Hyperloops y sistemas de alta velocidad de EQUILIBRIUM

1. Resumen de la iniciativa

En el marco de la línea de acción «EQUILIBRIUM Se alienta al transporte a que establezca un marco nacional para la investigación, el ensayo, la normalización y la implantación gradual de sistemas de transporte rápidos y de gran velocidad. El marco debería combinar un ferrocarril de alta velocidad, un transporte magnético, sistemas de tuberías de vacío como Hyperloop, corredores de carga automatizados y gestión digital de las corrientes multimodales.

• - Clase madura básica para corredores de gran densidad de pasajeros.
• Maglev es una clase promisoria para velocidades por encima de los ferrocarriles tradicionales y corredores especiales.
• Hiperlupe/sistemas de tuberías de vacío - clase experimental que requiere una verificación a largo plazo de la seguridad, el sellado, la evacuación, la economía y el marco normativo.
• Corrientes automáticas de carga de clase aplicada para puertos, aglomeraciones industriales, puertos secos y centros de distribución.
• EQUILIBRIUM - Contrato digital de la comparación de tecnologías, la gestión de corrientes, la duplicación digital y la evaluación del ciclo de vida.

2. Objetivo del Estado

El desarrollo del transporte de alta velocidad no se considera un proyecto de infraestructura por separado, sino un programa intersectorial que afecta a la industria, las ciencias de los materiales, la energía, el desarrollo espacial, la economía digital, la ingeniería del transporte y la soberanía científica y tecnológica.

2.1. Objetivos

• Reducción del tiempo de desplazamiento entre las principales aglomeraciones y los centros de producción;
• :: El aumento de la conectividad de los territorios y la redistribución de una parte del transporte de pasajeros de las líneas aéreas y de vehículos;
• La creación de nuevos mercados para la ingeniería nacional, la electrónica, los compuestos, la energía de la fuerza y los sistemas de gestión;
• Creación de un marco de prueba y reglamentación para las tecnologías de alta velocidad;
• Creación de un conjunto de tecnologías, normas, plataformas digitales y competencias de ingeniería exportadas.

3. Clasificación de los sistemas de velocidad

* Las escalas se presentan como una clasificación de ingeniería indicativa; los parámetros de un proyecto determinado se definen por la trayectoria, el material móvil, las normas y los requisitos de seguridad.

4. Hiperlupe y transporte por tuberías de vacío

Por " hiperlupa " se entiende la clase de sistemas de transporte en que una cápsula o un tren se mueve dentro del canal de tuberías y túneles con una presión de aire muy baja y el movimiento y la retención pueden provenir de sistemas electromagnéticos o de otro tipo. La posible reducción de la resistencia aerodinámica crea las condiciones para una velocidad muy alta, pero también crea un nuevo conjunto de requisitos de seguridad y funcionamiento.

4.1. Tareas críticas de ingeniería

• Mantenimiento a largo plazo de un entorno desgarrado en zonas extensas;
• Sellando las esclusas, las estaciones, las interfaces y las entradas de tecnología;
• El freno y la interrupción en condiciones de seguridad;
• Evacuación de pasajeros de un canal cerrado;
• Seguridad contra incendios y gestión del humo y el gas;
• Deformaciones térmicas de estructuras de tuberías largas;
• La precisión geométrica de la trayectoria y la estabilidad de la base;
• Control de las vibraciones, la dinámica de la cápsula y los regímenes de transición;
• Construcción, reparación e inspección económicamente viables.

5. Maglev y ferrocarril de alta velocidad

5.1. Maglev

El transporte magnético elimina el contacto mecánico de la rueda y el riel en su mayor parte en modo de movimiento. Esto reduce varios tipos de obsolescencia mecánica y permite el diseño de sistemas de alta velocidad, pero requiere una infraestructura especializada, electrónica de la fuerza, sistemas de levitación y empuje, una estructura de carreteras precisa y una gestión de la seguridad avanzada.

5.2. MB

El ferrocarril de alta velocidad es la clase de transporte terrestre de pasajeros más madura para las velocidades de unos 250–400 km/h. Para la Federación de Rusia, las MCV pueden servir de base tecnológica e infraestructura en la que se forman competencias en la ruta, el material móvil, la electricidad pesada, el control digital, la aerodinámica, los materiales y el funcionamiento de las altas velocidades.

6. Material para transporte de alta velocidad

Los materiales de óxidos superpurados, la cerámica nanoestructurada, los nuevos dieléctricos y los componentes de suministro de calor para la electrónica de poder, los sensores, el aislamiento y los nudos de bajo consumo son de interés especial para los sistemas de transporte. Su aplicación debe estar respaldada por pruebas en un artículo determinado y por un cálculo del costo del ciclo de vida.

7. Contorno energético

Los sistemas de velocidad exigen una evaluación no sólo de la capacidad de impulso, sino también de la energía total de la instalación: las cargas máximas, la recuperación, la acumulación de energía, las necesidades de infraestructura, las reservas, la conectividad y la calidad de la electricidad.

• Subestaciones de carga y gestión intelectual de la carga;
• Recompra de frenos y depósitos locales;
• Microredes para centros y estaciones críticos;
• Sistemas de continuidad de la gestión, las comunicaciones y la seguridad;
• Para los sistemas de vacío ○ un balance separado de la energía de las estaciones de bombeo de vacío y el sellado.

8. Arquitectura digital: EQUILIBRIUM Velocidad

El contorno digital debe ir acompañado de un objeto a lo largo de todo el ciclo vital, desde la selección de la ruta hasta el funcionamiento y la modernización.

1. Doble digital del corredor: geología, infraestructura, energía, transporte.
2. Doble digital del material móvil/capsula: dinámica, temperatura, vibraciones, recurso.
3. Diagnóstico preventivo de la ruta, los túneles/tubos, la fuerza y los sistemas de seguridad.
4. Modelización de pasajeros y carga, escenarios de tarifas y horarios.
5. Registro único de fallos, ensayos, datos de certificación y cambios de diseño.
6. Integración con el «EQUILIBRIUM Transporte para la direccion multimodal.

9. Enfoque de selección de corredores rusos

La selección de rutas específicas debe basarse en un modelo único de múltiples factores, no sólo en la distancia entre las ciudades.

10. Programa nacional: etapa

11. Cooperación industrial

• Ingeniería de vehículos y vagones;
• Metalurgia, aluminio, titanio y compositora;
• Electricidad, electrodomésticos y aparatos eléctricos;
• Equipo de vacío y sistemas de sellado;
• Materiales de construcción, puentes y túneles;
• Comunicaciones, navegación, sensorica, automatización e IA;
• Centros de ensayo, metrología, certificación y seguros de riesgos;
• Universidades, Institutos de Investigación Industrial y centros de ingeniería.

12. Seguridad y marco normativo

Para las nuevas clases de transporte, el resultado clave de la I+D debe ser no sólo la velocidad sino también la seguridad demostrada. El sistema normativo debe establecerse al mismo tiempo que las pruebas.

• Seguridad funcional de los sistemas de gestión;
• Seguridad contra incendios y de emergencia;
• Evacuación y operaciones de rescate;
• Compatibilidad electromagnética;
• Flexibilidad cibernética de la infraestructura de gestión;
• Seguridad mecánica y aerodinámica;
• Control de materiales, compuestos soldados y pegajosos y sellados;
• El registro obligatorio de incidentes y la verificación independiente de sistemas críticos.

13. La economía y los criterios para la adopción de decisiones

La comparación de las tecnologías debe realizarse a un costo total del ciclo de vida y del resultado del transporte, y no a la velocidad máxima declarada.

14. C. Piloto propuesto «EQUILIBRIUM Velocidad _____»

No se propone comenzar con la construcción de una autopista, sino con la creación de un polígono federal de ciencia y tecnología en el que varias clases de transporte rápido puedan someterse a ensayos comparables.

• El terreno para la tecnología de ruedas de alta velocidad;
• :: Una sección del movimiento magnético;
• Un corto canal de ensayo sellado para las tecnologías de tuberías de vacío;
• - Estandar energético de tracción, almacenamiento y recuperación;
• Un bloque de materiales y clima;
• Centro de Duplicaciones Digitales, Diagnóstico y Certificación.

15. Modelo institucional

El programa requiere coordinación intersectorial con una separación de funciones: el Estado establece los requisitos y las normas; la ciencia aporta las pruebas; la industria, los componentes y la producción; las empresas de infraestructura, los requisitos operativos; y los centros independientes, la validación y la certificación.

• La junta de coordinación del programa;
• El Consejo Científico y Técnico de Sistemas de Transporte Rápido;
• Un registro único de tecnologías y niveles de preparación;
• * Un conjunto de procedimientos modelo para el pilotaje y la autorización para el funcionamiento experimental;
• Mecanismo de consorcios y financiación de proyectos;
• La parte pública de la presentación de informes sobre indicadores civiles de la eficiencia y la seguridad.

16. Posición final

La Federación de Rusia cuenta con un territorio, una escuela científica, la industria metalúrgica, la energía y la maquinaria de transporte que permite establecer su propia regla tecnológica de transporte rápido. La estrategia más racional es desarrollar simultáneamente soluciones maduras y plataformas experimentales, sin sustituir las pruebas de ingeniería por la futurología.

-EQUILIBRIUM: Hiperlupas y sistemas de velocidad se propone como arquitectura de tecnología: un sistema único de selección de corredores, comparación de tecnologías, gestión de I+D, ciencias de los materiales, energía, dobles digitales, ensayos y escala industrial.

Anexo. Matriz de prioridades