VicHyper trình làng thiết kế và công nghệ của toa tàu đầu tiên chạy thử trong đường ống Hyperloop

Thứ hai, 28/11/2016 11:18

SpaceX đã đưa ra ý tưởng về hệ thống vận tải trong đường ống chân không tốc độ siêu thanh Hyperloop vào năm 2013 và ý tưởng này đã nhanh chóng thu hút sự chú ý của cộng đồng cũng như giới kỹ thuật trên toàn thế giới.

Để Hyperloop nhanh chóng trở thành hiện thực SpaceX đã tổ chức một cuộc thi thiết kế và chế tạo toa tàu cho Hyperloop với sự tham gia của nhiều đội đến từ nhiều trường đại học và hôm nay, một trong số những thiết kế đã được đội VicHyper công bố, giúp chúng ta có cái nhìn cụ thể hơn về thứ mà chúng ta sẽ ngồi và di chuyển trong hệ thống đường ống Hyperloop. VicHyper là một trong số 30 đội đã được chọn để chế tạo và thử nghiệm toa tàu Hyperloop vào năm tới.

Đường ống thử nghiệm Hyperloop tại California.​

Về ý tưởng thì Hyperloop là một hệ thống vận chuyển quy mô lớn có thể "phóng" hành khách và hàng hóa đi ở vận tốc lên đến 1223 km/h - gần với vận tốc âm thanh trong các toa (còn gọi là kén) nằm trong một đường ống bán chân không. Ở ngưỡng tốc độ cao nhất có thể đạt được thì toa tàu sẽ trôi lơ lửng bên trong đường ống để giảm tối đa ma sát và con tàu lao đi nhờ đệm từ trường hoặc đệm khí theo cơ chế tương tự như tàu đệm khí (hovercraft) hay quả hockey trên bàn Air Hockey chúng ta vẫn chơi tại siêu thị.

Hyperloop là một dự án mở, tạo điều kiện cho nhiều công ty khởi nghiệp như Hyperloop Transportation Technologies (HTT) và Hyperloop One phát triển các thiết kế toa tàu. Tuy nhiên, bên cạnh 2 công ty dày giạn kinh nghiệm này thì SpaceX vẫn muốn đẩy nhanh tiến trình phát triển bằng việc tổ chức cuộc thi SpaceX Hyperloop Pod Competition mà thành phần tham gia chính là những sinh viên đại học, kỹ sư và nhiệm vụ của họ cũng tương tự: thiết kế và chế tạo một toa tàu Hyperloop có thể hoạt động.

Cuộc thi này đã thu hút hơn 1200 đơn đăng ký và SpaceX đã chọn ra 124 đội để trình bày thiết kế lên ban giám khảo hồi tháng 1 năm nay. Trong số đó, 30 đội được chọn và chuyển sang vòng tiếp theo với nhiệm vụ chế tạo một nguyên mẫu đầy đủ chức năng của toa tàu và nguyên mẫu này sẽ được chạy thử trong đoạn đường ống Hyperloop dài 1,6 km vào tháng 1 năm tới. VicHyper - đội đến từ trường đại học RMIT, Melbourne, Úc là một trong số đó và họ là đại diện duy nhất đến từ nam bán cầu.

Trưởng nhóm Zac McClelland cho biết: "Với thiết kế này, chúng tôi tập trung vào khả năng tăng tốc và giảm tốc. Do đó, chúng tôi phát triển các công nghệ có thể được dùng cho các phương tiện có bánh xe, chạy bằng đệm từ hay đệm khí."

Nỗ lực của đội VicHyper đã được đền đáp khi họ được trao tặng giải thưởng về thiết kế hệ thống thắng tốt nhất - Braking Subsystem Technical Excellence Award và điều này càng tăng cường vị thế của VicHyper trong số 30 đội được chọn để phát triển nguyên mẫu đầu tiên và chạy thử vào năm tới.

McClelland nói: "SpaceX nói 'chúng tôi muốn xem các hệ thống thắng của bạn hoạt động tốt như thế nào nhưng chúng tôi muốn đơn giản hóa nó, đưa nó lên bánh xe và loại bỏ đệm khí?'" Bánh xe nghe có vẻ không phù hợp với tầm nhìn tương lai của SpaceX nhưng McClelland cho rằng việc loại bỏ các biến thể (đệm từ, đệm khí) đã giúp đội tập trung hoàn thiện hệ thống thắng và tăng tốc cho toa tàu, đảm bảo hoạt động tốt ở tốc độ cao trong môi trường chân không. Ngoài ra, theo giải thích của McClelland: "Điều này đúng với những gì Elon Musk đã nói. Tại hội nghị diễn ra ở Texas, khi được hỏi 'Hyperloop sẽ bắt đầu từ đâu?' thì Musk đã trả lời rằng: 'Tôi nghĩ nó sẽ khởi động bằng bánh xe' bởi phương pháp của Musk đó là tạo nên điều kỳ diệu một cách có hệ thống thay vì làm song song cái này cái kia - từng thứ một và đây là điều chúng tôi cố gắng thực hiện."

Giải pháp của đội VicHyper là sử dụng một mô-tơ cảm ứng tuyến tính và nếu thành công thì đây sẽ là hệ thống đầu tiên trên thế giới hoạt động trong môi trường chân không. Hệ thống này kiêm cả 2 vai trò tăng và giảm tốc, khi hãm tốc thì một phần năng lượng sẽ được tái tạo và nạp trở lại vào pin. Họ cũng phát triển một hệ thống thắng thứ 2 dành cho trường hợp dừng khẩn cấp và hệ thống này vận hành bằng dòng điện xoáy tương tự như cơ chế hãm tốc trên những đoàn tàu điện cao tốc hay tàu lượn siêu tốc.

Một số đội khác cũng đang phát triển những hệ thống tương tự để hãm tốc cho các toa tàu nhưng theo McClelland thì đa phần họ sử dụng nam châm vĩnh cửu cần phải bật/tắt và qua thời gian từ tính sẽ giảm dần. VicHyper trong khi đó sử dụng hệ thống điện từ chạy bằng pin và trong hệ thống trình diễn, họ sử dụng một chiếc đĩa bằng kim loại tích hợp các cuộn điện từ dày khoảng 10 mm. McClelland cho biết: "Chúng tôi cho chiếc đĩa quay đến tốc độ 500 vòng/phút và kích hoạt các cuộn điện từ, chiếc đĩa sẽ ngừng lại trong vòng 2 giây. Nó rất khó hỏng và rất đáng tin cậy. Đây là một công nghệ cũ nhưng chúng tôi khai thác nó theo một cách khác trong một hệ thống tốc độ cao như vậy."

Trong khi VicHyper tập trung công nghệ vào hệ thống hãm tốc cho toa tàu Hyperloop thì các đội khác tập trung phát triển các hệ thống nâng toa tàu lên: đệm từ hoặc đệm khí. Cả 2 kỹ thuật này đều có ưu nhược điểm và việc thử nghiệm nguyên mẫu trong đường tàu Hyperloop sẽ giúp xác định cái nào tốt hơn.

Sau một loạt các kiểm tra an toàn nghiêm ngặt do SpaceX thực hiện, các nguyên mẫu toa tàu sẽ được chạy thử trong vài ngày vào tháng 1 năm tới. Các đôi sẽ được chấm điểm theo nhiều tiêu chí khi toa tàu của họ chạy thử với vận tốc đến 400 km/h trong đường ống dài 1,6 km tại trụ sở chính của SpaceX ở California. Các toa tàu cũng được chia làm 2 loại, loại chạy bằng đệm từ và loại chạy bằng đệm khí.

McClelland chia sẻ: "Có rất nhiều thứ được chấm điểm. Tôi nghĩ là tổng điểm sẽ vào khoảng 2500 điểm, bạn sẽ có 200 điểm nếu đạt được tốc độ cao nhất, 200 điểm nếu toa tàu hết đoạn đường ống nhưng tôi nghĩ SpaceX không kỳ vọng nhiều đội sẽ đạt được điều này. Và sau đó chúng tôi sẽ được cho điểm về các khía cạnh như sáng tạo, chất lượng chế tạo, khả năng tăng tỉ lệ của toa tàu để chở được 28 người hay một khoang hàng hóa? Bạn thấy đấy rất nhiều thứ khác nữa."

Mặc dù cuộc thi nào cũng phải có tính cạnh tranh nhưng tất cả các đội đều rất thân thiện với nhau bởi lẽ họ có chung xuất phát điểm là dự án thiết kế nguồn mở của SpaceX, tinh thần hợp tác là thứ tất cả các đội đều có nên không có gì ngạc nhiên nếu như hệ thống thắng và gia tốc của VicHyper được sử dụng kết hợp với một hệ thống nâng do một đội khác thiết kế. Mục tiêu sau cùng là cải tiến hệ thống Hyperloop nhằm mang lại lợi ích cho cộng đồng thay vì lợi ích của SpaceX hay một cá nhân nào khác.

McClelland cho biết: "Luôn có những rào cản đối Hyperloop, rào cản về môi trường, rào cản về chi phí nhưng chúng tôi có thể vượt qua rất nhiều rào cản bởi tác động đến môi trường của hệ thống đường ống và phương tiện vận chuyển này là rất ít. Nếu so sánh về mức năng lượng tiêu thụ của Hyperloop và một chiếc xe hơi thì sự chênh lệch này rất lớn nhưng nếu xét về tốc độ và độ an toàn thì sẽ rất hợp lý."

Giai đoạn thử nghiệm các toa tàu sẽ bắt đầu từ 27 đến 29 tháng 1 năm 2017, sau đó các đội được chọn sẽ tiếp tục bước vào vòng 2 vào mùa hè với thử thách tiếp theo là đưa toa tàu đạt tốc độ tối đa.

 

Nguồn: New Atlas​, Tinhte

Tìm theo ngày :

Đánh giá

(Di chuột vào ngôi sao để chọn điểm)
  
Khách online:
Lượt truy cập: