سفر با سرعت صوت در تونل بین شهری
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
طرح پیشنهادی برای سیستم فوق العاده سریع حمل و نقل به نام «هایپرلوپ» که قرار است بین سانفرانسیسکو و لس آنجلس کار کند ۲۲ مرداد در ۵۶ صفحه روی سایت شرکت تسلاموتورز متعلق به ایلان ماسک قرار گرفت.
ماسک که بنیانگذار شرکت تسلاموتور و شرکت اسپیس ایکس است در این طرح پیشنهادی توضیح داده که این سیستم از یک کپسول برای حرکت تحت فشار پایین از میان تونلی مخصوص بین دو شهر و از مسیر بزرگراه بین ایالتی i ۵ استفاده می کند. هایپرلوپ شامل یک کپسول آلومینیومی است که داخل دو تیوب استیل حرکت می کند.
هر تیوب مربوط به یک مسیر رفت و یک مسیر برگشت است که به ایستگاه های مبدا و مقصد متصل می شود. تیوب ها روی ستون های مخصوصی به ارتفاع شش متر قرار گرفته و فاصله هر ستون از هم حدود ۳۱ متر است. سطح این تیوب ها را صفحات خورشیدی مخصوصی می پوشاند که انرژی لازم برای حرکت را فراهم می کند.
کپسول هایی که داخل تیوب ها قرار می گیرند قادرند مسافران را با سرعت ۱۲۲۳ کیلومتر بر ساعت جابه جا کنند. هر کپسول گنجایش حمل ۲۸ مسافر را دارد و هر دو دقیقه یک کپسول، ایستگاه مبدا را به سمت مقصد ترک خواهد کرد که این زمان در اوج شلوغی تا یک دقیقه هم قابل کاهش است. بنابراین هر کپسول هنگام حرکت حدود ۴۰ کیلومتر با کپسول بعدی فاصله دارد و حجم جابه جایی مسافر در یک ساعت ۸۴۰ نفر است.
سرعت کپسول ها تا حد زیادی متکی به محیط کم فشار است که این فشار معادل ۱.۶ میزان فشار موجود روی سطح مریخ است. این مقدار کسری از یک درصد میزان فشار موجود در جو زمین است. این میزان فشار از سوی پمپ های خلأ تامین می شود.
کپسول ها در پهن ترین قسمت خود حدود ۱.۳۵ متر عرض و در بلندترین قسمت حدود ۱.۸۶ متر ارتفاع دارند. هر کپسول ۳۴۹۲ کیلوگرم وزن دارد و هزینه ساخت هر یک از آنها ۲۷۵ هزار دلار بر آورد شده است. هزینه کلی تمام تجهیزات داخلی، قسمت های مکانیکی و سیستم های پشتیبانی حدود ۱.۳۵ میلیون دلار است.
به گفته ماسک در این سیستم حمل و نقل، مسافران در ردیف هایی با دو صندلی نشسته و در حالی که صندلی های خود را به پشت خم کرده اند، احساس می کنند در حال استراحت هستند. انگار که روی نیمکتی لم داده اند.
هر کپسول به ۲۸ تخته اسکی شکل متصل می شود که روی بالشتک هایی از هوای تحت فشار که فاصله آنها تا سطح تیوب کسری از اینچ است، شناور است. تخته ها با تزریق هوا در فاصله میان آنها و تیوب، بلند می شوند. روشی که هنگام سکون کپسول ها، یا حرکت بسیار سریع آنها موثر و کارآمد است.
وقتی شتاب دردسرآفرین می شود
کپسول ها دارای درهایی به شکل بال پرنده است، در های کشویی که رو به بالا باز می شود. البته هنوز مشخص نیست که با توجه به تفاوت تحرک انسان ها و در خوشبینانه ترین حالت چقدر زمان برای تخلیه کامل کپسول نیاز است اما شاید تخلیه یک گروه ۲۸ نفره فقط در دو دقیقه کمی خوشبینانه به نظر برسد.
مدخل های دو سر کپسول به عنوان ورودی های هوا هستند و هنگام حرکت داخل تیوب باعث کاهش جریان مسدودکننده هوا در اطراف کپسول می شوند.
حذف جریان هوای داخل تیوب نه تنها باعث حرکت ملایم و دلنواز کپسول می شود بلکه باعث به حرکت درآمدن تخته هایی می شود که کپسول ها در امتداد آنها سُر می خورند. هوای ورودی مدخل از سوی یک کمپرسور پردازش شده و سپس در یک مخزن داخل کپسول ذخیره می شود.
سپس این هوا از طریق شیارهایی از کپسول به زیر اسکی ها تزریق شده و نیروی لازم را برای بلند کردن کپسول از روی فاصله چند صدم اینچی روی اسکی فراهم می کند. با توجه به حرکت واقعی کپسول، شتاب ایجاد شده در چنین محیطی یکی از نگرانی های بزرگ محسوب می شود. گرچه بشر تاکنون توجه زیادی به حمل و نقل با سرعت
مافوق صوت در محیط های بسته نداشته، اما چگونگی رسیدن به چنین سرعتی هم خود مساله بزرگی است. به طور کلی هرمقدار شتاب جاذبه ناشی از حرکت ناگهانی اضافه در حرکت می تواند بسیار ناراحت کننده باشد، بنابراین در طراحی باید به این موضوع توجه شود که شتاب ایجاد شده، بیش از حد سریع به مردم وارد نشود.
کپسول ها از سوی موتورهای القایی خطی که در طول تیوب و با فاصله قرار دارند به جلو رانده می شود. مگنت های سطح داخلی تیوب ها با جریان الکتریکی که برای تولید میدان مغناطیسی به آنها اعمال می شود، عملکردی شبیه به استاتور دارند. مگنت های روی کپسول ها هم مانند روتور عمل می کنند که توسط مگنت های روی تیوب تحریک می شوند. شتاب دهنده ها می توانند دارای دو مبدل برق باشند تا در صورت لزوم جهت حرکت کپسول در داخل تیوب ها برعکس شود.
آرامش برقرار است
کپسول ها هنگام ورود یا خروج از مناطق شهری می توانند با سرعت پایینی بین صفر تا ۴۸۰ کیلومتر در ساعت حرکت کنند و هنگام عبور از مناطق کوهستانی با سرعت ثابت ۴۸۰ کیلومتر بر ساعت عبور کرده و هنگام رسیدن به بخش های هموار در طول بزرگراه بین ایالتی i ۵ می توانند به کمک شتاب دهنده های خطی سرعت خود را تا ۱۲۲۰ کیلومتر در ساعت بالا ببرند که بخش عمده از سفر با همین سرعت انجام می شود.
در طرح پیشنهادی، اشاره شده که تیوب های هایپرلوپ تحت پوشش صفحات خورشیدی مخصوصی هستند و حدود ۵۲ مگا وات نیرو تولید می کنند که بسیار بیشتر از شش مگاواتی است که جهت استفاده خود هایپرلوپ مورد نیاز خواهد بود. ممکن است تصور کنید احتمال دارد به دلیل یک اشکال فنی مسافران به جای نیم ساعت ده برابر این مدت در داخل کپسول ها و تیوب گیر بیفتند. ماسک گرچه امیدوار است که این اتفاق هرگز به طور مکرر رخ نخواهد داد، اما در اسناد مربوط به طرح، قید شده که تمام کپسول ها به اندازه کافی هوا برای مقابله با چنین شرایط اضطراری و وقوع اتفاقات ناگهانی را دارند.
بنابراین می توان گفت در سفری با سرعت صوت می توان در داخل یک کابین که داخل یک تیوب بدون هوا و بدون در خروجی در حال حرکت است، آرامش را تجربه کرد. در طرح پیشنهادی «آلفا» برای اجرای این طرح، شش میلیارد دلار بودجه در نظر گرفته شده است که ۵۴ میلیون دلار آن برای ساخت، ۴۰ میلیون دلار به ساخت کپسول مسافربری و ۵.۵ میلیارد دلار برای ساخت تیوب مخصوص و سیستم های پیش رانش اختصاص پیدا می کند. گرچه این طرح بسیار جاه طلبانه و بلندپروازانه است، اما اسناد نشان می دهد که نه تنها مردم از ارتقای سیستم های حمل و نقل بهره می برند، بلکه می توان با صرف ۱.۵ میلیارد دلار هزینه برای ساخت یک تیوب قوی تر و ۳۰.۵ میلیون دلار برای ساخت ۲۰ کپسول مخصوص، از این سیستم برای حمل خودروها بین سانفرانسیسکو و لس آنجلس استفاده کرد.
