Tady vzniká Hyperloop. Je 10× efektivnější než letadlo, ale od Muskovy myšlenky je k realizaci ještě hodně daleko

Pokračování 2 / 6

Co je Hyperloop

Hyperloop je koncept vysokorychlostního dálkového transportního systému. Kapsle neboli pody s přetlakovou kabinou pro pasažéry (či prostorem pro náklad) se pohybují tunelem/potrubím, ze kterého je odsátý vzduch, aby se snížil odpor. Kapsle v tunelu levituje na magnetickém poli, pohyb zajišťuje lineární elektromotor a/nebo turbína v čelní části kapsle.

Tyhle obrázky před lety proletěly svět. Tak představil Elon Musk světu koncept Hyperloop.

To má zajistit…

1. rychlosti srovnatelné s dopravním letadlem – Musk mluvil o 1 300 km/h, dnešní firmy pracující na realizaci používají čísla od 800 do 1000 km/h, ale i to je zatím pouze teorie.
2. ale hlavně nevídanou efektivitu pohybu. Ve srovnání s letadlem potřebuje Hyperloop pět až desetkrát méně energie.

Popis konceptu záměrně nechávám jen obecný, protože tak jej Elon Musk předal světu. Není to tak, že by na ubrousek nakreslil trubku, řekl, že se z ní odsaje vzduch, a tím bude jezdit kapsle s vrtulí. Ostatně Hyperloop Alpha Paper je stále vystavený na webu Tesly a kdokoliv do něj může nahlédnout.

Pokračování 3 / 6

Hyperloop chce postavit 7 firem a 2 vlády

Je potřeba vyvinout celý systém od kapslí po tunely a veškerou návaznou infrastrukturu, což je extrémně drahá záležitost s velmi dlouhou/nejistou návratností. Takže kdo se vlastně zabývá realizací konceptu Hyperloop? Jsou to dva státní projekty v Číně a Koreji a 7 společností:

1) Nevomo – polský projekt do roku 2020 známý jako Hyper Poland. V plánu je kolejový vlak s magnetickou levitací, podrobnosti najdete v nedávném článku.

Reder budoucnosti a současné testy polské Nevomo.

2) HADRT Hyperloop – nizozemský projekt buduje 400 metrovou testovací dráhu a zve další firmy ke spolupráci.

Také v tomto projektu se angažuje Evropská unie.

3) Hyperloop One – americký projekt, dříve známý jako Virgin Hyperloop, ale po odchodu Richarda Bransona se přejmenoval. Firma už má za sebou testy s lidskou posádkou.

Takhle vypadaly testy tehdejšího Virginu už v roce 2018. Od té doby nejsou pokroky tak pompézní a viditelné.

4) Hyperloop TT USA – už v roce 2018 tahle firma postavila testovací trať ve francouzském Toulouse a stále je jedinou „v životní velikosti“ na světě.

Na veletrhu MWC v únoru 2023 firma ukázala druhou generaci podu.

5) TransPod – kanadská společnost pracuje na dopravním systému FluxJet a má smlouvu na první trasu z Calgary do Edmontonu, stavba má začít v roce 2025. Po technologické stránce se původní myšlence Hyperloopu v některých bodech vzdaluje.

Transpod má zaručeně nejvíc cool rendery.

6) Swisspod – švýcarská společnost v roce 2021 otevřela testovací dráhu pro zmenšené pody. Unikátní je tím, že je kruhová, tady jízdy nejsou tak striktně omezené časem a vzdáleností.   

Obrazový výstup je podobný jako u konkurentů – fantastické rendery, v realitě výrazně skromnější testovací zařízení.

7) Zeleros – téhle spanělské firmě je věnovaný celý dnešní článek, nicméně zajímavé je třeba i to, že o Hyperloopu přemýšlí v kontextu dalších dopravních systémů. Firma se věnuje i některým dalším projektům (třeba dopravní systém pro pohyb nákladních kontejnerů ve valencijském přístavu), což může vypadat jako rozptylování pozornosti, ale vedení říká, že jde o cenné ověření funkčnosti jednotlivých technologií, které se později sejdou v Hyperloopu.

Hyperloop chce koexistovat s vlaky, elektromobily i elektrizovaným letectvím.

Pokračování 4 / 6

Zásadní konstrukční rozdíly

Problém je, že co firma, to více či méně odlišné řešení. Výše zmíněný Muskův Hyperloop Alpha Paper má 58 stran a řadu technologických detailů, ale na cestě k fungujícímu dopravnímu systému stojí na samém začátku. Realizace je v rukou inženýrů, prostor pro variace je obrovský a z toho pramení celá řada problémů a nekompatibilit jednotlivých řešení.

Příklad?

• Většina ze jmenovaných projektů počítá s tím, že se vzduch z tunelů odsaje na úroveň vesmírného vakua. Zeleros pracuje s jiným konceptem: odsaje 90 % vzduchu, se zbylými 10 % si poradí elektromotorem a bateriemi hnaná palubní turbína umístěná na čele kapsle. Ta zbývající vzduchové molekuly natlačí do užšího kanálu pod/nad kabinou a vzadu je opět vypustí do tunelu. Toto řešení je výrazně levnější, co se týče konstrukce tunelů a nároků na jejich těsnost, ale i na technologii vývěv a udržování potřebného podtlaku ve stovky kilometrů dlouhém systému. Naopak dražší je konstrukce a výroba podu. Zeleros má kalkulace, které ukazují, že jeho řešení je z hlediska celého ekosystému levnější.

Na jiných renderech vede tunel nad hlavami pasažérů, i z toho je zřejmé, že k realizaci je ještě daleko. 

• Některé firmy počítají s lineárním elektromotorem po celé délce tunelů, což je pochopitelně drahé. Zelerosu stačí kilometr před stanicí na rozjezd, zbytek jízdy už obstarají palubní baterie. Další kilometr elektromotoru bude před stanicí kvůli brzdění, rekuperovaná energie poteče zpět do baterií podu.

Snaha o jednotné řešení

Rozdíly v konstrukci podů i tunelů jsou zásadní a každá firma logicky obhajuje to své řešení. Přitom cílem je globální kompatibilita Hyperloopu. Kapsle od jakékoliv firmy musí projet všemi tunely. Odstrašujícím příkladem je nesoulad na železnicích – různý rozchod kolejí, elektrické a signalizační systémy, pravidla, standardy…

Juan Vicén, Chief Marketing Officer v zasedací hale Zelerosu. Znervózňuje vás, že na mapě globálního Hyperloopu chybí Praha? Můžu vás uklidnit, na takové úvahy a strachy je ještě brzo

A tak se všechny výše jmenované firmy domluvily. Zastřešující organizace Hyperloop Association má za sebou několik schůzí spíše iniciačního rázu, ale věci se začínají roztáčet správným směrem. Kromě kompatibility a spolupráce mezi firmami se asociace bude snažit o komunikaci s vládami a zlepšení globálního povědomí o Hyperloop.

Snaha spolupracovat (a omezit efekt, že vyvinutá, ale nakonec nevyužitá technologie přijde vniveč) je vidět i na právě oznámené spolupráci společností Zeleros a HADRT Hyperloop. Hlavním motivem je akcelerace vývoje.

Pokračování 5 / 6

Na čem pracuje Zeleros

Zeleros rozpadl vývoj své kapsle na pět klíčových systémů:

• Lineární elektromotor – slouží pro prvotní rozjezd podu ze stanice a brzdění před stanicí. Představte si to jako klasický elektromotor, jen rozvinutý do délky s tím, že rotor je připevněný na kapsli, stator v tunelu.

Zeleros má vlastní dráhu pro testy elektromotoru ve valencijském přístavu. 

• Palubní pohon – kompletně elektrický systém, který se stará o jízdu (nebo je to spíše let?) podu, jakmile odezní prvotní akcelerace zajištěná lineárním elektromotorem. Bere energii z baterie, roztáčí turbínu na čelní straně podu, naopak ukládá energii získávanou při rekuperaci (při brzdění). Brzdit se bude nejen před stanicí, ale i před zatáčkami (ať už půjde o horizontální či vertikální, při vyšších stovkách km/h už je to téměř jedno) a ve městech.

Grafika a pár údajů. Vpravo vidíte elektrický systém rozložený na stole valencijského Hyperlabu. 

• Akumulátor – Zeleros jej řeší co do parametrů a integrace v podu, zato samotnou technologii článku nechává na jiných. S klidným svědomím počítá s tím, že až se bude za několik let schylovat k výrobě podu, vezme vyhovující technologii z trhu. I kdyby jen pokračoval vzestupný vývojový trend kapacity a dalších parametrů z posledních let, bude to pro potřeby Hyperloopu stačit. Dojezd podu je rovnice o mnoha neznámých, ale Zeleros obecně říká, že Hyperloop bude dávat nejlepší smysl na trasách od 400 do 1 500 kilometrů.

Blížíme se ke stavu, kdy akumulátory začínávají dávat smysl pro letadla. Nároky Hyperloopu jsou nižší, v tomto bodě by problém nastat neměl. 

• Magnetický levitační systém – pojem maglev asi znáte, používá se v rychlovlacích, kde nahrazuje kontakt kovového kola a kolejnice. Hlavním motivem je vyšší rychlost, v praxi už vlak neomezuje a novou hranici tvoří aerodynamika a spotřeba energie. U Hyperloopu (minimálně u Zelerosu) je zařízení pro magnetickou levitaci umístěné ve stropě podu a na horní straně tunelu. Pody tedy budou na magnetickém poli spíše zavěšené.

Demonstrátor levitace používaný pro názorné předvedení systému.

Lavice používaná k testování systému maglev. Na rozdíl od rychlovlaků bude Hyperloop na magnetickém zavěšený.

Ptal jsem se inženýrů Zelerosu, jaká bude mezera mezi podem a tunelem. Ještě není úplně jasno, záleží na mnoha ještě nevyjasněných otázkách, ale vlaky používající maglev jsou cca 5 cm nad kolejnicí, v Japonsku je to kolem 10 cm kvůli seismické aktivitě (případnému zemětřesení). U Hyperloopu to bude podobné.

• Aerodynamika a termika – v tunelech sice bude jen něco mezi 10 % a nulou molekul atmosferického vzduchu, ale zase tu mluvíme o rychlostech kolem 1000 km/h, takže i zde hraje aerodynamika a zahřívání významnou roli. V tomto bodě se hodí analogie s letadly – ta běžná dopravní létají ve výšce kolem 10 až 12 km, kde je tlak ve srovnání s hladinou moře zhruba čtvrtinový. Concorde, aby se dostal na supersonické rychlosti, létal v 18 kilometrech, tam je tlak vzduchu přibližně 20× menší (opět srovnávám s hladinou moře). Tedy Hyperloop usiluje o podobné podmínky, jako měl Concorde, ale díky tunelům to bude přímo kolem zemského povrchu.

Další z modelů. Pod/kapsle kupodivu nemusí mít kruhový průřez, i když právě s ním pracuje Zeleros nejčastěji. 

Chybí vám ve výčtu prvků kabina pro cestující? Na to Juan Vicén, Chief Marketing Officer Zelerosu s klidem říká: „Tyhle technologie jsou hotové, problémy vyřešené, bezpečnostní certifikáty udělené. Až přijde čas, jen řekneme, jaké parametry potřebujeme, a zavedené firmy nám takovou kabinu vyrobí.“

Dojem z cestování má být srovnatelný s letadlem – minus okénka (jejich roli mohou částečně nahradit displeje). Typická cesta bude trvat do dvou hodin, což lidská psychika bez problémů zvládne. Zeleros mluví o podech pro 50 až 200 cestujících. Je na té které trase potřeba navýšit kapacitu? Pošlete více podů. Problém prý nebude ani s výrobou podů, rády se jí ujmou současní výrobci vlaků.

Zeleros má tenhle atraktivní šestimetrový model podu. Je to jen pohledová maketa, ale při naší návštěvě jsme neviděli ani ji, byla na cestě na veletrh.

Tak jako u podů, je podobně otevřená i otázka tunelů. Pravděpodobně budou ocelové, ale uvažuje se i o betonu. Tak jako tak, oba materiály za sebou táhnou masivní uhlíkovou stopu. Předmětem debat je i průměr tunelu, různé technologie mají různé požadavky, Zelerosu stačí užší tunel.

Firmy se shodují v nákladech na stavbu: kilometr by měl stát něco mezi 20 až 40 miliony eur.

Pokračování 6 / 6

Kdy se svezeme

Za dlouho.

Obecně se lidé od Hyperloopu neradi baví o termínech – z toho jednoduchého důvodu, že takhle náročný vývoj se dost dobře nedá naplánovat. Když už nějaký ročník padne, jsou to spíše představy a přání – vyjít to může, ale také nemusí. Holandský Hardt Hyperloop tvrdí, že v roce 2030 bude mít hotový dopravní systém určený k lokálnímu nasazení. Slibem neurazíš.

V rámci testu se svezeme už za pár let. Španělská vláda loni oznámila záměr vybudovat testovací dráhu v Castilla-La Mancha o délce 4 km, hotovo má být v roce 2027. Tedy plán na pět let. Čtyři kilometry v odlehlé, jinak nevyužité oblasti. Tunel i pody budou mít třetinovou velikost. A teď si zkuste představit, jak dlouho bude vznikat spojení dvou plně zastavěných měst vzdálených stovky kilometrů. V přeregulované Evropě to hraničí s utopií. Ale do plánů na omezování uhlíkové stopy se bezemisní Hyperloop hodí, takže v evropské dlouhodobé dopravní strategii figuruje. Papír unese všechno.

V Číně to bude jiné. Strana poručí, poskytne finance a Hyperloop bude. Bez ohledu na lidská práva či majetek.

Pravděpodobný start bude vypadat tak, že se začnou objevovat menší samostatné projekty. Rychlá spojka centra města s letištěm. Spojení dvou blízkých měst, zatím bez ambicí na zapojení do kontinentální sítě.

Benátky mají hostit zimní olympijské hry a mimo jiné ohromily oznámením, že hlavní dopravní spojení se 40 km vzdálenou Padovou zajistí Hyperloop. Americká společnost HyperloopTT slíbila, že se postará o technologie i budování projektu. Hlavní problém? Je to už v roce 2026 a experti tvrdí, že není reálné něco takového stihnout.

Reálněji vypadá kanadský projekt na spojení Calgary a Edmontonu. Jde o cca 300 km dlouhou trasu, o technologii se má postarat domácí společnost TransPod, existují studie, rozpočty a hlavně politická vůle. Proveditelnost projektu vidím hlavně v tom, že zpočátku nepůjde o „plnotučný“ Hyperloop, ale jakýsi hybrid s tunelovým rychlovlakem. Stavba má začít v roce 2025.

Podobně – oklikou – jdou na Hyperloop i Poláci. Začnou vlakem s magnetickou levitací, postupně by se měl překlápět na Hyperloop:

Polský maglev může fungovat na klasických železničních tratích. Později se z něj má stát Hyperloop

Shrnuto a podtrženo: Hyperloop je nádherná technologie, která slibuje fantastické věci – rychlost, efektivitu, bezpečí… Ale také jde o velmi náročný projekt, který před sebou má řadu zásadních překážek a není jasné zda, kdy, jak a za jakou cenu se je podaří překonat.