Hyperloop

[산내들]

공기압의 압력 차를 이용해 빠른 속도로 움직이는 튜브형 초고속열차다. 고속 수송 시스템의 하나로 2013년 8월 엘론 머스크(Elon Musk)가 구상해 발표한 개념이다. 엘론 머스크는 미국의 사업가로 민간 우주 화물업체 스페이스X(SpaceX)와 전기자동차 업체인 테슬라 모터스

하이퍼루프 열차는 캡슐 모양으로 튜브로 만든 궤도 속을 달린다. 튜브 안은 공기를 제거해 압력이 매우 낮은 환경을 만들어 공기저항을 최소화한 것이 특징이다. 공기 마찰이 거의 없으므로 하이퍼루프 열차는 같은 출력으로도 일반 열차보다 빠른 속도를 낼 수 있다.

하이퍼루프의 캡슐에 달린 팬(Pan)은 공기 베어링(Air Bearing)을 형성하면서 열차를 공중에 살짝 띄운다. 공기 베어링이란 압축기에서 나온 높은 압력의 공기로 물체 간 마찰을 줄이는 것을 말한다. 이로 인해 하이퍼루프 열차는 공중에 살짝 뜬 상태로 저압의 튜브 속을 빠르게 움직일 수 있다. 열차를 추진하는 힘은 튜브 외부에 달린 리니어 모터자기부상열차자기력

 

하이퍼루프 내부 구조를 그린 컨셉아트

ⓒ Camilo Sanchez | CC BY-SA

엘론 머스크에 의하면 하이퍼루프는 시속 1,200km 이상의 속도를 낸다. 시속 305km 정도의 KTX와 비교하면 약 4배 빠른 속도다. 머스크는 샌프란시스코에서 LA까지 600km 구간에 하이퍼루프를 건설할 경우 60억 달러 정도가 들 것으로 추정했다. 하이퍼루프는 발표 당시 친환경적이고 저렴한 비용, 빠른 속도를 가진 신개념 고속열차로 주목받았다. 다만 예상보다 초기 비용이 많이 들고 기술적 한계가 있어 상용화가 어려울 것이란 평가를 받기도 했다.

2013년 말 하이퍼루프 실현을 목적으로 더크 알본(Dirk Ahlborn)에 의해 ‘하이퍼루프 트랜스포테이션 테크놀로지(HTT, Hyperloop Transportation Technologies)’가 설립됐다. 2014년에는 스페이스X 엔지니어 출신인 브로건 밤브로건(Brogan Bambrogan)등에 의해 ‘하이퍼루프 테크놀로지스(HT, Hyperloop Technologies)’가 설립됐다. 두 회사는 하이퍼루프 상용화를 위한 기술 개발 중이다.

2015년 HTT는 미국 캘리포니아 지역에 8km 정도의 하이퍼루프 시범운영구간을 건설한다고 발표했다. 시범구간 건설 비용은 약 60억 달러이며, 건설 기간은 2년 정도 걸릴 전망이다. HTT의 하이퍼루프는 태양광과 풍력 등에서 나온 전력을 사용한다. 또한, 승객이 앉는 캡슐은 포드(Pods)라 불리며 한 개에 6~8명의 승객이 탑승해 30초에 한 번씩 출발하게 된다

LA 에서 SanFrancisco 까지(615Km) 자동차로 6시간 걸리고 비행기로 1시간 반인 거리를 하이퍼루프를 이용하면 43분이 걸린다고 합니다. 만약 상용화가 된다면 엄청난 교통수단의 진보일듯 싶네요.

1000km / h 이상의 속도로 승객 또는화물 포드를 추진할 수 있습니다. 이는 고속철도보다 3 배 빠르며 기존 철도보다 10 배 이상 빠르다고 합니다.

자기부상, 전자기력, 진공환경, 지속가능성등의 키워드를 이용하여 보다 빠르고 효율적으로 승객과 화물을 운반할 수 있다고 합니다.

 차량은 비접촉 전자기 부상을 사용하여 활공합니다. 기존 시스템에 비해 자속을 생성하고 전자기력을 높이며 에너지 소비를 수십 배 감소시키는 데 매우 효율적입니다.

 100%는 아니지만 100에 가까운 진공 환경을 조성하여 기압을 해발 60Km 수준까지 낮췄습니다. 거의 진공은 공기 역학적 항력을 크게 낮추어 최소한의 에너지를 사용하면서 더 빠른 속도를 달성 할 수 있습니다.

 소음 정도에 있어서도 움직임을 알리기 위해 소음을 내야하는 매우 조용한 전기 자동차와 유사합니다. 하이퍼 루프를 사용하면 트랙의 바퀴와 같은 기계적 소음의 원인을 제거하고 실제로 튜브 디자인에 내재 된 사운드 장벽이 있습니다.

 지형, 도시 개발 및 환경에 따라 Virgin Hyperloop는 지상과 지하에서 모두 작동하며 고속철도에 비해 건설 비용이 저렴하다고 하네요.

 버진 하이퍼루프는 100 % 전기로 작동되며 경로를 따라 사용 가능한 모든 에너지 원에서 전력을 끌어 올 수 있습니다. 그렇다면 튜브를 태양광 패널로 덮어서 전력을 공급하는 가능성도 미래에는 제공할 수 있으리라 생각됩니다.

출처 virgin hyperloop

Virgin Hyperloop는 항공 속도, 철도와 동일한 수준의 G-force 의 영향을 받고 지하철 탑승을 하는것과 같은 용이성을 제공합니다. 중앙 명령 및 제어는 네트워크 전체에서 안전하고 신뢰할 수있는 통과를 보장한다고 합니다.

포드가 진공에 가까운 환경에서 시속 1000km까지 가속되므로 커피 한 방울도 흘리지 않는다고 합니다. 신기하네요

Hyperstructure는 지상 또는 지하에 건설 할 수 있으므로 위험한 교차점을 피할 수 있으며 폐쇄 형 시스템 아키텍처는 날씨 지연이없고 외부와의 충돌이나 위험에서 자유롭습니다.

근거리 및 원거리 통신은 완전 자율 시스템 내에서 포드 이동을 조정하고 센서는 마이크로 초 단위로 조정하여 실시간 위치 및 위치 데이터를 수집하고 전송합니다.

좀 더 미래에는 승객이 직접 운송하거나 주문형 운송을 기대 할 수 있을것입니다. Virgin Hyperloop를 사용하면 시간표가 없고 몇 개의 포드가 분당 출발 할 수 있으며 시스템은 모든 역에서 정차 할 필요가 없도록 하는것이 버진하이퍼루프의 계획이라고 하네요. 시간표가 없이 누구나 바로 이용할 수 있는 시스템이라면 정말 편리하긴 하겠네요.

출처 virgin hyperloop

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각각의 pod 에는 최대 28명까지 탑승 할 수 있고 가벼운 짐도 실을수 있을것 이라고 합니다.

출처 virgin hyperloop

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POSCO is set to develop a hyperloop train system.pdf