„Hyperloop Pod“ komanda

Karštą gegužės šeštadienį 20 inžinierių studentų įėjo į MIT Edgerton centrą ir vėjeliu praskriejo pro aptakų saulės automobilį. Visą dieną niekas net nepažvelgė į stebuklą, kuris kažkada buvo pavadintas transporto revoliucija. Vietoj to, jų dėmesys buvo sutelktas į kažką dar labiau stebinančio – transporto priemonę, galinčią padaryti saulės energiją naudojančią mašiną tokia pat primityvią, kaip Ford Model T.

Visų akys krypo į nedidelį stalą, ant kurio buvo beveik metų darbo kulminacija: aštuonių pėdų ilgio metalinis rėmas ant ilgų aliuminio slidžių su mažais ratukais abiejuose galuose. Būdami „SpaceX Hyperloop Pod Competition“ konkurentai, studentai atliko paskutinius štrichus kurdami nedidelio masto prototipą, skirtą keleiviams ir kroviniams per vakuuminį vamzdį sušvilpti verslininko ir verslininko suplanuotoje greitojo antžeminio transporto sistemoje. „SpaceX“ generalinis direktorius Elonas Muskas. Viskas, ką komandai reikėjo padaryti, kad užbaigtų, buvo prijungti kai kuriuos laidus, išbandyti kelis jutiklius ir pritvirtinti apsauginę anglies pluošto dangą. Tada aparatas būtų paruoštas pirmajam bandymui dideliu greičiu, numatytam 2017 m. sausio mėn., kai jis bus numuštas pagal užsakymą pagaminta trasa 240 mylių per valandą greičiu, o SpaceX inžinieriai vertins jo veikimą.

„Hyperloop“ komandos nariai Gregas Monahanas, Sabrina Ball, Derekas Paxsonas, Chrisas Merianas ir Lakshya Jain atlieka paskutinius ankšties patikrinimus.

Kai 2015 m. birželio mėn. „SpaceX“ paskelbė apie savo „Hyperloop Pod“ konkursą, konkurso paminėjimas MIT absolventų karjeros naujienų el. laiške patraukė Sabrina Ball, SM '16, dėmesį. Per 24 valandas Ball ir šeši kolegos mechanikos inžinerijos studentai sugriovė savo planus ateinančius metus praleisti dirbant su vėjo turbinomis. Jie pradėjo samdyti studentų komandą, kuri iki rudens vidurio galėtų sukurti preliminarų projektą, pristatyti jį metų pabaigoje ir po šešių mėnesių sukurti testą, skirtą konkurso demonstracijai.

Žinojome, kad sukūrus tokį trumpą posūkį nuo nieko iki per devynis mėnesius pagaminto dizaino korpuso, mums reikia žmonių, kurie turėtų bent jau pakankamai įgūdžių, sako Johnas Mayo, SM '16, MIT Hyperloop komandos ir vieno projekto vadovas. jos narių steigėjų. Jie negalėjo suprasti, kaip piešti CAD arba kaip naudotis mašina be ankstesnės patirties. Mes tiesiog neturėjome tam laiko savo tvarkaraštyje. Netrukus prie jų prisijungė dar viena trijų aviacijos ir astronomijos studijų studentų komanda, kuri jau buvo susibūrusi į iššūkį. Greitai grupė išaugo iki maždaug 20 ir pradėjo dirbti.

Flexure stabdžių laikikliai.

Originalus 6 milijardų dolerių vertės „Hyperloop“. koncepcija apibūdino Muskas 2013 m pasiūlė plūduriuoti aliumininį keleivių vežimo dėklą ant oro guolių – kaip apverstą oro ritulio stalą, sako Mayo – ir iššauti jį per plieninį vamzdį, iš kurio buvo išsiurbtas beveik visas oras, kad būtų sukurtas maždaug tūkstantoji standartinio oro slėgio. atmosferos slėgis jūros lygyje. Tai, kaip laikiklis kybo virš bėgių, iš esmės pašalintų trintį, o žemo slėgio aplinka sumažintų pasipriešinimo jėgą, teoriškai leisdama podui skrieti iki 760 mylių per valandą greičiu, esant tik garso greičiui. Muskas įsivaizdavo, kad saulės energija varomi varikliai, įmontuoti į vamzdį, naudos magnetinius laukus, kad periodiškai pagreitintų ankštį, kuri po to riedėtų beveik be trinties ir jėgos be jėgos, todėl keleiviai galėtų nuvažiuoti 382 mylių atstumu nuo Los Andželo. į San Franciską maždaug per pusvalandį.

Iš pradžių MIT „Hyperloop“ komanda manė, kad trasa bus sukurta pagal pradinį Musko planą ir jame bus galima tik oro guolių sistema. Jie pradėjo kurti ankštį su pneumatiniais guoliais, tačiau susidūrė su rimtomis energijos suvartojimo problemomis ir nerimavo, kad guoliai neužkabins angos pakankamai aukštai, kad pašalintų kelio nelygumus ir įtrūkimus.

kairėje: MIT studentai greitai dirbo kurdami apdovanojimus pelniusį automobilį Elono Musko didelio greičio antžeminio transporto koncepcijai.
viduryje: ankšties CAD brėžinys.
dešinėje: Raghav Aggarwal, kuris buvo atsakingas už stabdžių dizainą, laiko hidraulinę stabdžių valdymo plokštę.

kairėje: MIT studentai greitai dirbo kurdami apdovanojimus pelniusį automobilį Elono Musko didelio greičio antžeminio transporto koncepcijai.
viduryje: ankšties CAD brėžinys.
dešinėje: Raghav Aggarwal, kuris buvo atsakingas už stabdžių dizainą, laiko hidraulinę stabdžių valdymo plokštę.

kairėje: MIT studentai greitai dirbo kurdami apdovanojimus pelniusį automobilį Elono Musko didelio greičio antžeminio transporto koncepcijai.
viduryje: ankšties CAD brėžinys.
dešinėje: Raghav Aggarwal, kuris buvo atsakingas už stabdžių dizainą, laiko hidraulinę stabdžių valdymo plokštę.

Pneumatiniai guoliai, kuriuos perkate iš lentynos, paprastai turi 10–100 mikronų tarpus, sako Derekas Paksonas, SM '16, vienas iš trijų originalių komandos aero-astro grad studentų. Kad tai veiktų, paviršius, kuriuo jie važiuoja, turi būti keturis kartus lygesnis. Turite turėti vienaskaitos mikronų eilės trūkumų, kurie yra labai, labai maži. Tikrai nepraktiška tai daryti dideliu mastu.

Tačiau kai „SpaceX“ išleido bandymo takelio specifikacijos spalį mokiniai suprato, kad gal ir nereikės pasikliauti pneumatiniais guoliais. Bėgis būtų pagamintas iš laidžiojo aliuminio lydinio, kurį būtų galima įmagnetinti, todėl jie taip pat galėtų apsvarstyti magnetinę levitaciją – sistemą, kuri jau gali pakelti traukinius iki maždaug 375 mylių per valandą be vamzdžio, kuriame nėra slėgio. „Maglev“ leistų didesnius tarpus ir sumažintų energijos poreikį. Bet ar buvo prasminga atsisakyti oro nešimo plano, kurį jie praleido kurdami mėnesius?

Sabrina Ball nustato šoninio valdymo modulio padėtį.

Jie praleido dvi savaites, vertindami abiejų metodų privalumus, minusus ir įgyvendinamumą, tada nusprendė sukurti maglev sistemą, kuri išlaikytų ankštį plūduriuojantį 15 milimetrų virš bėgių kelio. Jie įtaisė ankšties dugną su dviem 80 colių ilgio magnetinėmis slidėmis, pagamintomis iš kelių mažesnių magnetų su kintamu poliškumu. Kai ankštis juda per takelį, magnetai sukuria besikeičiančius magnetinius laukus, sukeldami elektros sroves, kurios teka kilpomis. Šios vadinamosios sūkurinės srovės sukuria savo magnetinį lauką, kuris atstumia magnetų sukurtą lauką ir stumia ankštį aukštyn. Nereikia jokio variklio, kad ankštis plūduriuotų tol, kol ji juda penkių metrų per sekundę ar greičiau. Varžybose SpaceX transporto priemonė stums ankštis pirmąsias 1600 pėdų. Tai turėtų paspartinti MIT 268 kilogramus sveriančią ankštį iki maždaug 100 metrų per sekundę, o tai leis jam pačiam įveikti likusį kelią.

Keičiant dizainą, visai įgulai reikėjo, kad ji beveik nieko nežinotų apie maglev ir taptų ekspertais. Kadangi jie priėmė sprendimą lapkričio pradžioje, jie turėjo apie 10 savaičių užbaigti projektą. Tai buvo gana greita 180, sako Paxsonas, dabar dirbantis transporto startuolyje „Hyperloop One“, viename iš komandos rėmėjų.

Pakabos spyruoklė ir amortizatorius.

Šoninis valdymo modulis su bėgelio dalimi.

Staigus pokytis pasiteisino. Praėjusį sausį MIT komanda laimėjo geriausio bendro dizaino konkurso projektavimo etape, nugalėjusi 123 kitas komandas iš viso pasaulio. Tada studentai užsiėmė savo prototipo kūrimu ir baigė gerokai anksčiau nei buvo numatyta rugpjūčio mėn. Tačiau kiti konkurso dalyviai norėjo daugiau laiko, todėl „SpaceX“ perkėlė ankšties dizaino testavimą į 2017 m. sausio mėn., kai 22 komandos keliaus į „SpaceX“ miestelį Hawthorne mieste, Kalifornijoje, norėdami išsiųsti savo prototipus netoliese esančia vienos mylios bandymų trasa iki 240 mylių. per valandą.

MIT Hyperloop komanda pristato savo nedidelio masto prototipą 2016 m. gegužės mėn. Pirmoje eilėje iš kairės: Philippe'as Kirschenas, Joshas Chenas, Sabrina Ball, Derekas Paxsonas, Johnas Mayo, Sarthak Vaish, Nargis Sakhibova, Georgiana Vancea, Yiou He. Užpakalinė eilutė: Aleksandras Rakitinas, Nickas Baladis, Chrisas Merianas, Chuanas Zhangas, Rachel Dias Carlson, Maxas Opgenoordas, Raghavas Aggarwalas, Gregas Monahanas, Stephanie Chen, Danas Dorschas, Nickas Schwartzas, Charlie Wheeleris, Colmas O'Rourke'as, Abe Gertleris, Shawnas Zhangas , Scott Viteri, Peter Chamberlain, Philip Caplan, Rich Li, Gregory Izatt, Josh Nation ir Lakshya Jain. Kiti komandos nariai nepavaizduoti: Evanas Wilsonas, Cory Frontinas ir Geronimo Mirano.

Tuo tarpu MIT konkurentai sukūrė kompiuterinius modelius, kad praktiškai išbandytų podelio veikimą. Jie imitavo nesibaigiantį bėgių kelią, pritvirtindami aliuminio diską ant variklio, kad jis suktųsi. Netoli besisukančio disko padėdami magnetus, panašius į esančius ant lizdo, jie gali išmatuoti generuojamą kėlimo ir tempimo jėgą, rinkdami realaus pasaulio duomenis savo kompiuterių modeliams. Bandymų rezultatai atrodo daug žadantys. Buvome maždaug 5 procentų ribose nuo numatytų verčių, todėl jaučiuosi įsitikinęs, kad tai iš tikrųjų pasiteisins, sako Ballas, dirbęs transporto priemonės dinamikos komandoje ir sukūręs didelę dalį šoninių valdymo elementų. Manau, kad šiuo metu važiuojame gražiai.

Šį sausį, net jei MIT antgalis pasieks 240 mylių per valandą greitį, grakščiai stabdys prieš atsitrenkdamas į putplasčio duobę bandymo trasos pabaigoje ir pretenduoja į varžybų pergalę, anga vis tiek bus toli nuo pirminės Musko vizijos. Galų gale, varžybų angos nėra pagamintos pagal visą mastą arba nėra skirtos tikriems keleiviams vežti. Tačiau komandos nariai nusiteikę optimistiškai.

Beveik neabejotina, kad gali įvykti hiperkilpos inžinerija. Mayo sako, kad technologija yra visiškai įmanoma.

paslėpti