하이퍼루프는 어떻게 작동합니까? 자기 부상에 대해 알아야 할 모든 것

2012년 Tesla와 SpaceX 설립자 Elon Musk가 개념으로 처음 연마한 하이퍼루프는 여객 운송의 미래로 선전됩니다.

초심자를 위해 하이퍼루프는 고속 포드가 이동하는 밀봉된 튜브를 포함하는 고속 여객 운송 시스템으로 이동 시간을 줄입니다. 예를 들어, 기차로 4시간 이상 걸리는 런던에서 에든버러까지의 여행은 이론적으로 30분이면 충분합니다.

이후 머스크는 신생 기업과 학생 주도 프로젝트가 자체 버전의 하이퍼루프를 만들도록 독려했습니다. 고속 시스템은 자기 부상의 버전을 사용하지만 그것이 무엇이며 어떻게 작동합니까?

자기부상이란?

자기 부상 또는 자기 부상은 자기장만 사용하고 다른 지원 없이 물체가 공중에 떠 있는 경우입니다.

초고속 자기 부상 열차와 함께 자기 부상은 자기 베어링을 포함한 다양한 엔지니어링 용도를 가지고 있습니다. 또한 플로팅 스피커와 같은 디스플레이 및 참신 목적으로 사용할 수 있습니다.

자기 부상은 어떻게 작동합니까?

자기 부상의 가장 잘 알려진 용도는 자기 부상 열차입니다. 현재 중국과 일본을 포함한 소수의 국가에서만 운행되고 있는 자기 부상 열차는 기록적인 속도로 375mph(603km/h)로 세계에서 가장 빠릅니다. 그러나 기차 시스템은 건설하는 데 엄청나게 비싸고 종종 거의 사용되지 않는 허영심 프로젝트로 쇠약해집니다.

사진 제공: 에너지부

자기 부상 열차 기술에는 EMS(전자기 서스펜션)와 EDS(전기역학적 서스펜션)의 두 가지 주요 유형이 있습니다.

EMS 열차에서 전자 제어 전자석을 사용하여 열차를 자기 강철 트랙으로 끌어 당기는 반면, EDS 열차와 철도 모두에 초전도 전자석을 사용하여 객차를 공중에 뜨게 하는 상호 반발력을 생성합니다.

Inductrack 시스템에 사용되는 EDS 기술의 변형은 전동식 전자석이나 냉각된 초전도 자석 대신 기차 밑면에 영구 자석 어레이를 사용합니다. 이것은 수동 자기 부상 기술이라고도 합니다.

하이퍼루프는 자기 부상을 어떻게 사용합니까?

Musk의 원래 개념에서 포드는 에어 하키 테이블에 떠 있는 퍽과 유사한 방식으로 압축된 공기 층에 떠 있었습니다. 그러나 하이퍼루프 경쟁을 주도하는 두 회사 중 하나인 HTT(Hyperloop Transportation Technologies)의 최신 버전 기술은 동일한 효과를 얻기 위해 수동 자기 부상을 사용합니다.

사진 제공: HyperloopTT

이 기술은 Inductrack 시스템의 일부로 개발한 Lawrence Livermore National Labs(LLNL)로부터 HTT에 라이선스를 받았습니다. 이 방법은 기존 자기 부상 시스템보다 저렴하고 안전한 것으로 생각됩니다.

이 방법을 사용하면 자석이 Halbach 배열의 캡슐 아래쪽에 배치됩니다. 이것은 어레이의 한쪽에 자석의 자기력을 집중시키고 다른 쪽의 자기장을 거의 완전히 상쇄시킵니다. 이러한 자기장으로 인해 포드가 트랙에 내장된 전자기 코일을 통과할 때 포드가 뜨게 됩니다. 선형 모터의 추진력이 포드를 앞으로 밀어냅니다.

HTT의 주요 라이벌인 Hyperloop One은 또한 포드 측면 영구 자석이 포드 속도에서 오는 유일한 입력 에너지로 수동 트랙을 밀어내는 수동 자기 부상 시스템을 사용하고 있습니다.

사진 제공: 버진 하이퍼루프

두 시스템 모두 포드의 움직임을 돕기 위해 공기 펌프를 사용하여 터널의 기압을 낮춥니다. 낮은 공기압은 항력을 극적으로 줄여 최고 속도를 달성하는 데 상대적으로 적은 양의 전기만 필요합니다.

하이퍼루프 진행

이제 자기 부상에 대해 이해했으므로 일반 용도로 기술을 확장하는 데 있어 기업이 어떤 진전을 이루고 있는지 살펴보겠습니다.

흥미로운 소식은 Virgin의 Hyperloop가 2인승 Pod-2로 두 명의 승객을 안전하게 운송했다는 것입니다. 이 차량은 우리가 나중에 회사에서 기대하는 것보다 훨씬 작은 버전입니다. Virgin의 예측에 따르면 우리는 언젠가 28인승 승용차를 보게 될 것입니다.

현재 모델은 시속 107마일에 불과했지만 안전하게 도달했으며 우리는 이를 신기술의 승리라고 부를 것입니다.

물론 Elon Musk는 Virgin이 Hyperloop의 영광을 모두 누리도록 내버려 두지 않습니다. 올해 7월 Musk는 실제 하이퍼루프 여행을 더 잘 모방하기 위해 여러 곡선이 있는 10km 길이의 터널을 건설하기를 고대하고 있다고 트윗했습니다.