Od czasu, gdy Elon Musk ogłosił wizję Hyperloopa, czyli kapsuł poruszających się w niemal próżniowych tunelach z prędkościami dochodzącymi do 1000 km/h, inżynierowie na całym świecie próbowali nadać tej koncepcji realny kształt. Jednak największą przeszkodą okazały się wcale nie koszty ani infrastruktura, lecz fizyka – a konkretnie wibracje i niestabilność, jakie pojawiają się przy tak ekstremalnych prędkościach.
Czytaj też: Pociągiem z prędkością 1000 km/h? Chiński hyperloop właśnie zaliczył ważny test
Nawet najmniejsze odchylenia toru – nieco krzywo ułożone cewki elektromagnetyczne, subtelne wygięcia mostów, drobne nieregularności w strukturze tunelu – prowadziły do rezonansu i turbulencji, które mogłyby sprawić, że pasażerowie doświadczaliby czegoś bliższego przejażdżce kolejką górską niż futurystycznej podróży. Takie zakłócenia potrafiły osiągać intensywność 4,2 w skali Sperlinga – co oznacza poziom drgań szkodliwych dla zdrowia.
Chiński Hyperloop coraz bliższy budowy
Odpowiedź na ten problem zaproponowali inżynierowie z Datong w prowincji Shanxi, gdzie znajduje się główne chińskie centrum badań nad maglevem. Zespół pod kierownictwem Zhao Minga, działający w ramach korporacji CASIC (China Aerospace Science and Industry Corporation), opracował hybrydowy system zawieszenia oparty na kombinacji pasywnych sprężyn powietrznych i aktywnych siłowników elektromagnetycznych, sterowanych przez sztuczną inteligencję.
Czytaj też: Hyperloop w Europie staje się rzeczywistością. Szwajcarzy zaskoczyli świat nowym systemem
System AI zastosowano z wykorzystaniem dwóch podejść. Pierwsze to tzw. sky-hook damping, symulujące wirtualny stabilizator zawieszony nad pojazdem, który aktywnie niweluje wibracje niskiej częstotliwości. Drugie to klasyczne sterowanie PID, wzbogacone o algorytm genetyczny NSGA-II, który dynamicznie dostosowuje siły tłumienia w zależności od zmian w torze.
Testy przeprowadzone z użyciem modeli w skali 1:10 i symulatorów ruchu pokazały, że system ten redukuje pionowe drgania o 45,6 proc. Co więcej, w badaniach komfortu podróży na skali Sperlinga wartości spadły do poziomu 2,5 lub niższego – co oznacza, że jazda jest odczuwalna, ale nie uciążliwa, nawet przy 1000 km/h.
Postęp w technologii zawieszenia to tylko część chińskiego planu. Równolegle opracowywane są innowacyjne elementy infrastruktury – m.in. milimetrowo precyzyjne łączenia torów oraz szczelne tunele z kompozytów betonowo-stalowych, które pozwalają zachować warunki niskiego ciśnienia przy znacznie niższych kosztach niż stalowe tuby.
Co istotne, projekt ten nie powstaje w oderwaniu od większego kontekstu. Dla Pekinu technologia maglev to nie tylko narzędzie do szybszych podróży międzymiastowych – to także poligon dla przyszłych aplikacji kosmicznych, w tym niskokosztowych systemów wynoszenia ładunków na orbitę, które mogłyby korzystać z podobnych zasad elektromagnetycznej akceleracji.
Podczas gdy amerykańskie firmy pracujące nad Hyperloopem wycofały się z dalszych prób po zamknięciu torów testowych w 2023 r., Chiny nie tylko nie porzuciły tematu, ale robią systematyczne postępy. Datong to dziś jedno z nielicznych miejsc na świecie, gdzie testuje się pełnowymiarowe systemy maglev w tunelach próżniowych – i to z rzeczywistymi wynikami. Zespół Zhao Minga przyznaje jednak, że to dopiero początek. Zawieszenie sprawdziło się w warunkach laboratoryjnych, ale jeszcze nie zostało w pełni przetestowane na rzeczywistych trasach. Pozostaje też pytanie o bezpieczeństwo w sytuacjach kryzysowych, takich jak nagłe hamowanie czy przeszkody na torze.