Còn “con người” trong hệ thống ống vận chuyển con người thì sao?

Hyperloop đang trở thành hiện thực; câu hỏi không phải là nó có thể đi nhanh như thế nào mà là liệu chúng ta có muốn cưỡi trên nó hay không. 

Cuộc trò chuyện giả định về Ngày Lễ Tạ ơn, tháng 2020 năm XNUMX: 

“Vậy, con nghĩ mẹ sẽ làm món đó cho bữa tối chứ?” 

“Cô ấy nói cô ấy có việc phải làm, và có thể sẽ không đến đây đúng giờ…” 

“Thôi nào, Montreal chỉ cách đây nửa giờ thôi…” 

“Ừ nhưng cậu biết cô ấy mà— tôi nghĩ cô ấy thà đi một quãng đường dài đến đây…” 

"Gì? Lái xe?? Ở thời đại ngày nay? Bảo cô ấy lên Hyperloop đi!” 

Mặc dù khái niệm về một hệ thống vận chuyển bằng ống đã được hình thành từ khá lâu, nhưng nó đã tình trạng người nổi tiếng về công nghệ của một Elon Musk để tạo ra lãi suất hiện tại. Sách trắng năm 2013 của anh ấy đã vạch ra tầm nhìn của anh ấy về một hệ thống giao thông thay đổi cuộc chơi từ LA đến San Francisco, nhanh chóng, an toàn, rẻ và thân thiện với môi trường (và đồng thời biến thuật ngữ vụng về “Vận chuyển bằng ống chân không cho con người” thành một thuật ngữ thanh lịch— và có lẽ có nhãn hiệu--“Hyperloop"). 

Nhiều trường đại học, tổ chức nghiên cứu và tập đoàn công nghệ đã tham gia vào các thử nghiệm nguồn mở, chạy đua để đưa ra nguyên mẫu hoạt động tốt nhất. Các tập đoàn đã được thành lập với hy vọng hợp tác với chính phủ hoặc khu vực tư nhân trong việc phát triển các hệ thống này ở các địa phương khác nhau.     

Và mặc dù vẫn còn tồn tại những rào cản liên quan đến thiết kế và tích hợp vào một hệ thống giao thông công cộng đang hoạt động, nhưng có thể hiểu được sự kỳ vọng lớn vào một phương thức vận chuyển có khả năng mang tính cách mạng. Công chúng đã bị mê hoặc với những hình ảnh bay vút qua các thành phố và lục địa, bất chấp địa lý và thời tiết, và hoàn toàn không mất thời gian. 

Canada đã ném chiếc mũ công nghệ của mình vào vòng trong, lịch sự của TransPod, một công ty có trụ sở tại Toronto hứa hẹn sẽ thiết kế và đưa vào hoạt động sớm nhất là vào năm 2020. TransPod hình dung ra một hành lang Toronto-Montreal giúp cắt giảm 5 giờ đi lại (hoặc vận chuyển hàng hóa) xuống còn 30 phút.     

Dianna Lai là Giám đốc Truyền thông của TransPod và cô ấy giải thích lý do tại sao công ty của họ thấy cần phải giới thiệu một hình thức vận chuyển mới. 

“Chúng tôi muốn kết nối mọi người, thành phố và doanh nghiệp bằng phương tiện giao thông bền vững và tốc độ cao, có thể hình dung lại cách chúng ta sống và làm việc,” bà Lai nói. “Bằng cách thu hẹp khoảng cách, chúng ta có thể tăng cường trao đổi người và hàng hóa, tối đa hóa hiệu quả cho các doanh nghiệp như vận tải hàng hóa và tạo cơ hội cho sự phát triển đô thị.” 

Ngoài Bắc Mỹ, các dự án đang được thảo luận trên toàn cầu: Scandinavia, Bắc Âu, Nga và các quốc gia vùng Vịnh đều bày tỏ sự quan tâm đến các dự án tương tự, nhận ra rằng thực sự có thể có triển vọng trong một hệ thống giao thông mới nhanh hơn, tiết kiệm hơn. khả thi và ít đánh thuế vào môi trường. 

Bởi vì khoa học thực sự hấp dẫn (Nam châm bay lên! Di chuyển trong chân không không ma sát! Tốc độ lên tới 1000km/h!), nên phần lớn cường điệu (ý định chơi chữ) là trong quá trình phát triển các công nghệ này: thiết kế nào có thể làm cho khái niệm này hoạt động nhanh nhất có thể, xuyên qua đường hầm được xây dựng tốt nhất, sử dụng nguồn năng lượng sạch nhất? 

Nhưng trước khi áp dụng Hyperloop như một hệ thống giao thông công cộng, về cơ bản chúng ta phải trả lời những câu hỏi mà không công nghệ nào có thể đổi mới hoặc không thiết kế nào có thể vượt qua-- hành khách giả định là con người. Thiết yếu:  

Chúng ta có thể cưỡi trên thứ gì đó với tốc độ lớn như vậy không? Và có lẽ quan trọng hơn: chúng ta có muốn không? 

Sơ lược về Hyperloop 

•Công nghệ tương tự Tàu đệm từ đoàn tàu, được sử dụng để tạm dừng và di chuyển các khoang dọc theo đường ống, tăng tốc hoặc giảm tốc độ trong các vụ nổ do máy tính điều khiển 

• Các nguồn năng lượng “xanh”, như pin mặt trời, tạo ra chuyển động của vỏ cũng như hỗ trợ sự sống và chiếu sáng 

•Các tuyến đề xuất: LA-San Francisco, LA- Las Vegas, Paris- Amsterdam, Toronto-Montreal, Stockholm-Helsinki, Abu Dhabi-Dubai, Nga-Trung Quốc 

•Chi phí ước tính: từ 7 tỷ đô la (ước tính của Elon Musk) lên đến 100 tỷ đô la (ước tính của NY Times 2013) 

 Điều gì tốt cho tàu lượn siêu tốc là xấu cho Hyperloop 

Như bất kỳ ai đã từng đi tàu lượn siêu tốc đều có thể chứng thực, không phải tốc độ mang lại sự phấn khích mà là sự thay đổi đột ngột về tốc độ hoặc hướng. Vì vậy, đối với Hyperloop, mối quan tâm của hành khách không phải là làm thế nào họ có thể chịu được tốc độ tối đa khi lên tàu, mà là cách họ sẽ quản lý các lực liên quan đến việc tăng tốc, giảm tốc và thay đổi hướng. Chúng ta cần giải quyết những thay đổi nhanh chóng này bởi vì, để đạt được tốc độ như vậy, hành khách phải chịu đựng chúng với cường độ mạnh hơn nhiều so với cảm giác trong các trò chơi cảm giác mạnh ở công viên giải trí.  

Cách thông thường để tăng tốc hoặc giảm tốc là thực hiện bằng một lần nhấn mạnh, giống như đạp chân ga hoặc đạp phanh. Để đạt được vận tốc thoát hiểm cần thiết, các phi hành gia trải qua khoảng 3 g (gấp ba lần lực hấp dẫn của trái đất) trong quá trình phóng; các phi công máy bay chiến đấu có thể phải chịu được các tác động tức thời lên đến 9g khi leo hoặc lặn nhanh — những tác động của chúng có thể vượt xa việc chỉ với lấy túi barf. Các phi công hoặc phi hành gia đang ở trong tình trạng thể chất cao nhất đã được biết là bị mất điện trong các điều kiện áp suất được khuếch đại này — vậy còn những người đi làm bình thường thì sao? 

thợ đóng giày Kevin, một giáo sư tại Đại học Western, đã thực hiện các nghiên cứu sâu rộng về lưu lượng máu từ tim và não, đặc biệt là cách các lực tăng tốc và giảm tốc có thể ảnh hưởng đến chúng. Anh ấy đồng ý rằng mặc dù sẽ có những vấn đề về sinh lý, nhưng chúng không phải là không thể vượt qua. 

Tiến sĩ Shoemaker nói: “Hầu hết con người có thể chịu được lực lên tới 2g. "Để giải quyết các vấn đề tiềm ẩn về gia tốc tuyến tính, chúng ta không nhất thiết phải bắt mọi hành khách mặc bộ đồ G-suit dành cho phi công chiến đấu. Chẳng hạn, giữ cho họ ngồi quay mặt về hướng đường đua có thể giảm thiểu tác động của gia tốc tuyến tính." 

Ví dụ, giải pháp mà các nhà thiết kế TransPod hình dung để phân chia các khoảng thời gian này trong toàn bộ tuyến đường là nhắm mục tiêu 'bùng nổ' gia tốc khoảng 0.1g, tương tự như những gì chúng ta sẽ cảm thấy trên tàu điện ngầm đang tăng tốc. Bằng cách nhấn nhẹ ga hoặc phanh, người ta hy vọng rằng giống như khi máy bay cất cánh và hạ cánh, những thay đổi này sẽ được giảm thiểu đến mức có thể chấp nhận được. 

Trên thực tế, bất kỳ sự sai lệch nào so với đường thẳng sẽ có tác động lớn hơn nhiều đối với hành khách. Các nhà vật lý gọi là động lượng góc, đây là những lực một lần nữa làm cho các vòng xoắn và quay trong tàu lượn siêu tốc trở nên thú vị; ngay cả những người không tìm kiếm cảm giác mạnh cũng trải qua điều này khi thương lượng một khúc cua gấp. Do đó, bất kỳ sự lệch hướng nào cũng có thể khiến người đi tàu điện ngầm mất thăng bằng; chẳng hạn, các phương tiện có trọng tâm cao thậm chí có thể bị lật. 

Các tàu cao tốc hiện tại có cơ chế nghiêng (hoặc nghiêng) trong đó lực quán tính được giảm thiểu bằng cách nghiêng theo hướng của đường cong. Giống như người đi xe đạp nghiêng người trong một khúc cua hoặc độ cao ở phần bên ngoài của đường đua ô tô, điều này ở một mức độ nào đó sẽ chống lại các lực quay này. TransPod đã kết hợp các thông số kỹ thuật tự căng trong các nguyên mẫu của nó để giải quyết vấn đề gia tốc ngang. Nhưng ngay cả với những cơ chế này, bà Lai thừa nhận rằng việc đi chệch khỏi đường thẳng lý thuyết –và ảnh hưởng của xung lượng góc – sẽ ảnh hưởng đến tốc độ mà các thiết kế của chúng sẽ chạy.  

“Chúng tôi không muốn vượt quá 0.4g gia tốc ngang và vì địa lý sẽ quyết định bất kỳ độ cong nào của đường đua, chúng tôi sẽ phải điều chỉnh tốc độ của mình cho phù hợp.” 

Nó có thể an toàn, nhưng nó có thoải mái không? 

Khắc phục những vấn đề này về cơ bản chỉ là bước đầu; bởi vì để một thứ thực sự được coi là phương tiện giao thông công cộng, nó không chỉ an toàn mà còn phải thoải mái - không chỉ dành cho khách doanh nhân mà còn dành cho bà ngoại, trẻ mới biết đi hoặc người có thể đang mắc bệnh. Không phải ai cũng sẽ lái thứ gì đó đơn giản chỉ vì nó nhanh, đặc biệt nếu đánh đổi bằng việc đi lại khó khăn hoặc không thoải mái.  

Các nhà thiết kế tại TransPod đã kết hợp công thái học vào các mô hình và nguyên mẫu thiết kế của họ vì họ nhận ra rằng tư duy đi lại thoải mái và dễ tiếp cận là điều cần thiết đối với những người muốn thử điều gì đó mới. 

“Đây là một trong những cân nhắc chính của chúng tôi tại TransPod,” bà Lai nói. “Thiết kế của chúng tôi đảm bảo rằng chuyến đi sẽ còn thoải mái hơn cả những gì bạn trải nghiệm trên máy bay hoặc tàu hỏa. Chúng tôi đang tích hợp một số yếu tố chính vào hệ thống bay của mình để xử lý lượng rung động mà hệ thống mới này sẽ gặp phải ở tốc độ cao.”  

Thiết kế công thái học có thể không chỉ tạo ra chỗ ngồi thoải mái. Giáo sư Alan Salmoni phỏng đoán rằng vì chúng ta đang xử lý một mô hình mới liên quan đến tốc độ và lực cao, nên chúng ta có thể phải xem xét lại các tác động có thể có của chuyển động lặp đi lặp lại và tần số dao động, hoặc từ chuyển động của ô tô chở khách, hoặc các cơ chế và động cơ cung cấp năng lượng. nó. 

Tiến sĩ Salmoni giải thích: “Ở những tốc độ này, chúng tôi có những nghiên cứu hạn chế về những thứ mà chúng tôi hiện đang coi là đương nhiên, chẳng hạn như tác động rung, dù là ngắn hạn hay dài hạn đối với cơ thể con người”. "Hiện tại, trong khi các tác động thực sự không đáng kể đối với hành khách đi trên tàu cao tốc, chẳng hạn, chúng tôi không thực sự chắc chắn về những tác động này ở tốc độ cao hơn nhiều hoặc liệu có tần số rung động mạnh hơn ảnh hưởng đến cơ thể con người hay không." 

“Đặc biệt nếu có một tình trạng bệnh lý tiềm ẩn nào đó, chẳng hạn như mạch máu bị suy yếu, hoặc nếu người đó dễ bị bong võng mạc… thì liệu họ có nguy cơ mắc bệnh cao hơn không? Thực lòng tôi không thể nói được.” 

Tiến sĩ Shoemaker đồng ý và đề xuất rằng giấy chứng nhận y tế có được trước khi đi máy bay cũng nên được yêu cầu đối với khách du lịch Hyperloop giả định. Trên thực tế, anh ấy coi sự phát triển liên tục của Hyperloop là một lĩnh vực để tiếp tục quan tâm nghiên cứu của mình. 

“Tôi rất muốn tình nguyện leo lên một trong những (túi) này và mang theo tất cả các dụng cụ của mình và thực hiện các phép đo xem cơ thể con người sẽ phản ứng như thế nào với những thay đổi đột ngột về tốc độ hoặc hướng này.” 

Ngay cả khi chúng tôi muốn lái nó, liệu nó có được chế tạo không? 

Trong khi một số dự báo kinh tế hứa hẹn rằng Hyperloop sẽ rẻ hơn trong thời gian dài, việc đầu tư vào cơ sở hạ tầng sẽ đồng nghĩa với việc rót một lượng vốn khổng lồ. Các ước tính rất khác nhau vì các tính toán sẽ phải bao gồm các chi phí bên ngoài việc xây dựng đường đua, chẳng hạn như đất phải được sử dụng cho hệ thống và các nhà quy hoạch đô thị cần được tư vấn về vị trí nên lắp đặt các trạm. Và để biến các hệ thống như Hyperloop thành hiện thực, các chính phủ và cộng đồng phải hoàn toàn cam kết phát triển chúng. 

Các công ty như TransPod nhận ra và hiểu được thái độ 'chờ xem' phổ biến giữa các bên liên quan tiềm năng, đặc biệt là với các công nghệ đổi mới, đột phá và tất nhiên là đắt đỏ. Vì điều này, TransPod đã tham gia thảo luận với các chính phủ về cách tiếp cận tốt nhất để triển khai hệ thống này, dựa trên nhu cầu nhận thức của họ.    

Ví dụ, một ứng dụng ban đầu là vận chuyển hàng hóa. Điều này không chỉ làm nổi bật lợi ích kinh tế của việc vận chuyển hàng hóa với tốc độ nhanh hơn nhiều mà còn có thể bắt đầu giúp công chúng làm quen với hệ thống và hỗ trợ quá trình chuyển đổi để cuối cùng đưa hành khách lên máy bay.