, то мы имеем следующее: построено несколько сотен метров статора линейного асинхронного электродвигателя, и с помощью него тележку, едущую на колесах по рельсам разогнали до не слишком впечатляющей скорости. Как я уже говорил, такой электродвигатель - это достаточно банальная технология, используемая весьма много где. Простейшим, но впечатляющим, примером ее употребления являются современные электромагнитные катапульты для авианосцев. Что характерно, в ролике с испытаний от самих гиперлуповцев, после откачки тонн пафоса, сказано ровно это: испытали прототип двигателя. Но кто ж их слушает. Да и зачем? Одна из немногих загвоздок в эксплуатации таких двигателей - это синхронизация тяговых подстанций, обеспечивающих бегущее магнитное поле в статоре на большем протяжении. Однако, судя по длине пути прототипа, эта проблема пока не стоит. Ну, будем посмотреть. Японцы в свое время справились.
Подводя итог. С одной стороны, технологии все известные, с другой - там есть масса неочевидных граблей, причем все самые интересные еще впереди. В этом свете "прорывные" газетные вопли вкупе с гиперлуповскими обещаниями до смешного напоминают лекцию Остапа Ибрагимовича перед восторженными шахматистами.
Единственным настоящим прорывом может стать введение системы в коммерческую эксплуатацию, остальным "прорывам" уже не первое десятилетие пошло. В этом отношении, Hyperloop до некоторой степени можно сравнить с коммерческими полетом на Луну: технологии все есть, собирай все в кучку и лети, пожалуйста. Вопрос лишь в том, какую сумму за это придется заплатить.
PS. Шанхайский маглев не использует электродинамическую подвеску, там другая схема.
Кстати, разыскать что-то путное в интернетах на тему Hyperloop'а не так-то просто. В основном попадается какая-то хрень для отстающих младших школьников, полная футуристично-душещипательных картинок вроде этой:
Источник картинки.
Из того что удалось накопать, текущая схема работы основывается на связке линейный асинхронный электродвигатель + электродинамическая подвеска + труба с техническим вакуумом\разрежением. Если не учитывать рюшечки вроде "мы будем все на солнечных батареях" и агрессивную пропаганду, то вырисовывается достаточно стандартный проект ВСНТ (высокоскоростного наземного транспорта), имя которому легион и иные из которых, аналогичного уровня, возрастом поболее полувека.
Теперь разберем связку почленно.
1. Линейный асинхронный электродвигатель - это вообще стандартная технология и обсуждать тут особо нечего. Применительно к ВСНТ там есть небольшие заморочки, но о них позже.
2. Электродинамический подвес штука гораздо более хитрая, но тем не менее на настоящий момент достаточно хорошо изученная. Граблей там навалом, наступай не хочу. Но об этом, полагаю, таки надо разродиться отдельным постом, а возможно и не одним. Мне есть что сказать и я молчать не буду! Тем не менее, проблемы эти уже, в общем, преодолены, хотя коммерчески такие системы еще не эксплуатируются (насколько мне известно).
Вообще, связка 1+2 - это обычный, кондовый МАГЛЕВ на электродинамическом подвесе. В Японии такие экспериментальные поезда гоняют по полигону не первое десятилетие. Более того, на моей дражайшей малой родине, в Новочеркасске, в конце 80-х на базе ВЭлНИИ был построен и успешно испытывался летающий вагон на электродинамической подвеске. Людей, которые его проектировали и испытывали, знал/знаю лично. Увы, дальше наступила свобода и гласность, стало не до ВСНТ.
3. Труба с вакуумом.
Насколько я понимаю, именно этот компонент вызывает наибольшее количество вопросов у инженерно-близкой публики. Конкретно в этом вопросе я не специалист ни разу, заявляю сразу. Из общих соображений, полагаю, что, теоретически, такую трубу построить можно. Однако, поддержание разрежения в много-много-много километровой трубе значительного диаметра потребует, очевидно, суровой инфраструктуры, сурово стоящей. (Ежели кто имеет на эту тему профессионально добавить, буду рад комментариям). Отмечу здесь же, что проекты на связке 1+2+3 тоже совсем не новость, в том числе и для США.
Если рассматривать стоимость системы ВСНТ, то могу сообщить следующее. по старым оценкам, эксплуатационные расходы пассажирской линии по схеме 1+2 сравнимы с расходами на современную линию колесных скоростных поездов аналогичной пропускной способности. На практике, вероятно, будет больше, потому что заранее все факторы учесть трудно. Но даже если и не, труба с разрежением добавляет очень, очень много вопросов. Строительство же инфраструктуры даже по схеме 1+2 по цене совершенно заоблачное, настолько, что правительство Японии до сих пор не может решиться начать строить давно чаемую линию МАГЛЕВа, при том что с инженерной точки зрения, там, вроде как, все обсосано до костей. Опять же, труба и тут добавляет жару.
Ну и к вишенке на торте.
Все это мое словоизвержение было вызвано непрерывно присылаемыми мне ссылками на "успешную демонстрацию жизнеспособности технологии Hyperloop". Если очистить сообщение от воплей разгоряченных/подогретых СМИ, то мы имеем следующее: построено несколько сотен метров статора линейного асинхронного электродвигателя, и с помощью него тележку, едущую на колесах по рельсам разогнали до не слишком впечатляющей скорости. Как я уже говорил, такой электродвигатель - это достаточно банальная технология, используемая весьма много где. Простейшим, но впечатляющим, примером ее употребления являются современные электромагнитные катапульты для авианосцев. Что характерно, в ролике с испытаний от самих гиперлуповцев, после откачки тонн пафоса, сказано ровно это: испытали прототип двигателя. Но кто ж их слушает. Да и зачем? Одна из немногих загвоздок в эксплуатации таких двигателей - это синхронизация тяговых подстанций, обеспечивающих бегущее магнитное поле в статоре на большем протяжении. Однако, судя по длине пути прототипа, эта проблема пока не стоит. Ну, будем посмотреть. Японцы в свое время справились.
Подводя итог. С одной стороны, технологии все известные, с другой - там есть масса неочевидных граблей, причем все самые интересные еще впереди. В этом свете "прорывные" газетные вопли вкупе с гиперлуповскими обещаниями до смешного напоминают лекцию Остапа Ибрагимовича перед восторженными шахматистами.
Единственным настоящим прорывом может стать введение системы в коммерческую эксплуатацию, остальным "прорывам" уже не первое десятилетие пошло. В этом отношении, Hyperloop до некоторой степени можно сравнить с коммерческими полетом на Луну: технологии все есть, собирай все в кучку и лети, пожалуйста. Вопрос лишь в том, какую сумму за это придется заплатить.
PS. Шанхайский маглев не использует электродинамическую подвеску, там другая схема.