KHOA HỌC

Vận chuyển tốc độ cao

EcoTechnoPark, Maryina Gorka, 2019, uFlash trên cầu vượt đường sắt dây cứng

Các giải pháp cơ sở hạ tầng và giao thông tốc độ cao của uST chỉ có thể được phân loại một phần trong phạm vi hoạt động R&D của công ty. Hiện tại, tất cả các thành phần chính của tổ hợp, cho phép vận chuyển với tốc độ 500 km/h, đã được triển khai. Tuy nhiên, tốc độ công bố và các chế độ vận hành tương ứng chưa được phê duyệt và thử nghiệm trên thực tế do thiếu cầu vượt đường sắt dây tốc độ cao đủ chiều dài (dài ít nhất 20 km) để tăng tốc uPod lên tốc độ thiết kế một cách an toàn (10 km) và phanh an toàn sau đó (10 km) theo quyết định của nhà phát triển.

Thực tế này không ngăn cản các kỹ sư của Unitsky String Technologies Inc. tiếp tục nghiên cứu các thông số kỹ thuật cho ngành kinh doanh này, cũng như xem xét các tùy chọn cấu hình khác nhau cho cấu trúc đường ray tốc độ cao và uPod để giải quyết các nhiệm vụ hiện tại.

uFlash U4-362

Chiếc uPod đầu tiên được thiết kế để chở hành khách với tốc độ lên tới 500 km/h là chiếc uPod 6 chỗ U4-362. Mẫu xe này lần đầu tiên được giới thiệu vào năm 2018 tại triển lãm vận tải quốc tế lớn Innotrans ở Berlin.

EcoTechnoPark, Maryina Gorka, 2019, uPod tốc độ cao (uFlash)

uFlash U4-362 được thiết kế để vận chuyển liên tỉnh và quốc tế. Tốc độ cao được đảm bảo nhờ thiết kế độc đáo của cầu vượt đường ray và thiết kế khí động học của uPod. Do đó, uFlash sẽ có khả năng vận chuyển hành khách, chẳng hạn như từ Minsk đến Paris trong 4-5 giờ. Cách này nhanh hơn so với đường hàng không nếu bạn cộng thời gian di chuyển đến sân bay, đăng ký và các thủ tục khác trước và sau chuyến bay ngoài thời gian bay thực tế. uFlash có thân máy được sắp xếp hợp lý với các phần trước, giữa và sau được giao tiếp mượt mà. Các giao diện tạm thời được xây dựng dựa trên các đường cong đặc biệt, vốn là bí quyết của công ty.

Thông số kỹ thuật cho uPod

• Tốc độ hành trình: lên tới 500 km/h
• Độ dốc dọc tối đa: lên tới 10%
• Số chỗ ngồi: 6
• Hiệu suất của tổ hợp uST được trang bị uPod loại này: lên tới 100 triệu hành khách mỗi năm

EcoTechnoPark, Maryina Gorka, 2019, uFlash trên cầu vượt đường sắt dây cứng

Hiệu ứng khí động học cao

• uFlash U4-362 có tính khí động học tốt nhất trong số tất cả các mẫu vận chuyển dây. Ví dụ: thổi uFlash sáu chỗ trong đường hầm gió cho thấy hệ số cản là 0,06.
• Để so sánh, mẫu Volkswagen XL1 đạt được tính khí động học tốt nhất trong số các ô tô với hệ số cản là 0,189, kém hơn ba lần so với uFlash tốc độ cao.

Năng lượng hiệu quả và bền vững

• Lực cản khí động học thấp hơn cho phép uFlash giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu hoặc năng lượng, trong khi vẫn tăng tốc lên 500 km/h. Ở tốc độ này, mức tiêu thụ nhiên liệu chỉ 0,93 kg/100 hành khách*km.
• Mức tiết kiệm được tính toán dưới dạng nhiên liệu lỏng có điều kiện của một uPod tốc độ cao trong 25 năm hoạt động (đây là tuổi thọ của ô tô điện đường sắt) sẽ vào khoảng 20 nghìn tấn với chi phí khoảng 20 triệu USD. Khi đó sẽ không đốt hết 70 nghìn tấn ôxy trong khí quyển và tránh được hơn 100 nghìn tấn chất gây ô nhiễm.
• Nếu đội uFlashes trên thế giới ít nhất là 1 triệu (để so sánh: ngày nay chỉ riêng trên hành tinh có hơn 1 tỷ ô tô), thì khoản tiết kiệm nhất định sẽ được nhân lên hàng triệu lần.

Một biến thể của tổ hợp uST, kết hợp đường giao thông đô thị (bên dưới) với đường cao tốc (ở trên)

Những lợi thế trên làm cho chi phí vận chuyển tốc độ cao của uST thấp hơn nhiều so với đường sắt cao tốc, tàu đệm từ và du lịch hàng không

Theo dõi chi phí và ứng dụng

• Chi phí xây dựng đường ray uST tốc độ cao, không bao gồm chi phí đầu máy toa xe, nhà ga hành khách, nhà ga và cơ sở hạ tầng, nằm trong khoảng từ 10 triệu USD đến 15 triệu USD mỗi km.
• Đồng thời, có các yếu tố như tổng chiều dài của đường đua (càng dài, số km bổ sung càng rẻ), địa hình (đồng bằng, thềm biển, chân đồi, núi, v.v.), chiều cao của giá đỡ (càng cao đường đua càng đắt), độ bền của mặt đất (cát, đất đá, đầm lầy, v.v.), tác động của chướng ngại vật (sông, hồ, hẻm núi, v.v.) và những thứ khác.

Phiên bản 2 trong 1 của tổ hợp dành cho lưu lượng uPod đô thị (bên dưới) và tốc độ cao (ở trên) theo cả hai hướng

Vận chuyển đường dây tốc độ cao có thể được sử dụng để vận chuyển hàng hóa và hành khách giữa các thành phố và khu vực, quốc gia và lục địa (bao gồm cả các đường hầm không có sức nổi nằm trong cột nước)

EcoTechnoPark, Maryina Gorka, 2019, uFlash trên cầu vượt đường sắt dây cứng

Nội địa

• Nội thất của uFlash có ghế ngồi tiện dụng với lưng và gối có thể điều chỉnh.
• Ghế được trang bị hệ thống sưởi, thông gió, mát-xa và hỗ trợ thắt lưng. Các màn hình với hệ thống đa phương tiện tích hợp sẵn được tích hợp vào cabin, chúng có giắc cắm tai nghe, giao diện bằng nhiều ngôn ngữ và giải trí (âm nhạc và video).
• Màn hình cho phép xem tuyến đường trong thời gian thực, đồng thời có chức năng điều chỉnh từng ghế, kiểm soát ghế, nhiệt độ và ánh sáng, cũng như hệ thống liên lạc khẩn cấp với phòng điều khiển.
• Phần thân của uFlash có khoang hành lý.

EcoTechnoPark, Maryina Gorka, 2018, nội thất của uFlash

thử nghiệm đầu tiên

• Mùa hè năm 2019 chứng kiến ​​những thử nghiệm đầu tiên của uFlash tốc độ cao. Chúng tôi đã thử nghiệm lực kéo, phanh, hệ thống thủy lực và khí nén, hệ thống điều khiển và thu dòng điện, v.v.
• Các thử nghiệm được thực hiện ở tốc độ lên tới 100 km/h, do đường thử tăng tốc ngắn (dài khoảng 900 m) dành cho UST Inc. không cho phép phát triển tốc độ cao hơn. Chúng tôi dự định xây dựng một đường thử dài hơn — 21 km, cho phép tăng tốc đến tốc độ quy định.
• Thử nghiệm chính thức của một chiếc xe tốc độ cao đòi hỏi phải có 10 km để tăng tốc, 10 km nữa để phanh và ít nhất 1 km để di chuyển với tốc độ tối đa. UST Inc. hiện đang xem xét khả năng xây dựng đường ray tốc độ cao thử nghiệm ở một số quốc gia.

giải pháp mới lạ

• Ngày nay, công ty đang nỗ lực cải thiện thiết kế của uFlash. Ô tô điện chạy trên đường ray thế hệ mới vượt trội hơn rất nhiều so với những ô tô được phát triển trước đó ở tất cả các thông số chính.
• UPod tốc độ cao treo thân kép, bao gồm hai mô-đun hợp nhất từ ​​uPod tốc độ cao thân đơn sử dụng động cơ điện lực kéo và bộ sưu tập hiện tại từ các bánh xe hỗ trợ, cũng đã được phát triển và tính toán trước.
• Vào năm 2021, chúng tôi bắt đầu phát triển uPod tốc độ cao với sức chứa 22 người: có lối đi trung tâm, khoang hành lý và thiết bị vệ sinh.

Ưu điểm của Tổ hợp hạ tầng & giao thông cao tốc uST

• mức độ thoải mái, an toàn và hiệu quả năng lượng cao
• cường độ tài nguyên thấp và chi phí xây dựng
• bảo vệ môi trường ở các vùng lãnh thổ nơi đường ray uST được dựng lên
• sự gia tăng đáng kể tính di động của thế giới và giảm chi phí vận chuyển hàng hóa và hành khách tốc độ cao

đường siêu vận tốc

Vận chuyển chuỗi siêu vận tốc (biến thể)

Một trong những lĩnh vực kinh doanh đầy triển vọng của Unitsky String Technologies Inc. là vận chuyển siêu tốc. uMah là một tổ hợp uST, trong đó uPod có thể tăng tốc lên 1.250 km/h trở lên. UPod siêu vận tốc ở đây di chuyển dọc theo một cầu vượt đặc biệt trong một đường hầm sơ tán và có thể vận chuyển hành khách và hàng hóa lên đến mười nghìn km, kể cả băng qua biển, đại dương và địa hình thù địch. UMah siêu vận tốc được thiết kế để vận chuyển hành khách một cách thoải mái giữa các thành phố, khu vực, quốc gia và lục địa xa xôi trong ba biến thể của vị trí đường hầm sơ tán: trên các giá đỡ trên mặt đất, dưới mặt đất và dưới nước.

Anatoli Unitsky, tác giả của phương tiện vận chuyển siêu tốc, đã bắt đầu công việc của mình khoảng 50 năm trước, gần như đồng thời với sự phát triển của Phương tiện hành tinh chung (GPV) cho công nghiệp hóa phi tên lửa gần không gian, trong đó tốc độ của bánh đà loại băng tải trong kênh chân không thậm chí còn lớn hơn – 12 km/s (43200 km/h). uMah sau đó phân nhánh từ GPV thành một tuyến độc lập và hơn 40 năm trước, Unitsky đã đề xuất kết nối London và New York bằng một tuyến tàu ngầm siêu tốc. Đường hầm chân không trong đó sẽ được tạo ra với độ nổi bằng không và nằm ở Đại Tây Dương ở độ sâu 50 mét. Thời gian di chuyển sẽ là 6 giờ, nhanh hơn so với đi bằng máy bay. Lúc đó không có máy tính cá nhân hoặc đồ họa máy tính, vì vậy hình minh họa cho dự án này được thực hiện bằng màu nước trên giấy.

Đường hầm ống chân không không nổi nằm ở độ sâu 50 m. Hình minh họa được vẽ bằng màu nước trên giấy

Thông số kỹ thuật cho uPod siêu vận tốc (biến thể)

• Tốc độ hành trình — lên tới 1.250 km/h
• Khoảng thời gian giao thông — từ 30 giây
• Hiệu suất của tổ hợp uMah — lên tới 50.000.000 hành khách mỗi năm
• Sức chứa của mô-đun hành khách — lên tới 20 người
• Khả năng chịu tải của mô-đun chở hàng — từ 10 tấn

uMah trong lãnh thổ có địa hình thù địch

Lái xe

• Hầu hết các tùy chọn động cơ và động cơ đẩy có sẵn sẽ không phù hợp để hoạt động trong môi trường chân không. Do đó, chúng tôi xác định rằng lựa chọn tốt nhất cho uMah sẽ là hệ thống đẩy bánh thép.
• Bánh xe mô-tơ, do UST Inc. thiết kế, có thể di chuyển ổn định và an toàn ở tốc độ lên tới 1.250 km/h.
• Đối với tốc độ cao hơn, cần phải bỏ bánh xe (vì số vòng quay quá mức và gia tốc ly tâm gây phá hủy bánh xe) và chuyển sang đệm từ.

Sự bền vững

• Khu phức hợp này có tính bền vững cao vì không có khí thải vào khí quyển do cách ly hoàn toàn đầu máy toa xe với môi trường bên ngoài. Năng lượng điện cần thiết để uMah hoạt động có thể được tạo ra, trong số những thứ khác, bằng các tấm pin mặt trời được lắp đặt trên hoặc dọc theo đường hầm vận chuyển.
• Nguồn điện dư thừa sẽ được sử dụng để sạc các thiết bị lưu trữ trên tàu của các mô-đun vận chuyển và để vận hành các trạm.

Theo dõi chi phí

• Chi phí ước tính của đường đôi uMah ở mức 25 triệu đô la trên 1 km đường, thấp hơn đáng kể so với bất kỳ phương án thay thế nào đã biết.
• Các phương án xây dựng đường ray siêu tốc dưới lòng đất, trên mặt đất và dưới nước đã được xây dựng chi tiết và phương án hiệu quả nhất về chi phí dường như là đường hầm thoát chân không dưới nước.

Thành phố tuyến tính

Các thành phố hiện đại đang phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng, biểu hiện ở sự sụp đổ giao thông, suy thoái môi trường và thiếu lãnh thổ để phát triển hơn nữa. Những vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách xây dựng các thành phố tuyến tính.

Thành phố tuyến tính (uCity) là khu định cư đô thị kiểu cụm dành cho người đi bộ hài hòa với thiên nhiên, tạo điều kiện hỗ trợ tốt nhất cho hệ sinh thái tự nhiên. Việc vận chuyển hành khách và vận chuyển hàng hóa trong một thành phố như vậy được đảm bảo bởi các Tổ hợp Cơ sở hạ tầng & Vận tải uST.

Giống như tuyến đường cao tốc của uST, dự án thành phố tuyến tính uCity chỉ có thể được quy cho một phần hoạt động R&D của UST Inc. Hầu hết các giải pháp trong tổ hợp uCity đều đã được triển khai và phát huy hiệu quả trên thực tế. Ngoài thành phần giao thông, các khu phức hợp dân cư, thành phần nông nghiệp và công nghệ sinh học, cũng như các yếu tố năng lượng sinh học mặt trời còn sót lại, được tích hợp trong cơ sở hạ tầng năng lượng của thành phố tuyến tính, đã được thiết kế và vận hành thành công.

Việc xây dựng uCity dựa trên logic thành phố thông minh, nghĩa là đất thuộc về người đi bộ. Các yếu tố đặc biệt của uCity là các tòa nhà đa chức năng nổi bật với các trạm vận chuyển chuỗi tích hợp. Các cấu trúc như vậy sẽ được tìm thấy trong mọi cụm. Các tòa nhà có công nghệ để đảm bảo toàn bộ vòng đời của hệ thống và loại bỏ mọi ô nhiễm môi trường. Một số ngôi nhà tạo thành một nhóm nằm trong khoảng cách đi bộ từ các khu chức năng chính của khu định cư. Các nhóm công trình được kết hợp thành các cụm dân cư với các tổ hợp dịch vụ xã hội và cung cấp năng lượng.

Vận chuyển chuỗi trong thành phố tuyến tính (biến thể)

Khu dân cư của cụm được chia thành các khối, được phân định bởi dải công viên rừng rộng 100-200 mét, nơi bạn sẽ tìm thấy các không gian công cộng cho cư dân và khách: khu giải trí và thể thao, các tòa nhà và cơ sở công cộng, sân thể thao, sân vận động, trung tâm y tế, trung tâm y tế, cửa hàng, quán cà phê, xưởng, nhà trẻ và trường học.

Cụm dân cư trong thành phố tuyến tính (biến thể)

Các tòa nhà dân cư trong cụm được kết hợp thành một hệ thống kiến ​​trúc và chức năng duy nhất — một khu chung cư dài, là một loại “tòa nhà chọc trời nằm ngang”. Kích thước của ngôi nhà tuyến tính, bao gồm cả chiều dài của nó, có thể thay đổi trong phạm vi khá rộng bắt đầu từ 100 m đến 1 km. Mỗi ngôi nhà được thiết kế để chứa một gia đình trung bình năm người. Những ngôi nhà sẽ có ba tầng với một tầng hầm, một phòng khách và một gác mái.

Thành phố tuyến tính Đường dây kết nối các tòa nhà trong khu định cư (biến thể)

Mỗi “tòa nhà chọc trời nằm ngang” trong cụm sẽ được thiết kế theo tiêu chí tiết kiệm năng lượng như một tòa nhà tiết kiệm năng lượng (theo phân loại của Châu Âu), khi ngôi nhà sử dụng các thiết bị kỹ thuật như tấm pin mặt trời, bộ thu nhiệt, máy bơm nhiệt và bộ thu hồi nhiệt để sản xuất nhiều năng lượng hơn nó tiêu thụ chính nó.

Cụm sẽ tự cung tự cấp hoàn toàn: thực phẩm hữu cơ, nước sạch, năng lượng xanh, giao thông an toàn, các sản phẩm và dịch vụ khác. Điều này sẽ đảm bảo an ninh lương thực, năng lượng và cơ sở hạ tầng của thành phố tuyến tính ngay cả khi xảy ra đại dịch, phong tỏa và các thảm họa thiên nhiên khác.

Thành phố tuyến tính: tầng dưới cùng chỉ dành cho người đi bộ (các biến thể)

Mái của những ngôi nhà như vậy sẽ được làm dưới dạng nhà kính tráng men (hoặc vườn cam), được kết nối với nhau bằng một hành lang liên lạc trung tâm, được thiết kế để đặt các tiện ích và bảo trì nông nghiệp của nhà kính.

Ưu điểm của các thành phố tuyến tính

• vốn thấp và chi phí vận hành cho khu dân cư, giao thông và cơ sở hạ tầng, và các khu liên hợp nông nghiệp
• lượng khí thải carbon dioxide bằng không
• chất lượng cuộc sống tốt hơn bằng cách bảo tồn và phục hồi (tạo ra) các hệ sinh thái tự nhiên trên lãnh thổ của các thành phố đang được xây dựng
• tiết kiệm đáng kể trong tiêu thụ năng lượng, sử dụng năng lượng tái tạo
• một sự khác biệt đáng kể trong hậu cần và các dự án phát triển rẻ hơn
• điều chỉnh cơ sở hạ tầng của thành phố theo các tiêu chuẩn chất lượng thống nhất
• giải quyết các vấn đề liên quan đến quá trình đô thị hóa thông thường: không có tình trạng quá tải dân số ở các thành phố, khói bụi, ô nhiễm không khí, tắc đường, vô số tai nạn và sự tách biệt giữa con người với động vật hoang dã

Thành phố tuyến tính bên đại dương (biến thể)

Các thành phố tuyến tính uCity sẽ kết hợp hài hòa với môi trường của bất kỳ vùng khí hậu và tự nhiên nào trên Trái đất. Đồng thời, phát triển đô thị không những không làm giảm diện tích đất màu mỡ mà thậm chí còn giúp tăng diện tích đất màu mỡ. Nhờ có uCity, các sa mạc sẽ biến mất khỏi hành tinh và Trái đất sẽ được tái sinh thành một khu vườn nở hoa, nơi toàn thể nhân loại trong tương lai — khoảng 10 tỷ người — sẽ có thể sống an toàn và thoải mái.