O kaip „žmogus“ žmogaus transportavimo vamzdžių sistemoje?

„Hyperloop“ tampa realybe; klausimas ne toks, kaip greitai jis gali važiuoti, o daugiau apie tai, ar norime juo važiuoti. 

Hipotetinis Padėkos dienos pokalbis, 2020 m. spalio mėn.: 

„Taigi, ar manai, kad mama pagamins vakarienę? 

„Ji sako, kad turi ką veikti ir gali neatvykti laiku...“ 

„Nagi, Monrealis yra vos už pusvalandžio...“ 

– Taip, bet tu ją pažįsti – manau, kad ji mieliau nueitų ilgą kelią čia… 

"Ką? Vairuoti?? Šia diena ir amžiuje? Pasakyk jai tiesiog patekti į „Hyperloop“! 

Nors vamzdžių transporto sistemos koncepcija dygo gana ilgą laiką, ji paėmė vieno Elono Musko technogeek-įžymybės statusas generuoti dabartinį susidomėjimą. Jo 2013 m. baltojoje knygoje buvo išdėstyta jo vizija dėl naujos transporto sistemos iš Los Andželo į San Franciską, kuri būtų greita, saugi, pigi ir nekenksminga aplinkai (ir pakeliui gremėzdišką terminą „Žmogaus vakuuminis vamzdžių transportas“ sumaniai pavertė elegantišku – ir galbūt prekės ženklas –“Hyperloop"). 

Daugybė universitetų, mokslinių tyrimų subjektų ir technologijų korporacijų dalyvavo atvirojo kodo bandymuose, lenktyniaudami, kad sukurtų geriausiai veikiantį prototipą. Korporacijos buvo įsteigtos tikintis bendradarbiauti su vyriausybėmis ar privačiu sektoriumi kuriant šias sistemas įvairiose vietose.     

Ir nors vis dar yra kliūčių, susijusių su projektavimu ir integravimu į veikiančią viešojo transporto sistemą, suprantama, kad galimai revoliucingos transporto rūšies laukiama daug. Visuomenę sužavėjo vizijos, kaip šniokščiant miestuose ir žemynuose, nepaisant geografijos ir oro sąlygų, ir visai greitai. 

Kanada išmetė savo technologijų skrybėlę į ringą, mandagiai TransPod, Toronte įsikūrusi įmonė, kuri žada, kad projektas bus parengtas ir pradės veikti jau 2020 m. „TransPod“ numato Toronto–Monrealio koridorių, kuris sutrumpina 5 valandas trunkančią kelionę į darbą ir atgal (arba krovinių gabenimą) iki 30 minučių.     

Dianna Lai yra „TransPod“ komunikacijos direktorė ir paaiškina, kodėl jų įmonė mato poreikį įdiegti naują transporto formą. 

„Norime sujungti žmones, miestus ir įmones su tvariu ir greitu transportu, kuris gali iš naujo įsivaizduoti, kaip mes gyvename ir dirbame“, – sako M. Lai. „Mažindami atstumus galime padidinti žmonių ir prekių mainus, maksimaliai padidinti tokių įmonių, kaip krovinių gabenimas, efektyvumą ir sukurti miestų augimo galimybes. 

Be Šiaurės Amerikos, projektai aptariami visame pasaulyje: Skandinavija, Šiaurės Europa, Rusija ir Persijos įlankos valstybės išreiškia susidomėjimą panašiomis įmonėmis, pripažindamos, kad nauja transporto sistema, kuri būtų greitesnė ir ekonomiškesnė, tikrai gali būti pažadėta. perspektyvus ir mažiau apmokestinamas aplinka. 

Kadangi mokslas iš tiesų yra seksualus (Levituojantys magnetai! Keliaukite per vakuumą be trinties! Greitis iki 1000 km/h!), kuriant šias technologijas buvo daug ažiotažų (tikslas): koks dizainas gali paversti koncepciją. kuo greičiau, per geriausiai pastatytą tunelį, naudojant švariausią energijos šaltinį? 

Tačiau prieš priimdami „Hyperloop“ kaip masinio tranzito sistemą, turime iš esmės atsakyti į klausimus, kurių jokia technologija negali sukurti naujovių arba joks dizainas negali įveikti – numanomas keleivis. Iš esmės:  

Ar galime ant kažko važiuoti tokiu greičiu? Ir galbūt dar svarbiau: ar mes to norėtume? 

„Hyperloop“ iš pirmo žvilgsnio 

•Technologija panaši į MagLev traukiniams, naudojamas pakabinti ir perkelti ankštis vamzdžių bėgių keliu, pagreitinant arba sulėtinant kompiuteriu valdomus serijas. 

• „Žalieji“ energijos šaltiniai, pavyzdžiui, saulės baterijos, generuoja podelių judesius, taip pat gyvybės palaikymą ir apšvietimą 

•Siūlomi maršrutai: LA – San Franciskas, LA – Las Vegasas, Paryžius – Amsterdamas, Torontas – Monrealis, Stokholmas – Helsinkis, Abu Dabis – Dubajus, Rusija – Kinija 

•Numatomos išlaidos: nuo 7 mlrd. USD (Elono Musko sąmata) iki 100 mlrd. USD (2013 m. „NY Times“ sąmata) 

 Kas naudinga „Rollercoaster“, yra bloga „Hyperloop“. 

Kiekvienas, važiavęs kalneliais, gali patvirtinti, jaudulį sukelia ne greitis, o staigūs greičio ar krypties pokyčiai. Taigi „Hyperloop“ keleiviams rūpi ne tai, kaip jie gali toleruoti maksimalų greitį įlipę į lėktuvą, o tai, kaip jie valdys jėgas, susijusias su pagreičiu, lėtėjimu ir krypties pokyčiais. Turime atsižvelgti į šiuos sparčius pokyčius, nes norint pasiekti tokį greitį, keleivis turi juos ištverti daug drastiškesniais, nei jaučiami pramogų parko atrakcionuose.  

Įprastas greitėjimo arba lėtėjimo būdas yra tai padaryti vienu masyviu paspaudimu, panašiai kaip paspaudus dujų pedalą arba spustelėjus stabdžius. Kad pasiektų reikiamą pabėgimo greitį, astronautai paleidžiant patiria maždaug 3 g (tris kartus daugiau nei žemės gravitacija); naikintuvų pilotams gali tekti atlaikyti trumpalaikį iki 9 g poveikį sparčiai kylant ar nardant – kurių poveikis gali būti kur kas didesnis nei vien tik rankinio rankinio siekimas. Buvo žinoma, kad pilotai ar astronautai, kurių fizinė būklė yra didžiausia, esant tokioms padidinto slėgio sąlygoms užtemsta – kaip tada su vidutiniu keleiviu? 

Kevinas ShoemakerisVakarų universiteto profesorius atliko išsamius tyrimus apie kraujo tekėjimą iš širdies ir į smegenis, ypač apie tai, kaip greitėjimo ir lėtėjimo jėgos gali jas paveikti. Jis sutinka, kad nors ir bus fiziologinių problemų, jos nėra neįveikiamos. 

„Dauguma žmonių gali toleruoti iki 2 g jėgas“, – sako daktaras Shoemakeris. "Norėdami išspręsti galimas linijinio pagreičio problemas, mes neturime priversti kiekvieno keleivio vilkėti naikintuvų ir pilotų G kostiumus. Pavyzdžiui, laikant juos sėdint veidu į bėgių kelio kryptį, galima sumažinti linijinio pagreičio poveikį." 

„TransPod“ dizainerių numatytas sprendimas paskirstyti šiuos intervalus visame maršrute yra, pavyzdžiui, orientuotis į maždaug 0.1 g pagreičio „sprogimus“, panašius į tai, ką jaučiame greitėjančiame metro. Tikimasi, kad švelniai spustelėjus dujas arba stabdį, panašiai kaip orlaivių kilimo ir tūpimo atveju, šie pokyčiai bus sumažinti iki leistino lygio. 

Tiesą sakant, tai yra bet koks nukrypimas nuo tiesės, kuris keleiviui turėtų daug didesnį poveikį. Fizikų vadinamos kampiniu impulsu, tai jėgos, kurios vėl paverčia įdomiais kalnelių posūkius; net ir nemėgstantys įspūdžių tai patiria derėdami staigų posūkį. Todėl bet koks krypties nukrypimas gali priversti metro vairuotoją prarasti pusiausvyrą; pavyzdžiui, transporto priemonės su aukštu svorio centru gali net apvirsti. 

Dabartiniai greitieji traukiniai turi pasvirimo (arba palenkimo) mechanizmą, kuriame inercinės jėgos sumažinamos pasvirusi kreivės kryptimi. Kaip dviratininkas, slenkantis posūkyje ar pakilus automobilių lenktynių trasos išorinėje dalyje, tai tam tikru laipsniu neutralizuoja šias sukimosi jėgas. „TransPod“ į savo prototipus įtraukė savaime nusileidžiančias specifikacijas, kad būtų pašalintas šoninis pagreitis. Tačiau net ir naudojant šiuos mechanizmus, M. Lai pripažįsta, kad nukrypimas nuo teorinės tiesės ir kampinio momento poveikis turės įtakos jų projektų veikimo greičiui.  

„Nenorime viršyti 0.4 g šoninio pagreičio, o kadangi geografija diktuos bet kokius trasos išlinkimus, turėsime atitinkamai pakoreguoti savo greitį. 

Tai gali būti saugu, bet ar patogu? 

Šių problemų įveikimas iš esmės yra tik pradžia; nes tam, kad kažkas tikrai būtų laikomas masiniu tranzitu, jis turi būti ne tik saugus, bet ir patogus – ne tik verslo keliautojui, bet ir močiutei, mažyliui ar tam, kuris galbūt turi sveikatos problemų. Ne visi kažkuo važiuos vien dėl to, kad tai greita, ypač jei kompromisas yra grubus ar nepatogus važinėti į darbą ir atgal.  

„TransPod“ dizaineriai į savo dizaino modelius ir prototipus įtraukė ergonomiką, nes pripažįsta, kad žmonėms, norintiems išbandyti ką nors naujo, būtinas laisvas ir prieinamas požiūris į darbą ir atgal. 

„Tai yra vienas iš pagrindinių mūsų svarstymų „TransPod“, – sako M. Lai. „Mūsų dizainas užtikrina, kad važiavimas bus dar patogesnis nei tai, ką patiriate lėktuve ar traukinyje. Mes integruojame kai kuriuos pagrindinius elementus į savo levitacijos sistemą, kad galėtume valdyti vibracijų kiekį, kurį ši nauja sistema susidurs dideliu greičiu.  

Ergonomiškas dizainas gali būti ne tik patogios sėdynės sukūrimas. Profesorius Alanas Salmoni mano, kad kadangi susiduriame su nauja paradigma, susijusia su dideliu greičiu ir jėgomis, mums gali tekti iš naujo peržiūrėti galimus pasikartojančio judėjimo ir vibracinių dažnių padarinius, atsirandančius dėl lengvojo automobilio judėjimo arba mechanizmų ir variklių, kurie varo. tai. 

„Esant tokiam greičiui, turime ribotus tyrimus, susijusius su dalykais, kuriuos dabar laikome savaime suprantamais, pavyzdžiui, dėl trumpalaikio ar ilgalaikio vibracijos poveikio žmogaus organizmui“, – aiškina dr. „Dabar, nors poveikis keleiviams, važiuojantiems, pavyzdžiui, kulkiniais traukiniais, iš tiesų yra nereikšmingas, mes nesame tikri dėl šių padarinių važiuojant daug didesniu greičiu arba ar žmogaus organizmą veikia intensyvesni vibracijos dažniai. 

„Ypač jei yra paslėpta sveikatos būklė, pvz., susilpnėjusios kraujagyslės, arba jei žmogus linkęs į tinklainės atsiskyrimą... ar jam kiltų didesnė rizika? Tiesą sakant, negaliu pasakyti." 

Dr. Shoemaker sutinka ir siūlo, kad medicininės pažymos, gautos prieš kelionę lėktuvu, taip pat turėtų būti reikalingos numanomam „Hyperloop“ keliautojui. Tiesą sakant, jis mano, kad nuolatinis „Hyperloop“ vystymas yra sritis, skirta toliau domėtis savo moksliniais tyrimais. 

„Norėčiau savanoriškai užlipti ant vieno iš šių (ankščių) ir atsinešti visus savo prietaisus bei atlikti matavimus, kaip žmogaus kūnas reaguos į šiuos staigius greičio ar krypties pokyčius. 

Net jei norėsime juo važiuoti, ar jis bus pastatytas? 

Nors kai kurios ekonominės prognozės žada, kad „Hyperloop“ ilgainiui bus pigesnė, investicijos į infrastruktūrą reikš didžiulių kapitalo sumų įliejimą. Skaičiavimai labai skiriasi, nes į skaičiavimus reikėtų įtraukti išlaidas, nesusijusias su bėgių kelio tiesimu, pavyzdžiui, sistemai turi būti skirta žemė, o dėl stočių įrengimo vietos reikia pasitarti su miestų planuotojais. O kad tokios sistemos kaip „Hyperloop“ taptų realybe, vyriausybės ir bendruomenės turi būti visiškai įsipareigojusios jų plėtrai. 

Tokios įmonės kaip „TransPod“ atpažįsta ir supranta „palauk ir pamatysi“ požiūrį, kuris yra paplitęs tarp potencialių suinteresuotųjų šalių, ypač naudojant technologijas, kurios yra naujoviškos, trikdančios ir, žinoma, brangios. Dėl šios priežasties „TransPod“ diskutavo su vyriausybėmis apie geriausią šios sistemos įgyvendinimo būdą, atsižvelgiant į jų suvokiamus poreikius.    

Pavyzdžiui, viena pirminė paraiška skirta krovinių gabenimui. Tai ne tik išryškins ekonominę krovinių gabenimo naudą daug spartesniu tempu, bet taip pat gali pradėti supažindinti visuomenę su sistema ir padėti galiausiai įsodinti keleivius.