开源交通系统 Hyperloop:忽悠还是未来

开源交通系统 Hyperloop:忽悠还是未来

编辑注记:本文部分内容根据 Hperloop alpha 文档整理。

电子化正在由单纯的对通讯的影响向交通领域扩张,而 Elon Musk 就是推进后者的典型代表。他的智能汽车正在改变汽车业的格局,而 SpaceX 的载人航天事业也取得了新进展,最近放出的 Hperloop alpha 方案又瞄准了城际交通。哪么这个管道交通系统到底靠不靠谱?围绕它又有哪些争论?

Hyperloop 如何运作

Hyperloop 是一种在低压管道中运行的胶囊车(或者叫吊舱)。Elon Musk 宣称它是是除去飞机、火车、轮船、汽车外的第五种交通方式,兼顾快速、廉价与安全的特点,而且还是开源的解决方案。它是为洛杉矶到旧金山间的城际交通而设计,但可以适用于间距小于 1500km 的城市间通行。

吊舱:

在管道中运行的吊舱效果图

  1. 吊舱是 Hyperloop 交通系统的运载工具,分为可载28人的乘客吊舱和除了载人还可以加载 3 两汽车的乘客加汽车吊舱两种型号。
  2. 吊舱每隔 2 分钟发车,高峰期每 30 秒发车,相邻吊舱间距 37km。
  3. 吊舱前方装有压缩机,一方面相当于泵可吸入前方空气使其从车后喷出,防止吊舱经过狭窄管道时吊舱与管道壁间形成阻流,另一方面形成空气轴承,支撑吊舱。
  4. 吊舱配有水缸降低空气温度,尾部配有电池,为压缩机和冷冻剂等吊舱所需系统供电。
  5. 吊舱底部有一个支持吊舱的空气轴承滑板,当滑板和管壁间间隔减小时,气流场会在之间形成强大的压力,使其回到原来的高度。为了减缓这种升降颠簸引起的不舒适,滑板还装有悬浮装置,吊舱还会装配类似飞机的起落架。
  6. 管道配有定子,吊舱则装有转子,从而构成直线感应电动机,成为吊舱推进动力的来源,实现运行速度的调节。接近城市时吊舱会减速,而最高速度可达 1,220 km/h

管道:

带有太阳能面板的管道

  1. 这个为旧金山至洛杉矶城际交通设计的管道是个闭合回路。
  2. 管道同样设计了仅载乘客和乘客加汽车两种方案。
  3. 驶往不同方向的管道并排在一起,同时顶部装有太阳能电池为整个系统提供电力。
  4. 为了减小气动阻力,使吊舱高速运行,管道中的气压为火星大气层气压的1/6。
  5. 管道由高架支柱支撑,远离地面,从而减少对土地资源的占用。
  6. 管道的某些部位还会配有引导吊舱或使其加速(减速)的装置。
  7. 整个管道需要分散在不同地段的真空泵来维持低压状态。

站台:

在站台中打开车门的吊舱

  1. 站台需要与管道隔离开,防止空气侧漏。
  2. 车票和行李追踪都是电子化的。吊舱有独立的存放行李处,可与舱身分离,方便站台员工装卸行李。
  3. 坐乘处是一个开放的区域,有两个气闸用于吊舱出入。到站吊舱驶入进站气闸,待气压恢复到站台水平时,才会进入坐乘处,待乘客下车,此时站台员工负责卸载行李或者让行李舱分离。
  4. 吊舱清空后,会在转盘上旋转,对齐后以便重新进入管道。此时乘客可上车,由员工预先装入其行李的行李舱也会和吊舱合并。当安全相关检查完毕后,吊舱进入出站气闸,进入低压状态,出发。

可行性与风险

气动管道运输的构想可以追溯到十九世纪,维多利亚时代的人们使用胶囊管道运输电报,并构想管道运输人。现在一些医院、工厂、仓储还会使用气动管道运送小件物品或文件。但这种传统的气动管道运输不支持物体长距离音速运行,而 ET3 的真空管道交通方案又有维持不便,需要防止侧漏。

1867年纽约Alfred Ely Beach展示的气动管道地铁方案

Hyperloop 是针对这些问题提出的新的管道交通方案,而使用的各种关键技术,包括低压管道、压缩机、太阳能、直线感应电动机等,都是成熟可行的。

但如果要将 Hyperloop 方案具体成为一项工程,还有许多细节需要考虑。除了高速运行时空气高温的影响,管道与吊舱间隙的精确度控制则是这个项目成败的关键。尤其是地势变化对管道建设的影响都会影响到吊舱的通行,任何轻微的碰撞在高速运行的情况下都会引发致命危险。

对于 Hyperloop,人们还有其它的顾虑。担心 Hyperloop 的实际花费远不止 60 亿美元,或者如何防范恐怖袭击,或者担忧加速度引发的 G 力影响

是的,这个方案存在许多考虑不周的地方,但毕竟这还只是个 alpha 方案,还有很大的改进空间。别忘了,Elon Musk 还表示 Hyperloop 的方案设计将使用开源模式,鼓励大家提供各种反馈建议,协同设计这个未来交通方案。

Hyperloop 未来成为交通主力后的场景

一个新的交通工具的出现终会伴随着人们的怀疑和不信赖,往往会影响到政府对它的支持与许可,但这并不会妨碍梦想家们去实践梦想。

开源模式未来生活城际交通Hyperloop
关注极客公园公众号
反馈