Quest-ce que lHyperloop ?

Hyperloop est un mode de transport conceptuel proposé par Elon Musk, qui verrait des dosettes relativement petites voyager à travers des tubes hermétiques qui ont été partiellement évacués de l'air. En voyageant dans un environnement à pression réduite, vous pouvez atteindre et maintenir des vitesses proches de la vitesse du son beaucoup plus facilement qu'en plein air, ce qui permet un transport économe en énergie et rapide sur de longues distances.

Problèmes avec le transport à grande vitesse moderne

Les plates-formes modernes de transport à grande vitesse, telles que les avions et les trains à grande vitesse, sont principalement limitées en vitesse par la résistance de l'air et la traînée. Plus vous voyagez vite, plus vous rencontrez d'air dans un laps de temps donné. Courir dans cet air supplémentaire agit comme une force de résistance qui tente de vous ralentir. Pour lutter contre la résistance supplémentaire, de plus en plus de puissance doit être utilisée pour augmenter encore la vitesse, ce qui entraîne une consommation accrue de carburant et l'augmentation associée des émissions.

Le principal moyen de minimiser la résistance de l'air est de concevoir des formes hautement aérodynamiques qui permettent à l'air de circuler en douceur sur un objet. un flux régulier d'air à grande vitesse permet de minimiser la résistance de l'air et les effets de traînée. Les avions minimisent davantage la résistance de l'air à laquelle ils sont confrontés, en volant à des altitudes avec une pression atmosphérique réduite, avec moins d'air à repousser, moins de force est nécessaire pour voyager à la même vitesse.

Comment l'hyperloop fonctionnera

Hyperloop est conçu pour fonctionner dans un tube scellé dont la majeure partie de l'air a été aspirée. La pression proposée à laquelle un tube hyperloop fonctionnerait est d'un millibar. Un millibar de pression équivaut à peu près à un millième de la pression atmosphérique au niveau de la mer, ou la pression atmosphérique à une altitude de 48 kilomètres.

Remarque : à titre de comparaison, l'altitude de croisière standard la plus élevée pour un 747 est de 12,5 km, où la pression atmosphérique est de 179 millibars.

Après avoir réduit le facteur de limitation de vitesse principal, le problème suivant est la friction avec le sol. La plupart des véhicules terrestres utilisent des roues, qui produisent des frottements et souffrent d'usure. La principale alternative à cela est la lévitation magnétique ou maglev, cela fonctionne bien dans les systèmes ferroviaires sur lesquels il a été mis en œuvre mais a un coût élevé. L'alternative proposée par Musk est d'utiliser un ensemble de skis à roulettes pneumatiques, qui implique que la nacelle flotte sur un coussin d'air. Cette méthode devrait être nettement moins chère que l'utilisation des technologies maglev tout en aidant à minimiser le problème de compression de l'air dans le tube.

Comme une nacelle se déplace le long du tube qui n'est qu'un peu plus large qu'il ne l'est, il n'y a pas beaucoup de place pour que l'air circule à l'extérieur. Cela peut conduire à ce que la dosette agisse essentiellement comme une seringue, comprimant de plus en plus l'air devant elle. En incluant un ventilateur de compresseur à l'avant de la nacelle, l'air entrant peut être redirigé vers les skis à roulettes pneumatiques au besoin et le reste poussé hors de l'arrière de la nacelle pour aider à maintenir la vitesse.

Les moteurs à induction linéaires similaires à ce que l'on trouverait sur un train maglev ou dans un railgun sont la méthode d'accélération et de décélération proposée. Avec la résistance minimisée, les nacelles peuvent essentiellement glisser pour la majorité de leurs voyages.

L'ensemble du concept hyperloop a été open-source dans l'idée d'encourager la communauté des ingénieurs à proposer toutes les améliorations qu'ils peuvent apporter. Cela devrait conduire à un produit final de qualité supérieure, mais cela signifie que le concept actuel peut être modifié avant sa forme finale.

Problèmes avec le concept d'hyperloop

Le principal problème avec l'hyperloop est qu'il nécessite un tube entièrement hermétique de l'origine à la destination. La pression de 1 millibar est considérée comme un juste milieu réaliste et efficace où un vide poussé serait tout simplement trop difficile, cependant, cela dépend toujours de l'étanchéité du tube. Il y a peu d'explications sur ce qui se passerait si un tube était endommagé dans des situations telles qu'une attaque terroriste ou un tremblement de terre.

Même si la pression d'air dans le tube est faible, les pods hyperloop doivent toujours être conçus en tenant compte de l'aérodynamisme. Ceci afin d'éviter tout flux d'air supersonique potentiel lors de déplacements à des vitesses approchant la vitesse du son. Même avec une pression d'air de seulement un millibar, la vitesse du son est une limite de vitesse clé. Pour voyager de manière réaliste à des vitesses supersoniques, le tube devrait être mis sous vide.

La nacelle doit passer à un environnement de pression standard à la fois pour l'embarquement et le débarquement. Cela ajoute à la complexité du système et au temps requis pour le transport.

Le train SCMaglev spécialement conçu au Japon a démontré une vitesse de pointe de 603 km/h, soit environ la moitié de celle de la proposition hyperloop (1220 km/h). Sans les complexités supplémentaires des tubes sous pression et avec la relative facilité avec laquelle la capacité des trains peut être augmentée, cela peut être une technologie de voyage à grande vitesse plus réalisable que l'hyperloop.