Vakuum qatarı: iş prinsipi, sınaq. Gələcəyin qatarı

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Alimlər çoxdan belə bir nəticəyə gəliblər ki, istənilən avtomobilin sürətini artırmaq üçün sürtünmə qüvvəsini mümkün qədər sıxışdırmaq lazımdır. Bu prinsipə görə, ətraf mühitə müqavimət göstərmədən kosmosda çox uzun müddət səyahət edə bilən kosmik gəmilər uçur. “Gələcəyin vakuum qatarı” kimi tanınan layihənin əsasını məhz bu xüsusiyyət təşkil edir.

Ən sürətli qatarlar

Yüksək sürətli yer hərəkəti sahəsində elm adamlarının ən yüksək nailiyyəti, bu günə kimi, maqnit levitasiyası hesab olunur. Maqnit levitasiya qatarları hələ 1970-ci illərdə Yaponiya, İngiltərə və Almaniyada sınaqdan keçirilmişdir. Hazırda bu nəqliyyat növü bir çox ştatlarda uğurla həyata keçirilir. Bu halda sürtünməni minimuma endirməklə 500 km/saat daxilində sürət təmin edilir. Üstəlik, bu cür vaqonlar yüksək səmərəlilik, ətraf mühitə uyğunluq və aşağı səs-küy səviyyəsi ilə xarakterizə olunur. Eyni zamanda, hərəkət sürətinin artmasının artmasına səbəb olduğunu qeyd etmək lazımdıraerodinamik sürükləmə. Alimlər oxşar yanaşmadan istifadə edərək vakuum qatarı yaratmağı təklif edirlər. Onun işləmə prinsipi ondan ibarətdir ki, rels çıxarılan hava ilə borunun içindən keçməlidir, buna görə də bütün müqavimət qüvvələri istisna olunur.

Vakuum nəqliyyatı ideyasının yaranması

Avropadan Amerikaya və əksinə malların çatdırılması üçün transatlantik yük kəmərinin tikintisi konsepsiyası ilk dəfə ötən əsrin altmışıncı illərində ABŞ-da ortaya çıxdı. Planlaşdırıldığı kimi, okeanda yarım kilometr dərinlikdə bir boru tikmək planlaşdırılırdı, onun daxilində daşıma maqnit yastığı üzərində hərəkət edən qatarlar tərəfindən həyata keçiriləcək. Yalnız 1999-cu ildə amerikalı mühəndis Dariel Oster vakuum boru kəməri nəqliyyatı texnologiyaları üçün patent ala bildi ki, bu da onların inkişafına yeni təkan verdi.

Project Oster

Osterin fikrincə, trek hər birinin diametri 150 sm olan iki hündür borudan (müxtəlif istiqamətlərdə hərəkət etmək üçün) ibarət olmalıdır. Ehtimal edilir ki, maqnit asqıdakı nəqliyyat kapsulları içəri sürüşəcək. Onların diametri 130 sm, uzunluğu isə 490 sm olacaq. Ümumi çəkisi 370 kq-a qədər olan altı sərnişin eyni vaxtda qoşquda hərəkət edə biləcək.

Osterin vakuum qatarı üçün mühərrik əsas (dolama yol borusu) və ikinci dərəcəli (ferromaqnit ərintisi kapsulunun gövdəsi) elementlərdən ibarət olacaq. Aralarındakı minimum boşluq asinxron xətti mühərrikdən istifadə etməyə imkan verir. Treylerin özündə sizə lazım olacaqmaqnit levitasiyası, havanın bərpası sistemi, oturacaqlar və virtual pəncərələr və televizorlar üçün nəzərdə tutulmuş miniatür batareyaları təmin etmək üçün yalnız elektrodinamik asma quraşdırın. Kapsulun hərəkəti faktiki olaraq heç bir müqavimət olmadan baş verəcəyindən, sürətlənməyə sərf olunan enerjinin əhəmiyyətli bir hissəsi yavaşlama zamanı geri qaytarıla bilər. Bu layihənin reallığa çevrilməsində əsas maneə odur ki, vakuum borusunda olan qatar mükəmməl düz yol boyunca hərəkət etməlidir. Əks halda, elektromaqnitlər döngəyə dönərkən mərkəzdənqaçma qüvvəsini kompensasiya etməli olacaqlar.

İsveçrə layihəsi

İsveçrəli mühəndislər 1974-cü ildə oxşar bir şey hazırlamağa başladılar. Onların layihəsi Swissmetro adı ilə tarixə düşdü. Planlaşdırıldığı kimi, maqnit yastıq kapsullarının 500 km/saat sürətlə işləməsi nəzərdə tutulurdu. Gələcəyin İsveçrə vakuum qatarı ştatın əsas şəhərlərini (Bern, Sürix, Cenevrə, Lozanna və Bazel) birləşdirmək üçün nəzərdə tutulmuşdu. Bu zaman 180 sm diametrli borulardan və sərnişinlərin daşınması üçün səkkiz nəfərlik avtomobildən istifadə edilməsi nəzərdə tutulurdu. Bu günə qədər digər xüsusiyyətləri mühakimə etmək çətindir, çünki layihə sona qədər işlənməyib. 2009-cu ildə ölkə hökuməti bu ideyadan əl çəkdi.

Gələcəyin ingilis qatarı

Britaniyalı mühəndislər 2002-ci ildə vakuum qatarı yaratmaq layihəsinə qayıtdılar. Onların planları sadəcə möhtəşəmdir, çünki ixtiraçılar dəmir yolu və avtomobil yolunu əvəz edəcək bir şəbəkə yaratmaq niyyətindədirlər.nəqliyyat. Bunun üçün bütün ölkə ərazisində bütöv bir boru şəbəkəsi qurmaq lazımdır. Bu halda, kapsullar meylli vəziyyətdə yerləşən maksimum iki sərnişin üçün nəzərdə tutulacaq. Əvvəlki layihələrdən fərqli olaraq, burada vaqon relslər boyu 420 km/saat sürətlə hərəkət etməlidir. Arabalarda yerləşən elektrik mühərrikləri kontakt relslə hərəkətə gətiriləcək. İngilis vakuum qatarının əsas çatışmazlığı, tərtibatçıların fikrincə, əvvəlki layihələrlə müqayisədə bir sərnişinin daşınması üçün yüksək enerji xərcləri ilə bağlıdır. Digər tərəfdən, onun əsas üstünlüyü nəqliyyat şəbəkəsinin qurulmasının nisbətən aşağı qiymətindədir.

Hyperloop Layihəsi

Ən perspektivlisi Hyperloop adlanan gələcəyin qatarının layihəsidir. Onun yaradılması ideyası 2012-ci ildə amerikalı milyarder İlon Mask tərəfindən irəli sürülüb. Əvvəlcə layihədən beşinci nəqliyyat növü kimi danışılsa da, televiziyada müzakirələrdən yan keçmədi. Hökumətin Los-Anceles və San-Fransisko arasında yüksək sürətli qatar xəttinin çəkilməsi planları məlum olduqdan sonra iş adamı öz konsepsiyasını həyata keçirməyə başlayıb. Hyperloop layihəsi vakuum qatarının 400-1220 km/saat sürətlə hərəkət edə biləcəyi yerüstü boru kəməridir. 2013-cü ilin avqustunda ideya rəsmi olaraq 58 səhifəlik təqdimatla geniş ictimaiyyətə təqdim edildi.

İş prinsipi

Hyperloop layihəsinin əsas ideyası nəqliyyat şəbəkəsinin yaradılmasının maksimum ucuzluğudur.borular və sonrakı istismar. Bu baxımdan, vakuum qatarı kimi bir modelə əsaslanırdı. ABŞ-da, ixtiraçının fikrincə, marşrutların son nöqtələrində birləşdiriləcək qapalı paralel yollar şəbəkəsi qurmaq lazımdır. Onlarda vakuum yaratmaq və onu saxlamaq üçün 25 mm qalınlığında polad borular və aşağı gücə malik nasoslar kifayətdir. Onların içərisində İlon Mask 30 metr uzunluğunda kapsulların buraxılmasını təklif edir. İlk iş adamı San Fransisko və Los Ancelesi birləşdirmək istəyir.

Tərtibatçıya görə, borularda mütləq vakuum yaratmaq işləməyəcək. Bununla əlaqədar olaraq, hava kütlələri vaqonun dibinin altına onun yayında olan xüsusi ucluqlar vasitəsilə yönəldiləcəkdir. Bu, hava yastığı yaradacaq və elektromaqnitin həyata keçirilməsi üçün lazım olan əhəmiyyətli vəsaitlərə qənaət edəcəkdir. Kapsulun hərəkətə gətiriləcəyi mühərriki doldurmaq üçün hər 110 km-də borunun döşəməsinə 15 metr uzunluğunda alüminium rels quraşdırılacaq.

Sistemin işləməsi üçün seçimlər

Təqdimat sistemin sərnişin və sərnişin-yük versiyasını nəzərdən keçirir. Birinci halda, diametri 2,23 m olan boru tikmək təklif olunur. İçəridə işləyən vakuum qatarı bir səfərdə 28-ə qədər sərnişin daşıya biləcək. İkinci variant diametri 3,3 m olan boru kəmərinin istifadəsini nəzərdə tutur. Bu halda hər bir kapsulda üç əlavə avtomobil daşımaq mümkün olacaq. Qeyd edək ki, İlon Maskın layihəsinə əsasən, qatarlar yola düşəcəkhər yarım dəqiqədən bir.

Səmərəlilik və sınaq

Hyperloop layihəsini çox effektiv adlandırmaq olar. Tərtibatçılar onun ehtiyaclarını günəş və külək enerjisi hesabına tam ödəmək niyyətindədirlər. Onlar hər il təqribən 25 milyon dollar qazanaraq onun bütün artığını satmağı planlaşdırırlar. Elon Musk-a görə, bir tərəfə gediş haqqı təxminən 20 dollar olmalıdır. Bu halda, layihə iyirmi ildən sonra öz bəhrəsini verəcək.

Vakuum qatarının ilk sınaqları 2016-cı ilin may ayında baş tutub. Bu məqsədlə Las-Veqas yaxınlığındakı səhrada xüsusi sınaq meydançası tikilib. Elektromaqnitlərdən istifadə edən araba əvvəlcə 180 km/saat sürətə çatdı, sonra tədricən dayandı.

Təhlükəsizlik

Tərtibatçılar təhlükəsizlik mövzusunda xüsusilə diqqətli idilər. Kapsulun hərəkəti heç bir şəkildə sərnişinlərin rahatlığına təsir etməyəcək. Hiss olunur ki, onun sürətlənməsi havaya qalxmazdan əvvəl təyyarənin qaçışından fərqlənməyəcək, sonra isə - sakit sürüşmə və turbulentlik yoxdur. Elon Musk iddia edir ki, vakuum qatarı relsdən çıxa və ya hündürlükdən düşə bilməz, ona görə də o, ən təhlükəsiz nəqliyyat növlərindən biri hesab edilməlidir. Elektrik enerjisinin kəsilməsi zamanı kapsulda batareyalar quraşdırılıb ki, onların gücü sərnişinləri 45 dəqiqə, başqa sözlə, bütün marşrut boyu saxlamaq üçün kifayətdir. Axı, insanların çoxu təyyarə ilə səyahət etməkdə çox rahatdır, baxmayaraq ki, qaçış vasitəsi halındaonlardakı fəlakətlər çox şübhəlidir.

Bitirmə

Vakuum qatarının yaradılması, şübhəsiz ki, böyük maliyyə xərcləri tələb edir. Bundan əlavə, layihənin həyata keçirilməsindən əvvəl daha bir çox texniki problemləri həll etmək lazımdır. Bununla belə, bizim dövrümüzdə texnologiyanın daimi inkişafını nəzərə alsaq, bu müəssisənin həyata keçirilməsi imkanı bir neçə onilliklər əvvəlki kimi qeyri-müəyyən görünmür. Bu baxımdan, müasir səsdən sürətli təyyarələrdən daha sürətli qatarların tezliklə sərnişinlərin və yüklərin daşınması üçün istifadə ediləcəyinə təəccüblənməmək lazımdır.