하이퍼루프의 과학적 원리가 궁금해요.

Question

얼마전 영상을 보다가 2013년에 일론머스크가 구상한 하이퍼루프가 3년전 미국에서 시범테스트를 성공했다고 하던데요. 서울에서 부산까지 17분정도밖에 안걸린다고 하던데 이 하이퍼루프는 어떤 과학적원리로 만들어지는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김채원 과학전문가입니다.

하이퍼루프는 탑승장치가 진공으로된 관을 이동하기에 공기저항이 거의 없어 빠른속력을 낼 수 있습니다.

다만 가속이나 감속속도가 너무빠르면 승객의 안전이나 탑승편의가 저해될 수 있어 거리가 긴 구간에 설치하는것이 좋다고 할 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

하이퍼루프는 진공관속에 사람이나 화물을 태울 수 있는 캡슐을 넣어 이동하는 수단입니다.

진공관이기에 속도가 빨라지는것을 방해하는 공기저항이 거의없어지다보니 가해주는 동력에너지가 매순간 보존되기도 합니다.

진공관 내 동력을전달하기 위해서는 자기부상열차와같이 자기 및 전기에너지가 사용됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

2013년, 일론 머스크(Elon Musk)는 테슬라 모터스 블로그를 통해 ‘하이퍼루프’(Hyperloop)에 대한 50페이지가량의 아이디어를 공개했다. 미국 서부 도시를 연결하는 새로운 콘셉트(concept)의 이동수단이었다. 일론 머스크가 아이디어를 공개한 이후, 많은 업체가 하이퍼루프 개발에 도전하고 나섰다.

하이퍼루프는 전기자동차 제조업체인 테슬라 모터스와 민간 우주업체 스페이스X의 CEO인 일론 머스크가 고안한 차세대 이동수단이다. 열차처럼 생기긴 했지만, 실제 작동 방식은 기존 열차와 많이 다르다. 하이퍼루프는 기본적으로 진공 튜브에서 차량을 이동시키는 형태의 운송수단이다. ‘이동’보다는 ‘쏘아 보낸다’는 표현이 더 적절하다.

하이퍼루프 여객 운송 캡슐 개념 디자인 렌더링 <출처: 테슬라 모터스 블로그>

하이퍼루프는 자기장을 이용해 추진력을 얻고, 바닥으로 공기를 분사해 마찰력을 줄인다. 여기에 필요한 전력은 튜브의 외벽을 감싼 태양광 패널로 얻는다.

최고 속도는 시속 1,280km를 달릴 수 있는 수준이다. 물론 구간에 따라 속도가 변하겠지만, 서울-부산 사이를 15분에 달릴 수 있는 수준이다. 미국 서부 샌프란시스코에서 로스앤젤레스 구간을 불과 30분 안에 주파할 수 있다. 기존 열차는 물론, 항공기보다도 빠르다.

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

하이퍼루프는 진공관과 자기 부상 기술을 이용하여 초고속으로 이동하는 교통수단입니다.

진공관은 공기의 저항을 줄이기 위해 공기를 완전히 제거한 관입니다. 공기의 저항은 물체의 속도가 증가함에 따라 커지기 때문에, 진공관을 이용하면 물체의 속도를 크게 높일 수 있습니다.

자기 부상은 자석의 힘을 이용하여 물체가 공중에 떠 있는 상태를 유지하는 기술입니다. 자기 부상은 물체의 마찰을 없애기 때문에, 물체의 속도를 더욱 빠르게 할 수 있습니다.

하이퍼루프는 이 두 가지 기술을 결합하여, 시속 1,200km 이상의 속도로 이동할 수 있습니다. 이는 기존의 고속철도보다 약 5배 이상 빠른 속도입니다.

Answer 5

안녕하세요. 안상우 과학전문가입니다.

우리가 이동할 때 에너지를 사용하게 되는데이 에너지가 소비되는 곳은 주로 지면과의 마찰력 등입니다 하이퍼루프는 내부를 진공으로 만들어 생기는 마찰력을 0으로 만들고 자기장을 이용해 추진력을 이용해서 가속을 시켜서 이동을 하게 하는 원리로 만들어지게 됩니다 공기 저항과 마찰저항을 줄임으로써 효율적으로 속도를 올리고 이 속도를 적절히 제어해서 원하는 목표물에 도착하게 됩니다

Answer 6

안녕하세요. 장대은 과학전문가입니다.

하이퍼루프의 과학적 원리는

같은 극끼리 밀고 다른 극끼리 끌어당기는 자석의 원리를 이용해 추진력을 얻습니다.

마치 지상을 달리는 열차보다, 하늘을 나는 비행기가 낮은 공기·마찰 저항으로 빠른 속도를 낼 수 있듯이 아진공 상태의 하이퍼루프도 이 원리를 이용하는 것입니다.

항상 건강하시고, 답변이 도움됐다면 ★좋아요와 추천★ 부탁드립니다

Answer 7

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

하이퍼루프의 구조를 쉽게 이해하려면 ‘자기부상열차’를 떠올리면 됩니다. 열차 바닥과 레일에 자석이 달려있어, 서로 같은 극은 밀고, 다른 극은 당기며 앞으로 나가는 자기부상열차가 진공상태의 터널로 마치 미사일처럼 발사되어 빠르게 이동하는 것이 하이퍼루프의 구동 원리입니다.

인천공항과 중국 상하이의 자기부상열차는 차량을 트랙으로 당기는 방식, 일본의 SCMaglev 자기부상열차는 차량을 트랙으로부터 밀어내는 방식을 차용하고 있습니다. 어떤 방식이든 트랙과의 마찰 없이 부상하여 이동하기 때문에, 유지보수가 최소화된다는 장점이 있으며, 이는 하이퍼루프도 마찬가지입니다.

빠르다는 것 외에, 하이퍼루프가 승객의 입장에서 일반 열차와 다른 점이 있다면, 하이퍼루프는 공기 저항과 무게를 최소화하기 위해 캡슐 형태를 하고 있고, 창문이 없다는 정도. 하이퍼루프의 각 부분별 명칭은 다소 생소할 수 있는데, 레일은 ‘트랙’(Track), 터널은 ‘튜브’(Tube), 차량은 ‘포드’(Pod)라고 불립니다.