Идея вакуумного поезда впервые прозвучала у Роберта Годдарда в 1909 году в журнале Scientific American. Он предложил разместить автомобили в вакуумной трубе и обеспечить их движение за счёт магнитной левитации. Первые эксперименты по перемещению тел внутри вакуумной трубы с использованием электромагнитного поля были проведены в 1910‑х годах российским учёным Борисом Вейнбергом. Однако последующая работа была прервана из‑за Первой мировой войны. Затем исследования продолжались в Германии, Японии, Швейцарии и Великобритании; в 2012 году Илон Маск представил проект Hyperloop, который на данный момент также находится на стадии разработки. За пределами SpaceX над созданием вакуумного поезда работают Virgin Hyperloop One и Hyperloop Transportation Technologies. Как будет устроен вакуумный поезд — об этом расскажем в сегодняшнем выпуске!
Hyperloop представляет собой закрытую надземную магистраль в форме двух параллельных труб, соединяющихся в конечных точках маршрута. Внутри в одном направлении будут перемещаться одиночные капсулы длиной 25—30 метров со скоростью от 480 до 1220 км/ч. Интервалы движения согласно проекту составят всего 30 секунд. Инженерами разработано два варианта системы — пассажирский и пассажирско-грузовой. В первом варианте диаметр трубы составит 2,2 метра, а капсула будет вмещать 28 человек. Во втором — предлагается использовать трубопровод диаметром 3,3 метра, а в капсулах помимо людей размещать до трех автомобилей.
Стоит отметить, что на самом деле Hyperloop не является полностью вакуумным поездом. Вполне достаточно форваккума (с давлением в 100 Паскаль), который поддерживается насосами умеренной мощности и стенками трубы из обычной стали толщиной 20—25 мм.
По расчётам на больших скоростях капсулы будут сталкиваться с набегающими воздушными массами. Их решили использовать для создания воздушной подушки: носовые сопла в капсуле будут перенаправлять встречный поток воздуха под днище, тем самым исключая необходимость применения дорогой магнитной подушки.
Капсула будет приводиться в движение линейным электродвигателем. В роли статора выступит алюминиевый рельс длиной 15 метров, уложенный под днищем трубы и повторяющийся каждые 110 километров. Ротор будет находиться в самой капсуле, при этом требуемая постоянная мощность составляет всего 100 киловатт. Так как статор осуществляет как ускорение, так и торможение, в последнем случае кинетическая энергия капсулы будет преобразовываться в электрическую.
На случай разгерметизации в носовой части капсулы будет предусмотрен электрический компрессор, который накапливает сжатый воздух на борту. Кроме того в капсулах разместят 1,5 тонны аккумуляторов, заряда которых хватит на 45 минут, чтобы при перебоях с электричеством добраться до ближайшей станции.
Стоит отметить, что Virgin Hyperloop One и Hyperloop Transportation Technologies рассматривают возможность применения магнитной левитации вместо воздушной подушки, что подорожает создание линии вакуумных поездов, но снизит риски с управлением. Речь идёт не об активной левитации, как в маглеве, а о пассивной: сдвигающееся движение постоянных магнитов над проводящей поверхностью.
В настоящее время ведутся активные испытания вакуумных поездов различными компаниями. Так, в декабре прошлого года Virgin Hyperloop One достигла рекордной на данный момент скорости в 387 км/ч. Первые линии вакуумных поездов могут появиться в Индии, США, Объединённых Арабских Эмиратах и Южной Корее.
