Блог компании Онлайн Патент. Автор: @sokolovps. 31 декабря 2023 года был последним днем работы компании Hyperloop One. Она была на слуху много лет как пионер создания гиперлупа — высокоскоростной транспортной системы, работающей с помощью вакуумных труб.

От критики до инновации: доклад Hyperloop Alpha

Гиперлуп, или hyperloop — инновационный вид транспорта, который перемещается по вакуумной трубе с помощью магнитной левитации. Его разрабатывают несколько организаций по всему миру в течение последнего десятилетия — они построили ряд относительно успешных прототипов, но полностью готовая работающая версия пока так и не создана.

Идея гиперлупа пришла в голову Илону Маску, когда в 2012 году тот увидел новости о получившем одобрение правительства проекте высокоскоростной железной дороги между Лос-Анджелесом и Сан-Франциско. Проект был дорогостоящим и не особо быстрым: максимальная заявленная скорость поездов составляла всего около 300 км/ч.

На тот момент для Китая уже стали привычным делом поезда, развивающие скорость в 380 км/ч, а французский поезд TGV еще в 2007 году побил рекорд, достигнув 574 км/ч.

«Как могло случиться, что на родине Кремниевой долины и JPL [Лаборатория реактивного движения НАСА] строят скоростной поезд, который одновременно является одним из самых дорогих в расчете на милю и одним из самых медленных в мире?» — сетовал бизнесмен.

Маск не ограничился критикой и в 2013 году вернулся к теме со своим предложением. Hyperloop Alpha — это 57-страничный технический документ, в котором была описана концепция принципиально нового вида транспорта. Он должен быть безопаснее, быстрее, дешевле и экологичнее аналогов — скоростных поездов и самолетов.

Гиперлупы могут передвигаться в специальных трубопроводах как над, так и под землей. В них должны быть созданы условия, близкие к вакууму, — весь воздух выкачать невозможно, и даже для создания пониженного давления необходимо установить насосы каждые 3–4 километра на протяжении всей трассы.

По мысли Маска, достаточно поддерживать давление в 100 паскалей, его дальнейшее снижение приведет к росту затрат. Наличие воздуха неизбежно будет создавать воздушные массы, которые предприниматель предложил использовать как воздушную подушку — вместо дорогостоящей магнитной левитации. Специальные вентиляторы направляли бы встречные потоки воздуха под основание состава. Так он будет левитировать в трубе. Аэрохоккей наоборот, как выразился Маск.

Однако в дальнейшем от идеи отказались, поскольку воздушная подушка снижает управляемость гиперлупа и создает риск аварийных ситуаций. В итоге вернулись к идее магнитной левитации.

Чертежи из Hyperloop Alpha.

Для Маска было важно подчеркнуть дешевизну проекта. Например, гиперлуп должен использовать солнечную энергию, а на крыше трубопроводов спроектированы солнечные батареи.

Вместо привычных вагонов подразумевалась цепочка герметичных капсул. У них должна быть обтекаемая форма, а длина может достигать 25–30 м. Капсулы могут разгоняться до невероятных скоростей — до 1200 км/ч, это больше, чем крейсерская скорость Boeing 737. В этом и была задумка Маска — создать наземный транспорт, который бы достигал места назначения быстрее самолета.

Чтобы снизить сопротивление воздуха, авиалайнеры перемещаются на большой высоте, где плотность воздуха ниже. В гиперлупе достигается похожий эффект, но с помощью создания форвакуума в трубах.

Принцип действия гиперлупа похож на маглев, или поезд на магнитной подушке. Оба вида транспорта управляются силой электромагнитного поля, и маглев уже вовсю эксплуатируется — в Германии, Китае, Японии, Южной Корее. Самый быстрый в мире поезд, развивающий скорость до 603 км/ч, работает на основе технологии маглева. Об этих поездах мы написали отдельную статью на Хабре.

Самый быстрый поезд в мире — японский The L0 Series.

Отличие, которое позволяет гиперлупу выигрывать в скорости, — это условия, близкие к вакууму. Для функционирования маглева необходимы специальные рельсы, а вообще он работает в условиях обычного атмосферного давления. Необходимые гиперлупу 100 паскалей — это одна тысячная от этого значения. Сопротивление воздуха минимизируется, что увеличивает скорость состава.

Таким образом, гиперлуп мог бы устранить два тормозящих фактора для ускорения транспортного средства — трение и сопротивление воздуха. Первое — с помощью магнитной левитации, а второе — благодаря практически безвоздушным трубам.

Hyperloop One — пионер в создании гиперлупов

Маск опубликовал статью с подробным описанием гиперлупа и не стал подавать заявку на патент. Вместо этого миллиардер обратился к другим технологическим компаниям и пригласил их реализовать эту идею.