西班牙公司在设计未来的地面交通系统。
当SpaceX公司举行了第一次Hyperloop设计周末竞争2016年1月在德克萨斯州,一个团队的五个学生大学为瓦伦西亚(UPV)在西班牙,自称Hyperloop UPV,获奖最佳总体概念设计和最佳推进系统。
整体概念是利用磁悬浮给他们Hyperloop通过地铁车辆骑无摩擦;推进系统是一个涡扇发动机在前面的车辆,吸入空气,否则建立在它前面,造成阻力。Hyperloop UPV设计了这个屡获殊荣的原型。
在2016年晚些时候Zeleros形成团队的一些成员,公司决心赢得比赛第一个商业Hyperloop系统市场。Hyperloop旨在连接城市与高速交通解决方案组成的客运和货运舱移动通过一个金属管速度高达1000公里/小时,堪比飞机的速度。
图1:一个Ansys流利的涡扇发动机的空气动力学分析。
Zeleros杠杆降低成本软件Ansys下启动程序设计磁悬浮系统和流利的研究气流通过涡扇发动机和其他vehicle-tube系统。
“在西班牙,种子资金是很难找到,你必须证明你公司的信誉生存和进步在沙漠中三年,”丹尼尔•东方表示Zeleros公司的共同创始人兼首席技术官。“一开始我们有困难找到薪水和笔记本电脑的钱。幸运的是,Zeleros成功地克服了这些年来提高公共和私人支持。”
东方将Zeleros Hyperloop挑战的方法描述为“设计通过一个管一个没有翅膀的飞机旅行。“他们是唯一一家在Hyperloop种族将所有技术的车辆,如悬浮电磁铁和涡扇发动机的推力。这种方法将使建筑的基础设施- Hyperloop管更便宜和更容易维护。其他公司也将推进设备在管而不是汽车,但这需要反复的推进设备定期在整个管,使基础设施昂贵得多。
图2:Zeleros Hyperloop设计使用一个涡扇发动机在前面车辆的驱动,减少阻力。
Zeleros也选择了内部的压力管外的压力相当于一架飞机飞行的高度大约15公里。其他设计要求管在低压力,理论上会消除所有的阻力,因为没有空气处理。Zeleros选择这个中压最终认证。“的一个主要障碍Hyperloop认证过程,“东方说。”,因为它是一种新的交通技术,它必须是安全可靠的。通过选择一个压力经历了飞机,我们知道已经有解决方案和标准的设计和认证”。
无翼飞机汽车设计,磁悬浮取代了翅膀给pod电梯需要穿过管与管本身没有联系。紧密配合,像一个活塞在一个引擎。永久磁铁和电磁铁位于上部的车辆控制的车辆之间的距离和管壁。Zeleros工程师控制永久磁铁之间的距离和屋顶和电磁铁间隙传感器不断措施这个距离在一个闭环控制系统。
图3:瞬变电磁模拟线性机。
“我们使用麦克斯韦来模拟这一过程,因为它是一个不稳定的系统,“东方说。“如果一切循环不是控制,永久磁铁可以摔倒或对屋顶飞起。“使用麦克斯韦,他们可以改变距离的差距,通过电磁铁电流,测量磁力。然后他们可以做实验运行在一个小规模的测试检查麦克斯韦模型结果。“这模拟磁一边很容易做到,因为方程非常彻底,结果与实验数据匹配很好,”东方说。“你得到的结果是非常真实的。”
图4:Zeleros使用Ansys麦克斯韦模拟磁系统。
系统更难的流体动力学模型,根据东方,因为设置车辆的质量和边界条件增加了更多的变量。因为他们决定使用一个中间压力管,空气管,建立在汽车前面的鼻子和造成阻力。“我们的主要空气动力学问题是我们的车辆或多或少相同的直径的管,以降低成本,但这使空气无法绕着车,因为没有空间,“东方说。Zeleros团队使用流利的模型这一复杂的系统,与前面的车辆上的涡扇发动机由一个电动马达驱动吞咽空气,减少阻力。空气是开除的后方车辆。”这一过程产生推力的一点,我们需要保持在所需的车辆的速度,”他说。
因为整个系统是由电力驱动,Hyperloop不会产生污染物,不像飞机。快速地旅行的可用性也可以减少机场的拥堵,越来越多的人保持每年飞行(无视2020年和旅行由于COVID-19)的下降。尽管早期的炒作Hyperloop准备在一年或两年,东方说,仍有很多需要做过这是一个现实。2027年Zeleros项目有一个操作系统可用。认证可能需要两到三年,因此他们的目标是商业2030年发射。第一个团队终点线可能产生重大影响的设计Hyperloop管本身。
图5:一个渲染的Zeleros Hyperloop设计。
“既然Hyperloop更加明显,我们正试图证明,概念是可行的和廉价的足以建造,“东方说。“这是一个与不同的公司从事相同的概念有不同的解决方案。Ansys软件帮助我们在这个比赛。”
检查Ansys启动程序网页的公司如何参与的更多细节。
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