Firma SpaceX postawiła przed inżynierami z całego świata nie lada wyzwanie. Mają zaprojektować i zbudować pojazd, który będzie poruszał się z prędkością tysiąca kilometrów na godzinę. Z ponad 1,2 tys. projektów zgłoszonych do konkursu tylko 300 znalazło się w jego drugim etapie – w tym koncepcja zespołu, w którego składzie są studenci i doktorant PWr

Firmę SpaceX i jej założyciela Elona Muska nie trzeba przedstawiać żadnemu inżynierowi. To w końcu Musk stworzył Teslę, planuje turystyczne wycieczki w kosmos, rakiety „wielokrotnego użytku” i kolonię ma Marsie. A wszystkie te projekty finansuje dzięki ogromnemu kapitałowi, jaki wypracował, sprzedając założonego przez siebie PayPala i rozwijając inne przedsiębiorstwa.

Jedną z idei Muska, które mają zmienić przyszłość, jest Hyperloop, czyli pojazd piątej generacji będący połączeniem samolotu i pociągu. Ma to być kapsuła poruszająca się w specjalnej rurze, w której ciśnienie jest tak niskie jak na wysokości 10 kilometrów, co znacząco redukuje opór powietrza. Pojazd miałby przemieszczać się z prędkością ponad tysiąca kilometrów na godzinę, bez kontaktu z podłożem, wykorzystując magnetyczną lewitację i łożyska powietrzne. Takie są założenia – ale od pomysłu do konkretnych rozwiązań technicznych daleka droga. Miliarder z USA ma tego świadomość, dlatego o pomoc poprosił inżynierów z całego świata.

W czerwcu 2015 r. ogłosił konkurs „Spacex Hyperloop POD Competition”. Jego uczestnicy mają zaprojektować zarówno pojazd, jak i niezbędną do jego funkcjonowania infrastrukturę, a następnie zbudować zminiaturyzowany prototyp. Musk szacuje, że powstanie Hyperloopa będzie kosztowało około sześciu miliardów dolarów. Sporą część z tych kosztów zamierza pokryć sam, będzie także szukał finansowania dla projektu.
Do konkursu zgłosiło się ponad 1,2 tys. zespołów z całego świata. Wśród nich wiele grup tworzonych przez inżynierów na co dzień pracujących w wiodących firmach technologicznych oraz zespoły naukowców z najlepszych uczelni technicznych. Musieli przesłać zarys swojej koncepcji Hyperloopa. Na tej podstawie SpaceX wybrał 300 drużyn, które zakwalifikował do drugiego etapu. Wśród nich znalazły się dwa zespoły z Polski, w tym Hyper Poland. 

Grupę założyli absolwenci Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej, którzy rozwijają swój startup - Carbon Workshop. Wspólnie z prof. Januszem Piechną z Instytutu Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej opracowali pierwszą koncepcję projektu i to ona została zakwalifikowana do drugiego etapu konkursu. Wkrótce do zespołu dołączyły kolejne osoby i instytucje. Obecnie tworzy go 25 specjalistów z wielu dziedzin, wśród nich studenci i doktoranci z Politechnik: Warszawskiej i Wrocławskiej. Naszą uczelnię w zespole reprezentują studenci: Wojciech Pawlak, Piotr Konieczny, Patrick Rutkowski i Tomasz Dziubak oraz doktorant Zbigniew Żelazny – wszyscy z Wydziału Mechanicznego PWr i wszyscy na co dzień pracujący w Kole Naukowym Pojazdów i Robotów Mobilnych.

- Grupa miała problem z kilkoma rozwiązaniami i tak trafiła na nas – opowiada Zbigniew Żelazny. – Jako że pracowaliśmy przy wielu różnych konstrukcjach i projektach naukowych, mamy spore doświadczenie, z którego skorzystaliśmy, zajmując się trzema elementami projektu Hyperloop. Projektowaliśmy m.in. zasilanie w energię elektryczną, czyli układ baterii i cały system podłączenia wszystkich podzespołów, żeby jedno źródło energii mogło zasilić wszystkie. Obliczaliśmy także dane dotyczące zapotrzebowania na energię i maksymalnego jej zużycia.

Studenci i doktorant z PWr byli również odpowiedzialni za projekt napędu elektrycznego turbiny, która miałaby się znaleźć z przodu pojazdu i pełnić jednocześnie funkcję sprężarki. Jej zadaniem byłoby przepompowywanie powietrza z przodu Hyperloopa na jego tył, co zapobiegłoby generowaniu się wysokiego ciśnienia przed pojazdem.

- Pracowaliśmy także nad rozwiązaniami, które umożliwią start i hamowanie pojazdu – opowiada Zbigniew Żelazny. – Hyperloop ma poruszać się po łożysku powietrznym, czyli bardzo cienkiej warstwie powietrza pod wysokim ciśnieniem, znajdującej się między płozami pojazdu a torem. Dopóki pojazd byłby w ruchu, jego lewitowanie nie stanowiłoby problemu, ale hamowanie czy postój są już większym wyzwaniem. Do tego przy tak dużej prędkości sama zmiana kierunku czy kąta nachylenia może być niebezpieczna. Znaleźliśmy rozwiązanie tych problemów, ale na razie, póki konkurs trwa, nie możemy jeszcze zdradzać szczegółów.

Kolejny etap konkursu to zbudowanie miniaturowego prototypu Hyperloopa. Zespół Hyper Poland zamierza wykonać prototyp w skali 1:24, a następnie przygotować krótki tor testowy i małą wersję pojazdu w wariancie cargo. Na ten cel zbiera pieniądze na platformie OdpalProjekt.pl. Internautom pomysł się spodobał – obecnie przekazali na ten cel prawie 35 tys. zł z potrzebnych 40.

Projektantów z najlepszymi rozwiązaniami SpaceX zaprosi latem na finał konkursu w Teksasie. Tam na 700-metrowym torze będą mieli okazję udowodnić, że ich pomysły są realne. Zwycięży ten zespół, którego Hyperloop pokona trasę najszybciej i zrobi to bezpiecznie.

- Wcześniej jednak uczestnicy finału wezmą udział w Design Week – opowiada Zbigniew Żelazny. – Inżynierowie z całego świata będą tam wspólnie pracować nad najlepszymi rozwiązaniami. To byłaby dla nas duża szansa na to, by lepiej poznać środowisko i nawiązać wiele kontaktów.

O tym, kto zakwalifikuje się do finału, SpaceX poinformuje w lutym.

Projekt Hyper Poland można wesprzeć tutaj.

Lucyna Róg