Môj farebný denník

Keď Hyperloop transportation oznámil že na Slovensku zakladá výskumno vývojovú pobočku a plánuje vybudovať trať medzi Bratislavou a Viedňou, potešil som sa.
Ako som sa však dozvedal ďalšie informácie, vedel som že je to nereálne.

Pri súčasnej ekonomicko technickej situácii vo svete, je vybudovanie Hyperloopu pre komernčné použitie nemožné. Do roku 2020 sa určite žiadna, ani len testovacia trať v Bratislave nepostaví. Trocha lepšie je na tom konkurenčná spoločnosť Hyperloop One, ktorá stavia testovaciu dráhu v Nevade v USA.

Niečo ako Hyperloop na Slovensku možno niekedy bude, ale určite nie v takejto technickej podobe ako nám prezentujú dnes. Možno sa to už ani nebude volať Hyperloop, alebo to bude niečo zásadne iné ako to čo sa prezentuje dnes.

Vo všeobecnosti je Hyperloop skvelý dopravný prostriedok a myslím že má budúcnosť. Nie však skôr ako o 20 rokov. Hlavne preto, že jeho vývoj je ešte len na začiatku a stále nemáme všetky potrebné technológie na to, aby mohla byť jeho prevádzka ekonomická.

zakladatelia Hyperloopu tvrdia že trať postavia rýchlo a za zlomok ceny ako by sa stavala železnica. Mám aspoň základné technické vzdelanie a preto napíšem pár bodov prečo si myslím že je to teraz absolútne nereálne a tento spôsob dopravy je zatiaľ len v štádiu základného výskumu.

– Akosi sa zabúda na to, že aj keď sa podarí Hyperloop postaviť, budú potrebné drahé a niekoľko rokov trvajúce bezpečnostné certifikácie

– Spôsob použitých technológií sa neustále mení. Najprv bol na pohon navrhnutý „ventilátor“ v nízkotlakovej rúre a vzduchové vankúše na nadnášanie. Čo je úplne nereálne, pretože pri tak nízkom tlaku, by sa musel tento „ventilátor“ krútiť extrémne rýchlo a bol by tak veľmi energeticky náročný. Teraz je to lineárny elektromotor a vzduchové vankúše. Najnovšie sa hovorí namiesto vzduchových vankúšov iba o pasívnej magnetickej levitácii, ktorá určite nebude stačiť na zdvih celej kapsule.

– Obrovská energetická náročnosť odčerpávania vzduchu v potrubí. Ešte som nevidel žiadny podobný prototyp a udržať tak nízky tlak v tak veľkom potrubí je dnes ekonomicky nemožné.

– Rozdiely teplôt, ktoré budú pôsobiť neustále na kovové potrubie ho budú veľmi namáhať a ohýbať. Ak by sa použil iný materiál, ktorý nie je tak teplotne rozťažný, bolo by to extrémne drahé.

– Veľký problém je energeticky náročný pohon jednotky. Vývojári plánujú použiť štandardné a stále veľmi nebezpečné Lítium-iónové batérie. Tie majú veľmi obmedzenú životnosť a navyše zatiaľ nedokážu zabezpečiť prepravu na dlhšie vzdialenosti a ekonomickosť prevádzky. Ide najmä o lineárny motor, magnetickú levitáciu a napájanie všetkých systémov. Úplne pasívna magnetická levitácia určite nebude stačiť tak ťažkej kapsule.

Nabíjanie batérií trvá veľmi dlho a ich prípadná výmena v staniciach za plne nabité by vôbec nebola jednoduchá.
Zaujímavým systémom na pohom by mohli byť palivové články na vodík. Problém by však mohlo byť získať dostatočné množsvo kyslíka z okolitého vzduchu, keďže má byť tento systém extrémne nizkotlakový. Samozrejme, stlačený kyslík sa dá niesť spolu s vodíkom. Problémom je však oveľa vyššia cena a hmotnosť.

– V prípade uzavretého systému v „tunely“ s použitím pomerne nebezpečných li-ion batérií je veľkým problémom bezpečnosť. Je to najmä riziko požiaru. Ďalšie bezpečnostné problémy budú v prípadne poškodenia kapsule a prudkého zníženia tlaku v tejto kapsuly takmer na úroveň vákua (omnoho horšie ako dekompresia v lietadle). Ďalší obrovský problém nastane v prípade poškodenia samotnej rúry. Ak nastane dekompresia, rúra imploduje a stlačí všetko vo vnútry, podtlaková ničivá vlna, ktorá sa šíri rýchlošťou zvuku, začne ničiť trať po celej dĺžke a môže poškodiť, alebo zničiť aj samotné kapsule a cestujúcich niekoľko kilometrov od vzniku poškodenia. Na zničenie a znefunkčnenie trate bude stačiť komukoľvek iba jeden výstrel z lepšej útočnej pušky. Ak sa stane vážna nehoda, pravdepodobne každý v kapsuly zomrie.

– Pri vyšších rýchlostiach prichádza množstvo ďalších problémov a bezpečnostných rizík. Napríklad preťaženie v zákrutách. Tie budú musieť byť určite vo veľmi miernych uhloch čo nie je všade ideálne. Aj keď samotné preťaženie nemusí byť vôbec veľké, kvôli nutnosti udržať kapsulu pri levitácii v rozmedzí niekoľko milimetrov až centimetrov, bude nutné aj pri malom preťažení podstatne znížiť v zákrutách rýchlosť  na 100-200 km/h podobne ako to robí aj Maglev (levitujúci vlak). Ak sa majú zachovať výhody Hyperloopu, tak bude vhodný len na priamočiare trate, čo je málokde.

– Cena infraštruktúry a použitých kvalitných materiálov bude určite na začiatku oveľa vyššia ako cena dnešných koľajníc. Len samotné potrubie bude musieť byť z kvalitnej ocele, veľmi odolné a hrubé aby udržalo vysoký podtlak. Kvôli teplotnej rozťažnosti bude potrebné každých niekoľko sto metrov dávať vyrovnávacie spoje. Tiež budú musieť byť pridané každých niekoľko kilometrov špeciálne bezpečnostné systémy, ktoré ochránia a uzavrú tunel v prípade poškodenia a následnej dekompresie.

– Veľmi obmedzená hmotnosť nákladu. Tým, že bude systém používať levitáciu, bude snaha minimaližovať hmotnoť a teda aj náklad.

– Chladenie pohonných systémov a klimatizácie kapsule môže byť dosť komplikované. Keďže vo vákuu sa teplo už nešíri prúdením, ale iba sálaním.

Prvý reálny ekonomicky fungujúci Hyperloop bude až vtedy, keď bude dostatočne zlepšená technológia batérií, alebo superkapacitorov a vyriešené konštrukčné problémy. Možno tak v roku 2035.

Nakoniec bude prvá funkčná trať možno iba Maglev s kontaktným elektrickým vedením v nízkotlakovej rúre pohybujúci sa rýchlosťou rozhodne nižšou ako 1000 km/h.