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瞬息必达:美国MIT学生开发超级电动高速无摩擦空气悬浮轨道车

原创 2020-04-15 14:34 倚歌 来源:AGV网
美国麻省理工学院(MIT)Hyperloop项目组

中国AGV网(www.chinaagv.com)新闻中心4月15日消息,本月初(4月6日),在美国科罗拉多州,来自美国麻省理工学院(MIT)的一组学生因其Hyperloop II(电动高速无摩擦空气悬浮轨道车)而获得2020年爱迪生金奖(edisonawards)。该团队被评委认为,该产品成为运输/下一代物流类别中的第一名。

edisonawards执行董事Frank Bonafilia说:“经过彻底的审查,edisonawards的评委们认为MIT的天才们设计的Hyperloop II将可能改变游戏规则,这种创新,在同类产品提名中脱颖而出”。

MIT四十名学生合作设计和制造了Hyperloop II,这是一种高速、无摩擦的车辆,旨在通过空气悬浮技术来运载人员或货物。Hyperloop与许多需要轨道或在真空管运行轨道列车不同,这款模型仅需要平坦的表面并能在气垫上行驶。它不依赖昂贵的磁性系统为其悬浮提供动力,不需要高昂的真空环境。

Hyperloop II是2019年在SpaceX Hyperloop Pod竞赛中唯一以其功能齐全的空气悬浮吊舱而闻名。这是一项年度的超级环形高铁车厢大赛大赛,SpaceX公司旨在鼓励开发新的运输方式。该团队在去年比赛中排名第5,并获得了创新奖。因为大火摧毁了原始原型后,三周后该团队再次对其轨道车进行了大幅度修改。

该奖项以上世纪初美国著名的发明家、科学家托马斯·阿尔瓦·爱迪生(Thomas Alva Edison,1847-1931年)而命名。爱迪生通过其伟大的发明和创新成就改变了世界,并获得了1,093项美国专利,从而使他成为了全球的最伟大的创新天才。

美国MIT开发的AirLev是第一款电动高速无摩擦空气悬浮轨道车,旨在通过其空气悬浮技术来运载人员或货物。该团队在2019年的SpaceX-Hyperloop大赛上展示了升级版-Hyperloop II,该轨道车在20秒内,以0到200 mph(时速200英里/352公里)迅速提升。

回顾

美国MIT团队通过高度的奉献精神和直面不可预见的挑战态度,在2019年SpaceX Hyperloop Pod竞赛(2019年8月)中将电动高速无摩擦空气悬浮轨道车从卡通世界中带到了现实。

但这只是故事的一部分!

序幕

美国技术企业家、投资者和工程师Elon Musk(埃隆.马斯克)在2013年的一份公开的白皮书中,详细介绍了高速无摩擦列车Hyperloop的设想。他假定在真空隧道中,火车可以每小时700英里(约1200公里)的最高速度悬浮行驶。

事实上,Musk并不是第一个想到隧道火车的第一人。在1860年代,发明家、出版商兼专利律师的Alfred Ely Beach先生设想建造一条横穿纽约市街道的地下车。1870年,他用一辆卡车(可载10人)携带100马力的风扇(作为动力)在百老汇地下的一条隧道内展开空气动力方面的实验。但是,1873年他因市政干预以及带来的恐慌而受挫。

MIT团队不断改进他们的模型,称为Hyperloop II。团队负责人Vik Parthiban表示说:“我们从先辈那儿获得了灵感,他们的远见卓识给我们了很好的启发,这使得我们坚定信心去制造出了效率更高的电动高速无摩擦空气悬浮轨道车。”

崇高的目标

MIT媒体实验室的研究生Parthiban在美国得克萨斯大学大学本科期间就参加了2017 SpaceX Hyperloop Pod竞赛。他来到MIT后,决心进一步发展该技术,并于2018年秋季招募了将近30名本科生和研究生来开发电动高速无摩擦空气悬浮轨道车。

Parthiban说:“想象一下曲棍球,它不是从桌子钻出来,而是从车底下的冰球出来。轨道车的调节系统将空气泵入空气脚轮,然后使车辆悬浮。车辆下方的四个脚轮由中央计算机控制的气动系统操作,推进系统只需如同手指推一下的力气,即可在20秒内,将200公斤的轨道车从0加速到带到每小时352公里。

中国和日本的高速旅客列车采用磁悬浮技术,在列车和轨道之间形成一个间隙以此来消除车辆和轨道之间的巨大摩擦力。但是,Parthiban采取了另一种技术。

他说:“将磁悬浮放入超级真空隧道里,造价非常很昂贵。我们的目标是发明一种比磁悬浮技术成本更低、效率更高的新技术,并开发一种在有空气的隧道里,可以高速移动的轨道车。唯一要求的是,轨道必须平坦。”

过程

在Edgerton中心和Arrow电子,以及Silicon Expert和Texas Guadaloop等行业赞助商的支持下。该小组成员共同努力,并以此提高个人技能。该团队软件工程负责人、系统设计与管理(SDM)研究生Nick Dowmon说:“我们共同努力,找到了集成轨道车组件的最佳方法。而每个人都带来了自己的专业知识。这是一个了不起的学习机会,也是一次相互协作和相互学习的机会。”

在去年整个冬天,MIT团队在Edgerton中心的打造了一台前所未有的机器。他们进行了头脑风暴,重新设计。他们加工零件,并且外包更复杂的零件。与德克萨斯大学合作开发了气动技术,并进行了分析,以确定轨道车所需悬浮的速度以及推动吊舱所需的传感器。不断进行调整,进行微调。他们设计了由70个组件组成的线束,并在MIT的建造了了测试隧道。

2019年5月22日,在MIT博物馆完成的轨道车,正式展示给了那些热切关注的人群,他们渴望观看世界上第一个电动高速无摩擦空气悬浮轨道车。

小挫折

在去年初夏,生产计划如期进行。MIT团队成员有信心该吊舱将在2019年7月7日到达交货期限。6月18日,Parthiban和两名队友在建造吊舱,以期制定最后的细节。在测试中,Parthiban看见了火焰。电池绝缘层的破裂导致短路,他立即去拿灭火器。他回忆说,但是大火很快升级了,最后他报了火警。

他说:“电池绝缘火灾故障烧毁了车辆的大部分,这是一件令人沮丧的事。”

当天晚上,Parthiban召集了一个紧急团队会议,在两个小时内,每个团队成员都到达了-包括那些离开该项目专注于研究和实习的人。Parthiban解释说,在三周内重建几乎是不可能的。

但是,以真正的MIT的风格,每个团队成员都以响亮的口号:“重新来吧!”

会议结束的3天后,对轨道车的气动面板进行了重建。一周之内,新机箱就完成了。电子系统也被重新创建。赞助商快速目睹并跟踪了整个替换原型的交付。在比赛截止日期天前一周,轨道车再次完成。

制动组负责人、机械工程研究生Jessica Harsono补充道:“我认为我从未与一个如此敬业的团队合作过,能够继续追求自己的目标。即便那令人沮丧的事情已经发生。”

MIT的参赛作品是去年7月在SpaceX总部竞赛中唯一一个功能齐全的悬浮轨道吊舱。Parthiban说:“那个比赛的一周里,确实是我们合作取得丰硕成果的地方。在加州只有几个人,我们不得不在截止日期之前,在很短时间内分拆任务并获得零件并进行机加工。但是我们做到了。”

MIT的团队在年度竞赛中,成为美国排名第一的大学,并在全球排名第五。他们还获得了SpaceX创新奖。

中国AGV网(www.chinaagv.com)点评:

MIT是全球最伟大的创新中心和人才培养基地。令人遗憾的是,该校据说最近几年,加紧收缩对来自中国学生的录取。

如果,MIT这个“电动高速无摩擦空气悬浮轨道车”最终得到验证和普及。那么,请问高速公路上的货车,以及送货员可否都会下岗? 也许,现在下结论还为时尚早。但是,需要注意是:在搬运巨型设备的应用在,采用空气脚轮和气垫船技术已经是非常成熟的技术。将这种技术小型化,并用在无人干预的隧道轨道中,MIT团队的学生在做跨界嫁接工作。从原理和理论,算不上是革命性的。但是,正是因为这个跨界结合,也许就可有可能改变世界的人流和物流方式。

值得称道的同时,我网提醒所有意欲创新的国人。欲改变世界,从先改变自己开始!一起加油!

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