Dalam catatan blog ini, kami akan mengkaji prinsip dan ciri kereta api hyperloop dan maglev, serta potensi dan cabarannya sebagai mod pengangkutan masa hadapan.
Alat pengangkutan telah berkembang sejak sekian lama. Pada mulanya, orang berjalan kaki, tetapi seiring dengan berlalunya abad, tandu dan beca muncul, dan kini kita melihat kereta dan kereta api berkuasa petrol di jalan raya. Khususnya, kita hidup dalam era di mana kita boleh melakukan perjalanan dari Seoul ke Busan dalam masa 2 jam 40 minit dengan KTX, dan ke Jepun dalam masa kurang daripada 2 jam dengan kapal terbang. Mod pengangkutan ini berakar umbi dalam kehidupan kita dan telah menjadi sangat diperlukan. Oleh itu, pembangunan mod pengangkutan yang lebih pantas dan revolusioner akan memberi impak yang besar kepada pembangunan perindustrian dan kehidupan kita.
Baru-baru ini, kereta api levitasi magnet telah menarik banyak perhatian. Di samping itu, dikatakan bahawa alat pengangkutan yang boleh bergerak dari Seoul ke Busan dalam masa 16 minit akan disediakan. Ini menggunakan teknologi hyperloop, yang akan memberi impak yang besar kepada masyarakat kita jika ia direalisasikan dengan betul. Mari belajar tentang prinsip kedua-dua cara pengangkutan ini, kereta api pengangkatan magnet dan gelung hiper, yang kini menjadi tumpuan.
Ringkasnya, kereta api pengangkatan magnetik ialah kereta api yang menggunakan daya magnet untuk melayang di atas landasan dan bergerak. Dua daya diperlukan untuk menggerakkan kereta api pengangkatan magnetik: satu untuk mengangkat kereta api dari landasan dan satu lagi untuk mendorongnya ke arah yang dikehendaki. Mari kita lihat yang pertama daripada dua kuasa ini. Terdapat dua kaedah utama untuk mengangkat kereta api dari landasan. Terdapat jenis tolakan, yang menggunakan daya tolakan antara kutub magnet, dan jenis tarikan, yang menggunakan daya tarikan antara magnet dan bahan magnet. Jenis tarikan superkonduktor sesuai untuk perjalanan berkelajuan tinggi, kerana ia mengangkat kereta api kira-kira 10 cm ke udara menggunakan daya tolakan antara kutub magnet. Sistem tarikan superkonduktor menggunakan elektromagnet berbentuk ∩ yang melilit rel, dan daya tarikan berbeza-beza bergantung pada jarak antara elektromagnet dan rel, membolehkan kereta api mengekalkan ketinggian yang tetap di atas rel. Sistem ini sesuai untuk perjalanan berkelajuan rendah. Sistem tolakan boleh digunakan untuk perjalanan berkelajuan tinggi, tetapi kerana kelajuan tinggi sukar dikawal, sistem tarikan sering digunakan sebaliknya. Pada masa ini, sistem tarikan digunakan di Jerman, manakala sistem tolakan digunakan di Jepun.
Kedua, motor linear digunakan untuk menggerakkan kereta api ke arah yang dikehendaki. Ini adalah versi linear bagi gegelung bulat yang terdapat dalam motor konvensional. Menukar arah arus yang mengalir melalui gegelung mengubah medan magnet, menyebabkan daya antara kereta api dan landasan berubah secara berkala antara tarikan dan tolakan. Oleh itu, dengan melaraskan kekerapan arus ulang alik yang mengalir melalui gegelung mengikut kelajuan kereta api, adalah mungkin untuk mengenakan daya ke arah perjalanan ke kereta api secara berterusan.
Kereta api Maglev kini beroperasi berdasarkan prinsip ini. Hyperloop ialah bentuk kereta api maglev yang lebih maju, menggabungkan prinsip kereta api maglev dengan teknologi tekanan udara. Gabungan kedua-dua teknologi ini membolehkan Hyperloop mencapai kelajuan luar biasa 1,200 km/j. Prinsip teras teknologi ini adalah untuk meminimumkan rintangan udara dan geseran dengan berjalan dalam tiub vakum.
Sama seperti kereta api pengangkatan magnet yang disebutkan di atas menggunakan daya magnet untuk mengapungkan kereta api di atas landasan dan mengekalkan kelajuan tinggi tanpa geseran, Hyperloop juga menggunakan kaedah mengangkat sedikit kereta api dari tanah untuk mengurangkan geseran.
Lebih khusus lagi, Hyperloop menggunakan dua teknologi untuk mengurangkan rintangan. Yang pertama ialah teknologi levitasi magnetik vakum, yang mengekalkan tiub dalam keadaan hampir vakum supaya kereta api boleh bergerak menggunakan daya magnet sahaja. Teknologi kedua ialah menolak kenderaan ke hadapan menggunakan tekanan udara yang kuat. Walaupun Hyperloop mungkin kelihatan serupa dengan kereta api sedia ada, terdapat perbezaan besar dalam cara ia berfungsi. Hyperloop menggunakan medan magnet untuk menjana pendorong dan mengurangkan geseran dengan menyuntik udara ke dalam lantai. Kuasa yang diperlukan untuk ini dibekalkan oleh panel solar yang dipasang pada tiub vakum. Tiub tanah yang dilalui kereta api disokong oleh tiang tahan gempa dengan jarak 30 meter untuk menahan kelajuan kereta api, memastikan kestabilan.
Pada masa ini, pengkomersilan Hyperloop sedang dijalankan di Korea Selatan, tetapi ia masih belum direalisasikan sepenuhnya. Institut Penyelidikan Kereta Api Korea (KRRI) telah berjaya menguji kereta api "HyperTube" berdasarkan teknologi Hyperloop pada kelajuan melebihi 1,000 km/j. Kereta api itu bertujuan untuk mengurangkan masa perjalanan antara Seoul dan Busan kepada 30 minit. Teknologi Hyperloop telah ditunjukkan dalam pelbagai cara, dengan sistem hyperloop skala penuh pertama di dunia berhampiran Las Vegas, Nevada, Amerika Syarikat, melengkapkan lebih daripada 400 ujian pada trek ujian 500 meter. Teknologi ini telah dijadikan sumber terbuka, mewujudkan peluang untuk pelbagai pakar dan usahawan untuk membangunkan teknologi bersama-sama. Hyperloop adalah lebih murah, lebih mudah dan lebih pantas daripada kereta api berkelajuan tinggi sedia ada, dan tidak dipengaruhi oleh faktor luaran seperti cuaca. Khususnya, ia menarik perhatian kerana keupayaannya menyelesaikan masalah tenaga kerana ia boleh menjana kuasa sendiri menggunakan tenaga solar. Walau bagaimanapun, masih terdapat banyak cabaran teknologi yang perlu diatasi. Usaha mesti dibuat untuk membangunkan pemampat udara berkecekapan tinggi yang boleh mengangkat kereta api berat dan membolehkan mereka bergerak pada kelajuan tinggi, serta teknologi untuk mengawal dan mengekalkan keseimbangan semasa operasi berkelajuan tinggi.
Dengan menyelesaikan cabaran ini satu persatu, kita akan hidup dalam era baharu tidak lama lagi. Mengimbas kembali sejarah pengangkutan, pengenalan teknologi baharu sentiasa membawa inovasi dalam kehidupan kita. Kini, saatnya semakin hampir apabila teknologi canggih seperti kereta api levitasi magnetik dan gelung hiper akan sekali lagi mengubah kehidupan kita secara dramatik. Dengan jangkaan yang tinggi terhadap kemungkinan baharu yang akan dibawa oleh perubahan ini, kami mesti meneruskan penyelidikan dan pembangunan kami untuk masa depan yang lebih baik.
