Hyperloop

Hyperloop

Ортаққордағы Hyperloop

Hyperloop (МФА: [haipə' lu:p], аударғанда ағылш. — «гиперілмек») — вакуумдық пойыз жобасы, 2012-2013 жылдары америкалық венчурлық капиталист Илон Маск ұсынған. Осы сәтте іске асырылмаған. Жобаны өмірге әкелуді іске асыруда ең жоғары белсенділік SpaceX, Hyperloop One^{[үлгіні алып тастау]} (Шервин Пишевар (ағыл.)қаз.) және HTT (ағыл.)қаз. (Дирк Алборн) компаниялары танытуда.

Hyperloop идеясы үкіметтік California High-Speed Rail (ағыл.)қаз. жоғары жылдамдықты темір жол жобасына жауап ретінде туындады, ол 2029 жылы Лос-Анджелес және Сан-Францисконы біріктіруге тиіс. "Жоғары жылдамдықты" желі поездар қозғалысы жылдамдығы, сағатына 200 миль-ден астам (322 км) болатынын болжайды^[1], жобаның құны 2012 жылғы сәуірде жарияланғанған "бизнес-жоспарында" $68,4 млрд-қа бағаланды.^[2][3] Осы мәселе бойынша Илон Маск, калифорниялық жол әлемде жүрдек теміржол магистралдары арасында ең баяу және бір мильге есептегенде бұл ретте ең қымбат жолдардың алды болмақ, - деп мәлімдеді^[4].

Алғаш рет Маск Hyperloop туралы Сара Лэйсимен (ағыл.)қаз. сұхбатында айтты, ол сұхбатын 2012 жылғы шілде айындағы PandoDaily (ағыл.)қаз. іс-шарасында Санта-Моникада берген болатын. Кәсіпкер бұл жаңа көлік құралы ұшақтан 2 есе және жылдам жүрдек пойыздан 3-4 есе жылдам болатына уәде берді, Лос-Анджелестен Сан-Францискоға (арақашықтығы 561 км тікелей алғанда), барлығы 30 минут уақыт алады^[5]. Кейінірек Маск тағы да бірқатар аты шулы мәлімдемелер жасады: жоба California High-Speed Rail салыстырғанда мөлшерінен 10 есе арзан; көлік аварияға ұшырамайды; жол күн энергиясымен жұмыс істеуі керек; жолаушыларға кестегге бейімделудің қажеті жоқ, өйткені көлік капсуламен (ағыл.)қаз. метро сиақты қысқа интервалмен қозғалады; барлық ерекшелігі еркін қолжетімділікте болады^[6]. Ақыр соңында, 2013 жылдың тамыз айында жобаның 58-беттік "альфа-нұсқасы" жарияланды^[7][8][9].

Маск бұл өзі Hyperloop-пен айналыспайтынын жария еткен соң, жобасы өмірге өз бетінше жүзеге асыру үшін бірнеше топ энтузиастар шешті пайда болды^[8]. Енді "альфа-нұсқасы" жарияланғаннан кейін араға бір ай салып Сандип Совани (ағылш. Sandeep Sovani) бастаған Ansys мамандар тобы компьютерлік модельдеуін жасады, ол көрсетті идеяларын жүзеге асыру принциптік мүмкіндігін көрсетті^[10]. Модельдеу нәтижелері жобаға қолдау көрсетуге краудсорсингтік платформа JumpStartFund (ағыл.)қаз. тарапынан жәрдем көрсету ұсынылды, дауыс беру барысында жоба 300-ден астам дауыс жинады^[11].

идеяларды Іске асыру үшін Hyperloop Transportation Technologies Inc. (ағыл.)қаз. (HTT) компаниясын құру туралы шешім қабылданды, негізгі тұлғалары, JumpStartFund құрушысы Дирк Алборн (ағыл.)қаз., SpaceX президенті Гвинн Шотвелл^{[үлгіні алып тастау][8]} еді. Компанияның бизнес-үлгісі тіпті де әдепкі емес: ол еріктілерді біріктіреді, тегін еңбек етіп жүрген, жоба табысты болған жағдайда пайдадан үлес алуға мүдделі адамдар^[12]. Бүгінде жобаға Cisco Systems, Boeing, Гарвард университеті және Лос-Анджелестегі Калифорния университеті сәулет және дизайн мектебінен (ағыл.)қаз. 200 астам еріктілерді жинаған. Мұндай сандағы адамдардың ынтымақтастығы бұл жоба ұсақ міндеттерге бөлінгендігіне негізделген. Қатысушылар Google Docs және апта сайынғы топтық бейнеконференциялар көмегімен өзара қарым-қатынасын көмегімен қамтамасыз етіледі^[8][13].

2015 жылдың ақпан айында HTT девелоперлік Квэй аңғары (ағыл.)қаз. атты эко-қаласымен онда бірінші 8-километрлік трасса туралы келісімге жетті деп жарияланды, құрылысты салу 2016 жылы Калифорния штатының Кингс округінде басталуы тиіс. Қажетті құрылыс үшін компания IPO арқылы $100 млн тартудан үміттенеді^[14].

2016 жылғы наурызда Дирк Алборн Словакия үкіметімен Братиславамен Венаны және Будапештті байланыстыратын құрылыстың шартына қол қойғаны туралы жариялады. Сапар ұзақтығы сегіз минут болуы тиіс. Бұл ретте жобаны іске асыру мерзімі Алборн айқындап бермеді^[15].

2017 жылғы шілде айында Алборн, компания далалық сынақтар үшін Carbures испан авиациялық фюзеляждерді өндірушісіне бірінші капсулаларды жасауға тапсырыс бергенін және құрылыс үшін Тулузадағы (Франция) ғылыми-зерттеу орталығының аумағынан жер алғанын хабарлады. Капсула 2018 жылы салынады, содан кейін тулузаны жол инфрақұрылымына бейімделту басталады. Бірінші жолақты қайда салынатыны туралы ресми түрде 2017 жылдың екінші жарты жылдығы ішінде хабарлайтынына уәде берді. Бірінші болудың ең көп мүмкіндігі Біріккен Араб Әмірліктері және Оңтүстік Кореяда (HyperTube Express желісі Сеул және Пусан арасында) бар^[16][17].

Шервин Пишева (ағыл.)қаз. қалыптастырған басқа команда Uber'дің бірінші инвесторы, Sherpa Ventures венчурлік қорының негізін қалаушы, АҚШ Демократиялық партиясының ірі демеушісі. All Things Digital (ағыл.)қаз. конференцияда 2013 жылдың мамыр айында Пишевар Масктан Hyperloop толығырақ мәлімет жариялауды сұрады. Жарияланғаннан кейін 3 айдан кейін, жоба туралы толығырақ ақпарат алу үшін Пишевар президент Обаманың аудиенциясына қол жеткізді, содан кейін президент өз әкімшілігінің Ғылыми-техникалық саясат жөніндегі бюросына (ағыл.)қаз. идеяны зерделеуді тапсырды. Бірте-бірте Пишевар компанияға тартып, оны Hyperloop Technologies Inc. (Hyperloop Tech)  деп атады, серіктестері келесідей: {{аударылмаған2|en|Palantir Technologies|Palantir]] бірге негізін салушы және Formation 8 (ағыл.)қаз. венчурлік қорының иесі Джо Лонсдэйл (ағыл.)қаз., Обаманың жеңіспен аяқтаған 2012 жылғы президенттік кампаниясының (ағыл.)қаз. басшысы Джим Мессинге (ағыл.)қаз., Space Adventures негізін қалаушы және X Prize қорының басшысы Питер Диамандис,"PayPal мафиясының" мүшесі Дэвид Сакс (ағыл.)қаз.. Соңғысы компанияның тең төрағасы болды, жобаға "гуру SpaceX"-тің инженері Кевин Броганды тартты, ол бұрын атын Броган Бемброган (ағылш. Brogan BamBrogan) деп өзгерткен еді^[8].

Hyperloop Tech Бемброганнның гаражында Лос-Фелис (ағыл.)қаз.  деген жерде басталды, содан кейін бұрынғы балмұздақ фабрикасының көшіп келді. Компанияның жоспарында тәжірибелік трассаны салу бар, оны $8,5 млн инжиниринг және дизайнға кететін шығындарды  санамағанда $80 млн-ға бағалап отыр. Пишевар талап етілетін соманың жартысын дербес тауып беруге уәде етті. Толыққанды трассаларды құрылысы үшін учаскесіні таңдау тақырыбына Энтони Марнелл III (ағылш. Anthony Marnell III) келіссөздер жүргізілді, ол Marnell Corrao Associates (ағыл.)қаз. иесі — бұл компания ең ірі американдық казино құрылысшы. Марнелл Лас-Вегасті жоғары жылдамдықты темір жол желісімен АҚШ-тың Батыс жағалауын қосу бұрыннан ниеті бар, осындай жолдар тұрғызу құқығы тиесілі XpressWest (ағыл.)қаз. жобасы инвесторларының бірі^[8].

Екі раундтық инвестициялар барысында компания $92,6 млн тартты.^[18] Инвесторлардың арасында Sherpa Ventures, EightVC, ZhenFund, Француз темір жолдары ұлттық компаниясы, Oerlikon Leybold Vacuum (ағыл.)қаз. (акционерлерінің бірі Виктор Вексельберг), сондай-ақ ресейлік Caspian VC Partners венчурлық қоры (Зиявудин Магомедовтың мүддесін білдіреді) бар^[19].

2016 жылғы 11 мамырда компанияның өмірінде екі таңбалы оқиға болған. Біріншіден, HTT шатастыруға жол бермеу үшін, Hyperloop One^{[үлгіні алып тастау]} деп аталды. Екіншіден, Норт-Лас-Вегас (Невада) қаласында таза ауада Hyperloop қозғалтқышының сынағы өткізілді ^[20]. Дегенмен, қазір Hyperloop One жағының ең басты жаңалықтары, Бемброганның - Пишеварға, Лонсдэйлдің және CEO компанияның Роберт Ллойдтың жұмыстан қуылуы^[21]. Сол мезетте жобаның акционерлерінің бірі Caspian VC Partners, екінші Шығыс экономикалық форумына Владивостокта ұзындығы шамамен 65 км маршрут бойынша Хуньчунь (Қытай) — Зарубино портын жалғастыратын Hyperloop бұтағын құрылыс жоспары таныстырды. Қозғалыстың орташа жылдамдығы шамамен 740 км/сағ құрауы тиіс, инвестициялар 30-40 млрд. рубльге бағаланады, іске асыру мерзімі — 5 жыл^[22].

2017 жылғы мамыр айында бірінші толыққанды далалық сынақтарын өткізді. Сынақтар DevLoop атты тестілік учаскесінде өткізілді, құрылысы ай бұрын Лас-Вегастың маңында аяқталды. Учаскесінің ұзындығы 500 м, құбырдың диаметрі - 3,3 м. Жолаушылар капсуласын 113 км/сағ жылдамдыққа дейін үдете алды, келесі кезеңде жылдамдықты 400 км/с жеткізу міндеті қойылады^[23].

Сөйтсек, Илон Маск да жобаны іске асырудан мүлдем бас тартуға дайын емес екен. 2015 жылдың қаңтар айында ол Техас көлік форумында ұзындығы 5 миль Hyperloop сынақ жолын салайын деп жатқанын, және құрылыс үшін әлеуетті учаскелердің тізімінде көшбасшылық орында Техас тұрғанын айтты^[8][24].

Сол жылдың маусымында SpaceX жолаушылар капсуласының дизайнына  байқау жариялайды. Капсула компанияның штаб-пәтері орналасқан калифорниялық Хоторнде (ағыл.)қаз. тас сынақ трассасында жарыс барысында сыналатын болады^[25]. Жарыс Hyperloop pod competition (ағыл.)қаз. атауына ие болды. 2016 жылғы қаңтарда Техас университетінің А&M базасында (Колледж Стейшен) бірінші кезеңі өткізілді, онда 22 үздік команда іріктеліп алынды. Олардың барлығы жазда өз моделінің осы тас жолда сынақтан өткізуге құқығына ие болды. Бас жүлде Массачусетс технологиялық институтының командасына бұйырды^[26]. Қорытынды кезеңді жүргізу тамыз айының ортасында күтілген^[27], бірақ нәтижесінде 2017 жылғы 27-29 қаңтарға ауыстырылды^[28]. Қыркүйек айының басында SpaceX ақырында ұзындығы 1,5 км және құбырлар диаметрі 1,8 м сынақ трассасының құрылысын бастайтыны туралы жариялады^[29].

И. Маск өз идеясын поезд, ұшақ, автомобиль және кемеден кейін көліктің бесінші түрі берді. Оның айтуынша, бұл "Конкордпен", рельсотрон мен аэрохоккей үшін үстел арасындағы орташа нәрсе^[30]. Hyperloop тіректерінде орналасқан жерүсті құбыр ретінде ойластырылған, оның ішінде 480-нен 1 220 км/сағ (ландшафтқа байланысты^[30]) жылдамдықпен, бір бағытта арасы 30 секунд интервалмен жылжиды, жеке көлік капсула ұзындығы 25-30 м. Жүйенің екі нұсқасы көзделген^[7]:

• жолаушылар — құбырдың ішкі диаметрі 2,23 м, капсула қимасы ені 1,35 м х биіктігі 1,1 м, тіке проекциясының алаңы 1,4 ш. м., капсулаға 2 қатар әрбір отыратын орынға 14 креслодан сыйғызуды көздейді;
• жолаушы-жүк (паром сияқты нәрсе, жолаушылардың жеңіл автомобильдерімен бірге жүріп-тұруына мүмкіндік береді) — құбырдың ішкі диаметрі 3,3 м, капсуланың маңдай проекциясы 4,0 ш. м.

2013 жылғы 12 тамыздағы жарияланған тұжырымдаманың шешуші факторы^[2] жүйені арзандатуға ұмтылыс болды. Сондықтан Маск вакуумдық пойыз моделін негізге алды^[2], оның артықшылығы тірек және қарсы ауаның кедергісіндегі үйкелісті еңсерудің қажетінің болмауы. Алайда кәсіпкер жетілдірілген идеясын ұсынды: оның пікірі бойынша, құбырда толық вакуумге ұмтылу қол жеткізудің қажеттілігі жоқ. Форвакууммен қамтамасыз ету жеткілікті, ал қысым болса 100 Па (бұл атмосфералық қысым 1/1000-і) — одан әрі қысымды төмендету тиімсіз, өйткені шығындардың экспоненциалдық өсуіне әкеледі. Сол уақытта форвакуумды орташа қуатты сорғылардың көмегімен ұстап тұруға және құбырлар қабырғаларын кәдімгі қалыңдығы 20-25 мм болаттан жасауға болады^[7].

Алайда, жобамен көзделген көлік құралының жылдамдығы бәрібір қарсы бағытта келе жатқан ауа массаларымен ұшырасады. Маск оларды әуе жастығын жасау үшін пайдалануды шешті: арнайы бағыттаушы мұрында орналасқан көлік капсулалары және желдеткіштер түбінің астында ауа ағынын қарсы бағыттауға тиіс. Форвакуум жағдайында әуе жастығын құру үшін 9,4 кПа қысымды қамтамасыз ету жеткілікті, барлығы ауаның жылдамдығы секундына 200 г талап етеді. Осылайша Маск әлдеқайда қымбат магниттік жастық жүзеге асырудан идеядан бас тартты^[7].

Капсула қозғалысқа сызықтық электр қозғалтқыш арқылы келуі тиіс. Статор ретінде едендегі құбырлар ұзындығы 15 м алюминий рельс болады^[30], ол тек әрбір 110 км сайын қажет^[2]. Ротор әрбір капсулада болады, бұл ретте талап етілетін тұрақты қуаты 100 кВт құрайды. Өйткені жүйе электр қуатымен қозғалысқа келеді, энергияны күн батареяларының  көмегімен алу қарастырылған. Олар, жүйенің қажеттілігі тек 21 МВт болған жағдайда 57 МВт электр энергиясын тұжырымдауға тиіс. Өйткені статор жеделдетуді ғана емес тежелуді де іске асырады, соңғы жағдайда капсуланың кинетикалық энергиясы сондай-ақ электр энергиясына өзгертіледі. Артық энергиясын сатудан жыл сайын $25 млн жоспарлануда, бұл пайдалану шығыстарын жабуға қосымша қаржыландыру көзін жасайды^[30]. Нәтижесі ретінде, жалпы $7,5 млрд жүйе құны жағдайында бір бағыттың құны $20 болуы тиіс, жоба өзін-өзі 20 жылда ақтайды^[7].

Авариялық жағдайлар туындаған жағдайда мыналар көзделген^[7]:

• капсула мұрнында желдеткіштің артында электрлік компрессор орналасқан — ол бортында сығылған ауаны герметикалық (бұл ретте баллондар 585 °C-қа дейін сөзсіз суытылатын болады; олардың сумен суыту жоспарлануда, бір бағытқа бару үшін 400 кг су қажет^[30]) кезінде жинақтауға тиіс;
• кормда 1,5 т аккумуляторлар орналастырылады, олардың орналастырылады 45 минутқа жеткілікті, бұл іркілістер кезінде электр қуатымен жақын станцияға жетуге жеткілікті.

2013 жылғы қыркүйекте Ansys (ағыл.)қаз. қызметкерлерімен өткізілген компьютерлік модельдеу көрсеткендей, идея іске асыруға тұрарлық, алайда, пысықтауды қажет етеді. Келесідей түзетулер енгізу қажет^[10]:

• капсула пішінін мейлінше ұтымды етіп жасау қажет;
• капсула қабығының қызып кетуімен күресу талап етіледі;
• капсуланың бойлық осі айналасында айналуын алдын алу керек.

Сол жылдың қараша айында The MathWorks компаниясының сайтындағы өзінің блогында Гай Руло (ағылш. Guy Rouleau) меншікті модельдеу нәтижелерімен бөлісті, көрсеткендей трасса шарттары бойынша Лос-Анджелес және Сан-Франциско арасындағы жылдамдықты 1220 км/сағ -қа жеткізу мүмкін емес^[31].

2015 жылдың қаңтар айында Аэронавтика және ғарыштық американдық институты (ағыл.)қаз. (ағыл.)қаз. (AIAA SciTech 2015) жыл сайынғы конференциясында NASA Glenn Research Center (ағыл.)қаз. мамандар OpenMDAO (ағыл.)қаз. ашық бағдарламалық ортасында өткізілген өздерінің моделдеу нәтижелері көрсетті. Негізгі олардың қорытындысы бойынша бұл құбырдың диаметрін шамамен 2 есе ұлғайту қажет, ал капсуланың ауамен үйкелісінен қызуы ауа қауіп^[32]. Осы моделдеумен байланысты материалдар GitHub жүйесіне салынған^[33].

Екі бәсекелес команда әзірге жобаны аяқтаудан әзірге алыс. Мәселен, HTT ауа жастығын мақсатқа сай пайдалануға күмәнданады, өйткені ол проблемалар туғызуы мүмкін. Магниттік левитацияға  ауысқан жағдайда жобаның қымбаттау нұсқасы зерттелуде^[34]. Тіпті мұндай өзгерістерсіз, компанияның есептеуінше Лос-Анджелес пен Сан-Франциско арасындағы жолдың құны 7-ден 16 млрд АҚШ долларын құрайды, бұл бастапқы Маск жоспарларынан көп.

Өз кезегінде, Hyperloop One "каргоілмек" (ағылш. cargoloop) бағытына көңіл аударуға шешті, атап айтқанда, контейнерлік тасымалдауды ұйымдастыру. Бұл ретте Бемброган энергетикалық автономия жүйесінің келешегіне күмәнмен қарайды^[8]. Бүгінде Hyperloop One да магниттік левитация идеясына басын бұрды. Маглевтағы сиақты ек белсенді ғана емес, ал пассивті. Бұл технология әзірленді Ливерморской ұлттық зертханасының, ол көздейді қозғалысы тұрақты магнит үстінен жүргізетін беті^[18].

• Апбин Б. Петля времени: как бизнес изобретает транспорт будущего (ru) = Hyperloop Is Real: Meet The Startups Selling Supersonic Travel // Forbes : журнал. — 15 сәуір 2015.
• Березин А. Сомкнётся ли гиперпетля на шее калифорнийских скоростных поездов?  (орыс.). Компьюлента (13 августа 2013). Тексерілді, 12 наурыз 2015.
• Краузова Е. Кнут Зауэр: «Физика в основе Hyperloop не космически сложная» (ru) // Forbes : журнал. — 2 июня 2016.
• Chin J. C. etc. Open-Source Conceptual Sizing Models for the Hyperloop Passenger Pod  (ағыл.) (pdf). 2015 AIAA SciTech Conference. American Institute of Aeronautics and Astronautics (20 January 2015). Тексерілді, 30 наурыз 2015.
• Dodson B. Beyond the hype of Hyperloop: An analysis of Elon Musk's proposed transit system  (ағыл.). Gizmag (22 August 2013). Тексерілді, 12 наурыз 2015.
• No loopy idea (en) // The Economist : журнал. — 17 августа 2013. — ISSN 0013-0613.

• Will Hyperloop Technologies make Downtown L.A. a Silicon River? // LA Weekly : журнал. — Калвер-Сити
• Elon Musk's «Hyperloop»: return to the shock of the pneu // The Daily Telegraph : газета. — Лондон — ISSN 0307-1235.
• Lee D. Is Elon Musk's Hyperloop just a pipe dream?  (ағыл.). BBC News (13 August 2013). Тексерілді, 12 наурыз 2015.
• Statt N. Simulation verdict: Elon Musk's Hyperloop needs tweaking  (ағыл.). CNET (19 September 2013). Тексерілді, 22 наурыз 2015.
• Taylor-Hochberg A. Designing the Hyperspace: UCLA studio imagines Hyperloop's future in California  (ағыл.). Archinect (1 April 2015). Тексерілді, 6 сәуір 2015.

• Hyperloop Alpha  (ағыл.) (pdf). SpaceX (12 August 2013). — Первая концепция системы, предложенная Элоном Маском 12 тамыз 2013. Тексерілді, 16 наурыз 2015.
• Gray J. OpenMDAO-Plugins/Hyperloop  (ағыл.). GitHub. Тексерілді, 30 наурыз 2015.
• Hyperloop™ Transportation  (ағыл.). JumpStartFund. — Рабочая группа компании Hyperloop™ Transportation System на сайте JumpStartFund. Тексерілді, 17 наурыз 2015.
• Official croudstorm documentation  (ағыл.) (pdf). Hyperloop Transportation Technologies. JumpStartFund. — Текущая версия системы в исполнении команды HTT. Тексерілді, 17 наурыз 2015.
• Официальный сайт компании Hyperloop One  (ағыл.). Тексерілді, 13 шілде 2016.