Projekt WARR Hyperloop německé technické univerzity v Mnichově je aktuálně nejrychlejší prototyp „potrubní pošty pro lidi“. Už třikrát za sebou dokázal vyhrát v soutěži Hyperloop Pod Competition pořádané společností SpaceX Elona Muska v Kalifornii. A jak se pochlubila společnost Panasonic ústy svého evropského ředitele Laurenta Abadie na právě začínajícím veletrhu IFA 2018, úspěchu tým dosáhl i díky tomu, že používá právě jejich přesné měřící a řídící součástky.
Zatímco ještě loni stačila na vítězství modelu Hyperloopu rychlost 320 kilometrů v hodině, letos na konci července už to bylo 467 km/h. Předchozí rekord přitom držel Virgin Hyperloop One, který nedaleko Las Vegas na 500metrové dráze zajel rychlostí 387 km/h.
28. srpna 2017 |
Do teoretické maximální požadované rychlosti 1 300 kilometrů v hodině, kterou by se jednou Hyperloop měl pohybovat například mezi Los Angeles a San Franciscem, to je ještě hodně daleko. Navíc se bavíme pouze o testech zmenšených modelů, nikoliv plně funkčních kapslí. Rychlost také není zdaleka jediným problémem, kvůli kterému někteří odborníci tvrdí, že Hyperloop jako takový sice nikdy jezdit nebude, ale velmi výrazně přispěje k vývoji technologií nutných pro urychlení pokroku nejen na poli dopravy.
Nejdřív na kolech, pak levitace
Kapsle Hyperloopu se má v tunelu vznášet na vzduchovém polštáři tak, aby se odbouralo tření s povrchem. Nízký tlak vzduchu v tunelu pak omezí i tření kapsle „o vzduch“. Způsoby, jak dosáhnout ideálních podmínek, se liší.
Na vzduchovém polštářiPodle původní myšlenky se v Hyperloopu lidé či náklad budou pohybovat jako náboj v hlavni elektromagnetické pušky. Hyperloop je totiž nízkotlaká trubice s dopravními kapslemi, které se v jednu chvíli pohybují po celé délce tubusu. Původní projekt počítal s tubusem o průměru 2,3 metru (3,3 m má mít nákladní verze). V něm má být tlak vzduchu šestkrát menší, než je tlak atmosféry na Marsu. Konkrétně 100 pascalů, což v pozemských podmínkách zhruba odpovídá tlaku vzduchu ve výšce 45 kilometrů nad mořem. Z provozních důvodů byl využit právě nízkotlaký a ne vakuový systém se zcela odčerpaným vzduchem, který by si vyžádal vyšší náklady. Pohyb kapslí mají zajišťovat lineární elektromotory na stěnách tubusu. Měly by pokrývat jen zhruba jedno procento délky tunelu a pravidelně kapsle urychlovat. Baterie jsou podle Muska příliš těžké, než aby mohly být přímo v kapslích. Kabiny se budou pohybovat na vzduchovém polštáři, který bude vytvořen stlačeným vzduchem a aerodynamickým vztlakem. Každá kapsle má 28 ližin, na kterých má „plout“ po vzduchovém polštáři. To se však může změnit, pokud nějaká firma nebo studentský tým vyvine lepší kapsli. Klíčovou součástí návrhu je kompresor na palubě každé kapsle. Zaprvé vytváří vzduchové polštáře, po kterých kapse klouže, a za druhé řeší největší aerodynamický problém Hyperloopu, tedy správné obtékání. |
Původní plán Elona Muska najdete v rámečku. Tým WARR Hyerloop s pomocí Panasonicu však na některé části jde úplně jinak. Jeho testovací kapsle například obsahuje osm lineárních indukčních motorů, které pohání každý jedno kolo. Po nich se kapsle pohybuje, dokud není dosaženo mezní rychlosti a stroj se „odlepí“ od povrchu vodící kolejnice. V opačném gardu se vše opakuje při brzdění.
Přesnost a okamžitost reakcí stroje jsou pak klíčové pro budoucí bezpečnost provozu Hyperloopu. Projekt WARR používá laserová čidla Panasonic EX-L221, které při testovacích jízdách přesně sledují pozici kapsle v tunelu i při zatím maximální rychlosti 600 km/h. Čidla odečítají značky v tunelu a zároveň zajišťují i včasné zpracování získaných informací.
Značka o velikosti 10 centimetrů, která se mihne před čidlem na 610 mikrosekund relativní rychlostí 167 m/s (cca. 600 km/h), musí být zpracována tak rychle, aby vozidlo začalo brzdit v tu správnou chvíli.
Tým zvolil čidla od Panasonicu, protože při miniaturních rozměrech a hmotnosti (každý gram navíc je problém), poskytují stabilní výsledky i při uvedených vysokých rychlostech.
Aby kapsle tunelem dokonale klouzala nad povrchem lišty, je nutné, aby vzdálenost mezi magnety v kolejnici a podvozkem kapsle byla za všech okolností stále stejná. Každé oddálení nebo přiblížení jednotlivých částí by mohlo dramaticky snížit jak rychlost, tak i plynulost pohybu stroje.
Výhodou použitého čidla je podle šéfa týmu WARR Martina Riedele opět jeho kompaktnost a nízká hmotnost, jakou u konkurenčních zařízení prý nenašel.
Při snižování hmotnosti jednotlivých komponent Hyperloopu došla samozřejmě i řada na akumulátory. Zde bylo nutné vyřešit efektivnost převodu ze střídavého na stejnosměrný proud a následnou distribuci energie do jednotlivých subsystémů kapsle. Tady tým opět využil zkušenosti japonského giganta z vývoje akumulátorů a souvisejících systémů pro elektromobily. Použité relé PA-N pro kontrolu subsystémů má rozměry pouhých 20 x 5 x 12,5 mm.
Použité lithiové baterie jsou velmi náchylné na příliš rychlé přebíjení nebo vybíjení. Proto se používají vyrovnávací rezistory, které například pohltí nadbytečnou energii při brzdění.
Česká stopa
Na vývoji rekordní kapsle se podílela i česká firma. Společnost MGM COMPRO ze Zlína dodala elektrický rychlostní regulátor.
WARR Hyperloop's pod reached a record-breaking speed of 467 kilometers per hour in the SpaceX 3rd hyperloop competition. We are proud that MGM COMPRO electronic speed controllers played an important part in this amazing victory!
„Je to pro nás velký úspěch a z technického hlediska se i díky tomuto vítězství řadíme ke světové špičce,“ říká Lukáš Vacek z MGM COMPRO.
