فاكترين
إن vactrain (أو قطار الأنبوب المفرغ ) هو تصميم مقترح للنقل بالسكك الحديدية عالي السرعة . وهو عبارة عن خط مغناطيسي (مغناطيسي) يستخدم أنابيب أو أنفاق مفرغة جزئيًا. يمكن أن تسمح مقاومة الهواء المنخفضة للفطر بالسفر بسرعات عالية جدًا ( فوق صوتية ) بقوة قليلة نسبيًا - تصل إلى 6400-8000 كم / ساعة (4000-5000 ميل في الساعة) . هذه 5-6 أضعاف سرعة الصوت في الغلاف الجوي للأرض عند مستوى سطح البحر. [1]
القرن الثامن عشر
في عام 1799 ، ابتكر جورج ميدهيرست من لندن خط سكة حديد جوي وحصل على براءة اختراعه يمكنه نقل الأشخاص أو البضائع عبر أنابيب مضغوطة أو مفرغة. اعتمدت السكك الحديدية في الغلاف الجوي المبكرة وأنظمة النقل الأنبوبية الهوائية (مثل سكة حديد Dalkey Atmospheric ) على الطاقة البخارية للدفع.
القرن التاسع عشر
في عام 1888 ، تخيل ميشيل فيرن ، ابن جول فيرن ، نظام نقل أنبوبي هوائي غواصة يمكنه دفع كبسولة ركاب بسرعات تصل إلى 1800 كم / ساعة (1100 ميل في الساعة) تحت المحيط الأطلسي ( نفق عبر المحيط الأطلسي ) في قصة قصيرة تسمى "تعبير عن المستقبل". [2]
القرن العشرين
ابتكر روبرت إتش جودارد فكرة vactrain المناسبة عندما كان طالبًا جديدًا في معهد Worcester Polytechnic في الولايات المتحدة عام 1904. [3] ثم صقل جودارد الفكرة في قصة قصيرة عام 1906 بعنوان "الرهان عالي السرعة" والتي تم تلخيصها ونشرها في مقال افتتاحي لمجلة Scientific American عام 1909 بعنوان "The Limit of Rapid Transit". حصلت إستر ، زوجته ، على براءة اختراع أمريكية للعقار في عام 1950 ، بعد خمس سنوات من وفاته. [4]
، بنى الأستاذ الروسي بوريس واينبرغ الأول في العالم لنسخته المقترحة من النبات في تومسك بوليتكنيك . [5] [6] نشر لاحقًا مفهوم vactrain في عام 1914 في كتاب الحركة بدون احتكاك (طريقة كهربائية بدون هواء) .
في عام 1955 ، كتب كاتب الخيال العلمي البولندي ستانيسواف ليم في رواية "سديم ماجلان " عن فاكتريا عابر للقارات يسمى "أورغنويك" ، والذي تحرك في أنبوب شفاف بسرعة أعلى من 1666 كم / ساعة (1035 ميل في الساعة). في وقت لاحق في أبريل 1962 ، ظهر النبات في قصة "المرتزقة" لماك رينولدز ، [7] حيث ذكر النقل بالأنبوب المفرغ بشكل عابر.
خلال السبعينيات من القرن الماضي ، نشر روبرت م. سالتر ، أحد كبار المدافعين عن نباتات الفاكهة ، من مؤسسة RAND ، سلسلة من المقالات الهندسية المفصلة. [8] [9]
ظهرت مقابلة مع روبرت سالتر في لوس أنجلوس تايمز (11 يونيو 1972). ناقش بالتفصيل السهولة النسبية التي تعاملت بها حكومة الولايات المتحدةيمكن أن تبني نظام مكوك أنبوبي باستخدام التقنيات المتاحة في ذلك الوقت. كان Maglev متطورًا بشكل سيئ في ذلك الوقت ، اقترح عجلات فولاذية. سيتم فتح باب الغرفة المؤدي إلى الأنبوب ، وسيتم إدخال هواء كافٍ خلفه لتسريع القطار إلى الأنبوب. ستعمل الجاذبية على تسريع القطار المغادر إلى مستوى الرحلات البحرية. عند ارتفاعه من مستوى الرحلات البحرية ، سيتباطأ القطار القادم عن طريق ضغط الهواء المخلخل أمامه ، والذي سيتم تنفيسه. ستعوض المضخات في المحطات الخسائر الناجمة عن الاحتكاك أو هروب الهواء حول حواف القطار ، والقطار نفسه لا يحتاج إلى محرك. هذا المزيج من قطار الجاذبية (الضحل) المعدل ودفع السكك الحديدية في الغلاف الجوي سيستهلك القليل من الطاقةولكن تم قصر النظام على السرعات دون سرعة الصوت ، ومن ثم تم اقتراح مسارات أولية لعشرات أو مئات الأميال أو الكيلومترات بدلاً من المسافات العابرة للقارات. [10]
لم تكن القطارات بحاجة إلى قارنات التوصيل ، حيث يتم لحام كل سيارة مباشرة ، أو تثبيتها بمسامير ، أو ربطها بشكل ثابت بالآخر ، والطريق الذي يستدعي عدم الانحناء أكثر مما يمكن لمرونة الفولاذ التعامل معه بسهولة. في نهاية الخط ، سيتم نقل القطار بشكل جانبي إلى غرفة نهاية أنبوب العودة. سيكون للسكك الحديدية أنبوب مفرغ داخلي ونفق خارجي. في عمق الرحلة ، سيكون للمسافة بين الماء ما يكفي لتعويم الأنبوب المفرغ ، مما يخفف الركوب. [ بحاجة لمصدر ]
تم وضع طريق عبر شمال شرق المدن الكبرى ، مع تسع محطات ، واحدة في كل من واشنطن العاصمة ، وماريلاند ، وديلاوير ، وبنسلفانيا ، ونيويورك ، ورود آيلاند ، وماساتشوستس ، واثنتان في ولاية كونيتيكت . تم تعيين أنظمة السكك الحديدية للركاب لمناطق سان فرانسيسكو ونيويورك ، حيث تحتوي نسخة الركاب على قطارات أطول وأثقل ، يتم دفعها أقل عن طريق الجو وأكثر من خلال الجاذبية من النسخة بين المدن. كان من المفترض أن يتكون نظام نيويورك من ثلاثة خطوط تنتهي في بابل وباترسون وهنتنغتونوإليزابيث ووايت بلينز وسانت جورج . _ [ بحاجة لمصدر ]
وأشار سالتر إلى أن مثل هذا النظام من شأنه أن يساعد في تقليل الضرر البيئي الذي يلحق بالغلاف الجوي عن طريق الطيران والنقل البري. لقد أطلق على وسائل النقل عالية السرعة تحت الأرض (المكوكات الأنبوبية) "الخطوة المنطقية التالية" لبلده. لم يتم نقل الخطط إلى المرحلة التالية. [ بحاجة لمصدر ]
في الوقت الذي نُشرت فيه هذه التقارير ، كانت المكانة الوطنية مشكلة حيث كانت اليابان تدير معرضها شينكانسن لعدة سنوات وكانت أبحاث قطار ماجليف تقنية ساخنة. ستنشئ The American Planetran خدمة مترو أنفاق عابرة للقارات في الولايات المتحدة وتوفر رحلة تنقل من لوس أنجلوس إلى مدينة نيويورك في ساعة واحدة. سيتم دفن النفق على عمق مئات الأقدام في تشكيلات صخرية صلبة. سوف يستفيد البناء من الليزر لضمان المحاذاة واستخدام مجسات التنغستن للذوبان من خلال البركالتكوينات الصخريه. سيحافظ النفق على فراغ جزئي لتقليل السحب . يبلغ متوسط الرحلة 4800 كم / ساعة (3000 ميل في الساعة) وتعريض الركاب لتسارعات تصل إلى 1.4 مرة من الجاذبية ، مما يتطلب استخدام مقصورات ذات محاور. كانت تكاليف البناء الهائلة (المقدرة بما يصل إلى 1 تريليون دولار أمريكي) هي السبب الرئيسي وراء عدم بناء اقتراح سالتر. [ بحاجة لمصدر ]
ابتداءً من أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات ، تم اقتراح Swissmetro للاستفادة من اختراع قطار Transrapid maglev الألماني التجريبي ، والعمل في أنفاق كبيرة تم تخفيضها إلى ارتفاع ضغط يبلغ 21000 متر (68000 قدم) حيث تم اعتماد Concorde SST لـ يطير. [ بحاجة لمصدر ]
في الثمانينيات من القرن الماضي ، عالج فرانك بي ديفيدسون ، مؤسس ورئيس مشروع نفق القناة ، والمهندس الياباني يوشيهيرو كيوتاني المشاكل العابرة للمحيطات باقتراح لتعويم أنبوب فوق قاع المحيط ، مثبتًا بكابلات ( عائمة مغمورة نفق ). سيبقى أنبوب العبور 300 متر (1000 قدم) على الأقل تحت سطح المحيط لتجنب اضطراب المياه. [ بحاجة لمصدر ]
في 18 نوفمبر 1991 ، قدم جيرارد ك. أونيل طلب براءة اختراع لنظام vactrain. دعا الشركة التي أراد تشكيلها VSE International ، من أجل السرعة والصمت والكفاءة. [11] ومع ذلك ، فإن المفهوم نفسه أسماه الرحلة المغناطيسية . بدلاً من تشغيل المركبات على زوج من المسارات ، سيتم رفعها باستخدام القوة الكهرومغناطيسية بواسطة مسار واحد داخل أنبوب (مغناطيس دائم في المسار ، مع مغناطيسات متغيرة على السيارة) ، ويتم دفعها بواسطة قوى كهرومغناطيسية عبر الأنفاق. وقدر أن القطارات يمكن أن تصل سرعتها إلى 4000 كم / ساعة (2500 ميل في الساعة) - حوالي خمس مرات أسرع من طائرة ركاب - إذا تم إخلاء الهواء من الأنفاق. [12]للحصول على هذه السرعات ، سوف تتسارع السيارة في النصف الأول من الرحلة ، ثم تتباطأ في النصف الثاني من الرحلة. كان من المخطط أن يكون التسارع بحد أقصى حوالي نصف قوة الجاذبية. خطط أونيل لبناء شبكة من المحطات المتصلة بهذه الأنفاق ، لكنه توفي قبل عامين من منح براءة اختراعه الأولى. [11]
القرن الحادي والعشرون
جيمس آر باول ، المخترع المشارك لماجليف فائقة التوصيل في الستينيات ، قاد منذ عام 2001 التحقيق في مفهوم استخدام مجلف ماجليف لإطلاق الفضاء (نظريًا قيمتان أقل تكلفة هامشية من الصواريخ الحالية) ، حيث كان اقتراح StarTram تصل المركبات إلى 14300 إلى 31500 كم / ساعة (8،900 إلى 19،600 ميل في الساعة) داخل نفق تسريع (طويل للحد من قوى التسارع ) ، مع الأخذ في الاعتبار الثقب عبر الغطاء الجليدي في أنتاركتيكا مقابل تكلفة أقل المتوقعة من الصخور. [13]
تزعم ET3 أنها حققت بعض الأعمال التي أدت إلى الحصول على براءة اختراع بشأن "تقنية نقل الأنبوب المفرغ" والتي تم منحها في عام 2009. [14] قدموا فكرتهم في عام 2013 على المسرح العام. [15]
في أغسطس 2013 ، نشر Elon Musk ، الرئيس التنفيذي لشركة Tesla و SpaceX ، ورقة Hyperloop Alpha ، حيث اقترح وفحص طريقًا يمتد من منطقة لوس أنجلوس إلى منطقة خليج سان فرانسيسكو ، بعد ممر الطريق السريع 5 تقريبًا. [16] مفهوم Hyperloop صريح "مفتوح المصدر" من قبل Musk و SpaceX ، وتم تشجيع الآخرين على أخذ الأفكار وتطويرها.
تحقيقا لهذه الغاية ، تم تشكيل عدد قليل من الشركات ، وتعمل العديد من الفرق متعددة التخصصات بقيادة الطلاب على تطوير التكنولوجيا. [17] بنت سبيس إكس مسارًا فرعيًا بطول ميل واحد تقريبًا (1.6 كم) لمسابقة تصميم الكبسولات في مقرها الرئيسي في هوثورن ، كاليفورنيا . [18]
في كتاب عام 2022 الطريق إلى اللا مكان ، ادعى الكاتب التكنولوجي باريس ماركس أن ماسك اعترف بأن اقتراح الهايبرلوب كان مجرد محاولة لإلغاء مشروع سكة حديد عالية السرعة في كاليفورنيا. [19] [20] [21]
انظر أيضا
المراجع
- ^ جوزيف جيوتا (الراوي) ، Powderhouse Productions (16 أبريل 2003). "نفق عبر المحيط الأطلسي" . الهندسة المتطرفة . قناة ديسكفري . مؤرشفة من الأصلي في 27 سبتمبر 2011.
- ^ فيرن ، ميشيل. "تعبير عن المستقبل" .
- ^ "The SciFi Story Robert H. Goddard نشرت قبل 100 عام" . موقع gizmodo.com .
- ^ "نظام نقل أنبوب الفراغ" . patents.google.com .
- ^ واينبرغ ، بوريس. "Движение без трения. pre-α" [حركة بدون احتكاك. pre-α] (بالروسية) . تم الاسترجاع 24 نوفمبر ، 2015 .
- ^ واينبرغ ، بوريس (1917). "خمسمائة ميل في الساعة" . Popular Science شهريا . 90 : 705-708.
- ^ ماك رينولدز (أبريل 1962). "مرتزقة" . التناظرية الخيال العلمي والحقيقة . تم الاسترجاع 19 يناير ، 2015 .
- ^ سالتر ، روبرت م. (أغسطس 1972) ، نظام النقل عالي السرعة للغاية ، مؤسسة RAND ، تم استرجاعه في 28 سبتمبر 2011
- ^ سالتر ، روبرت م. (فبراير 1978) ، أنظمة مترو الأنفاق عبر الكواكب: قدرة متنامية ، مؤسسة RAND ، تم استرجاعه في 28 سبتمبر 2011
- ^ سالتر ، روبرت م. (1978) ، أنظمة مترو أنفاق عبر الكواكب = قدرة متنامية ، مؤسسة RAND ، استرجاعها 9 مايو 2021
- ^ أ ب دايسون 1993 ، ص. 98
- ^ دانيلز 1992
- ^ "StarTram2010" . startram.com . تم الاسترجاع 28 أبريل ، 2011 .
- ^ "لماذا ET3؟ | تقنيات نقل الأنبوب المفرغ" . الولايات المتحدة: ET3. 2013 . تم الاسترجاع 9 أكتوبر ، 2017 .
- ^ أوستر ، داريل (9 أكتوبر 2013). السفر السريع في أنبوب فراغ . الولايات المتحدة . تم الاسترجاع 9 أكتوبر ، 2017 - عبر Idea City.
- ^ "هايبرلوب ألفا" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 01-01-2020 . تم الاسترجاع 2019-11-03 .
- ^ هوكينز ، أندرو ج. (18 يونيو 2016). "ها هي مجموعات Hyperloop التي تتنافس في سباق Elon Musk الكبير في وقت لاحق من هذا العام" . الحافة . تم الاسترجاع 19 أكتوبر ، 2016 .
- ^ إيثرينجتون ، داريل (2 سبتمبر 2016). "هذه أول نظرة على مسار اختبار SpaceX Hyperloop" . تك كرانش .
- ^ "إيلون ماسك مقتنع بأنه المستقبل. نحن بحاجة إلى النظر إلى ما وراءه" . الوقت . تم الاسترجاع 2022-12-04 .
- ^ ماركس ، باريس [@ parismarx] (30 أغسطس 2019). "سعيد بتأكيد هذا: كان هدف Hyperloop هو إلغاء السكك الحديدية عالية السرعة في كاليفورنيا. يحاول كل من Musk و Kochs وقف الانتقال بعيدًا عن السيارات" (سقسقة) . تم الاسترجاع 2022-12-04 - عبر تويتر .
- ^ "هل اقترح المسك هايبرلوب لوقف السكك الحديدية عالية السرعة في كاليفورنيا؟" . جالوبنيك . 2022-08-11 . تم الاسترجاع 2022-12-04 .
روابط خارجية
