Вакуум будущего: зачем нам пневмопочта и как работает Hyperloop Маска
В прошлом веке в Нью-Йорке магазины и банки охотно принимали на работу «ракетчиков». Предпочтение отдавали крепким парням с сильными руками. Запускать «ракеты» нужно было каждую минуту. А весили они минимум 10 килограммов. «Ракетами» называли стальные цилиндры, в которые закладывали документы, товары или деньги. Отправляли их адресатам нажатием кнопки. Цилиндры-ракеты летели в трубе в другой конец здания или даже на другой этаж. Так работала пневмопочта. Почему в XX веке она была очень востребована, а сегодня встречается редко? И как пневмопочта помогает бороться с грабителями? На эти вопросы ответили эксперты программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко на РЕН ТВ.
Поезд Илона Маска
Hyperloop - высокоскоростной вакуумный поезд. Детище американского инженера Илона Маска. Расчётная скорость 1200 километров в час. Быстрее, чем самолёт. В тестовых туннелях-трубах в ноябре 2020 года Hyperloop разогнали до 1000 километров.
«Из этой трубы выкачен воздух. Там создан почти абсолютный вакуум. Второе, что надо отметить, то, что эта капсула находится не в подвешенном состоянии, она находится на магнитной подушке. Движение происходит за счёт электромагнитных импульсов», - отметил кандидат технических наук, доцент Российского технологического университета Евгений Кашкин.
Поезд Илона Маска должен был начать бороздить аэродинамические трубы ещё в 2019 году. Однако его до сих пор не построили из-за инженерных недоработок. С этой же проблемой в 1867 году столкнулись и создатели первого в мире пневмопоезда. Вагоны, рассчитанные на 12 человек, в гору толкал огромный пневматический поршень. Удобно, быстро, экологично. Вот только каждую ночь нью-йоркские крысы сжирали пропитанный салом клапан, под которым был спрятан привод поршня. От подземного поезда для перевозки людей пришлось отказаться. А вот идея пневматической почты для пересылки грузов оказалась удачной.
Как работает пневмопочта?
Грузы отправляются при помощи воздуха, но не сжатого, а разрежённого. В приёмной камере создаётся пониженное давление. И груз толкает атмосферный столб. Почему именно такой способ, а не сжатый воздух? Потому что тогда пришлось бы ставить компрессор возле каждой точки отправки. К концу XIX века пневмопочта оставила без работы тысячи мальчиков-посыльных в Европе и Америке. В России новая технология не прижилась. Климат не тот.
Пневмопочта в Америке и Европе
Капсулы для пневмопочты, в которых пересылали по подземным трубам документы и деньги, в Америке делали из толстостенной стали. Весили они больше 10 килограммов. Для их запуска требовались мощные насосы. Европейские капсулы изготавливали из алюминия; они были тонкими и лёгкими и летели - дальше. Французы планировали даже запускать их между континентами. Из-за дороговизны проекта от воздушной почты, проложенной по дну океана, отказались. Однако на суше она была очень востребована вплоть до конца ХХ века, когда скоростной интернет значительно упростил документооборот.
Пневмопочта от грабителей
Многие тогда были уверены, что пневмопочта скоро уйдёт в историю. Однако этого не произошло. Крупные магазины пневматическая система спасает от грабителей. Вся выручка из кассы улетает сразу в сейф. А в больницах по всему миру монтируют новые и умные системы.
Зачем больницам пневмопочта?
«Контейнер версии «Смарт» - специальный контейнер. Он открывается роботизированной станцией», - объясняет кандидат технических наук Дмитрий Спиридонов.
Смарт-контейнеры — это капсулы, которые в трубы закладывают роботы. Они стали особенно востребованы во время пандемии. Использование роботов позволяет избежать заражения. И даже спасти жизнь.
«Во время операции, в сложный какой-то момент, нужно срочно, например, сделать анализ крови, тогда медперсонал может поместить его в пневмопочту и за считанные секунды материал дойдёт до лаборатории», - пояснил Дмитрий Спиридонов.
Скорость движения капсулы в трубе пневмопочты от 3 до 10 метров в секунду. Можно заставить заряд лететь еще быстрее. Однако иногда важна не скорость полёта, а плавность приземления. Документы и деньги при ударе капсулы о приёмную станцию не пострадают. Но как быть с хрупкими грузами? Как же доставляют деликатные грузы при помощи пневмопочты? Всё просто. Капсулу в конце пути притормаживают. При помощи встречного потока воздуха или снижения вакуума.
Капсула с металлом
Самая высокая скорость движения капсул пневмопочты на металлургических заводах. Образец раскалённого вещества должен долететь до лаборатории в жидком виде.
«Специалист, который работает там с этим металлом, не может взять эту пробу и отнести, так как она застынет и поменяет свои свойства, и, соответственно, ежеминутные такие снятия анализов помогают сделать правильный состав нужного материала, чтобы не загубить огромное количество металла», - рассказал кандидат технических наук Дмитрий Спиридонов.
Можно ли нефтепроводы использовать для пневмопочты?
Крупнейшие службы доставки тоже планируют сделать ставку на пневмопочту. Это поможет избежать пробок и улучшит экологию. Если разместить приёмные станции в подъездах домов, курьера ждать больше не придётся. Горячая пицца вылетит из трубы, спустя несколько секунд после нажатия клавиши на смартфоне. Прокладывать новые трубы для пневмопочты необязательно. Можно воспользоваться уже существующими. Есть мнение, что перемещать капсулы можно и по нефтепроводам. Вопрос только в том, как их отмывать после получения и как сделать так, чтобы они не застряли в трубе, вызвав тем самым маленький топливный кризис в ряде стран-импортёров нефти.
«Говорить о том, что мы возьмём любую трубу и будем в ней организовывать пневмопочту, неверно, так как вряд ли это получится, потому что при изготовлении любых труб не учитываются нюансы. Как минимум даже не учитываются швы, потому что обычный шов для объекта, который находится внутри него и имеет достаточно высокую скорость, может стать критическим», - отметил Евгений Кашкин.
Пока учёные ломают голову над тем, как надо правильно запускать капсулы, люди открывают для себя новые возможности пневмопочты.
Инсайты инженерной мысли, история, научная аналитика и тайны нашей планеты - об этом и многом другом смотрите в выпусках программы «Знаете ли вы, что?» с Алексеем Иванченко. Каждый вторник в 23:30 на РЕН ТВ!