Được người sáng lập Tesla và SpaceX, Elon Musk, mài giũa lần đầu tiên vào năm 2012, hyperloop được coi là tương lai của vận tải hành khách.
Đối với những người chưa quen, hyperloop là một hệ thống vận chuyển hành khách tốc độ cao bao gồm một ống kín mà qua đó các vỏ tốc độ cao di chuyển, cắt giảm thời gian di chuyển. Ví dụ, hành trình từ London đến Edinburgh - mất hơn bốn giờ đi tàu - về lý thuyết sẽ chỉ mất 30 phút.
Kể từ đó, Musk đã khuyến khích các công ty khởi nghiệp và các dự án do sinh viên lãnh đạo tạo ra các phiên bản hyperloop của riêng họ. Hệ thống tốc độ cao sử dụng một phiên bản bay từ trường, nhưng nó là gì và nó hoạt động như thế nào?
Từ trường bay là gì?
Từ trường bay, hay maglev, là khi một vật thể lơ lửng trong không khí chỉ sử dụng từ trường và không có sự hỗ trợ nào khác.
Cùng với tàu điện từ siêu nhanh, tàu bay từ tính có nhiều ứng dụng kỹ thuật khác nhau bao gồm cả vòng bi từ tính. Nó cũng có thể được sử dụng cho các mục đích hiển thị và mới lạ, chẳng hạn như loa nổi.
Làm thế nào để bay từ tính hoạt động?
Công dụng nổi tiếng nhất của tàu bay từ tính là trong các chuyến tàu cao tốc. Hiện tại, chỉ được đưa vào hoạt động ở một số quốc gia, bao gồm cả Trung Quốc và Nhật Bản, tàu Maglev là tàu nhanh nhất thế giới, với tốc độ kỷ lục 375 dặm / giờ (603 km / h). Tuy nhiên, các hệ thống xe lửa xây dựng cực kỳ tốn kém và thường trở thành những dự án phù phiếm ít được sử dụng.
Nguồn ảnh: Bộ Năng lượngCó hai loại công nghệ tàu điện từ chính - hệ thống treo điện từ (EMS) và hệ thống treo điện động lực học (EDS).
EMS sử dụng nam châm điện được điều khiển điện tử trong tàu để thu hút nó vào một đường ray bằng thép từ tính, trong khi EDS sử dụng nam châm điện siêu dẫn trên cả tàu hỏa và đường ray để tạo ra lực đẩy lẫn nhau làm cho các toa tàu bay lên.
Một biến thể của công nghệ EDS - như được sử dụng trong hệ thống Inductrack - sử dụng một loạt các nam châm vĩnh cửu ở mặt dưới của tàu, thay vì các nam châm điện hoặc nam châm siêu dẫn được làm mát. Đây còn được gọi là công nghệ bay từ trường thụ động.
Hyperloop sử dụng lực bay từ trường như thế nào?
Trong khái niệm ban đầu của Musk, quả bóng bay lơ lửng trên một lớp không khí có áp suất, theo cách tương tự như quả bóng bay lơ lửng trên bàn chơi khúc côn cầu trên không. Tuy nhiên, một phiên bản mới hơn của công nghệ từ Hyperloop Transportation Technologies (HTT) - một trong hai công ty dẫn đầu cuộc đua hyperloop - sử dụng lực bay từ trường thụ động để đạt được hiệu quả tương tự.
Nguồn ảnh: HyperloopTTCông nghệ này đã được cấp phép cho HTT từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore (LLNL), nơi đã phát triển nó như một phần của hệ thống Inductrack. Phương pháp này được cho là rẻ hơn và an toàn hơn các hệ thống maglev truyền thống.
Với phương pháp này, nam châm được đặt ở mặt dưới của viên nang trong một mảng Halbach. Điều này tập trung lực từ của nam châm vào một bên của mảng trong khi gần như triệt tiêu hoàn toàn từ trường ở phía bên kia. Các từ trường này làm cho các vỏ nổi lên khi chúng đi qua các cuộn dây điện từ được nhúng trong đường ray. Lực đẩy từ động cơ tuyến tính đẩy vỏ quả về phía trước.
Đối thủ chính của HTT, Hyperloop One cũng đang sử dụng hệ thống bay từ tính thụ động trong đó nam châm vĩnh cửu phía bên pod đẩy lùi một rãnh bị động, với năng lượng đầu vào duy nhất đến từ tốc độ của vỏ.
Nguồn ảnh: Virgin HyperloopĐối với cả hai hệ thống, áp suất không khí trong đường hầm được hạ xuống bằng cách sử dụng máy bơm không khí để hỗ trợ chuyển động của vỏ. Áp suất không khí thấp làm giảm đáng kể lực cản để chỉ cần một lượng điện tương đối nhỏ để đạt được tốc độ tối đa.
Tiến trình Hyperloop
Bây giờ chúng ta đã hiểu về Lực bay từ tính, đã đến lúc xem xét những tiến bộ mà các công ty đang đạt được trong việc mở rộng công nghệ cho mục đích sử dụng chung.
Trong một tin tức thú vị, Virgin’s Hyperloop đã vận chuyển an toàn hai hành khách trên chiếc Pod-2 2 chỗ ngồi. Chiếc xe này là một phiên bản nhỏ hơn nhiều so với những gì chúng tôi mong đợi từ công ty sau này. Theo dự đoán của Virgin, một ngày nào đó chúng ta sẽ thấy một chiếc xe chở khách 28 chỗ.
Mẫu xe hiện tại chỉ đạt tốc độ 107 dặm / giờ nhưng chúng đã làm như vậy một cách an toàn và chúng tôi sẽ gọi đó là một chiến thắng cho công nghệ mới.
Tất nhiên, Elon Musk không để Virgin lấy hết vinh quang của Hyperloop. Vào tháng 7 năm nay, Musk đã tweet rằng anh ấy đang mong muốn xây dựng một đường hầm dài 10 km với một số đường cong để bắt chước tốt hơn du lịch hyperloop ngoài đời thực.
Tương lai của Hyperloop
Với những bước tiến lớn như vậy diễn ra vào năm 2020, chúng ta sẽ tự hỏi khi nào chúng ta sẽ thấy hệ thống giao thông được đưa vào sử dụng đầy đủ. Vẫn còn quá sớm để nói một cách trung thực. Công nghệ này vô cùng đắt đỏ và vẫn còn một chặng đường dài để đạt được tốc độ dự kiến mà các nhà khoa học và kỹ sư nghĩ rằng nó có thể đạt được.
Hiện tại, chúng tôi sẽ tiếp tục theo dõi tiến trình và cập nhật cho bạn những phát triển mới nhất về các phương tiện giao thông dựa trên Lực đẩy từ tính, chẳng hạn như Hyperloop.