VIDEO ⟩ Torutransport nobedamaks: Euroopa Hyperloop jõudis katsetes uute kiirusteni

Esialgu katsetatakse torus kihutamist vähendatud maketiga, et enne suure Hypeloopi ehitamist oleks selge, mismoodi kõik süsteemid koos töötavad. Foto: Swisspod

Kümmekond aastat tagasi tehnoloogiavisionäär Elon Muski välja pakutud idee liikuda kiiresti ja väikeste gruppidena vaakumtorudes on jõudnud nüüd uute verstapostideni. Loodetud tuhandetes kilomeetrites tunnis kihutamiseni on veel pikk tee käia, aga Šveitsis arendatava Hyperloopi variandi uus mudel pidi katsetes näitama, et vaakumtoru lahendused töötavad ka suurtel kiirustel.

Selleks, et Hyperloopi katsetada, on Šveitsis valmis ehitatud pisemat sorti kiirendi – miniatuurne Hyperloopi ringikujuline mudel. Euroopa esimene toimiv hüperloopi katserajatis on nüüdseks jõudnud uue tõsise verstapostini: katsetustes simuleeriti 141-kilomeetrist Hyperloopiga reisi 11,8-kilomeetrisel ringrajal, saavutades (teoreetilise) kiiruse 488,2 km/h.

Eksperiment sai teoks Lausanne'i Föderaalse Tehnoloogiainstituudi (EPFL) teadlaste koostöös Vaudi äri- ja tehnikakooliga (HEIG-VD) ning Swisspod Technologiesiga osana projektist Linear Induction Motor Drive for Traction and Levitation in Sustainable Hyperloop Systems ehk LIMITLESS.

Kas nüüd hakkamegi torudes kiiresti reisima?

EPFLi Hyperloopi katserajatis on ringikujuline ja lihtsustab erinevate Hyperloopi tehnoloogiate kiiret prototüüpimist ja testimist. Kuid selles veel inimesed reisida ei saa, sest ehitatud vaakumtoru läbimõõt on 40 cm ja ümbermõõt 125,6 meetrit. See on tegeliku Hyperloopi tehnoloogia vähendatud (1:12) mudel, mis laseb tulevaste täismõõtmeliste katsete eeltulemusi hinnata väiksemas mastaabis.

Selline näeb välja miniatuurne Hyperloop, kus tehakse katseid enne täismõõtmelisele rajale minekut. Foto: EPFL / Murielle Gerber

Samuti pole torudes esialgu Elon Muski pakutud vaakumisarnast hõredat keskkonda – selgus, et selle jaoks läheks torutransport üüratult kalliks. Samas annab efekti õhu hõrendamine, et õhutakistus oleks ligikaudu sama väike, kui praegu kümne kilomeetri kõrgusel lendavatel reisilennukitel.

Katsete käigus hinnati sellises madalarõhulises keskkonnas liigutatava kapsli energiatarvet, tõukejõudu ja juhtimist mitmes erinevas kiiruse faasis, liigutades seda kokku 11,8 km pikkusel ringikujulisel rajal.

Passiivne toru aitab nn raudtee hinna alla viia

Hyperloopi idee väljakäimise ajal 2012. aastal nähti ette peaaegu täielikku vaakumit ning edasiliikuvaks jõuks oli torudesse paigutatud poolide tekitatud magnetväli, mis passiivset kapslit kiiresti edasi liigutab. Nüüd on selgunud, et ka see lahendus oleks üsna kallis, kuna kogu raudtee ulatuses peaks ehitama tohutuid poole ja neid elektriga varustama.

Hoopis odavam oleks passiivne toru, mis toimib tugitaristuna ja edasiliikuv jõud asuks kapsli sees, on nüüdseks selgunud. Kuigi maailmas on ka teistsuguseid lahendusi, mida arendatakse.

Kapsel läheb torusse kihutama: esialgu lihtsana tundunud hõljumine vaakumtorudes on osutunud siiski tehniliselt üsna keeruliseks, nõudes täpset juhtimist ja sujuvat mootorit. Selles Swisspodi kapslis on ühendatud magnetlevitatsiooni tekitav seade lineaarmootoriga, tagades vähese energiaga tõhusa kulgemise hõrendatud õhuga nn raudteel. Foto: Swisspod

Šveitsi meeskond on seadnud eesmärgiks arendada välja kerge, tõhusa ja keskkonnasõbraliku transpordilahenduse, mis kasutab madalrõhulist toru ja täielikult elektrilist sõidukit, sobides Euroopa mandriüleseks transpordiks. Kuna teadlased tuginevad passiivsele infrastruktuurile, vähenevad rakenduskulud ja suureneb süsteemi efektiivsus. Selleks peab keskenduma põhiosas arendusest uue lineaar-induktsioonmootori (LIM) loomisele. LIM on sellist tüüpi Hyperloopi jõuallika keskne komponent, mis peaks pakkuma paremaid omadusi just suurtel kiirustel.

EPFLi elektrijaotussüsteemide labori professor Mario Paolone tõdes, et teadlased said tänu sellele tehnoloogiale kombineerida magnetlevitatsiooni ehk magnetväljas hõljumise (toru sisemuses) ja jõuallika üheks mootoriks, millel on äärmiselt kõrge energiatõhusus.

Uuendused viivad järgmiste päriselu katseteni

Teadlaste meeskond viis kokku läbi 82 katset, simuleerides Hyperloopi kapsli liikumisteed madalarõhulises 50-millibarises keskkonnas. Vähendatud kapslis saab testida ka vähendatud kiirusega: pikim testikord katsetas kapslit 11,8 kilomeetri pikkusel rajal kiirusel 40,7 km/h. Tundub naeruväärselt vähe, aga tegelikult võrdub see täismõõdulises kapslis liikumiskiirusega 488,2 km/h ja läbitud teekonnaga 141,6 km.

Kapsel toimis iseseisvalt, kasutades pardal olevat jõuallikat nii liikumiseks kui ka levitatsiooniks. Tõukejõu ja juhtimise süsteeme hinnati erinevate kiirusfaaside jooksul, et tagada parim sooritus.

Swisspodi tehnoloogiadirektor Cyril Dénéréaz selgitas, et nende uutmoodi lähenemisviis Hyperloopi süsteemi arendamiseks pakub üliolulise platvormi erinevate tehnoloogiate testimiseks ja täiustamiseks, tagades parima soorituse.

Lisaks süsteemi toimivuse ja piirangute hindamisele loodetakse EPFLi rajatises edasiste katsetuste abil kinnitada LIM-põhise Hyperloopi jõuallika ja levitatsiooni veelgi tõhusamaid versioone, kiirendades praegu veel ulmelisena tunduva tehnoloogia turulejõudmist.

Tulevikus läheb Hyperloop kõigepealt kaubaveoks

Swisspodi tegevjuht Denis Tudor lisas, et esimene suurem Hyperloopi süsteem, mida saame päriselus näha, tuleb ilmselt kaupade, mitte inimeste vedamiseks (vt ka tema teadustööd torutranspordist).

Kaubaveo süsteemi katsetus algab peatselt ettevõtte USAsse rajatavas suuremahulisemas katserajatises. See aga toob Hyperloopi lähemale ka reisijate transpordiks, mis on järgmine tehnoloogia kasutamise etapp. Kui reisilahendus on töövalmis, võib see ümber kujundada viisid, kuidas inimesed ühenduses on, töötavad ja elavad, tuues ka tuhandete kilomeetrite kaugusel olevad metropolid üksteisele lühikese «torusõidu» kaugusele.

Vaata videost, kuidas torutranspordi vähendatud mudelit katsetati: