Yüksek hızlı seyahatin geleceği nedir?

Elon Musk'ın Hyperloop'u sadece bir pipedream mi yoksa gerçek mi?

Concorde 2003 yılında emekli olduğunda, yüksek hızlı seyahat endüstrisinin bir geri adım attığı görülüyordu. Teknolojik gelişmelerin ve hızlı gelişimin dünyasında bir anormallik olsa da, onun çöküşünün iyi nedenleri vardı. Pahalıydı, gürültü düzenlemelerini kırdı ve Skype'ı kullanabildiğiniz zaman neden iş toplantısı için uçtu?

O zamandan beri, mühendisler yolculuklarda harcanan süreyi hızlandırmak için çalışıyorlar.

1

Hiperbol Trenler

Londra'dan İskoçya'ya 45 dakika içinde insanları götürmeyi vaat eden Hyperloop trenleri bir öneri. Hyperloop, bir kapsülün veya aracın çok yüksek hızda hareket edeceği, hava direncini azaltan sızdırmaz bir tüpdür. Aerodinamik sürtünme hareketini yavaşlatır, böylece işleri hızlandırmak için hava miktarının azaltılması gerekir, bu yüzden Hyperloop tüpleri boşaltılır. Elon Musk'un Tesla ve SpaceX'deki mühendisler son birkaç yıldır prototip üzerinde çalışıyorlar.

Umut verici görünüyor, ancak Manchester Üniversitesi'nde Mekanik, Havacılık ve İnşaat Mühendisliği Okulu'ndan öğretim üyesi olan Mark Quinn iyimser değil.

“Geçmişte bunu yapmak için birkaç girişimde bulunuldu, ancak altyapı sınırlarını asla aşmadılar” dedi. “Herhangi bir şekilde ölçeklenebilir olması için, muazzam uzun bir borudaki basıncı azaltabilirsiniz. Bunu yapmak için, sadece başka bir yerde gerekli olan enerji maliyetlerini zorluyorsunuz. ”

Başka bir meydan okuma yer. Alan jeolojik olarak aktif ise, herhangi bir tektonik levha hareketi önemli sorunlara neden olabilir ve fizibiliteyi etkileyebilir. Ayrıca, hız arttıkça, aracın etrafındaki akış ses hızına ulaşabilir. Bu yüksek seslere, basınç ve titreşim artışlarına ve kontrol zorluklarına neden olabilir.

“Elon Musk, Hyperloop treninin ön tarafındaki havanın ötesine büyük bir kompresör getirerek bir çözüm önerdi ve bu da arkadan dışarı itti, ancak bu mümkün olsa da kendinizi bir jet motoruna çekiyorsunuz. Bir yeraltı tüpünden geçerken, ”dedi Quinn, dünyanın herhangi bir yerinde düzenleyici bir çerçeve olmadığını da ekledi.

Halihazırda, zorluklara çözüm bulunmamakta ve var olup olmayacağı net değildir.

2

Süpersonik uçuş

Süpersonik uçuş bir sonraki olasılıktır. Boom Supersonic adlı küçük bir şirket, şimdi Richard Branson'un desteğiyle süpersonik uçuş yapmaya çalışıyor. Teknoloji Concorde'un gününden beri gelişti ve uçaklar dört yerine üç motor kullanacak ve bu da yakıt maliyetlerini azaltacak.

Arazi üzerindeki süpersonik uçuşla ilgili bir problem gürültüdür. Sonik bir bom son derece gürültülüdür. NASA, QUESST (QUiEt SuperSonic Technology) projesiyle daha sessiz bir yol bulmaya çalışıyor.

Şu anda daha sessiz bir süpersonik yolcu jeti oluşturmak için çalışıyor. NASA'nın Havacılık Araştırmaları Misyonu'na yardımcı olan Jaiwon Shin, “Sektörün sessiz bir süpersonik X-uçağının geliştirilmesi, inşası ve uçuşunun test edilmesi, endüstrinin uçan halk için süpersonik seyahat yapma kararını vermemizin yolundaki bir sonraki mantıklı adımdır” dedi. .

Nisan 2018'de Palmdale, Kaliforniya merkezli bir Havacılık Şirketi olan Lockheed Martin, deneysel X-Düzlemini inşa etmek, tasarlamak ve test etmek için sözleşme imzalayan şirket olarak açıklandı.

3

Hipersonik seyahat

Hipersonik seyahat, genellikle füze endüstrisinde olmak üzere Mach 5'in (ses hızından beş kat daha fazla) ve yukarıda ifade edilen hız anlamına gelen bir başka araştırma alanıdır. Almanya'daki mühendisler SpaceLiner konsepti üzerinde çalışıyor - hipersonik, yolcu alanı düzlemi - ancak projenin şu anda yeterli parası yok. Olsa bile gelişmek için on yıllar alacak ve ses faktörünün hala çözülmesi gerekecek.

Her şey yüksek hızda seyahat uzun bir yol olduğu gibi geliyor. Ancak, scramjet ve ramjet teknolojisi, yüksek hızlı seyahatin geleceği için önemli bir bileşen olabilir.

Bir ramjet motorun ileriye doğru hareketini veya şok dalgalarını kullanarak gelen havayı kompresöre ihtiyaç duymadan sıkıştırır ve bu da süpersonik akış sırasında çok yüksek bir sıcaklığa ulaşır.

Quinn, “Bu teoride gerçekten çok iyi geliyor” diyor. “Sorun şu ki, daha hızlı ve daha hızlı gittiğinizde, şok dalgalarınız daha fazla ısı üretir. 2000 Kelvin'e ulaştığında, artık yakıt yakarak akıma sıcaklık veya enerji eklemediğiniz bir senaryoda sona ermeye başlıyorsunuz, havada oksijen ya da nitrojeni parçalamaya başlıyorsunuz. ”

Önerilen bir çözüm, scramjet (süpersonik bir yakıcı ramjet). Güçlü şok dalgalarını kullanarak hava hızını azaltmak yerine, süpersonik akışı korumak için daha az, daha zayıf şok dalgaları kullanır ve sıcaklık artışını sınırlar.

Tabii ki, başka bir düşünce de yüksek hızlı seyahatin karbon ayak izi. Hidrojen bir yakıt olarak kullanılması, bir yanma ürünü olarak CO2 üretmemesi nedeniyle, hidrojen üretmek için enerji maliyetleri önemli olsa da, bir çözüm olarak önerilmiştir.

“Yeterince bol ve temiz bir elektrik kaynağı varsa (örneğin yenilenebilirlik veya kaynaşma), hidrojen üretmek için hidrojen sudan elektroliz edilebilir,” dedi Quinn, “ama bu gerçekleşmeden çok uzak.”