hyperloop что это такое
Вакуумный поезд Hyperloop: что это такое и как он работает
Hyperloop: от Альфреда Бича до Илона Маска
История Hyperloop началась в 2013 году, когда руководитель компании Tesla Илон Маск предложил футуристическую транспортную систему, которая, по мнению предпринимателя, станет заменой устаревшей идеи о скоростных поездах.
Проект Hyperloop Илона Маска — это сверхскоростная транспортная система, которая представляет из себя «парящие» капсулы на магнитной тяге. Соединенные между собой, капсулы на огромной скорости перемещаются в вакуумной трубе, что позволяет преодолевать расстояние в 1 200 км всего за один час.
Впрочем, еще за несколько веков до Маска что-то похожее уже пытались сделать инженеры и изобретатели. К концепции, которая лежит в основе Hyperloop, ученые-физики приблизились в конце XVII века, создав первый искусственный вакуум, позже ставший основой для идеи подземных систем скоростного транспорта, вроде метро — Beach Pneumatic Transit (названа в честь изобретателя Альфреда Бича). Ее суть заключалась в том, чтобы поместить пассажиров в вагоны, которые бы перемещались по тоннелю-трубе за счет потока воздуха, создаваемого гигантскими вентиляторами. Другой ученый — Роберт Годдард — в начале XX века задумался о вакуумных поездах.
Рассуждал о новых способах передвижения и британский инженер Изамбард Брюнель. Именно он стал ближе всех к будущей сверхскоростной транспортной системе Илона Маска. В 1845 году Брюнель предложил построить на юго-западе Англии трубу, которая бы помогала разгонять поезда до фантастической тогда скорости в 110 км/ч. Однако реализовать проект в то время оказалось невозможным из-за отсутствия необходимых материалов.
В опубликованной Маском альфа-концепции Hyperloop движение капсул по трубе осуществляется благодаря линейному магнитному ускорению. Проще говоря, сравнить предложенную предпринимателем систему можно с поездами, управляемыми силой электромагнитного поля — маглев (сокращение от «магнитной левитации»). Первый коммерческий маглев появился в 1984 году в британском Бирмингеме. Он соединял международный аэропорт Бирмингема с одной из станций города.
Поиски инженеров и ученых прошлого послужили базой для разработки футуристической модели нового средства передвижения, которое могло бы за считанные минуты преодолевать большие расстояния, опережая все известные виды транспорта. Так появилась концепция Hyperloop.
Идеальная современная транспортная модель, по мнению Илона Маска, не только обеспечивает высокую скорость передвижения и безопасность, но также является экологичной и недорогой альтернативой уже существующим способам передвижения (машинам, самолетам, кораблям) и не мешает другому транспорту на этом же маршруте.
Hyperloop и волонтеры: кто реализует технологии
После публикации своей идеи Илон Маск решил не патентовать проект, а предоставить возможность участвовать в разработке Hyperloop любому желающему. Так появились компании Virgin Hyperloop и Hyperloop Transportation Technologies.
Virgin Hyperloop — американская технологическая компания, ставящая своей целью превращение идеи Маска в успешный коммерческий продукт. Компания занимается привлечением инвесторов для строительства магнитных транспортных путей и уже провела успешные испытания прототипа поезда будущего.
До 2017 года и ребрендинга (совместно с инвестиционным конгломератом Ричарда Брэнсона Virgin Group) компания называлась Hyperloop One. В совет директоров Virgin Hyperloop входят люди, работавшие вместе с Маском над проектами SpaceX, Tesla и PayPal.
Hyperloop Transportation Technologies — компания, объединяющая более 800 разработчиков с пяти континентов. Для всех энтузиастов, которые согласились воплотить идею Илона Маска в реальность, работа с Hyperloop Transportation Technologies — это неоплачиваемый фриланс с перспективой в будущем получить долю от прибыли компании.
Многие из тех, кто развивает концепцию Маска, параллельно работают в крупных корпорациях, вроде Boeing, Yahoo! и даже NASA. Процесс разработки технологии проходит в маленьких группах, куда участников распределяют по их интересам и навыкам. Общение во время работы происходит преимущественно по электронной почте, но раз в неделю команды встречаются на онлайн-обсуждениях.
Hyperloop: как он работает?
Hyperloop представляет собой цепочку капсул, напоминающих герметичные контейнеры. Капсулы перемещаются по трубе в почти полном вакууме — давление в ней равняется одной тысячной нормального атмосферного давления. Эта труба обеспечивает снижение уровня сопротивления воздуха, что позволяет Hyperloop достигать высоких скоростей.
Процесс движения Hyperloop можно разделить на три этапа:
Чтобы снизить стоимость и количество потребляемой энергии, разработчики пытались уйти от магнитной левитации и придумали иной способ передвижения кабин — за счет воздушной подушки. Чтобы упростить понимание того, как работает система, ученые сравнили перемещение капсул с движением шайбы по столу для аэрохоккея. Единственное отличие заключалось в том, что капсулы бы не плавали по воздушной поверхности, а перемещались по ней за счет электромагнитных импульсов на солнечной энергии. Но от этой идеи пришлось отказаться из-за потенциальных рисков потери управления, и разработчики вернулись к использованию магнитной левитации.
Hyperloop: что с ним не так?
Некоторые исследователи, в частности бывший химик Корнельского университета Фил Мейсон, который снимает образовательные видео о науке, рассказывали про недостатки концепции Илона Маска. В одном из роликов на YouTube Мейсон образно объяснил, как система Hyperloop может в случае незначительной поломки превратиться в «путешествие в стволе пистолета со скоростью пули» и привести к смерти всех пассажиров. Для того, чтобы наглядно продемонстрировать эту угрозу, ученый создал модель транспорта из стеклянной трубочки с выкаченным из нее воздухом и металлического шара. Эксперимент Мейсона показал, что даже небольшое разрушение отдельной капсулы может привести к разгерметизации, которая катастрофически изменит давление во всем поезде, сделав его неуправляемой пулей: Hyperloop достигнет такой скорости, что в случае аварии у пассажиров не будет шанса выжить.
С технической точки зрения некоторые исследователи оспаривают и потенциальную скорость Hyperloop. Эксперты считают, что скорость в 1 220 км/час может вызвать у пассажиров неприятные и пугающие ощущения. Тем не менее, первый пассажирский тест прототипа Hyperloop показал, что система безопасна.
На самом деле нельзя точно сказать, во сколько обойдется создание системы Hyperloop: цена будет разная для разных маршрутов из-за особенностей местности.
Hyperloop и пассажиры
До того как пригласить первых пассажиров в путешествие на поезде будущего, компания Hyperloop One провела около 400 тестов в пустыне Невада, недалеко от Лас-Вегаса. Люди на борту футуристического транспорта совершили поездку только в ноябре 2020 года, спустя семь лет после того, как Илон Маск рассказал миру о своей идее.
Первыми пассажирами прототипа Hyperloop — капсулы «Пегас» — стали сооснователь Virgin Hyperloop Джош Гигель и директор по качеству обслуживания пассажиров Сара Лучьян. Капсула с пассажирами за 15 секунд преодолела расстояние в 500 м на скорости 160 км/ч.
Тест с пассажирами вызвал много критики в интернете. Люди начали рассуждать об инновационности Hyperloop и магнитной левитации (маглев), которая позволяет транспорту перемещаться в тоннеле. Один из пользователей даже назвал систему Маска «самой ужасной высокоскоростной железной дорогой в мире», сравнив развитие Hyperloop с запуском в Англии парового локомотива Mallard, еще в 1938 году достигшего скорости 203 км/ч. Некоторые вспомнили мировой рекорд японского маглев, который в 2016 году разогнался до скорости в 603 км/ч. А первые поезда, работающие по этой системе, могли перевозить сотни пассажиров на скорости 482 км/ч уже в 1970-е. То есть, как говорят критики концепции Маска, Hyperloop — это вовсе не инновация.
Тем не менее, по мнению разработчиков, Hyperloop не стоит сравнивать ни с поездом, ни самолетом, ни с лодкой, потому что это в принципе новый вид транспорта, отличный от других средств передвижения, к которым привыкли люди. Конечно, нельзя построить что-то новое, не опираясь на изобретения прошлого. Важно только учесть все недостатки уже существующей системы и попытаться их преодолеть.
Придуманный Илоном Маском Hyperloop впервые испытали с людьми на борту
Компания Virgin Hyperloop успешно провела первые испытания сверхскоростного вакуумного поезда с участием пассажиров. Об этом сообщается на сайте компании.
Испытания с людьми на борту прошли 8 ноября на 500-метровом испытательном полигоне DevLoop в Лас-Вегасе, где компания уже провела более 400 тестов. Специально для испытаний по индивидуальному заказу была построена двухместная капсула XP-2. В компании отметили, что серийные капсулы будут вмещать до 28 пассажиров.
Первыми пассажирами в истории Hyperloop стали сооснователь и технический директор компании Джош Гигель и директор по качеству обслуживания пассажиров Сара Лучиан. Во время проезда по туннелю капсула развила скорость 107 миль в час (172 км/ч). Предыдущие тесты без пассажиров показали, что капсула Virgin Hyperloop сейчас может развить скорость 240 миль в час (386 км/ч), а конечная целевая скорость — 760 миль в час (около 1223 км/ч).
«Когда мы начинали в гараже более шести лет назад, цель была проста — изменить способ передвижения людей. Сегодня мы совершили один гигантский скачок на пути к этой высокой мечте не только для меня, но и для всех нас», — прокомментировал испытания Гигель.
Ричард Брэнсон, который ранее возглавлял совет директоров Virgin Hyperloop, заявил, что последние несколько лет компания работала над тем, чтобы воплотить в жизнь свои новаторские технологии. «Проведя сегодняшнее успешное испытание, мы показали, что этот дух новаторства в ближайшие годы фактически изменит то, как люди живут, работают и путешествуют», — сказал основатель Virgin Group.
Сменивший Брэнсона на посту главы совета директоров в конце 2018-го Ахмед бен Сулайем заявил, что он имел истинное удовольствие стать свидетелем того, как становится реальностью первый новый вид общественного транспорта за более чем 100 лет: «Я всегда искренне верил, что команда Virgin Hyperloop сможет превратить эту технологию в безопасную систему, и сегодня мы это сделали. Мы на один шаг ближе к началу новой эры сверхбыстрого и устойчивого перемещения людей и товаров».
Идею Hyperloop в 2012 году выдвинул Илон Маск. Сам он не стал ее реализовывать, а выложил в открытый доступ расчеты для создания транспортной системы, состоящей из стальных труб, внутри которых со скоростью 1200 км/ч мог бы перемещаться поезд в виде герметичной капсулы на аэродинамической подушке — таким образом он смог бы преодолевать расстояние из Сан-Франциско в Лос-Анджелес (около 600 км) за 30 минут.
Hyperloop: почему о нем ничего не слышно и кто продолжает работу
В 2013 году Илон Маск предложил идею создания скоростной транспортной системы, которая способна в разы сократить время, которое мы тратим на перемещение из точки А в точку Б. Сокращение достигается благодаря очень высокой скорости перемещения пассажирских капсул — вплоть до 1200 км/ч. Ну а такую скорость предполагается развивать благодаря магнитной левитации и вакууму в туннелях. Их проще всего прокладывать над поверхностью земли, а не строить подземные туннели.
На протяжении нескольких лет многие СМИ очень часто говорили о Hyperloop, обсуждая возможное время реализации проекта, его стоимость, технологии и тому подобные вещи. Но сейчас об идее Маска как-то прекратили вспоминать. Означает ли это, что проект умер? Давайте посмотрим.
Кто строит Hyperloop?
Чтобы не возникло путаницы между разными проектами, стоит вспомнить, кто именно занимается реализацией идеи. Она, к слову, не принадлежит Маску. О поездках, которые со скоростью самолета перемещаются в туннелях без воздуха, начали говорить еще в XIX веке. Научное обоснование последовало в XX веке, идею неоднократно обсуждали, но никто так и не решился попробовать.
Так вот, сразу после того, как Маск вспомнил об этом, он заявил, что патентовать ее не будет, чтобы дать возможность всем желающим заняться ее реализацией. Желающих оказалось много, но делом занялись две компании:
Hyperloop Transportation Technologies, компания, которая называет себя последователем идеи Маска. Она объединяет разные организации со всех стран мира. В проекте участвуют ученые, инженеры, технологи, разработчики — всего около 800 человек. Все это в большинстве случаев бесплатно. В этой организации нет четкой структуры: насколько можно понять, кто чем хочет — тем и занимается.
У этой компании есть небольшой исследовательский центр, но вот уже пару лет о нем ничего не слышно. Время от времени публикуются красивые рендеры, и, в общем-то, на этом все.
Virgin Hyperloop — изначально эта компания называлась Hyperloop One, но затем в нее вложился Ричард Брэнсон, и она получила название Virgin Hyperloop. Вот здесь активность заметна, поскольку компания работает именно как коммерческая организация. В состав совета директоров входят достаточно известные предприниматели, которые ранее в разное время участвовали в проектах компаний SpaceX, Tesla, PayPal и т.п. Для примера вот пара имен: сооснователь JumpStartFund Дирк Алборн (Dirk Ahlborn) и президент SpaceX Гвинн Шотвелл (Gwynne Shotwell).
Что делают эти компании?
У Hyperloop Transportation Technologies не так много кейсов. По большей части представители этой организации что-то время от времени заявляют.
Правда, на днях стало известно, что лондонская архитектурная компания Zaha Hadid Architects подписала соглашение о сотрудничестве с Hyperloop Italia. Последняя как раз входит в Hyperloop Transportation Technologies.
Итальянская компания планирует построить маршрут между Миланом и аэропортом Мальпенса. По словам представителей, трасса сократит время поездки с 45 минут всего до 10. Преимущество трассы в том, что она будет относительно небольшой, так что на ее примере можно будет отработать реализацию концепта Hyperloop и посмотреть, насколько все это работоспособно — как в технологическом, так и экономическом плане.
На данный момент, о проекте известно немного. Основатель заявляет, что энергия будет поставляться из альтернативных источников, а строительство будет вестись с использованием экологически чистых материалов. Но это все слова, а вот публикаций с информацией о технологиях, стоимости и других подробностях нет.
Известно, что основана компания в 2020 году, а количество сотрудников не превышает полсотни человек. Вот их страничка в LinkedIn.
Собственно, от HTT это все — больше никаких признаков жизни в медиаполе они не подают. Возможно, проблема как раз в распределенной работе и бесплатном труде энтузиастов — идей много, но единой направляющей нет, кто за что отвечает, тоже непонятно.
А вот Virgin Hyperloop как раз работает и весьма активно. У этой компании, поддержанной Ричардом Брэнсоном, много всяких событий, новостей и прочего.
Например, в ноябре 2020 года именно Virgin Hyperloop впервые испытал прототип капсулы с пассажирами. При этом пассажирами были не люди со стороны, а главный технический директор компании Джош Гигель и директор по работе с клиентами Сара Лучиан.
Скорость испытательной капсулы в тестовом тоннеле была сравнительно небольшой — 172 км/ч. Это ничто по сравнению с заявленными ранее 1200 км/ч. Тем не менее, компания продолжает строить испытательные площадки и проводит тесты, так что работа ведется. Капсула с руководством тестировалась в 500-метровом тоннеле. Это расстояние капсула преодолела за 15 секунд.
Кроме того, Virgin Hyperloop строит научно-исследовательский центр по изучению возможностей нового транспортного средства. Строительство ведется в Западной Вирджинии, США. К основному корпусу планируют подключить испытательную ветку Hyperloop, которая поможет тестировать систему, доводя ее до финального варианта.
Компания всеми силами старается сделать его центром не только в Вирджинии, но и США, да и всем мире. Там планируется открыть около 13 000 рабочих мест, включая IT и инженерные должности.
В мае этого года компания заявила о намерении запустить новый транспорт на коммерческой основе к 2027 году. Причем речь как раз идет о скорости в 1200 км/ч. Инженеры доработали аккумуляторы, силовую электронику и ряд датчиков капсулы — кстати, каждая из них рассчитана не на 2 пассажира, которых мы видели в ролике выше, а на 28 человек.
Несколько дней назад руководитель компании дал обширное интервью, в котором продолжает с оптимизмом смотреть в будущее. Например, он заявил, что в мае 2021 обсудил проекты компании с группой Transportation and Infrastructure Сената США. Здесь людей с улицы выступать не приглашают, так что можно надеяться на относительно скорое появление Hyperloop.
Кстати, есть и другие компании, которые занимаются изучением технологии. Например, в Южной Корее даже построили макет, который позволил тестовой капсуле преодолеть скорость в 1019 км/ч. Масштаб получившейся установки не очень большой — 1:17, но, тем не менее, все работает.
Еще есть компания Zeleros из Испании, которая получила около 7 млн евро на разработку собственного проекта, плюс Hyper Poland, которой предоставили 500 тыс. евро. Все это лишь зачатки какого-либо серьезного проекта, но вполне может быть, что что-то выстрелит.
Впереди — ни облачка?
Не совсем так. На Hyperloop сильно повлияла пандемия коронавируса, задержав реализацию нескольких проектов. Та же Индия, которая собиралась строить у себя пробный участок дороги, отказалась от проекта потому, что у страны появилась гора проблем, связанных с COVID-19.
Кроме того, система очень дорогая, проекты требуют средств, исчисляемых миллиардами долларов США, выделить которые готов не каждый инвестор.
Еще одна задача — безопасность системы. Да, руководитель компании проехал по тестовой трассе, но со скоростью, которая почти в 10 раз меньше расчетной. В Сети активно обсуждают, что будет, если капсула сорвется. С другой стороны, в мире полным-полно не менее опасных технологий, а ими все же пользуются.
Но как бы там ни было, одна компания точно готова вкладывать деньги в проект и развивать транспортную инфраструктуру Hyperloop. Хотелось бы надеяться, что Ричард Брэнсон не отступит от своих планов и доведет дело до конца, несмотря на пандемию и другие проблемы.
Никакой революции транспорта, но деньги нужны. Узнали, как дела у Hyperloop Илона Маска
Мечты о высокоскоростном, эффективном и безопасном транспорте будоражат человеческие умы на протяжении многих десятков лет. Футуристы прошлого представляли себе огромные города, пронизанные туннелями, подвесными рельсами и натянутыми «струнами» — по ним стремительно проносятся целые поезда и отдельные кабинки с пассажирами. Спустя годы, казалось, появились технологии или как минимум возможности реализовать нечто подобное.
С самого начала, когда проект находился на стадии «альфа-дизайна», который и был продемонстрирован общественности, Илон Маск не слишком горел желанием реализовывать его самостоятельно. По этой причине документация была предложена для ознакомления всем, и Hyperloop стал «опенсорсным».
Вскоре после этого начали появляться компании, которые уверяли: они смогут создать транспорт на базе концепта Илона Маска. В названии обязательно упоминался Hyperloop, что привело к путанице, уже на первых этапах дискредитировав идею — потому что среди реальных инженеров затесались мошенники, неумехи и просто желающие «срубить бабла», и это все в дополнение к тому, что проект «поезда в трубе» сам по себе был сырым (но очень многообещающим).
Тем не менее Hyperloop виделся как способ полностью изменить транспорт: он быстрее грузовых самолетов, по вместительности сравним с товарными поездами, дешевле (в теории), меньше влияет на экологию, как бы безопасен. Что еще нужно для экономики и бизнеса, который значительно ускорит все процессы?
Добиться повышения эффективности передвижения Маск предлагал «банальным» способом: снизить трение и сопротивление воздуха. Вначале рассматривался вариант с поддержкой состава с помощью реактивной тяги (по принципу «аэрохоккея»), затем выбрали систему пассивной электромагнитной левитации, которая не требует огромных затрат ресурсов, как «рельсы» традиционных маглевов.
Снижение давления воздуха в трубе, в свою очередь, значительно уменьшает энергозатраты на поддержание высокой скорости тележек. Сплошная экономия, а билеты обещали продавать за сущие копейки (если сравнивать с железной дорогой, самолетами и личным автотранспортом, километр обходился в несколько раз дешевле).
Постепенно концепт начали адаптировать к реальности, поэтому, по крайней мере на первых этапах его развития, до теоретических скоростей было далеко. Кроме того, как это и принято среди участников высококонкурентной борьбы, между игроками начались «терки».
Так, компанию Hyperloop One (с 2014 по 2016 год — Hyperloop Technologies, с 2017 по 2020 год — Virgin Hyperloop One, сейчас — Virgin Hyperloop) трясло на протяжении первых лет после основания, особенно сильно — в 2016-м и 2017-м. Из-за внутренних разногласий ее покинул бывший инженер SpaceX, сооснователь и технический директор Бэм Броган. Причиной стало «неподобающее поведение» и нарушения, которые позволил себе другой основатель Hyperloop One Шервин Пишевар. Он также покинул компанию после ее покупки Ричардом Брэнсоном.
Передряги мешали работе, однако она велась. Кроме того, Илон Маск, который после публикации открытой документации по Hyperloop заявил, что времени заниматься проектом у него нет, все же вернулся (частично: под его патронажем появились «соревнования» среди разработчиков высокоскоростной дороги будущего).
В 2017-м было поставлено как минимум четыре рекорда скорости в тестовых туннелях. Летом того года тележку разогнали вначале до 308,9 км/ч, а затем — до 355 км/ч, примерно в то же время немцы добились скорости в 324 км/ч, а зимой — в 386 км/ч. Конечно, безо всякого вакуума или разреженного воздуха. Последние соревнования SpaceX Hyperloop Pod Competition состоялись летом 2019 года, победитель разогнал 70-килограммовую модель до 463 км/ч. С тех пор наблюдается затишье.
Сейчас Virgin Hyperloop лишь информирует о намерениях тех или иных стран и организаций поддержать проект (а кто-то уже обеспечивает финансовую помощь), а также о получении новых разрешений и возможном включении перспективного вида транспорта в официальный классификатор транспорта США (это косвенное его признание на государственном уровне).
Еще одна компания на слуху — Hyperloop Transportation Technologies (HTT), основанная в 2013 году. Она также ставит перед собой глобальные цели по развертыванию транспортной системы нового поколения, построила собственный (пусть и небольшой) R&D-центр. В остальном путь компании повторяет дорогу, пройденную конкурентом, вплоть до новостной повестки в последнее время (договоренности, намерения). Разве что «топы» не разругались.
По мере того как инженеры разбираются в предложенной Илоном Маском идее, они понимают: добиться заявленных скоростей будет чрезвычайно сложно. Цена развертывания инфраструктуры слишком высока, а окупаемость призрачна. К сожалению, все это напоминает очередной технологический «скам» или «пузырь доткомов», только в меньших масштабах.
Отвернулся даже индийский штат Махараштра, который не так давно фигурировал в качестве «заказчика» «струнных дорог»: там решили отложить реализацию проекта Virgin Hyperloop, предложив вначале построить его где-нибудь еще. Поэтому планы коммерческого запуска в 2020-м, озвученные пару лет назад, не сбудутся.
Среди озвучиваемых проблем упоминается, что сегодня нельзя просто найти инвесторов, построить самолет или поезд, проложить дорогу и ездить по ней, доказывая свою правоту. Перед этим нужно еще показать, что все безопасно, собрать уйму бумаг и разрешений, и только тогда отроются какие-то перспективы. Конечно, если технология действительно реализуема — Илону Маску ведь как-то удалось обойти препоны и наладить выпуск электромобилей, а потом полететь в космос. Может, по этой причине он отказался от Hyperloop и занялся развитием более простого решения в компании The Boring Company.
С того момента, когда был представлен концепт, выяснилось, что старая идея «вакуумного поезда» (она в разы старше Илона Маска) до сих не реализована по простой причине: никто не знает, как заставить ее работать. «А что, если труба получит повреждения (метеорит ударит)?» — «Поезд быстро остановится». — «Но ведь он движется на сверхзвуковой скорости!» Ну и главное — финансы: пары миллиардов долларов хватит на небольшой отрезок дороги, но не магистраль, соединяющую города.
Тем не менее желание создать собственный Hyperloop не исчезает. Испанцы из Zeleros в прошлом году получили €7 млн на свой проект, поляки из Hyper Poland — €500 тыс., а в Нидерландах рисуют красивые рендеры. Может, когда коронавирус отступит, «вакуумный поезд» все же поедет.