Hyperloop

Hiperlup (eng.[hiːpɜːˈl̩up], az. hiper petlə— akerikalı kapitalist Elon Maks tərəfindən  2012-2013-cü illərdə təklif edilmiş vakum qatarı layihəsidir. Hal-hazırda reallaşdırılmamışdır. Layihənin həyata keçirilməsində Kaliforniaynın HTT (Dirk Alborn) və Hyperloop Tech (Şirvin Pişəvar) şirkətləri daha çox fəallıq nümayiş etdirirlər.

Tarix

Elon Maks, layihənin müəllifi (Dublin Web Summit 2013)

"Alfa-versiya"nın yaradılması  

Hiperlup ideyası, 2009-cu ildə ABŞ hökuməti tərəfindən təklif edilən "Kaliforniya sürət qatarı" layihəsinə cavab olaraq yaradılmışdır. Həmin layihənin Los-Anceles və San-Fransisko şəhərlərini birləşdirməsi nəzərdə tutulmuşdur. Bu layihə üzrə vaqonların hərəkət sürəti 200 mil/saat (322 km/saat), layihənin büdcəsi isə 68.4 mlrd dollar müəyyən edilmişdir. Bununla bağlı Elon Maks bildirmişdir ki, həmin "Kaliforniya sürət qatarı" layihəsi analoji layihələr arasında sürət baxımdan ən zəif, həmçinin hər milə düşən xərclərə görə ən bahalı olacaq.

Mask Hiperlup barədə ilk müsahibəsini 2012-ci ildə Sara Leysiyə vermişdir. O, söz vermişdir ki, yeni nəqliyyat vasitəsinin sürəti təyyarədən 2 dəfə, sürət qatarından isə 4 dəfə artıq olacaq və Los Ancelesdən San-Fransiskoya (561 km) cəmi otuz dəqiqəyə çatacaq.  Sonralar Mask daha da irəli gedərək bildirmişdir ki, layihənin maya dəyəri "Kaliforniya sürət qatarı" layihəsindən on dəfə daha aşağı olacaq, yol-nəqliyyat hadisələrindən sığortalanmış olacaq, günəş enerjisi ilə çalışacaq və çox qısa intervallarla hərəkət edəcək. Nəhayət 2013-cü ilin avqustunda layihənin "alfe versiya"sı dərc edildi.

İdeyanın təsviri

İlkin konsepsiya (avqust 2013)

Sistemindən xarici gürünüşü. Damında günəş barareyaları yerləşdir.

E.Mask öz ideyasını qatar, təyyarə, avtomobil və gəmidən sonrakı beşinci növ nəqliyyat kimi təqdim edir. Onun sözlərinə görə bu "Konkord", relsotron və aeroxokkey stolu arasında bir şeydir. Hiperlup dayaqlar üzərində yerləşən yerüstü boru və onun daxilində 480–1200 km/s (landşaftdan asılı olaraq) sürətlə 30 saniyəlik intervallarla hərəkət edən 25-30 metrlik nəqliyyat kapsullarından ibarətdir. Sistemin iki variantı nəzərdə tutulur:

• sərnişin variantı — daxili diametri 2.23m olan boru, 1.35 enində, 1.1 metr hündürlüyündə, ön proyeksiyası 1.4 kv. m. olan və hər birində 14 oturacaq yeri olan 2 sıra kapsul;
• sərnişin-yük (sərnişinlərə öz avmobilləri ilə minməyə imkan verir) — daxili diametri 3,3 m olan boru və ön proyeksiyası 1.4 kv. m. olan kapsul.

2013-cü ilin konsepsiyasının əsas özəlliyi layihənin maya dəyərinin azaldılmasına cəhd edilməsi hesab olunur. Buna görə də Mask vakum qatarı modelinə üstünlek verir. Bunun üstünlüyü odur ki, dayaqların titrəməsinin və havanın müqavimətinin aradan qaldırılmasına ehtiyac qalmır. Həmçinin sahibkar hesab edir ki, boruda mütləq vakumun yaradılması zəruri deyil. Boruda təyziqin 100 Pa (avtosfer təzyiqinin mində biri qədər) olması kifayətdir. 100 Padan artıq təzyiqin azaldılması sərfəli deyil və eksponensial xərcləri artırır. Eyni zamanda belə təzyiqin təmin edilməsi məqsədilə orta güclü nasoslardan istifadə etmək mümkündür. Borunu isə qalınlığı 20–25 mm olan adi poladdan hazırlamaq olar.

Sərnişin kapsulunun quruluşu. Öndə sərinkeş və kompressor yerləşir. Onun arxasında 28 oturacaq yeri, ən arxada isə akkumultor yerləşdir.

Buna baxmayaraq layihə ilə nəzərdə tutulumuş sürət təmin edildikdə, nəqliyyat vasitəsi istənilən halda qarşıdan gələn  hava kütləsi ilə üzləşir. Mask həmin hava kütləsindən hava yastığı kimi istifadə etməyi düşünür. Kapsulun önündə yerləşdirilmiş sərinkeş hava kütləsini aşağıda doğru istiqamətləndirməlidir. Vakun şəraitində hava yastığının yaradılması məqsədilə təzyiqin 9.4 kPa olması kifayət edir. Bunun üçün saniyədə cəmi 200 q hava vurulması tələb edilir. Bununla da Maks daha baha başa gələn maqnit yastıqlarının tətbiqindən imtina edir.

Kapsula xətti elektrik mühərriki vasitəsilə hərəkətə gəitirilir. Stator olaraq 15 m uzunluğunda alüminium reys nəzərdə tutulur. Bu reys hər 110 kmdan bir yerləşdirilir. Hər kapsulda rotor yerləşdiriləcək və tələb edilən güc 100 kVt-dır. Kapsulun hərəkəti üçün tələb edilən elektrik enerjisinin günəş batareyalarından əldə edilməsi nəzərdə tutulur. Sistem üçün 21 MVt enerji tətləb edilir, lakin batareyalar 57 Mvt enerji formalaşdıracaqlar. Stator həm sürətlənmə, həm də tormozlama funksiyasını yerinə yetirdiyinə görə, kapsuıun kinetik enerjisi də elektrik enerjisinə çevrilir. Artıq qalan enerjinin satışından ildə 25 mln dollar vəsait əldə edilməsi planlaşdırılır ki, bu da istismar xərclərinin maliyyələşdirilməsi üçün əlavə maliyyə mənbəyidir. Nəticədə birtərəfli biletin qiyməti 20 dollar, layihənin ümumi dəyəri 7.8 mlrd dollar, layihənin özünü ödəmə müddəti isə 20 ildir.

Qəza hallarına qarşı aşağıdakı tədbirlər nəzərdə tutulur:

• kapsulun önündə sərinkeşin arxasında elektrik kompressoru yerləşdir. Borudakı germetiklik pozulduqda o göyərtədə olan sıxılmış havanı toplamalıdır (bu zaman balonların  585 °C-yə qədər qızması qaçılmazdır. Onların su ilə soyudulması planlaşdırılır. Hər səfər zamanı 400 kq su tələb edilir);
• sarğıya 1.5 tonluq akkumulyator yerləşdirilir, onun enerjisi 45 dəqiqəliyə kifayət edir. Bu da növbəti dayanacağa çatmağa kifayət edir.

Modelləşdirmənin nəticələri

2013-cü ildə Ansys şirkətinin əməkdaşlarının apardığı kompüter modelləşdirilməsinin nəticələri göstərdi ki, layihənin tətbiqi mümkündür, lakin təkmilləşdirilməsi tələb olunur və aşağıdakılar təklif edilir:

• kapsulanın formasını daha sirvi olmalıdır;
• kapsulanın yuxarı hissəsinin soyudulması tələb edilir;
• kapsulun ox ətrafında fırlanmasının qarşısı alınmalıdır.

Həmin ilin noyabrında The MathWorks şirkətinin əməkdaşı Qay Rulo (ing. Guy Rouleau) öz şəxsi modelləşdirməsinin nəticələrini açıqlamış və bildirmişdir ki, Loc-Anceles və San-Frasisko arasındakı yolda sürətin 1220 km/s -a çatdırılması mümkün olmayacaq. 2015-ci ilin yanvarında Amerika aeronavtika və astronavtika institutunun illik konfransında "Nasa Glenn REsearch Center"ın əməkdaşları OpenMDAO proqramı vasitəsilə aparılan modelləşdirmənin nəticələrini açıqladılar. Bildirildi ki, borunun diametri 2 dəfə artırılmalıdır və kapsulıun üst hissəsinin qızacağı ilə bağlı ehtimallar şişirdilmişdir.

2015 ci ilin yayında İllinoys universitetinin tələbələri Hiperlupun işçi modelini  1:24 nisbətində hazırladılar və kapsulun sürətinin 3 m/s-ə kimi çatdırılması mümkün oldu.

Növbəti təkmilləşdirmələr

Hiperlup üzrə layihələrin tamamlanma mərhələsinə qədər hələ çox vaxt tələb olunur. HTT şirkəti hesab edir ki, hava yastıqlarının tətbiqi məqsədəuyğun deyil. Belə ki, onlar idarəetmədə çətinliklər yarada bilər. Bildirilir ki, maqnit levitasiyasının tətbiq edilməsi layihənin maya dəyəri xeyli arta bilər. Şirkətin hesablamalarına görə, hətta maqnit levitasiyası tətbiq edilməsə belə, layihənin maya dəyəri 7-16 mlrd dollar olacaq.  Hiperloop Tech şirkəti isə layihənin yük daşınılması istiqamətinə kökləniblər. Lakin mütəxəssislər yük daşınılması üzrə varinatın özünü enerji ilə təmin edə bilməsinə şübhə ilə yanaşırlar.

İstinadlar