하이퍼루프(Hyperloop) 정의, 원리, 개념, 기술_1280km 비행기보다 빠른 진공튜브 열차

안녕하십니까,
부매경입니다.

오늘은 하이퍼루프 정의, 원리, 기술 등 전반적인 내용에 대해서 정리해 보겠습니다.
앞으로 우리나라에 적용될지는 미지수이나, 미래에 새로운 교통수단이 부각될 것 같습니다.

하이퍼루프(Hyperloop)

머스크 형이 제안한 진공튜브 열차의 종류
미래 고속열차로 하이퍼루프 제안

By Camilo Sanchez - 자작, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=43739482

하이퍼루프의 속도는 시속 1,280km로 F1 경주에서 측정된 최고 속도가 시속 413km임을 고려하면
엄청난 속도입니다.
이 속도는 일반 여객기(시속 900km) 보다 빠르며, 전투비행 속도(시속 1500km)와 비슷합니다.
기차가 저렇게 빠르다니 상상이 안됩니다.

하이퍼루프 개념

• 출발지와 목적지를 진공관으로 연결
• 진공관 내부 낮은 기압 상태에서 캐슐(이동수단) 이동
• 100% 태양광 발전 사용
• 건설비 약 6조 5000억 예상
• 캡슐 전방에 공기 흡입부 및 압축기로 구성
• 중앙에 탑승객이 탈 수 있는 공간
• 후방에 배터리로 구성됨

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하이퍼루프 원리

캡슐의 바닥과 진공튜브는 자석으로 구성
즉 자기부상 열차와 같이 진공튜브 안에 캡슐이 떠 있음
자기부상 열차의 원리와 같이 다른 극끼리 당기고 같은 극끼리 미는 힘을 이용
진공상태에서 캡슐 이동
즉, 속도를 결정짓는 공기저항 및 바닥의 마찰력이 0에 가까운 조건이 됩니다.
(완전 진공이 아니라 낮은 압력이 있어서 공기에 대한 저항 생김)

정연우 교수님 유수프 시안

하이퍼루프 장점

• 가장 큰 장점은 역시 속도
• 진공 상태로 소음발생이 없음
• 진공튜브 안에서 이동하여 날씨 제약 없음
• 100% 태양광 사용으로 온실가스 배출 제로
• 운송비용도 저렴할 것으로 예상

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하이퍼루프 핵심기술

진공튜브의 기밀성(진공도 유지)
긴 튜브를 진공에 가까운 상태로 계속하여 유지
튜브는 자체 하중을 견디면서 튜브 간 연결이 잘되어야 하고,
고속 이동 중에 발생하는 열과 진동을 이겨낼 수 있는 소재와 구조를 가지고 있어야 함

칸트로비츠 한계, 공기 질식 극복
칸트로비츠 한계 : 공기의 흐름 막힘 현상(공기 질식)
완전한 진공상태가 아니며, 낮은 기압이 존재하는데
이 미세한 공기가 진공튜브와 캡슐 사이로 원활하게 흘러함
튜브 내 공기가 원활하게 흐르기 위해서 캡슐과 큐브 간 충분한 공간 필요

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이상입니다. 감사합니다.