الهايبرلوب هو قطار مستقبلي عالي السرعة ، و هو يعتمد على نظام نقل السرعة العالية (VHST) المقترح في عام 1972 ، و الذي يدمج أنبوب نقل منخفض الضغط و قطار مغناطيسي معلق ، و قد تم تطوير بعض الأفكار الأساسية من VHST ، و لكن الارتباط التشعبي لا يزال يستخدم الأنابيب و الكبسولات للانتقال من مكان إلى آخر ، تتم مقارنة الهايبرلوب مع فراغ أنبوب بدون فراغ داخل مبنى يستخدم لنقل المستندات من مكان إلى آخر.
و بالفعل قد بدأت الشركات اليوم بتنفيذ مفهوم قطار الهايبرلوب في الحياة الواقعية ، و سيتم اختباره هذا العام في دورة اختبار يصل قدرها حتى 5 ميل في Quay Valley ، و ذلك داخل مركز الهايبر لينك ، و ذلك مع العمل على تطوير نظام نقل الرابط التشعبي.
الوسائد الهوائية و القطارات المغناطيسية بالهايبرلوب
– تعد واحدة من أكبر المشاكل التي تواجه أي شيء يتحرك هو الاحتكاك ، إما مع الأسطح أو البيئة التي تتحرك فيها الكبسولة الهوائية المختلفة ، و لتجنب هذه المشكلة يقترح نظام الهايبرلوب استخدام الأكياس أو الوسائد الهوائية ، تلك التي يتم رشها على الكبسولات دون أي تلامس مع جدران الأنبوب الهوائي.
– تتثبت القطارات المغناطيسية المعلقة عن طريق مجال كهرومغناطيسي ، مما يؤدي إلى عدم وجود احتكاك و هذا ما يميزها عن القطارات التقليدية الحالية ، و هذه هي وسيلة القطارات لتحقيق حركة فائقة السرعة ، مثل قطار ماجليف في اليابان بسرعة 500 كم في الساعة.
– هناك فكرة أخرى عن تكنولوجيا الانتقالات بالهايبرلوب ، هي أنها محملة بالشحنات المغناطيسية المركبة في القطار على قضبان الألمنيوم بدلاً من التقنية الحالية ، و التي تتضمن قضبان نحاس غالية الثمن نسبياً.
الضغط المنخفض في الهايبرلوب
– سيتم العمل على بناء الهايبر لوب في الأنابيب الخالية من الهواء لتقليل الضغط ، و كذلك استخدامها مع كبسولات الهواء عند الارتفاع الزائد ، الأمر الذي سيؤدي إلى مقاومة أقل للكبسولة أثناء تحركها عبر الأنبوب ، مما يؤدي إلى زيادة كفاءة الطاقة ، و هو الهدف من أي نظام ناقل للحركة.
– يستخدم نظام VHST المقترح أنابيب هوائية مجوفة ، و لكن هناك صعوبات في إنشاء و صيانة الفراغ داخل الأنابيب التي قد تحتوي على نباتات ، و أي انقطاع في الفراغ سيجعل النظام عديم الفائدة.
– الفكرة وراء الارتباط التشعبي هي تقليل ضغط الهواء ، و الذي يمكن تحقيقه عن طريق وضع مجموعة من مضخات الهواء على أساس منتظم ، و التي تعمل على إخلاء الأنابيب من الهواء ، لكن الضغط المنخفض يشير إلى أنه لا يزال هناك بعض الهواء داخل الأنبوب.
– أكياس أو وسائد الهواء و المسارات المغناطيسية لا تستخدم للأفكار فقط لنقل الكبسولات إلى الأنابيب ، و لكن أيضًا للتنقل عبر الهواء بدلاً من دفع الهواء إلى الأمام و سحبه للخلف ، و سوف يضخ كيس الهواء أمام الكبسولة من خلال هذه الوسائد المعلقة.
– الأنابيب الهوائية هي أنابيب معدنية عالية في الأرض ، و قد اقترح القائمين على المشروع وجود ألواح شمسية أعلى الأنابيب ، لتعمل على توليد طاقة كهربائية كافية لتشغيل النظام ، و يمكن أن يكون النظام أيضا تحت الأرض.
السرعات المقترحة للقطار
– تم اقتراح الارتباط التشعبي كبديل للنقل الجوي على المدى القصير ، لأن النظام سيكون أسرع بكثير من شبكات السكك الحديدية الموجودة ، لا يتعلق الهايبرلوب بالسرعة التي نستطيعها ، و علينا التعامل مع قوى الضغط و التي تتأثر بقوة التسارع ، لذلك فهي ليست مثالية لسفر الركاب.
– اقترح القطار سرعات أكثر من 700 ميل في الثانية للسفر ، و لكن هناك العديد من الأشياء التي يمكن وضعها في الاعتبار ، و التي يمكن أن تؤثر على الرحلات القصيرة مثل التباطؤ و التسارع.
وقت وصول الهايبرلوب
– أعلن ماسك أنه بدأ العمل في صناعة الهايبرلوب ، حيث سيكون هناك مسار القطار 1 ميل التي بناها SpaceX بجوار Huthorn بكاليفورنيا ، و تهدف الخطة إلى خلق منافسة بين الطلاب لتصميم كبسولات في صيف عام 2016.
– تمثل الخطط المعروضة حاليا طريقا بين لوس أنجلوس و سان فرانسيسكو في رحلة تقارب 354 ميلاً ، و التي قد تكلف حوالي 6 مليارات دولار ، هذا فقط لنموذج نقل الركاب ، في حين أن النموذج الذي يمكن أن ينقل المركبات يمكن أن يكلف حوالي 7.5 مليار دولار ، قد تكون هذه النفقات الإضافية جديرة بالاهتمام لعدد المستخدمين من النظام ليكون أكبر مما سيولد عوائد أعلى.
تكلفة الهايبرلوب
بحسب تقديرات المدير التنفيذي لشركة تكنولوجيا النقل HyperLink Dirk Alborn ، فإن تكلفة تذكرة السفر ستكون حوالي 30 دولارًا للرحلات التي تصل مسافتها من لوس أنجلوس إلى سان فرانسيسكو ، مما سيؤهل الشركة لاسترداد تكلفة المشروع في غضون 8 سنوات ، و لكن من غير المعروف ما إذا كان هذا هو السعر النهائي للتذكرة.
و بالفعل قد بدأت الشركات اليوم بتنفيذ مفهوم قطار الهايبرلوب في الحياة الواقعية ، و سيتم اختباره هذا العام في دورة اختبار يصل قدرها حتى 5 ميل في Quay Valley ، و ذلك داخل مركز الهايبر لينك ، و ذلك مع العمل على تطوير نظام نقل الرابط التشعبي.
الوسائد الهوائية و القطارات المغناطيسية بالهايبرلوب
– تعد واحدة من أكبر المشاكل التي تواجه أي شيء يتحرك هو الاحتكاك ، إما مع الأسطح أو البيئة التي تتحرك فيها الكبسولة الهوائية المختلفة ، و لتجنب هذه المشكلة يقترح نظام الهايبرلوب استخدام الأكياس أو الوسائد الهوائية ، تلك التي يتم رشها على الكبسولات دون أي تلامس مع جدران الأنبوب الهوائي.
– تتثبت القطارات المغناطيسية المعلقة عن طريق مجال كهرومغناطيسي ، مما يؤدي إلى عدم وجود احتكاك و هذا ما يميزها عن القطارات التقليدية الحالية ، و هذه هي وسيلة القطارات لتحقيق حركة فائقة السرعة ، مثل قطار ماجليف في اليابان بسرعة 500 كم في الساعة.
– هناك فكرة أخرى عن تكنولوجيا الانتقالات بالهايبرلوب ، هي أنها محملة بالشحنات المغناطيسية المركبة في القطار على قضبان الألمنيوم بدلاً من التقنية الحالية ، و التي تتضمن قضبان نحاس غالية الثمن نسبياً.
الضغط المنخفض في الهايبرلوب
– سيتم العمل على بناء الهايبر لوب في الأنابيب الخالية من الهواء لتقليل الضغط ، و كذلك استخدامها مع كبسولات الهواء عند الارتفاع الزائد ، الأمر الذي سيؤدي إلى مقاومة أقل للكبسولة أثناء تحركها عبر الأنبوب ، مما يؤدي إلى زيادة كفاءة الطاقة ، و هو الهدف من أي نظام ناقل للحركة.
– يستخدم نظام VHST المقترح أنابيب هوائية مجوفة ، و لكن هناك صعوبات في إنشاء و صيانة الفراغ داخل الأنابيب التي قد تحتوي على نباتات ، و أي انقطاع في الفراغ سيجعل النظام عديم الفائدة.
– الفكرة وراء الارتباط التشعبي هي تقليل ضغط الهواء ، و الذي يمكن تحقيقه عن طريق وضع مجموعة من مضخات الهواء على أساس منتظم ، و التي تعمل على إخلاء الأنابيب من الهواء ، لكن الضغط المنخفض يشير إلى أنه لا يزال هناك بعض الهواء داخل الأنبوب.
– أكياس أو وسائد الهواء و المسارات المغناطيسية لا تستخدم للأفكار فقط لنقل الكبسولات إلى الأنابيب ، و لكن أيضًا للتنقل عبر الهواء بدلاً من دفع الهواء إلى الأمام و سحبه للخلف ، و سوف يضخ كيس الهواء أمام الكبسولة من خلال هذه الوسائد المعلقة.
– الأنابيب الهوائية هي أنابيب معدنية عالية في الأرض ، و قد اقترح القائمين على المشروع وجود ألواح شمسية أعلى الأنابيب ، لتعمل على توليد طاقة كهربائية كافية لتشغيل النظام ، و يمكن أن يكون النظام أيضا تحت الأرض.
السرعات المقترحة للقطار
– تم اقتراح الارتباط التشعبي كبديل للنقل الجوي على المدى القصير ، لأن النظام سيكون أسرع بكثير من شبكات السكك الحديدية الموجودة ، لا يتعلق الهايبرلوب بالسرعة التي نستطيعها ، و علينا التعامل مع قوى الضغط و التي تتأثر بقوة التسارع ، لذلك فهي ليست مثالية لسفر الركاب.
– اقترح القطار سرعات أكثر من 700 ميل في الثانية للسفر ، و لكن هناك العديد من الأشياء التي يمكن وضعها في الاعتبار ، و التي يمكن أن تؤثر على الرحلات القصيرة مثل التباطؤ و التسارع.
وقت وصول الهايبرلوب
– أعلن ماسك أنه بدأ العمل في صناعة الهايبرلوب ، حيث سيكون هناك مسار القطار 1 ميل التي بناها SpaceX بجوار Huthorn بكاليفورنيا ، و تهدف الخطة إلى خلق منافسة بين الطلاب لتصميم كبسولات في صيف عام 2016.
– تمثل الخطط المعروضة حاليا طريقا بين لوس أنجلوس و سان فرانسيسكو في رحلة تقارب 354 ميلاً ، و التي قد تكلف حوالي 6 مليارات دولار ، هذا فقط لنموذج نقل الركاب ، في حين أن النموذج الذي يمكن أن ينقل المركبات يمكن أن يكلف حوالي 7.5 مليار دولار ، قد تكون هذه النفقات الإضافية جديرة بالاهتمام لعدد المستخدمين من النظام ليكون أكبر مما سيولد عوائد أعلى.
تكلفة الهايبرلوب
بحسب تقديرات المدير التنفيذي لشركة تكنولوجيا النقل HyperLink Dirk Alborn ، فإن تكلفة تذكرة السفر ستكون حوالي 30 دولارًا للرحلات التي تصل مسافتها من لوس أنجلوس إلى سان فرانسيسكو ، مما سيؤهل الشركة لاسترداد تكلفة المشروع في غضون 8 سنوات ، و لكن من غير المعروف ما إذا كان هذا هو السعر النهائي للتذكرة.
