فاكترين

الموسوعة الحرة

القطار المفرغ من الهواء (أو قطار الأنبوب المفرغ من الهواء ) هو تصميم مقترح للنقل بالسكك الحديدية عالي السرعة للغاية . وهو عبارة عن خط ماجليف (الرفع المغناطيسي) باستخدام أنابيب أو أنفاق مفرغة جزئيًا. يمكن أن تسمح مقاومة الهواء المنخفضة للقطارات المفرغة من الهواء بالسفر بسرعات عالية جدًا ( أسرع من الصوت ) بقوة قليلة نسبيًا - تصل إلى 6400-8000 كم / ساعة (4000-5000 ميل في الساعة). وهذا يعادل 5-6 أضعاف سرعة الصوت في الغلاف الجوي للأرض عند مستوى سطح البحر. [1]

القرن الثامن عشر

في عام 1799، ابتكر جورج ميدهورست من لندن وحصل على براءة اختراع لسكة حديدية جوية يمكنها نقل الأشخاص أو البضائع عبر أنابيب مضغوطة أو مفرغة من الهواء. اعتمدت السكك الحديدية الجوية المبكرة وأنظمة النقل الأنبوبية الهوائية (مثل سكة حديد دالكي الجوية ) على قوة البخار للدفع.

القرن التاسع عشر

في عام 1888، تخيل ميشيل فيرن ، نجل جول فيرن ، نظام نقل أنبوبي هوائي تحت الماء يمكنه دفع كبسولة ركاب بسرعات تصل إلى 1800 كم/ساعة (1100 ميل في الساعة) تحت المحيط الأطلسي ( نفق عبر المحيط الأطلسي ) في قصة قصيرة تسمى "قطار المستقبل". [2]

القرن العشرين

اخترع روبرت جودارد القطار السريع عندما كان طالبًا جديدًا في معهد ووستر بوليتكنيك في الولايات المتحدة عام 1904. [3] ثم صقل جودارد الفكرة في قصة قصيرة عام 1906 بعنوان "الرهان على السرعة العالية" والتي تم تلخيصها ونشرها في افتتاحية مجلة ساينتفك أمريكان عام 1909 بعنوان "حد النقل السريع". حصلت زوجته إستر على براءة اختراع أمريكية للقطار السريع عام 1950، بعد خمس سنوات من وفاته. [4]

في عام 1909، بنى الأستاذ الروسي بوريس وينبرغ  [ru] أول نموذج في العالم لنسخته المقترحة من القطار الفراغي في جامعة تومسك للفنون التطبيقية . [5] [6] وفي وقت لاحق نشر مفهوم القطار الفراغي في عام 1914 في كتاب الحركة بدون احتكاك (الطريق الكهربائي الخالي من الهواء) .

في عام 1955، كتب كاتب الخيال العلمي البولندي ستانيسلاف ليم في روايته سديم ماجلان عن قطار فراغي عابر للقارات يسمى "أورجانوفيك"، والذي يتحرك في أنبوب شفاف بسرعة أعلى من 1666 كم/ساعة (1035 ميلاً في الساعة). وفي وقت لاحق في أبريل 1962، ظهر القطار الفراغي في قصة "المرتزقة" لماك رينولدز ، [7] حيث ذكر النقل بالأنبوب المفرغ أثناء المرور.

خلال سبعينيات القرن العشرين، نشر روبرت م. سالتر من مؤسسة RAND ، أحد أبرز المؤيدين لقطارات الخلاء، سلسلة من المقالات الهندسية المفصلة. [8] [9]

ظهرت مقابلة مع روبرت سالتر في صحيفة لوس أنجلوس تايمز (11 يونيو 1972). ناقش فيها بالتفصيل السهولة النسبية التي يمكن بها للحكومة الأمريكية بناء نظام مكوك أنبوبي باستخدام التقنيات المتاحة في ذلك الوقت. نظرًا لأن القطار المغناطيسي كان ضعيف التطور في ذلك الوقت، فقد اقترح استخدام عجلات فولاذية. سيتم فتح باب الغرفة المؤدية إلى الأنبوب، وسيتم إدخال ما يكفي من الهواء خلفه لتسريع القطار إلى الأنبوب. ستعمل الجاذبية على تسريع القطار المغادر إلى مستوى الانطلاق. عند الارتفاع من مستوى الانطلاق، سيتباطأ القطار القادم عن طريق ضغط الهواء المخفف أمامه، والذي سيتم تنفيسه. ستعوض المضخات في المحطات الخسائر الناجمة عن الاحتكاك أو هروب الهواء حول حواف القطار، ولا يحتاج القطار نفسه إلى محرك. هذا المزيج من قطار الجاذبية المعدل (الضحل) ودفع السكك الحديدية الجوية من شأنه أن يستهلك القليل من الطاقة ولكنه يحد من النظام إلى سرعات دون سرعة الصوت، وبالتالي تم اقتراح مسارات أولية لعشرات أو مئات الأميال أو الكيلومترات بدلاً من المسافات عبر القارات. [10]

كان من المقرر ألا تتطلب القطارات أي وصلات ، حيث يتم لحام كل عربة بشكل مباشر أو تثبيتها بمسامير أو توصيلها بإحكام بالعربة التالية، ولا يتطلب المسار أي انحناء أكثر مما يمكن لمرونة الفولاذ التعامل معه بسهولة. في نهاية الخط، يتم تحريك القطار جانبيًا إلى الغرفة النهائية لأنبوب العودة. سيكون للسكك الحديدية أنبوب مفرغ داخلي ونفق خارجي. عند عمق الرحلة، سيكون هناك ما يكفي من الماء في الفراغ بينهما لتطفو الأنبوب المفرغ، مما يخفف من حدة الرحلة. [ بحاجة لمصدر ]

تم وضع مسار عبر منطقة شمال شرق المدينة الكبرى ، مع تسع محطات، واحدة في كل من واشنطن العاصمة ، وميريلاند ، وديلاوير ، وبنسلفانيا ، ونيويورك ، ورود آيلاند ، وماساتشوستس ، واثنتين في كونيتيكت . تم رسم خرائط أنظمة السكك الحديدية للمسافرين لمنطقتي سان فرانسيسكو ونيويورك، حيث تحتوي النسخة المخصصة للمسافرين على قطارات أطول وأثقل وزنًا، بحيث يتم دفعها أقل عن طريق الهواء وأكثر عن طريق الجاذبية من النسخة بين المدن. كان من المقرر أن يحتوي نظام نيويورك على ثلاثة خطوط تنتهي في بابل وباترسون وهنتنغتون وإليزابيث ووايت بلينز وسانت جورج . [ بحاجة لمصدر ]

أشار سالتر إلى أن مثل هذا النظام من شأنه أن يساعد في الحد من الضرر البيئي الذي يلحق بالغلاف الجوي بسبب الطيران والنقل السطحي. ووصف النقل فائق السرعة تحت الأرض (مكوكات الأنابيب) بأنه "الخطوة المنطقية التالية" التي ستتخذها بلاده. لكن الخطط لم تنتقل إلى المرحلة التالية. [ بحاجة لمصدر ]

في وقت نشر هذه التقارير، كانت الهيبة الوطنية تشكل قضية حيث كانت اليابان تدير قطارات شينكانسن الرائدة لعدة سنوات وكان البحث في قطارات ماجليف من التقنيات الحديثة. كان من المقرر أن ينشئ مشروع بلانتران الأمريكي خدمة مترو أنفاق عبر القارات في الولايات المتحدة ويوفر رحلة من لوس أنجلوس إلى مدينة نيويورك في ساعة واحدة. كان من المقرر أن يُدفن النفق على عمق عدة مئات من الأقدام في تكوينات صخرية صلبة. كان من المقرر أن يستخدم البناء أشعة الليزر لضمان المحاذاة واستخدام مجسات التنغستن للذوبان عبر تكوينات الصخور النارية . كان من المقرر أن يحافظ النفق على فراغ جزئي لتقليل السحب . كان متوسط ​​سرعة الرحلة 4800 كم / ساعة (3000 ميل في الساعة) ويخضع الركاب لتسارع يصل إلى 1.4 مرة من الجاذبية، مما يتطلب استخدام مقصورات ذات محورين . كانت تكاليف البناء الهائلة (التي تقدر بنحو تريليون دولار أمريكي) السبب الرئيسي وراء عدم بناء اقتراح سالتر أبدًا. [ بحاجة لمصدر ]

مترو سويس كما تم اقتراحه في عام 2005

بدءًا من أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات، تم اقتراح مترو سويس للاستفادة من اختراع قطار ترانسرابيد المغناطيسي التجريبي الألماني، والعمل في أنفاق كبيرة تم تقليصها إلى ارتفاع الضغط البالغ 21000 متر (68000 قدم) وهو الارتفاع الذي تم اعتماد طائرة كونكورد SST للطيران عنده. [ بحاجة لمصدر ]

في ثمانينيات القرن العشرين، عالج فرانك ب. ديفيدسون، أحد مؤسسي ورئيس مشروع نفق القناة ، والمهندس الياباني يوشيهيرو كيوتاني  [ja] المشاكل عبر المحيطات باقتراح لتعويم أنبوب فوق قاع المحيط، مرساة بكابلات ( نفق عائم مغمور ). سيظل أنبوب النقل على عمق 300 متر (1000 قدم) على الأقل تحت سطح المحيط لتجنب اضطراب المياه. [ بحاجة لمصدر ]

في 18 نوفمبر 1991، قدم جيرارد ك. أونيل طلب براءة اختراع لنظام قطار فاكترين. أطلق على الشركة التي أراد تأسيسها اسم VSE International ، وذلك للسرعة والصمت والكفاءة. [11] ومع ذلك، أطلق على المفهوم نفسه اسم رحلة مغناطيسية . بدلاً من السير على زوج من المسارات، سيتم رفع المركبات باستخدام القوة الكهرومغناطيسية بواسطة مسار واحد داخل أنبوب (مغناطيسات دائمة في المسار، مع مغناطيسات متغيرة على المركبة)، ودفعها بواسطة قوى كهرومغناطيسية عبر الأنفاق. وقدر أن القطارات يمكن أن تصل إلى سرعات تصل إلى 4000 كم / ساعة (2500 ميل في الساعة) - أي أسرع بخمس مرات من طائرة الركاب النفاثة - إذا تم إخلاء الهواء من الأنفاق. [12] للحصول على مثل هذه السرعات، ستتسارع المركبة في النصف الأول من الرحلة، ثم تتباطأ في النصف الثاني من الرحلة. تم التخطيط للتسارع ليكون بحد أقصى حوالي نصف قوة الجاذبية. خطط أونيل لبناء شبكة من المحطات المتصلة بهذه الأنفاق، لكنه توفي قبل عامين من منحه براءة اختراعه الأولى عليها. [11]

القرن الحادي والعشرين

صورة لنظام هايبرلوب
صورة للنظام المقترح لنظام هايبرلوب

في عام 2001، بدأ جيمس آر باول  - أحد مخترعي القطار المغناطيسي الفائق التوصيل في الستينيات - في قيادة تحقيق في احتمال استخدام قطار مغناطيسي فائق التوصيل للإطلاق إلى الفضاء ، والذي أطلق عليه اسم StarTram . من الناحية النظرية، من شأن هذا أن يتسبب في تكلفة أقل بمقدار مرتبتين من الصواريخ الحالية. من شأن اقتراح StarTram أن يجعل المركبات تصل إلى سرعات تصل إلى 14300 إلى 31500 كم / ساعة (8900 إلى 19600 ميل في الساعة) داخل نفق تسارع طويل. [13]

يزعم فريق ET3 أنهم حققوا بعض الأعمال التي أدت إلى الحصول على براءة اختراع حول "تكنولوجيا نقل الأنابيب المفرغة" والتي تم منحها في عام 2009. [14] وقد قدموا فكرتهم في عام 2013 على المسرح العام. [15]

في أغسطس 2013، نشر إيلون ماسك ، الرئيس التنفيذي لشركة تسلا وسبيس إكس، ورقة هايبرلوب ألفا، والتي اقترح فيها وفحص مسارًا يمتد من منطقة لوس أنجلوس إلى منطقة خليج سان فرانسيسكو ، متبعًا تقريبًا ممر الطريق السريع 5. [16] تم "فتح" مفهوم هايبرلوب بشكل صريح من قبل ماسك وسبيس إكس، وتم تشجيع الآخرين على أخذ الأفكار وتطويرها بشكل أكبر.

ولتحقيق هذه الغاية، تم تشكيل عدد قليل من الشركات، وتعمل العديد من الفرق متعددة التخصصات بقيادة الطلاب على تطوير التكنولوجيا. [17] قامت شركة سبيس إكس ببناء مسار فرعي بطول ميل واحد تقريبًا (1.6 كم) لمسابقة تصميم الكبسولة في مقرها الرئيسي في هوثورن، كاليفورنيا . [18]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ جوزيف جيوتا (الراوي)، باودر هاوس برودكشنز (16 أبريل 2003). "نفق عبر الأطلسي". إكستريم إنجينيرنج . قناة ديسكفري . مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2011.
  2. ^ فيرن، ميشيل. "قطار المستقبل".
  3. ^ "قصة الخيال العلمي روبرت هـ. جودارد نشرت قبل 100 عام". gizmodo.com .
  4. ^ "نظام نقل الأنابيب المفرغة". patents.google.com .
  5. ^ واينبرغ ، بوريس. "Двизение без trения.pre-α" [حركة بدون احتكاك. ما قبل α] (باللغة الروسية) . تم الاسترجاع 24 نوفمبر، 2015 .
  6. ^ وينبرغ، بوريس (1917). "خمسمائة ميل في الساعة". مجلة العلوم الشعبية . 90 : 705-708.
  7. ^ رينولدز، ماك (أبريل 1962). "المرتزقة". الخيال العلمي التناظري والحقيقة . تم استرجاعه في 19 يناير 2015 .
  8. ^ سالتر، روبرت م. (أغسطس 1972)، نظام النقل عالي السرعة للغاية، مؤسسة راند ، تم استرجاعه في 28 سبتمبر 2011
  9. ^ سالتر، روبرت م. (فبراير 1978)، أنظمة مترو الأنفاق عبر الكواكب: قدرة مزدهرة، مؤسسة راند ، تم استرجاعها في 28 سبتمبر 2011
  10. ^ سالتر، روبرت م. (1978)، أنظمة مترو الأنفاق عبر الكواكب = قدرة مزدهرة، مؤسسة راند ، تم استرجاعها في 9 مايو 2021
  11. ^ ab Dyson, Freeman J. (فبراير 1993). "Gerard Kitchen O'Neill". Physics Today . 46 (2): 98. Bibcode :1993PhT....46b..97D. doi : 10.1063/1.2808821 .
  12. ^ دانييلز، لي أ. (29 أبريل 1992). "جيرارد ك. أونيل، أستاذ، 69؛ دراسات قادت في الفيزياء والفضاء". نيويورك تايمز .
  13. ^ “ستارترام 2010”. startram.com . تم الاسترجاع 28 أبريل، 2011 .
  14. ^ "لماذا ET3؟ | تقنيات نقل الأنابيب المفرغة". الولايات المتحدة: ET3. 2013. تم الاسترجاع في 9 أكتوبر 2017 .
  15. ^ أوستر، داريل (9 أكتوبر 2013). السفر السريع في أنبوب مفرغ من الهواء. الولايات المتحدة . تم الاسترجاع في 9 أكتوبر 2017 – عبر Idea City.
  16. ^ "Hyperloop Alpha" (PDF) . مؤرشف من الأصل (PDF) في 1 يناير 2020 . تم الاسترجاع 3 نوفمبر 2019 .
  17. ^ هوكينز، أندرو جيه. (18 يونيو 2016). "ها هي كبسولات هايبرلوب التي تتنافس في سباق إيلون ماسك الكبير في وقت لاحق من هذا العام". ذا فيرج . تم الاسترجاع في 19 أكتوبر 2016 .
  18. ^ إيثرينغتون، داريل (2 سبتمبر 2016). "إليك نظرة أولى على مسار اختبار سبيس إكس هايبرلوب". تك كرانش .
ابحث عن vactrain في ويكاموس، القاموس الحر.
لدى Scholia ملف تعريف لـ Vactrain (Q58181).
  • صفحة معهد ووستر بوليتكنيك التي تناقش إنجازات جودارد محفوظ في 27 فبراير 2016، على موقع واي باك مشين
  • قطارات الفراغ في أوريون أرم
  • مجلة السكك الحديدية
  • العلوم الشعبية
  • مركبة أنبوب الهيدروجين
  • الصين تخطط لإطلاق قطار فائق السرعة بسرعة 1000 كيلومتر في الساعة
  • غطاء الشحن
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Vactrain&oldid=1227951627"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate