Hyperloopen blev först finslipad som ett koncept av Tesla och SpaceX-grundaren Elon Musk 2012, och utpekas som framtiden för passagerartransporter.
För den oinitierade är hyperloop ett höghastighetspassagerartransportsystem som involverar ett förseglat rör genom vilket höghastighetspodar rör sig, vilket minskar restiderna. Till exempel skulle resan från London till Edinburgh – som tar mer än fyra timmar på ett tåg – teoretiskt sett bara ta 30 minuter.
Musk har sedan dess uppmuntrat startupföretag och studentledda projekt att skapa sina egna versioner av hyperloop. Höghastighetssystemet använder en version av magnetisk levitation, men vad är det och hur fungerar det?
Vad är magnetisk levitation?
Magnetisk levitation, eller maglev, är när ett föremål hänger i luften med hjälp av endast magnetfält och inget annat stöd.
Tillsammans med supersnabba maglev-tåg har magnetisk levitation olika tekniska användningsområden, inklusive magnetiska lager. Den kan också användas för visnings- och nyhetsändamål, såsom flytande högtalare.
Hur fungerar magnetisk levitation?
Magnetisk levitations mest kända användning är i maglev-tåg. För närvarande, endast i drift i en handfull länder, inklusive Kina och Japan, är Maglev-tågen de snabbaste i världen, med en rekordhastighet på 375 mph (603 km/h). Tågsystemen är dock otroligt dyra att konstruera och slutar ofta med att tyna bort som lite använda fåfängaprojekt.
Fotokredit: Department of EnergyDet finns två huvudtyper av maglev-tågteknologi – elektromagnetisk fjädring (EMS) och elektrodynamisk fjädring (EDS).
EMS använder elektroniskt styrda elektromagneter i tåget för att locka det till ett magnetiskt stålspår, medan EDS använder supraledande elektromagneter på både tåget och skenan för att producera en ömsesidigt avvisande kraft som får vagnarna att sväva.
En variant av EDS-teknik – som används i Inducttrack-systemet – använder en rad permanentmagneter på tågets undersida, istället för strömförsedda elektromagneter eller kylda supraledande magneter. Detta är också känt som passiv magnetisk levitationsteknik.
Hur använder Hyperloop magnetisk levitation?
I Musks ursprungliga koncept flöt baljorna på ett lager av tryckluft, på liknande sätt som puckar som flöt på ett airhockeybord. Men en nyare version av tekniken från Hyperloop Transportation Technologies (HTT) – ett av två företag som leder hyperloop-racet – använder passiv magnetisk levitation för att uppnå samma effekt.
Fotokredit: HyperloopTTTekniken har licensierats till HTT från Lawrence Livermore National Labs (LLNL), som utvecklade den som en del av Inducttrack-systemet. Denna metod anses vara billigare och säkrare än traditionella maglev-system.
Med denna metod placeras magneter på undersidan av kapslarna i en Halbach-array. Detta fokuserar magneternas magnetiska kraft på ena sidan av arrayen samtidigt som det nästan helt eliminerar fältet på den andra sidan. Dessa magnetiska fält får kapslarna att flyta när de passerar över elektromagnetiska spolar inbäddade i spåret. Drivkraft från linjärmotorer driver kapslarna framåt.
HTT:s främsta rival, Hyperloop One, använder också ett passivt magnetiskt levitationssystem där permanentmagneter på podsidan stöter bort ett passivt spår, med den enda ingångsenergin som kommer från poddens hastighet.
Fotokredit: Virgin HyperloopFör båda systemen sänks lufttrycket i tunnlarna med hjälp av luftpumpar för att underlätta baljornas rörelse. Det låga lufttrycket minskar motståndet dramatiskt så att endast en relativt liten mängd el behövs för att uppnå topphastigheter.
Hyperloop Progress
Nu när vi förstår Magnetic Levitation är det dags att titta på de framsteg som företag gör med att utöka tekniken för allmänt bruk.
I spännande nyheter transporterade Virgin's Hyperloop säkert två passagerare på 2-sits Pod-2. Detta fordon är en mycket mindre version av vad vi förväntar oss av företaget senare. Enligt Virgins prognoser kommer vi en dag att se ett 28-sits passagerarfordon.
Den nuvarande modellen nådde bara 107 miles per timme, men de gjorde det säkert och vi kallar det en vinst för ny teknik.
Naturligtvis låter Elon Musk inte Virgin ta hela Hyperloop-härligheten. I juli i år twittrade Musk att han såg fram emot att bygga en 10 kilometer lång tunnel med flera kurvor för att bättre efterlikna verkliga hyperloopresor.
Hyperloops framtid
Med så stora framsteg som sker 2020 är det naturligt att undra när vi kommer att se transportsystemet i full användning. Det är fortfarande för tidigt att säga ärligt. Tekniken är otroligt dyr och den har fortfarande en lång väg att gå för att nå de beräknade hastigheter som forskare och ingenjörer tror att den är kapabel till.
Som nu kommer vi att fortsätta att titta på framstegen och hålla dig uppdaterad om den senaste utvecklingen inom magnetiska levitationsbaserade transporter som Hyperloop.