ハイパーループはどのように機能しますか?磁気浮上について知っておくべきことすべて

テスラとスペースXの創設者であるイーロンマスクが2012年にコンセプトとして最初に磨き上げたハイパーループは、旅客輸送の未来として宣伝されています。

ハイパーループはどのように機能しますか?磁気浮上について知っておくべきことすべて

初心者の場合、ハイパーループは、高速ポッドが移動する密閉チューブを含む高速旅客輸送システムであり、移動時間を短縮します。たとえば、ロンドンからエジンバラへの移動は、電車で4時間以上かかりますが、理論的には30分しかかかりません。

マスクはそれ以来、スタートアップ企業や学生主導のプロジェクトに独自のハイパーループのバージョンを作成することを奨励してきました。高速システムは磁気浮上のバージョンを使用していますが、それは何であり、どのように機能しますか?

磁気浮上とは何ですか?

磁気浮上、または磁気浮上は、磁場のみを使用し、他のサポートを使用せずに物体が空中に浮遊している場合です。

超高速リニアモーターカーに加えて、磁気浮上には磁気軸受を含むさまざまな工学的用途があります。また、フローティングスピーカーなどのディスプレイやノベルティの目的にも使用できます。

磁気浮上はどのように機能しますか?

磁気浮上の最もよく知られている用途は、リニアモーターカーです。現在、中国や日本を含む少数の国でのみ運行されているリニアモーターカーは、世界最速で時速375マイル(603 km / h)の記録的な速度を誇っています。ただし、列車システムの構築には非常に費用がかかり、ほとんど使用されていないバニティプロジェクトとして機能しなくなることがよくあります。

写真提供者:エネルギー省

リニアモーターカーの技術には、電磁サスペンション(EMS)と電気力学的サスペンション(EDS)の2つの主要なタイプがあります。

EMS 列車内で電子制御電磁石を使用して、それを磁気鋼トラックに引き付けます。 EDS 列車とレールの両方に超電導電磁石を使用して、キャリッジを浮揚させる相互反発力を生成します。

インダクトラックシステムで使用されているEDSテクノロジーの変形では、動力付きの電磁石や冷却された超電導磁石の代わりに、列車の下側に永久磁石のアレイを使用します。これは、パッシブ磁気浮上技術としても知られています。

ハイパーループはどのように磁気浮上を使用しますか?

ムスクの当初のコンセプトでは、エアホッケーのテーブルに浮かぶパックと同じように、ポッドは圧縮空気の層に浮かんでいました。ただし、ハイパーループレースをリードする2社のうちの1社であるハイパーループトランスポーテーションテクノロジーズ(HTT)の最新バージョンのテクノロジーは、パッシブ磁気浮上を使用して同じ効果を実現しています。

写真提供者:HyperloopTT

この技術は、Inductrackシステムの一部として開発したLawrence Livermore National Labs(LLNL)からHTTにライセンス供与されています。この方法は、従来のリニアモーターカーよりも安価で安全であると考えられています。

この方法では、磁石はハルバッハ配列のカプセルの下側に配置されます。これにより、磁石の磁力がアレイの片側に集中し、反対側の磁場がほぼ完全に相殺されます。これらの磁場により、ポッドはトラックに埋め込まれた電磁コイルを通過するときに浮きます。リニアモーターからの推力がポッドを前方に推進します。

HTTの主なライバルであるHyperloopOneは、ポッド側の永久磁石がパッシブトラックをはじくパッシブ磁気浮上システムも使用しており、入力エネルギーはポッドの速度からのみ発生します。

写真提供者:Virgin Hyperloop

どちらのシステムでも、ポッドの動きを補助するために、エアポンプを使用してトンネル内の空気圧を下げます。空気圧が低いため抗力が劇的に減少するため、最高速度を達成するために必要な電力は比較的少量です。

ハイパーループの進行状況

磁気浮上について理解したところで、次は、企業が一般的な使用のためにテクノロジーを拡張する上で進んでいることを見てみましょう。

エキサイティングなニュースとして、VirginのHyperloopは2人乗りのPod-2で2人の乗客を安全に輸送しました。この車両は、後で会社に期待するものよりもはるかに小さいバージョンです。 Virginの予測によると、いつか28人乗りの乗用車が登場するでしょう。

現在のモデルは時速107マイルにしか達しませんでしたが、安全に到達したので、これを新しいテクノロジーの勝利と呼びます。

もちろん、イーロンマスクは、バージンにハイパーループの栄光のすべてを奪わせているわけではありません。今年の7月、ムスクは、実際のハイパーループの移動をよりよく模倣するために、いくつかの曲線を備えた長さ10kmのトンネルを建設することを楽しみにしているとツイートしました。

ハイパーループの未来

2020年にこのような大きな進歩が見られる中、輸送システムがいつ完全に使用されるのか不思議に思うのは自然なことです。正直に言うにはまだ時期尚早です。この技術は信じられないほど高価であり、科学者やエンジニアがそれが可能であると考える予測速度に到達するにはまだ長い道のりがあります。

今のところ、私たちは進行状況を監視し続け、ハイパーループなどの磁気浮上ベースのトランスポートの最新の開発について最新情報を提供します。

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