ES2925373T3 - Sistema de transporte - Google Patents

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ES2925373T3 ES16747012T ES16747012T ES2925373T3 ES 2925373 T3 ES2925373 T3 ES 2925373T3 ES 16747012 T ES16747012 T ES 16747012T ES 16747012 T ES16747012 T ES 16747012T ES 2925373 T3 ES2925373 T3 ES 2925373T3
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Brogan BAMBROGAN
Joshua Giegel
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Hyperloop Technologies Inc
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Abstract

Un sistema de transporte de alta velocidad incluye al menos una estructura de transporte que tiene al menos una vía, al menos una cápsula configurada para viajar a través de al menos una estructura entre una pluralidad de estaciones, un sistema de propulsión adaptado para impulsar al menos una cápsula a través de la estructura, y un sistema de levitación adaptado para levitar la cápsula dentro de la estructura. Al menos una pista está posicionada para proporcionar vectores de fuerza de equilibrio para lograr la estabilidad de la cápsula. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de transporte
CAMPO DE LA DIVULGACIÓN
La presente divulgación se refiere a sistemas y procedimientos para el transporte de alta velocidad de personas y/o materiales entre lugares.
ANTECEDENTES DE LA DIVULGACIÓN
Los medios de transporte tradicionales por agua, tierra, ferrocarril y aire revolucionaron el movimiento y el crecimiento de nuestra cultura actual. Sin embargo, los impactos ambientales, sociales y económicos adversos de estos modos de transporte tradicionales iniciaron un movimiento para encontrar modos de transporte alternativos que aprovechen las importantes mejoras en la tecnología del transporte para trasladar eficazmente personas y materiales entre lugares. Los sistemas de transporte de alta velocidad que utilizan rieles u otros componentes de guiado estructural se han contemplado como una solución a los problemas de transporte existentes, al tiempo que mejoran la seguridad, disminuyen el impacto medioambiental de los medios de transporte tradicionales y reducen el tiempo total de desplazamiento entre, por ejemplo, las principales comunidades metropolitanas.
El documento US 2014/261055 A1 divulga un Maglev Superconductor de Alta Temperatura (HTSM) para el Transporte por Tubo Evacuado (ETT) con una estructura de levitación magnética para vehículos cápsula de ETT que viajan en un tubo evacuado.
El documento US 2010/192799 A1 divulga un sistema de transporte que comprende un conducto cerrado proporcionado entre una primera ubicación geográfica y una segunda ubicación geográfica, estando el conducto cerrado provisto con una atmósfera de hidrógeno o metano; y un vehículo dimensionado para encajar dentro del conducto, comprendiendo el vehículo un sistema de propulsión acoplado con un motor que recibe energía de al menos una pila de combustible, la al menos una pila de combustible está configurada para recibir el hidrógeno o el metano de la atmósfera del conducto cerrado, utilizando además el vehículo un sistema de levitación configurado para hacer levitar el vehículo dentro del conducto cerrado.
El documento US 6 374 746 B1 (y miembro de la familia, documento WO 00/78586 A1) divulga un sistema de transporte que comprende una tubería de cápsulas que utiliza la levitación magnética para suspender cápsulas inertes y resistentes dentro de una tubería evacuada por aire, donde son propulsadas por un motor lineal. Matrices de polos de imanes permanentes incorporados en las cápsulas para interactuar con los bucles conductores mejorados por inducción en el interior de la tubería.
Documento "Hyperloop Alpha. SpaceX" divulga aspectos generales del llamado principio del hiperbucle.
SUMARIO DE LAS REALIZACIONES DE LA DIVULGACIÓN
La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas. De acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, se proporciona un sistema de transporte de alta velocidad como se define en la reivindicación 1.
En otras realizaciones, las al menos dos pistas están posicionadas para proporcionar vectores de fuerza verticales de equilibrio para lograr la estabilidad vertical de la cápsula.
En otras realizaciones, el sistema de levitación comprende al menos un cojinete de fluido dispuesto en la cápsula y que interactúa con la al menos una pista dispuesta en la estructura.
En otras realizaciones, cada cojinete de fluido comprende un cojinete de aire.
En algunas realizaciones, cada cojinete de fluido comprende un cojinete de líquido.
En otras realizaciones, el sistema de levitación comprende un sistema de levitación magnética.
En otras realizaciones, el sistema de levitación magnética comprende al menos un conjunto Halbach.
En otras realizaciones, el sistema de levitación magnética comprende al menos un electroimán.
En algunas realizaciones, el sistema de levitación magnética comprende al menos un imán permanente.
En realizaciones adicionales, la al menos una cápsula comprende adicionalmente ruedas para soportar al menos intermitentemente la cápsula en la al menos una pista.
En otras realizaciones, la cápsula comprende al menos un cojinete de aire dispuesto para interactuar con la al menos una pista.
En algunas realizaciones, el al menos un cojinete de aire tiene un perfil en forma de "V".
En realizaciones adicionales, el al menos un cojinete de aire comprende un par de aletas que se extienden desde la cápsula.
En otras realizaciones, la al menos una pista está dispuesta en la estructura debajo de la cápsula, de manera que la al menos una pista soporta un peso de la cápsula.
En otras realizaciones, la al menos una pista está dispuesta en la estructura por encima de la cápsula, de manera que la cápsula depende de la pista.
En algunas realizaciones, el sistema comprende además al menos una estación de conmutación dispuesta en una ruta de transporte a lo largo de la al menos una estructura, la ruta de transporte tiene una ruta de transporte ascendente y una ruta de transporte descendente, y al menos una ruta de transporte ascendente o descendente adicional. En otras realizaciones, la ruta de transporte incluye una ruta ascendente y una ruta descendente divergente.
En otras realizaciones, la ruta de transporte incluye una ruta descendente y una pluralidad de rutas ascendentes divergentes.
En otras realizaciones, la al menos una estación de conmutación comprende una pluralidad de patines móviles de rutas descendentes divergentes.
En otras realizaciones, la ruta de transporte incluye una ruta corriente abajo y una pluralidad de rutas corriente arriba divergentes.
En otras realizaciones, la al menos una estación de conmutación comprende un patín móvil que tiene dos porciones de vía divergentes sobre el mismo, estando el patín móvil para alinear una de las porciones de pista divergentes con una porción de pista corriente arriba y una porción de vía corriente abajo.
En algunas realizaciones, la al menos una estación de conmutación comprende una puerta móvil operable para girar selectivamente para conectar una porción de vía corriente arriba con una porción de vía corriente abajo seleccionada. En otras realizaciones, la al menos una estación de conmutación comprende pistas laterales accionables que están adaptadas para ser retiradas selectivamente de la ruta de una cápsula que se aproxima, de manera que cuando la cápsula se aproxima a la estación de conmutación, sólo una de las pistas laterales accionables se acopla a un cojinete de aire lateral correspondiente de la cápsula, con el fin de dirigir la cápsula desde una porción de pista corriente arriba hasta una porción de pista corriente abajo.
En otras realizaciones, los cojinetes de fluido están configurados para inyectar un fluido entre la pista y los cojinetes de fluido para soportar la cápsula.
En otras realizaciones, cada cojinete de fluido es operable para reciclar el fluido dentro del cojinete de fluido y/o para reciclar el fluido de un cojinete corriente arriba.
En algunas realizaciones, la cápsula comprende una pluralidad de cojinetes de apoyo a lo largo de una superficie exterior de la cápsula.
En otras realizaciones, al menos algunos de los cojinetes de apoyo comprenden una suspensión independiente configurada para ajustar la altura relativa de los respectivos cojinetes de apoyo por encima de la pista para compensar cualquier saliente en la pista.
En otras realizaciones, el sistema incluye un generador de señales de avance operable para transmitir las condiciones de funcionamiento de uno de los cojinetes de soporte de la pluralidad a un cojinete de soporte posterior para ayudar a controlar el cojinete de soporte posterior.
En otras realizaciones, el generador de señales proporciona datos relativos al control de al menos uno de los ángulos de los cojinetes y del caudal de fluido de los cojinetes.
En algunas realizaciones, el sistema de levitación está configurado para provocar un cambio de fase de un fluido en un hueco entre un cojinete de la cápsula y la al menos una pista, y para utilizar el cambio de fase del fluido en la hueco para hacer levitar la cápsula por encima de la al menos una pista.
En otras realizaciones, cada cojinete de aire utiliza aire que tiene una presión más alta que un entorno de baja presión dentro de un interior de la estructura.
En otras realizaciones, las ruedas se colocan a una altura relativa a la al menos una pista para no entrar en contacto con la al menos una pista cuando el sistema de levitación es operable.
En otras realizaciones, los elementos del sistema de levitación de la cápsula se colocan a una altura relativa a la al menos una pista para no entrar en contacto con la al menos una pista cuando las ruedas son operables.
En algunas realizaciones, las ruedas están posicionadas y dispuestas para ser desplegadas desde una posición rebajada dentro de la cápsula.
En otras realizaciones, la al menos una pista comprende un sistema de control de temperatura operable para calentar o enfriar la al menos una pista.
En otras realizaciones, el sistema de control de la temperatura comprende un calentador que comprende conductores eléctricos operables para calentar la al menos una pista.
En otras realizaciones, el sistema de control de la temperatura comprende un sistema de aire acondicionado capaz de enfriar la al menos una pista.
En algunas realizaciones, el sistema comprende además un sistema de alineación activa de la pista que comprende al menos un sensor operable para detectar una desalineación de la al menos una pista, un procesador configurado para determinar un ajuste de la pista con base en la desalineación detectada, y un actuador de la pista para realizar el ajuste de la pista para mover la al menos una pista a la alineación adecuada.
En otras realizaciones, la estructura de transporte comprende un tubo.
En otras realizaciones, el sistema de levitación magnética comprende al menos un imán superconductor.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Los rasgos novedosos que son característicos de los sistemas, tanto en lo que se refiere a la estructura como al procedimiento de funcionamiento de los mismos, junto con otros objetivos y ventajas de los mismos, se entenderán a partir de la siguiente descripción, considerada en relación con los dibujos adjuntos, en los que las realizaciones del sistema se ilustran a modo de ejemplo. No obstante, debe entenderse expresamente que los dibujos tienen únicamente fines ilustrativos y descriptivos, y no pretenden ser una definición de los límites del sistema. Para una comprensión más completa de la divulgación, así como de otros objetivos y características adicionales de la misma, se puede hacer referencia a la siguiente descripción detallada de la divulgación junto con los siguientes dibujos ejemplares y no limitantes en los que:
La FIGURA 1 es una vista esquemática del sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 2A - 2C ilustran vistas de cápsulas ejemplares para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 3A - 3C ilustran vistas de al menos un tubo para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 4A - 4C son representaciones esquemáticas ejemplares de una configuración de tubo y soporte para posicionar el tubo a una profundidad en una masa de agua para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 5 es un diagrama de otra representación esquemática ejemplar de una configuración de tubo y soporte para posicionar los tubos a una profundidad en una masa de agua para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 6A - 6E son representaciones esquemáticas ejemplares de configuraciones adicionales de tubos y soportes para posicionar los tubos a una profundidad en una masa de agua para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 7A - 7C son representaciones esquemáticas ejemplares de configuraciones adicionales de tubos y soportes para posicionar los tubos a una profundidad en una masa de agua para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 8A - 8G son ilustraciones de configuraciones ejemplares de tubos y soportes para posicionar los tubos a una profundidad en una masa de agua para su uso en el sistema de transporte y representaciones de un puerto de embarque en alta mar (y los resultados del mismo) de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 9A - 9C son representaciones ejemplares de procedimientos de fabricación de tubos y aparatos para su uso con el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 10 es un diagrama de otro procedimiento y sistema de fabricación de tubos para su uso con el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 11A - 11D son representaciones esquemáticas ejemplares de estructuras tubulares para su uso con el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 12A - 12B son representaciones esquemáticas ejemplares de otro procedimiento de fabricación de tubos y estructuras para su uso con el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 13 es un diagrama de otra representación esquemática ejemplar de un procedimiento de fabricación de tubos y una estructura para su uso con el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 14 es un diagrama de otra representación esquemática ejemplar de un procedimiento de fabricación de tubos y una estructura para su uso con el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 15 es un diagrama de otra representación esquemática ejemplar de un procedimiento de fabricación de tubos y una estructura para su uso con el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 16 es un diagrama de una configuración ejemplar y no limitativa de pistas y cojinetes para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación útiles para la comprensión de la invención;
La FIGURA 17 ilustra otras configuraciones ejemplares de pistas y cojinetes para su uso en el sistema de transporte, en las que las realizaciones 1700, 1705 y 1715 están de acuerdo con las realizaciones de la presente invención y la realización 1710 es útil para comprender la invención;
La FIGURA 18 es un diagrama de otra configuración ejemplar de pistas y cojinetes para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 19 es un diagrama de una configuración ejemplar adicional de pistas y cojinetes para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 20 ilustra una configuración ejemplar adicional de pistas y cojinetes para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 21A - 21B ilustran vistas de una configuración ejemplar adicional de pistas y cojinetes para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 22A - 22C ilustran sistemas ejemplares de conmutación de pistas para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 23A - 23B ilustran aspectos de una configuración adicional ejemplar de pistas y cojinetes de fluido y sistema de reciclaje de fluido de cojinete para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 24A - 24B ilustran vistas de una configuración ejemplar de pitas y cojinetes para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 25A - 25B ilustran una configuración ejemplar de cojinete de fluido y un sistema de avance para controlar (o ajustar) la configuración de cojinete de fluido de operación para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 26 es una representación ejemplar esquemática de otra configuración de cojinete de fluido para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 27 es una representación ejemplar esquemática de otra configuración de pistas y cojinetes para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 28A - 28C son vistas ejemplares esquemáticas de elementos de propulsión de pistas y cápsulas para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación; La FIGURA 29 es una vista ejemplar esquemática de los elementos de propulsión de pistas y cápsulas para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 30A - 30D son vistas ejemplares esquemáticas de los elementos de propulsión para impulsar la cápsula para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 31A - 31B son vistas ejemplares esquemáticas de los elementos de levitación y de los elementos de las ruedas para soportar la cápsula sobre (o por encima de) la pista para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 32 es una ilustración esquemática de un sistema ejemplar de control térmico de pistas para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 33 es una ilustración de un sistema ejemplar de reorientación de cápsulas para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 34 es una ilustración de un sistema ejemplar de carga de cápsulas para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 35 es una ilustración de un sistema de carga ejemplar para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 36 es una ilustración de un sistema de andamiaje ejemplar para su uso con el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 37 es una ilustración esquemática de un sistema de frenado electromagnético pasivo para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
Las FIGURAS 38A y 38B son representaciones esquemáticas de un pasaje de tubo ejemplar que se estrecha de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación;
La FIGURA 39 es una representación de un sistema ejemplar de levitación pasiva para su uso en el sistema de transporte de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación; y
La FIGURA 40 es un entorno de sistema ejemplar para su uso de acuerdo con las realizaciones de los sistemas de control descritos en el presente documento.
DIVULGACIÓN DETALLADA
En la siguiente descripción, las diversas realizaciones de la presente divulgación se describirán con respecto a los dibujos adjuntos. Como se requiere, las realizaciones detalladas de las realizaciones de la presente divulgación se discuten en el presente documento; sin embargo, debe entenderse que las realizaciones divulgadas son meramente ejemplares de las realizaciones de la divulgación que pueden incorporarse en formas diversas y alternativas. Las figuras no están necesariamente a escala y algunas características pueden estar exageradas o minimizadas para mostrar detalles de determinados componentes. Por lo tanto, los detalles estructurales y funcionales específicos divulgados en el presente documento no deben interpretarse como limitantes, sino simplemente como una base representativa para enseñar a un experto en la técnica a emplear de forma variada la presente divulgación.
Los detalles que se muestran en el presente documento son a modo de ejemplo y con fines de discusión ilustrativa de las realizaciones de la presente divulgación solamente y se presentan con el fin de proporcionar lo que se cree que es la descripción más útil y fácilmente comprensible de los principios y aspectos conceptuales de la presente divulgación. A este respecto, no se intenta mostrar los detalles estructurales de la presente divulgación con más detalle del necesario para la comprensión fundamental de la presente divulgación, de forma que la descripción, tomada con los dibujos, haga evidente a los expertos en la técnica cómo las formas de la presente divulgación pueden plasmarse en la práctica.
Tal y como se utiliza en el presente documento, las formas singulares "un", "una" y "el/la" incluyen la referencia plural a menos que el contexto dicte claramente lo contrario. Por ejemplo, la referencia a "un material magnético" significaría también que pueden estar presentes mezclas de uno o más materiales magnéticos, a menos que se excluya específicamente.
Salvo que se indique lo contrario, todos los números que expresan cantidades utilizados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones deben entenderse modificados en todos los casos por el término "aproximadamente" Por consiguiente, a menos que se indique lo contrario, los parámetros numéricos establecidos en la especificación y las reivindicaciones son aproximaciones que pueden variar dependiendo de las propiedades deseadas que se pretenden obtener con las realizaciones de la presente divulgación. Como mínimo, y sin que se considere un intento de limitar la aplicación de la doctrina de los equivalentes al ámbito de las reivindicaciones, cada parámetro numérico debe interpretarse a la luz del número de dígitos significativos y de las convenciones ordinarias de redondeo.
Además, la recitación de intervalos numéricos dentro de esta especificación se considera una divulgación de todos los valores numéricos e intervalos dentro de ese intervalo (a menos que se indique explícitamente lo contrario). Por ejemplo, si un intervalo es de aproximadamente 1 a aproximadamente 50, se considera que incluye, por ejemplo, 1, 7, 34, 46,1, 23,7, o cualquier otro valor o intervalo dentro del intervalo.
Las diversas realizaciones divulgadas en el presente documento pueden utilizarse por separado y en diversas combinaciones, a menos que se indique específicamente lo contrario.
Sumario del sistema de transporte
Refiriéndose a la Figura 1, se ilustra un sistema 10 de transporte de acuerdo con aspectos de la presente divulgación. En las realizaciones, el sistema 10 de transporte comprende una o más cápsulas o vainas 12 de transporte que viajan a través de al menos un tubo 14 entre dos o más estaciones 16. En una realización ejemplar de la presente divulgación, las una o más cápsulas 12 del sistema 10 de transporte se mueven a través de un entorno de baja presión dentro del al menos un tubo 14. De acuerdo con ciertos aspectos de la divulgación, un entorno de baja presión incluye (pero no se limita a) cualquier presión que esté por debajo de 1 atmósfera (o aproximadamente 1 bar) a nivel del mar.
Algunos elementos de un sistema de transporte de alta velocidad se discuten en Hyperloop Alpha, un libro blanco escrito por Elon Musk, que incluye algunos ejemplos estructurales y de sistemas, cuyo contenido completo se incorpora expresamente por referencia en el presente documento en su totalidad.
En una realización ejemplar y no limitante de la presente divulgación, un sistema comprende uno o más tubos 14 parcialmente evacuados que conectan, por ejemplo, estaciones 16 en un sistema de bucle cerrado. En otras realizaciones contempladas, el sistema puede incluir una conexión unidireccional entre un origen y un destino. En las realizaciones, los tubos 14 pueden ser dimensionados para un flujo de aire óptimo alrededor de la cápsula 12 para mejorar el rendimiento y la eficiencia del consumo de energía a la velocidad de desplazamiento prevista o diseñada. De acuerdo con aspectos de la divulgación, el entorno de baja presión en los tubos 14 minimiza la fuerza de arrastre en la cápsula 12, mientras se mantiene la relativa facilidad de bombeo del aire de los tubos.
En las realizaciones, la cápsula puede levitar sobre una pista utilizando un flujo de fluido presurizado (por ejemplo, aire o líquido) que sale, por ejemplo, de un lado inferior de la cápsula e interactúa con la pista correspondiente. En otras realizaciones contempladas, la cápsula puede ser levitada utilizando, por ejemplo, levitación magnética pasiva (por ejemplo, mag-lev), con, por ejemplo, imanes no superconductores. En ciertas realizaciones, la cápsula puede levitar utilizando cohetes, alas, superficies aerodinámicas (de control), motores de iones, electroimanes y/o almohadillas deslizantes. Además, la cápsula puede incluir uno o más imanes permanentes, por ejemplo, en una matriz Halbach en la cápsula, que interactúan con una pista pasiva y conductora para hacer levitar la cápsula. Al utilizar la levitación magnética pasiva, se puede lograr una elevada relación entre elevación y arrastre, lo que se traduce en un consumo de energía muy bajo. Además, de acuerdo con algunos aspectos de la divulgación, la eficiencia del sistema de levitación magnética pasiva (por ejemplo, permanente) puede aumentar (al menos en algunos aspectos) a medida que aumenta la velocidad del vehículo. Otras realizaciones pueden utilizar imanes superconductores para hacer levitar la cápsula.
Al implementar aspectos de la presente divulgación, las cápsulas son operables o están disponibles bajo demanda, lo que permite además una economía bajo demanda. Por ejemplo, en las realizaciones, las cápsulas pueden salir de una estación como (por ejemplo, lanzadas en un tubo del sistema de transporte), tan frecuentemente como cada diez segundos. De esta manera, por ejemplo, las cápsulas son operables o están disponibles bajo demanda. La puesta en práctica de los aspectos de la presente divulgación, en las realizaciones, causará una transformación de las ciudades y desbloqueará los valores inmobiliarios, y tendrá la capacidad de remodelar las industrias de transporte y logística, por ejemplo. Además, la aplicación de los aspectos de la divulgación tendrá un profundo impacto en el comportamiento humano y en la interacción de las personas con la Tierra, y reducirá la contaminación del transporte y la navegación.
Aunque las realizaciones de la presente divulgación están dirigidas a utilizar un entorno de baja presión, en algunas realizaciones contempladas, el entorno puede estar a presión atmosférica (es decir, no un entorno de baja presión), que puede ser más fácil de mantener en comparación con un entorno de baja presión. Por ejemplo (y como se discute con más detalle en el presente documento), con algunas distancias de viaje más cortas (por ejemplo, lo suficientemente cortas como para que la cápsula no pueda alcanzar fácilmente una alta velocidad antes de necesitar reducir la velocidad de nuevo), puede ser más eficiente ejecutar el sistema en un entorno que está a presión atmosférica para, por ejemplo, reducir los costes de mantener un entorno de baja presión. Por ejemplo, si una ruta de viaje es de sólo 30 km, la cápsula puede no ser capaz de alcanzar su velocidad máxima (debido a la distancia relativamente corta de la ruta). En tales realizaciones, la divulgación contempla que puede ser innecesario reducir la presión de funcionamiento del entorno por debajo de la presión atmosférica.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, en realizaciones, la presión del medio ambiente puede ser, por diseño, operar a una presión uniforme (por ejemplo, una baja presión uniforme). Los inventores contemplan, sin embargo, que las realizaciones de la divulgación pueden incluir diferentes regiones del tubo que operan a diferentes presiones (por ejemplo, dos bajas presiones diferentes). Por ejemplo, una sección del tubo puede mantenerse a presión normal para cargar una cápsula. Una vez cargada la cápsula, se puede cerrar una esclusa y despresurizar la sección del tubo hasta la baja presión del sistema de transporte, tras lo cual se abre otra esclusa y se envía la cápsula a lo largo de un recorrido del sistema de transporte.
Las cápsulas se transportan tanto a baja como a alta velocidad a lo largo del tubo y pueden apoyarse en un cojín de aire presurizado con elevación aerodinámica o pueden levitar con cohetes, alas, superficies aerodinámicas (de control), motores de iones, electroimanes, almohadillas deslizantes, imanes permanentes (por ejemplo, una matriz de Halbach) o imanes superconductores, por ejemplo. En algunas realizaciones, la cápsula también puede apoyarse (por ejemplo, de forma intermitente) sobre ruedas. Como se discute con más detalle en el presente documento, se entiende que se pueden proporcionar otros numerosos mecanismos y entornos para lograr los objetivos de la divulgación.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, las cápsulas, los elementos del tubo y la pista son capaces de comunicarse entre sí para, por ejemplo, controlar una cápsula que viaja dentro del tubo y/o controlar las condiciones de funcionamiento del tubo o de la pista. Por ejemplo, el espacio entre las cápsulas dentro del mismo tubo puede mantenerse utilizando vehículos autónomos que conozcan la ubicación relativa de las otras cápsulas. Por autónomo, debe entenderse que el vehículo no es conducido por un operador en el vehículo, sino que es operado usando al menos un controlador computarizado. Por lo tanto, si un vehículo por delante en la ruta del tubo ha disminuido la velocidad (por ejemplo, debido a un mal funcionamiento), entonces otras cápsulas corriente arriba de la cápsula disminuida pueden incluir sensores para detectar, reconocer y analizar tal situación, y pueden disminuir la velocidad de las cápsulas corriente arriba. Como otro ejemplo, las cápsulas pueden estar en comunicación con un mando central (que conoce la ubicación y la velocidad de cada cápsula en el sistema), y recibir una instrucción de un mando central para reducir la velocidad de la cápsula si una cápsula delante de dicha cápsula se mueve demasiado lento. Como otro ejemplo de comunicación entre elementos del sistema para controlar las condiciones de funcionamiento, durante un evento sísmico, las porciones de un tubo que detectan la actividad sísmica (por ejemplo, están más cerca del epicentro de la actividad sísmica), pueden comunicarse con las porciones del tubo más alejadas del epicentro para ajustar las condiciones de funcionamiento del tubo y/o de las estructuras de soporte del tubo (por ejemplo, juntas de expansión térmica, o elementos de amortiguación de vibraciones) para tener en cuenta la actividad sísmica.
En las realizaciones, si se produce una pérdida de comunicación entre las propias cápsulas, o entre las cápsulas y la pista o el tubo, por ejemplo, el sistema de transporte (o partes del mismo) puede apagarse y, por ejemplo, dejar que la presión del aire entre en el entorno de baja presión del tubo para ayudar a la desaceleración de las cápsulas. Es decir, al eliminar o reducir el entorno de baja presión en el tubo (por ejemplo, llevando la presión a la presión atmosférica), las cápsulas encontrarán una mayor resistencia al aire, lo que hará que las cápsulas se ralenticen. En las realizaciones, cada una de las cápsulas puede estar equipada con sistemas de energía de emergencia a bordo suficientes para proporcionar propulsión auxiliar a la cápsula (por ejemplo, para propulsar la cápsula (o hacer que la cápsula se arrastre) a la siguiente estación o a una salida de emergencia) en el caso de una emergencia (por ejemplo, la pérdida del entorno de baja presión). Las medidas de emergencia adicionales pueden incluir una ruta, por ejemplo, adyacente a la pista, como un pasillo para los pasajeros, en caso de que sea necesario salir de la cápsula. El pasillo de emergencia puede incluir iluminación para ayudar a los pasajeros desembarcados a navegar por el pasillo de emergencia, y también puede incluir un sistema de flujo de aire (por ejemplo, oxígeno) para proporcionar aire respirable a los pasajeros desembarcados. En las realizaciones, pueden proporcionarse zonas para la salida de los pasajeros fuera del tubo, por ejemplo, en caso de avería o emergencia.
Refiriéndose ahora a la Figura 2A, se ilustra una representación ejemplar y no limitante de una cápsula (o vaina de transporte) 12 del sistema de transporte. En las realizaciones, la cápsula 12 puede ser aerodinámica para reducir un coeficiente de arrastre de aire mientras la cápsula 12 viaja a través del entorno de baja presión del al menos un tubo 14 del sistema de transporte. De acuerdo con aspectos de la divulgación, en ciertas realizaciones, un compresor dispuesto en el extremo delantero de la cápsula es operable para ingerir al menos una porción del aire entrante y pasarlo a través de la cápsula (en lugar de desplazar el aire alrededor del vehículo). Por ejemplo, como se muestra esquemáticamente en la realización ejemplar de la Figura 2A, la cápsula 12 puede incluir un compresor en su cara delantera. En las realizaciones, el compresor es operable para ingerir el aire entrante y utilizar el aire comprimido para el procedimiento de levitación (cuando, por ejemplo, las cápsulas se apoyan a través de cojinetes de aire que operan utilizando el aire comprimido y la elevación aerodinámica). Además, como se muestra esquemáticamente en la realización ejemplar de la Figura 2A, en las realizaciones, el aire comprimido puede utilizarse para hacer girar una turbina, por ejemplo, situada en el extremo posterior de la cápsula, para proporcionar energía a la cápsula 12. Como se muestra esquemáticamente en la realización ejemplar de la Figura 2A, la cápsula 12 también puede incluir un motor estructurado y dispuesto para accionar el compresor, y una batería para almacenar energía, por ejemplo, derivada de la turbina. La cápsula 12 también incluye una zona de carga útil, que puede estar configurada para seres humanos, para carga, y/o para seres humanos y carga.
Como se representa en la realización ejemplar de la Figura 2B, el interior (por ejemplo, el área de carga útil) de la cápsula 12' puede configurarse como un vehículo de servicio de pasajeros para transportar un número de pasajeros, por ejemplo, teniendo en cuenta la seguridad y la comodidad. De acuerdo con aspectos de la divulgación, un tubo y/o la cápsula, cuando están configurados o estructurados para pasajeros humanos, pueden incluir medidas de seguridad y/o escape más estrictas. Por ejemplo, las cápsulas de transporte de personas pueden incluir (o tener sistemas más robustos) de control ambiental y soporte vital (ECLS).
En una realización ejemplar y no limitante, una cápsula 12 puede estar configurada para transportar ocho personas, y en otra realización no limitante, una cápsula 12 puede estar configurada para transportar ochenta personas. De acuerdo con aspectos de la divulgación, las cápsulas más pequeñas (por ejemplo, las configuradas para transportar 8 pasajeros), no necesitarán tanto tiempo para ser cargadas y alcanzar su capacidad, lo que permite que dichas cápsulas sean enviadas con mayor frecuencia, tan pronto como sean cargadas. De esta manera, con cápsulas de menor capacidad, las cápsulas pueden ser despachadas de manera puntual. En cambio, con una cápsula configurada para transportar a 80 personas, por ejemplo, la cápsula puede tardar más tiempo en llenarse hasta su capacidad, lo que puede hacer necesario que algunos pasajeros esperen más tiempo antes de partir. Sin embargo, de acuerdo con aspectos de la divulgación, con una cápsula de mayor capacidad, las cápsulas pueden no necesitar ser enviadas con tanta frecuencia.
Los pasajeros pueden entrar y salir de la cápsula en estaciones (por ejemplo, como se representa en la Figura 2B) situadas en los extremos del tubo, o en ramificaciones a lo largo de la longitud del tubo. De acuerdo con aspectos de la divulgación, los asientos de la cápsula pueden ajustarse al cuerpo del pasajero para mantener la comodidad, por ejemplo, durante las aceleraciones y/o desaceleraciones de alta velocidad experimentadas durante el viaje. En algunas realizaciones, los asientos pueden ser orientables y/o ajustables para manejar mejor las cargas de aceleración inducidas por el vehículo sobre los pasajeros.
En una realización alternativa de la divulgación, la cápsula está configurada para permitir el transporte de una carga útil, como materiales o mercancías, por ejemplo, automóviles, contenedores de carga, junto con pasajeros entre lugares. Con tales realizaciones, los inventores contemplan realizaciones que tienen estaciones de carga separadas para los pasajeros y la carga. Es decir, la carga puede ser cargada en una cápsula (por ejemplo, la primera) en una estación de carga. Una vez que la región que contiene la carga de la cápsula está llena, la cápsula puede dirigirse a un área de carga de pasajeros, desde donde los pasajeros pueden entrar en la cápsula. De este modo, los pasajeros que han subido a la cápsula no tienen que esperar a que se cargue la carga, ya que ésta ya ha sido cargada antes del embarque de los pasajeros.
En otra realización contemplada, por ejemplo, como se muestra en la realización ejemplar de la Figura 2C, una cápsula12" puede estar configurada para contener sólo carga (es decir, la cápsula puede no estar configurada para transportar pasajeros humanos). En este caso, una cápsula puede estar configurada para transportar uno o dos contenedores 13 FEU (unidad equivalente a cuarenta pies). En una realización ejemplar y no limitante, un sistema de transporte puede ser operable para enviar una cápsula tan frecuentemente como una cada diez segundos. Al implementar aspectos de la divulgación, el sistema de transporte es operable para proporcionar un procedimiento rentable y rápido de envío de mercancías sensibles al tiempo. Además, una cápsula configurada y operable sólo para transportar carga puede funcionar a mayor velocidad (en comparación con una cápsula de transporte de personas) debido a la carga G permitida.
Por ejemplo, en aquellas realizaciones en las que la cápsula sólo transporta, por ejemplo, carga no humana, la cápsula puede no estar restringida (o puede estar menos restringida) en las velocidades a las que viaja a través del tubo. A medida que una cápsula se desplaza por una trayectoria que se dobla (o gira), el contenido de la cápsula se verá sometido a mayores fuerzas G. Cuando el contenido de la cápsula incluye seres humanos (u otros animales), la velocidad de la cápsula puede reducirse en esas trayectorias de flexión para reducir el grado de fuerzas G experimentadas por los pasajeros. La carga no humana, sin embargo, puede ser menos impactada por el aumento de las fuerzas G, y en tales realizaciones, puede ser innecesario ralentizar una cápsula que transporta carga no humana durante las rutas de flexión (o una cápsula puede ser ralentizada en menor medida que lo haría una cápsula que transporta humanos). Además, con tales realizaciones en las que la cápsula sólo transporta, por ejemplo, carga no humana, la cápsula puede no necesitar el mismo nivel de mecanismos de seguridad (por ejemplo, sistemas de soporte de vida) que se utilizarían con una cápsula de transporte humano.
En las realizaciones, las cápsulas pueden estar configuradas (o construidas) con espacios designados para acomodar la carga, de modo que ésta tenga más probabilidades de soportar las fuerzas G esperadas. Dichos espacios designados deben estar diseñados para mantener la carga u otra carga útil en sus posiciones de carga, de modo que, durante el viaje de la cápsula, la carga y/o la carga útil y los objetos dentro de la cápsula no se muevan. Como debe entenderse, si la carga se mueve (o se desplaza) durante el viaje, dicho movimiento podría alterar el equilibrio de la cápsula y afectar negativamente al viaje de la misma.
De acuerdo con otros aspectos de la divulgación, un probador de orientación de carga o carga útil puede ser utilizado para probar (o medir) una cápsula cargada (por ejemplo, con carga y/u otra carga útil, incluidos los pasajeros) para asegurar que la cápsula está correctamente cargada (por ejemplo, correctamente equilibrada), y proporcionar una indicación (por ejemplo, alerta) cuando la cápsula cargada no está correctamente (por ejemplo, uniformemente) cargada. Por ejemplo, durante gran parte de la distancia de recorrido a lo largo de los tubos, las cápsulas se deslizan y pueden ser libres de girar relativamente alrededor de su eje longitudinal en el tubo (por ejemplo, a medida que se recorren los giros en el tubo). Si la cápsula no está bien o suficientemente equilibrada, esta rotación de la cápsula puede ser demasiado extrema para mantener una experiencia de viaje confortable. Se pueden proporcionar balanzas y sensores y alarmas adjuntas para medir el peso y/o el equilibrio (por ejemplo, la distribución del peso en la cápsula) y proporcionar una alerta cuando sea necesario.
De acuerdo con aspectos adicionales de la divulgación, en las realizaciones que utilizan tanto cápsulas de transporte de personas (o cápsulas) como cápsulas que contienen carga, estas cápsulas respectivas pueden tener un tamaño diferente, y en las realizaciones, pueden utilizar sistemas de rieles y tubos separados, cada uno optimizado para las cápsulas respectivas.
Como se muestra en la Figura 2A, la cápsula 12 incluye uno o más compresores a bordo
De acuerdo con aspectos de la divulgación, el compresor permite que la cápsula atraviese el tubo 14 relativamente estrecho sin impedir el flujo de aire que viaja entre la cápsula y las paredes del tubo. Por ejemplo, el funcionamiento de la cápsula 12 a través del tubo 14 puede dar lugar a una acumulación de masa de aire delante de la cápsula 12, lo que puede aumentar el coeficiente de arrastre y/o afectar negativamente a las cápsulas situadas delante de la cápsula actual. El compresor es operable para comprimir el aire que se desvía a través de la cápsula 12. Es decir, en lugar de que el aire entrante pase alrededor de la cápsula 12, en ciertas realizaciones, el compresor es operable para ingerir al menos una porción del aire entrante, que pasa a través de un pasaje provisto en la cápsula, para reducir el arrastre en la cápsula 12. En realizaciones ejemplares y no limitantes, la relación de compresión del compresor puede ser 30/1, puede ser 4/1, o puede estar en algún lugar dentro de este intervalo. En otras realizaciones, la cápsula puede no incluir un compresor a bordo en absoluto.
El compresor también puede funcionar para suministrar aire a, por ejemplo, un lado inferior de la cápsula 12 a los cojinetes de aire, que proporcionan un cojín de aire para soportar el peso de la cápsula durante el viaje. En otras realizaciones, una cápsula puede utilizar ruedas, por ejemplo, durante una aceleración inicial (por ejemplo, a velocidades más bajas, cuando los cojinetes de aire y la elevación no son suficientes para hacer levitar la cápsula) y/o durante emergencias. Como se explica con más detalle en el presente documento, en algunas realizaciones, las ruedas pueden estar dispuestas a una altura fija que se acoplará a una pista sólo cuando los cojinetes de aire (u otro sistema de levitación) no sean suficientes para levantar las ruedas de las pistas. En otras realizaciones contempladas, las ruedas pueden desplegarse desde una posición rebajada.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, la cápsula 12 puede ser acelerada a través de un acelerador lineal magnético o un motor lineal (por ejemplo, un motor sincrónico lineal (LSM) o un motor de inducción lineal (LIM)) fijado en diversas ubicaciones a lo largo del tubo de baja presión (por ejemplo, en estaciones y/o en ubicaciones seleccionadas a lo largo del tubo) con rotores contenidos en o sobre cada cápsula 12.
Los rotores están ubicados en las cápsulas para transferir el impulso a las cápsulas a través de los aceleradores lineales. En las realizaciones de la presente divulgación, un elemento de motor móvil o rotor está situado en la cápsula que coopera con el estator o los elementos de motor estacionarios situados en la pista que impulsan la cápsula. El estator está estructurado y dispuesto para guiar localmente y acelerar y/o desacelerar la cápsula.
Los aceleradores lineales se construyen a lo largo del tubo en diversos lugares para acelerar las cápsulas. Es decir, de acuerdo con aspectos de la divulgación, los aceleradores lineales pueden no estar ubicados a lo largo de toda la pista (por ejemplo, desde el punto A hasta el punto B), sino sólo en segmentos discretos. Como la cápsula funciona en un entorno de baja presión, una vez acelerada, la cápsula recorrerá una distancia importante antes de perder una velocidad significativa (por ejemplo, la cápsula puede recorrer 100 km antes de perder el 10 % de su velocidad inicial). De este modo, una vez acelerada, la cápsula puede necesitar únicamente aumentos de velocidad intermitentes (proporcionados por los segmentos discretos de los aceleradores lineales (por ejemplo, LSM o LIM)) mientras la cápsula se desplaza desde el punto A hasta el punto B.
En otras realizaciones ejemplares, la cápsula 12 puede ser acelerada (y desacelerada) utilizando uno o más de los siguientes elementos: empuje de chorro, un turbofán, un turbohélice, cilindros hidráulicos, cilindros neumáticos, cables, fluidos, chorros de fluidos, y/o gradientes térmicos.
Refiriéndose ahora a la figura 3A, uno o más tubos 14 del sistema 10 de transporte se describen con mayor detalle. En una realización ejemplar y no limitante de la presente divulgación, un par de tubos cilíndricos 18, 20 se colocan generalmente en una configuración de lado a lado. De acuerdo con los aspectos de la divulgación, la configuración de los tubos 18, 20, uno al lado del otro, disminuye la huella física general del sistema de transporte y proporciona un uso y gestión eficiente de los servicios públicos y los componentes del sistema. Como se muestra en la realización ejemplar de la Figura 3A, los tubos 18, 20 están soportados por encima del suelo por una serie de soportes (por ejemplo, pilares o pilones ) espaciados a lo largo de una ruta. En una realización ejemplar, los pilares 22 se colocan aproximadamente cada 100 pies (30 m) a lo largo de la ruta de transporte, con otros espacios entre pilares contemplados, por ejemplo, en los giros o según sea necesario.
En tales realizaciones, el uso de pilares (o soportes) 22 para soportar los tubos 18, 20 del sistema de transporte proporciona numerosos beneficios. En las realizaciones, los pilares 22 pueden incluir uno o más amortiguadores para ajustar las fuerzas o desplazamientos laterales y/o verticales (por ejemplo, debido a las fuerzas causadas por el movimiento de la cápsula, consideraciones térmicas o eventos sísmicos). No es necesario que los tubos 18, 20 se fijen a los pilares 22, sino que pueden fijarse a un sistema de amortiguación que se apoye en los pilares 22. Los pilares 22 y el sistema de amortiguación están estructurados y dispuestos para constreñir los tubos 18, 20 en dirección vertical, permitiendo al mismo tiempo el deslizamiento longitudinal por dilatación térmica, así como el deslizamiento lateral amortiguado. Algunas realizaciones también pueden permitir algún movimiento en la dirección vertical entre los pilares 22 y los tubos 18, 20, y/o entre el pilar y el suelo. Además, de acuerdo con aspectos de la divulgación, la posición de la conexión pilar-tubo puede ser ajustable vertical y/o lateralmente, por ejemplo, para asegurar una alineación adecuada del tubo, y para proporcionar una conducción más suave. En otra realización de la presente divulgación, se pueden proporcionar juntas de deslizamiento en cada estación para ajustar la variación de la longitud del tubo debido, por ejemplo, a la expansión térmica.
La Figura 3B ilustra una representación ejemplar y no limitante de los tubos 14 del sistema 10 de transporte con una vista parcial seccionada que muestra un interior del tubo 14 con una cápsula 12 dentro. Como se muestra en la Figura 3B, no es necesario que los tubos 14 se fijen a los pilares 22, sino que pueden fijarse a un sistema 23 de amortiguación, que se apoya en los pilares 22. El sistema 23 de amortiguación está estructurado y dispuesto para constreñir los tubos 14 en dirección vertical, permitiendo al mismo tiempo el deslizamiento longitudinal por dilatación térmica, así como el deslizamiento lateral amortiguado.
La Figura 3C muestra una representación ejemplar y no limitante de los tubos 14 de un sistema 300 de transporte. Como se muestra en la Figura 3C, los tubos 14 tienen en ellos, uno o más paneles solares (por ejemplo, células fotovoltaicas) 305 para capturar la energía solar. La energía solar capturada puede almacenarse en dispositivos de almacenamiento adecuados (por ejemplo, baterías), que no se muestran. La energía solar almacenada puede utilizarse, por ejemplo, dentro del sistema de transporte (por ejemplo, para alimentar el sistema de propulsión de la cápsula, los sistemas de presurización de los tubos y/o los sistemas de soporte vital) y/o para transferir (por ejemplo, vender) el exceso de energía a la compañía eléctrica y/o a otros usuarios posteriores. De acuerdo con los aspectos de la divulgación, al utilizar la energía solar para alimentar el sistema de transporte, los costes energéticos y/o medioambientales para el funcionamiento del sistema de transporte pueden reducirse o minimizarse. De acuerdo con otros aspectos de la divulgación, como el sistema de transporte implicará la instalación de los tubos 14, se minimizan los costes adicionales de instalación de los sistemas de energía solar. Debe entenderse que el sistema 300 de energía solar puede utilizar controles convencionales adecuados de almacenamiento y distribución de energía (por ejemplo, uno o más procesadores) que pueden estar ubicados, por ejemplo, en una o más ubicaciones "centrales" y/o distribuidos por todo el sistema de transporte. Como se muestra además en la Figura 3C, de acuerdo con aspectos de la divulgación, los tubos 14 están dispuestos a lo largo de un derecho de paso (ROW) de otro sistema de transporte (por ejemplo, una carretera 310, vías de tren, carriles para bicicletas, y/o aceras 315), que puede ser, por ejemplo, ya existente y/o desarrollado simultáneamente con el sistema 300 de transporte. A diferencia de los soportes 22 de la Figura 3B, que tienen una forma de "U" invertida con dos patas de pilar, los soportes 22' de la realización ejemplar de la Figura 3C utilizan una estructura de pilar único.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, al disponer los tubos de transporte sobre el terreno (por ejemplo, por encima del nivel) o dentro del terreno (por ejemplo, por debajo del nivel), se puede eliminar o reducir la necesidad de nivelación. Además, los tubos por encima del nivel del suelo pueden atravesar más fácilmente las barreras naturales. Por ejemplo, los puentes pueden ser menos costosos, por ejemplo, debido a la baja masa por cápsula, y los túneles pueden ser menos costosos, por ejemplo, debido a la resistencia de un tubo a la presión externa. Además, la disposición de los tubos de transporte sobre el terreno (por ejemplo, por encima del nivel) o dentro del terreno (por ejemplo, por debajo del nivel) puede presentar menos obstáculos para la construcción (por ejemplo, facilidad para obtener derechos de paso (o ROW)). En algunos casos, los tubos pueden llegar al centro de la ciudad, por ejemplo, por encima del nivel del suelo o a través de un túnel bajo el nivel del suelo.
Ubicaciones alternativas de los tubos
Refiriéndose ahora a las Figuras 4A - 8G, se ilustran una serie de realizaciones alternativas del sistema de transporte de la presente divulgación. A diferencia del sistema de transporte ejemplar y no limitante sobre el suelo (o sobre el grado) de las Figuras 3A - 3C, en las realizaciones, al menos un tubo puede estar dispuesto, al menos parcialmente, en ubicaciones alternativas, tal como bajo el suelo o bajo una masa de agua para, por ejemplo, lograr un rendimiento estructural y/o operativo superior y/o para reducir los costes de adquisición de terrenos y/o derechos aéreos, y evitar la interferencia con otros modos de transporte. Por ejemplo, la construcción de un sistema de transporte sobre o en el agua (por ejemplo, al menos parcialmente) puede presentar menos barreras para la construcción (por ejemplo, derecho de paso (o ROW) fácil de obtener). Además, al situar el sistema de transporte en (o sobre) una masa de agua, puede haber menos obstáculos a lo largo de la ruta de transporte, lo que permite una ruta de transporte más recta (y más corta). Además, los sistemas con base en el agua (por ejemplo, bajo el agua) permiten que los puertos de alta mar puedan entregar mercancías a los puertos del interior, por ejemplo, a través de túneles (por ejemplo, túneles menores). Como se explica más adelante, la aplicación de los aspectos de la divulgación también permitirá la reasignación de la propiedad frente al mar, por ejemplo, que fue utilizada previamente por los puertos.
Generalmente el movimiento vertical/arriba y abajo de la cápsula (por ejemplo, para cambiar de elevación para subir sobre colinas o montañas) es más difícil de lograr que un movimiento izquierdo y derecho de la cápsula. Por lo tanto, de acuerdo con aspectos de la divulgación, al ubicar el sistema de transporte sobre (o en) un cuerpo de agua, se pueden evitar (o reducir) las rutas de transporte que tienen cambios significativos en la elevación.
La Figura 4A ilustra una realización ejemplar y no limitante de una configuración de soporte 400 subacuático de la presente divulgación para posicionar los tubos 14 a una profundidad D predeterminada (por ejemplo, una profundidad predeterminada) en un cuerpo 410 de agua. Como se muestra en la Figura 4A, el al menos un tubo 14 está dispuesto bajo la superficie del agua 410 y se mantiene a una profundidad D designada por una o más boyas 26.
De acuerdo con aspectos adicionales de la divulgación, en las realizaciones, el tubo 14 puede estar construido con materiales tales que el estado del tubo puede ser naturalmente flotante, neutralmente flotante, o naturalmente hundido en el agua. En una realización ejemplar, el tubo es naturalmente muy flotante, y puede incluir contrapesos para lograr una flotabilidad neutral. Otras formas de realización pueden utilizar anclas, boyas, y/o plataformas de retardo de tensión para ayudar a mantener una posición y/u orientación del tubo en el agua. En otras realizaciones contempladas, el tubo 14 puede tener diferentes características de flotabilidad a lo largo de diferentes porciones del tubo 14. Por ejemplo, diferentes porciones del tubo 14 pueden comprender diferentes materiales, diferente construcción, y/o diferentes espesores para proporcionar diferentes características de flotabilidad a lo largo de diferentes porciones del tubo 14. Las boyas 26 pueden adaptarse al estado físico del tubo 14 para garantizar que el tubo permanezca en una posición generalmente estática.
Las boyas 26 pueden ser configuradas en una variedad de formas para lograr los objetivos de la presente divulgación. Como se muestra en la Figura 4A, la boya 26 incluye un elemento 415 flotante dispuesto en un primer extremo y una porción 420 de conexión que engancha (por ejemplo, de forma liberable) el elemento 415 flotante en un primer extremo, y que engancha (por ejemplo, de forma liberable) una porción de la superficie exterior del tubo 14 en un segundo extremo. En las realizaciones, la porción 420 de conexión puede ser un cable (por ejemplo, un cable de acero), una fibra, una cincha, un material orgánico o una barra metálica, con conexiones adecuadas en sus extremos para conectar con el elemento 415 flotante y el tubo 14. El tubo 14 puede estar provisto con bucles de recepción adecuados (por ejemplo, soldados o fijados de otro modo al tubo), por ejemplo, para recibir la conexión de la porción 420 de conexión. Se contempla que el elemento 415 flotante de la boya 26 puede estar dispuesto en la superficie del agua (por ejemplo, como se muestra en la Figura 4A) o, en la alternativa, el elemento 415' flotante de la boya 26' puede estar dispuesto por encima de la superficie del agua 410 (por ejemplo, como se muestra en la Figura 4B) para lograr los objetivos de la presente divulgación. En algunas realizaciones, la boya 26 también puede fijarse al fondo marino, por ejemplo, con un cable (no mostrado), para mantener la posición relativa de la boya 26. Aunque la presente memoria descriptiva describe el posicionamiento de los tubos a una profundidad predeterminada, debe entenderse que las aguas superficiales pueden sufrir desviaciones de entre, por ejemplo, 2 - 40 metros. Como tal, las realizaciones que se apoyan (al menos en parte) utilizando boyas pueden sufrir cambios en la profundidad relativa a medida que la superficie del agua se desvía. Como tal, la descripción de la profundidad predeterminada en la presente divulgación no debe interpretarse como una limitación de cualquier realización de la presente divulgación.
En la realización ejemplar y no limitante de la presente divulgación mostrada en la Figura 4B, el sistema 400' de transporte puede incluir una o más estructuras 28 de soporte en comunicación electromecánica con el tubo 14. En las realizaciones, la estructura 28 de soporte puede proporcionar un soporte de flotación secundario para el tubo 14. Alternativa o adicionalmente, la estructura 28 de soporte puede servir para funciones alternativas en el sistema de transporte, incluyendo, pero sin limitarse a, recibir y transmitir datos entre el tubo 14 y una o más estaciones de monitorización remotas (no mostradas), proporcionando una conexión de intercambio de aire y descargas y/o un portal que funcione como vía de escape de emergencia y/o conexión a un área de atraque de pasajeros para barcos y/o helicópteros. Por ejemplo, en las realizaciones, una o más de las boyas 26 y/o la estructura 28 de soporte pueden incluir una antena o sistemas de telemetría, sistemas de energía solar o de otro tipo, un sistema de interfaz de entrada/salida de personas (por ejemplo, una plataforma para helicópteros o un muelle para embarcaciones), cámaras, sistemas de iluminación, sistemas Wi-Fi (o de fidelidad inalámbrica), uno o más tanques de lastre, y/o hélices y accionamientos. Además, las boyas 26 y/o la estructura 28 de soporte pueden incluir uno o más de, por ejemplo, un sistema de esnórquel para proporcionar aire al tubo 14 (por ejemplo, incluyendo conductos o tuberías), una descarga para el tubo 14, una bomba de vacío para mantener o restablecer un entorno de baja presión dentro del tubo, y un vehículo a nivel de superficie (por ejemplo, una embarcación) para la salida de los pasajeros del sistema de transporte.
También debe entenderse que las boyas 26 también pueden estar configuradas para soportar un propósito de servicio a la estructura 28 de soporte. Por ejemplo, como se representa en la Figura 4C, la estructura 28' de soporte incluye boyas 26" que tienen uno o más elementos 415 flotantes.
La Figura 5 ilustra otra realización ejemplar y no limitante de una configuración 500 de soporte de la presente divulgación para posicionar los tubos a una profundidad D predeterminada en un cuerpo de agua 410. El al menos un tubo 14 (aquí representado como dos tubos 14 en una configuración de lado a lado) está dispuesto bajo la superficie del agua 410 y mantenido a una profundidad D designada por al menos un estabilizador activo (por ejemplo, estabilizadores 30 activos verticales y/o estabilizadores 30' activos horizontales ) y al menos un estabilizador 32 pasivo. Los uno o más estabilizadores 30, 30' activos se fijan al tubo 14 a través de las respectivas conexiones 505 estabilizadoras, e incluyen respectivamente uno o más motores (no mostrados) que pueden ser activados para ajustar la posición y/o rotación del tubo 14 para mantener una posición y/o orientación relativa generalmente estática. Uno o más procesadores pueden estar configurados para recibir información de posición y/o orientación relativa (por ejemplo, de giroscopios, sensores ópticos, y/o sensores de presión), y controlar los estabilizadores 30, 30' activos y/o lastres para mantener una posición y/o orientación relativa. El estabilizador 32 pasivo está estructurado y dispuesto para actuar como una quilla estabilizadora (que puede estar orientada vertical u horizontalmente, como se representa). La configuración 500 también puede incluir uno o más sensores (por ejemplo, sensores de presión y/o giroscopios) para determinar la profundidad y/o la orientación del tubo 14. La configuración 500 de soporte también incluye uno o más lastres 34, que pueden estar conectados a los tubos 14 a través de las respectivas conexiones 510 de lastre. En las realizaciones, uno o más estabilizadores 32 pasivos pueden cooperar con los estabilizadores 30, 30' activos y los lastres 34 (por ejemplo, tanques de lastre y sistemas de válvulas) para ajustar y/o mantener la profundidad y/o la rotación de los tubos 14 en el agua 410. Los lastres 34 pueden llenarse, por ejemplo, con agua de mar para disminuir la flotabilidad de la configuración 500 de soporte, o alternativamente, pueden llenarse con aire para aumentar la flotabilidad de la configuración 500 de soporte. Como se muestra en la Figura 5, los uno o más estabilizadores 32 pasivos están conectados al tubo 14 (a través de la conexión 505 de estabilizador ) a una distancia del tubo 14, y está estructurado y dispuesto para proporcionar estabilidad a los tubos 14. Como debe entenderse, como se muestra en la Figura 5, el estabilizador 30 activo vertical proporciona estabilidad y/o ajuste en la dirección vertical (por ejemplo, hacia arriba y/o hacia abajo) para ajustar una profundidad del tubo 14, y el estabilizador 30' activo horizontal proporciona estabilidad y/o ajuste en la dirección horizontal (por ejemplo, hacia la izquierda y/o hacia la derecha) para ajustar una posición del tubo 14. Como se indica en el presente documento, otras formas de realización pueden utilizar boyas de chispa, un péndulo y una frecuencia natural de oscilación para proporcionar estabilidad horizontal y/o vertical adicional.
Las Figuras 6A - 6E ilustran otras realizaciones de una configuración de soporte de la presente divulgación para posicionar los tubos a una profundidad en un cuerpo de agua. Como se muestra en la Figura 6A, se proporciona una serie de juntas 36 en lugares discretos del sistema de transporte entre dos secciones del tubo 14. En algunas realizaciones, por ejemplo, estas uniones 36 pueden utilizarse en regiones de velocidades de cápsula más lentas (por ejemplo, cerca de estaciones, y/o en cruces tierra/mar). De acuerdo con aspectos de la divulgación, las juntas 36 permiten que las secciones de tubo correspondientes se ajusten (o se muevan), por ejemplo, con el flujo de la masa de agua, mientras se mantiene un entorno de tubo estable para el desplazamiento de la cápsula. Debe entenderse que las uniones 36 son de 360° alrededor del tubo 14. En las realizaciones, las juntas 36 pueden comprender un material de goma, un material elastomérico, politetrafluoroetileno (PTFE), etileno tetrafluoroetileno (ETFE), otro material flexible, y o materiales compuestos (por ejemplo, material polimérico reforzado con cables, alambres, fibras o filamentos metálicos flexibles). Las uniones 36 pueden estar unidas a los respectivos tubos 14, por ejemplo, mediante soldadura, sujeción, o utilizando sujetadores.
En una realización ejemplar y no limitante de la presente divulgación, cada junta 36 permite el movimiento angular relativo de un tubo 14 con respecto a su tubo 14 adyacente dentro de uno o más ángulos predeterminados de desviación 0. Debe entenderse que los uno o más ángulos de desviación 0 predeterminados deben determinarse de manera que se evite un ángulo demasiado grande entre las secciones adyacentes del tubo 14. Es decir, a medida que la cápsula recorre el tubo 14, si el ángulo de desviación entre las secciones adyacentes del tubo es demasiado grande, entonces, por ejemplo, los pasajeros pueden ser sometidos a fuerzas G muy altas cuando la cápsula pasa por este ángulo de desviación. Como tal, de acuerdo con aspectos de la presente divulgación, la cantidad de deflexión entre las secciones adyacentes del tubo 14 puede limitarse a un ángulo 0 de desviación máximo. En algunas realizaciones, el ángulo 0 de desviación máximo puede determinarse con base en, por ejemplo, de la velocidad de diseño de la cápsula y del tipo de carga (por ejemplo, carga humana, carga no humana o carga no viva).
Como se muestra en la Figura 6B, si la junta 36 alcanza el límite predeterminado de desviación 0, la junta 36 se detiene en el límite angular de desviación 0, en posición, permitiendo así que una junta correspondiente (por ejemplo, una junta 36 corriente abajo o corriente arriba) se desvíe para mantener la ruta 38 de desplazamiento del sistema de cápsula, por ejemplo, como se muestra en la Figura 6c . Además, de acuerdo con aspectos de la divulgación, la desviación representada en la figura 6B puede ser una desviación vertical (por ejemplo, hacia arriba o hacia abajo), una desviación horizontal (por ejemplo, hacia la izquierda o hacia la derecha), o puede ser una combinación de ambas desviaciones, vertical y horizontal. El intervalo de movimiento de la junta 36 puede limitarse utilizando una o más estructuras que limiten la flexión de la junta 36. Por ejemplo, puede disponerse un retenedor con forma de doble cono aproximadamente alrededor o dentro de la junta 36 para evitar que la junta se doble más allá del ángulo de inclusión de la forma de doble cono (que está configurado para permitir únicamente el ángulo 0 de desviación máximo). En otra realización ejemplar, las juntas 36 pueden incluir actuadores electromecánicos configurados para limitar la flexión relativa de los tubos hasta el ángulo 0 de flexión máximo y/o para controlar (por ejemplo, limitar o retrasar) el desdoblamiento de la junta 36. Una vez que la junta se "bloquea", está configurada y es operable para transferir la desviación al tubo o tubos vecinos. De esta manera, cuando se alcanza una desviación máxima, las juntas 36 son operables para transferir cargas a un tubo vecino.
En las realizaciones, el tubo puede estar por encima de la tierra (por ejemplo, suspendido del suelo sobre la tierra o el agua), en la tierra (por ejemplo, en la superficie de la tierra o del agua), bajo el suelo, y/o bajo la superficie del agua. De acuerdo con aspectos de la divulgación, la Figura 6D ilustra una disposición 600' de tubos que tiene el al menos un tubo 14 dispuesto bajo la superficie del agua 410 y conectado a un tubo 42 de entrada a través de una junta 36. Como se muestra en la Figura 6D, el tubo 42 de entrada incluye un primer extremo que puede estar dispuesto, al menos parcialmente, en el agua y un segundo extremo que se extiende hacia una porción de la tierra 44 que colinda con el agua 410.
La Figura 6E ilustra otra realización 600 de la presente divulgación, en la que una o más boyas 26 y/o miembros de soporte (no mostrados) están conectados (mediante conexiones 420) con las respectivas juntas 36. De acuerdo con aspectos de la divulgación, por ejemplo, en aguas relativamente más tranquilas (por ejemplo, en una bahía o zona portuaria), a medida que los elementos 415 flotantes de las boyas 26 se mueven con la superficie del agua 410, las secciones 14 de tubo son capaces de moverse una respecto a la otra dentro del intervalo angular permitido de las respectivas juntas 36.
En las realizaciones, al alcanzar el ángulo 0 de desviación máximo, la junta 36 puede bloquearse temporalmente (por ejemplo, durante un corto período) en este ángulo 0 de desviación máximo antes de permitir que las secciones 14 de tubo afectadas se "desdoblen" hacia una alineación lineal. En las realizaciones, el "desdoblamiento" de las secciones 14 de tubo afectadas puede ser ralentizado. Por ejemplo, las fuerzas (por ejemplo, las fuerzas de marea) que actúan sobre las secciones 14 de tubo pueden hacer que dos secciones de tubo se desvíen una respecto de la otra, lo que hará que la junta 36 se doble. Suponiendo, en este ejemplo, que la junta 36 se ha doblado hasta su ángulo 0 de desviación máximo, al disminuir las fuerzas (por ejemplo, las fuerzas de marea), que de otro modo podrían permitir que las secciones del tubo volvieran a su estado de alineación total, la junta 36 permanece en el ángulo 0 de desviación máximo durante un período de tiempo (por ejemplo, 15 segundos), y luego se libera (por ejemplo, lentamente). De acuerdo con aspectos de la divulgación, al retrasar y/o ralentizar la liberación de la orientación angular de la junta 36 (por ejemplo, a partir del ángulo 0 de desviación máximo), se pueden evitar los cambios repentinos en la dirección del tubo. En ciertas realizaciones, el retraso y/o la ralentización de la flexión pueden utilizarse cuando una cápsula se aproxima o está dentro de la junta 36 doblada en el ángulo 0 de desviación máximo.
En las realizaciones, el sistema de transporte puede estar configurado para apagarse (por ejemplo, temporalmente), para reducir la velocidad de las cápsulas en el sistema, o para dejar de enviar cápsulas adicionales al sistema si, por ejemplo, la masa de agua está experimentando una turbulencia extrema (por ejemplo, grandes olas) que puede causar altos niveles de movimiento del tubo. Por ejemplo, los sensores y/o la información del GPS pueden configurarse y/o utilizarse para detectar condiciones extremas (por ejemplo, olas más grandes de lo normal, clima impactante) y controlar activamente, por ejemplo, partes del sistema de transporte para ajustarse a las condiciones. Estos sensores pueden incluir, por ejemplo, acelerómetros, giroscopios y/o sensores ópticos. Dichos controles activos pueden incluir, por ejemplo, la ralentización de la cápsula en el área inmediata a la perturbación, así como el ajuste de las velocidades de las cápsulas anteriores. Las cápsulas pueden ser ralentizadas, por ejemplo, controlando los sistemas de propulsión para que no proporcionen aceleración a una cápsula que pase, desplegando sistemas de frenado de la cápsula (por ejemplo, frenado electromagnético pasivo) o desplegando un dispositivo de desaceleración. En otras realizaciones, los controles activos pueden incluir la mirada hacia adelante a lo largo de la ruta de desplazamiento y el ajuste de la velocidad a través de ella y/o el ajuste de la alineación de las secciones del tubo. El sistema puede utilizar las capacidades de comunicación de los tubos y/o las cápsulas para enviar y/o recibir instrucciones de ajuste de la velocidad de paso y/o ajustes de alineación de las secciones de los tubos.
Las Figuras 7A - 7D ilustran otra realización de la configuración de soporte de la presente divulgación para posicionar los tubos 14 a una profundidad predeterminada en un cuerpo de agua. Como se muestra en la figura 7A, con esta realización ejemplar y no limitante, un miembro 740 de soporte transversal se extiende entre la pluralidad de boyas 26 para proporcionar soporte lateral y estructura al sistema. Debe entenderse que este miembro 740 de soporte transversal es opcional. El al menos un tubo 14 está dispuesto bajo la superficie del agua 410 y se mantiene a una profundidad D designada por una pluralidad de boyas 26. Como la estructura puede sufrir deformaciones por torsión, la estructura puede incluir uno o más estabilizadores (por ejemplo, pasivos o activos), anclajes u otras estructuras adecuadas, por ejemplo, a lo largo de la longitud de los tubos, para reducir o minimizar dichas deformaciones por torsión.
Como se muestra en las Figuras 7B y 7C, en otra realización de la presente divulgación, la pluralidad de boyas puede agruparse en una variedad de números para asegurar la alineación adecuada de los tubos 14 en relación con los demás. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 7B, un par de boyas 26 está unido a cada junta 36 en lados opuestos a través de accesorios (no mostrados). Como se muestra, en la Figura 7C, tres boyas 26 están unidas a cada junta 36 a través de accesorios (no mostrados), con dos boyas dispuestas en el exterior de la "curva" y una boya dispuesta en el interior de la "curva" Aunque la realización ejemplar de la Figura 7C muestra dos boyas dispuestas en el exterior de la "curva" y una boya dispuesta en el interior de la "curva", la divulgación contempla otras disposiciones. Por ejemplo, dos boyas pueden estar dispuestas en el interior de la "curva" y una boya dispuesta en el exterior de la "curva", o un conjunto de cuatro boyas 26 puede estar unido a cada junta 36. Además, aunque en esta realización se muestran las boyas unidas a las juntas 36, la divulgación contempla que se puedan unir boyas adicionales al propio tubo 14. Las boyas pueden fijarse a las juntas 36 y/o al propio tubo 14 utilizando, por ejemplo, cables de acero con conectores adecuados (por ejemplo, ganchos).
Las Figuras 8A - 8G ilustran otros aspectos ejemplares y no limitantes de las realizaciones de la presente divulgación. Como se discute en el presente documento, en las realizaciones, el tubo puede estar por encima de la tierra (por ejemplo, suspendido del suelo sobre la tierra o el agua), en la tierra (por ejemplo, en la superficie de la tierra o el agua), por debajo de la tierra, y/o por debajo de la superficie del agua. De acuerdo con aspectos de la divulgación, la Figura 8A ilustra una disposición 800 de tubos que tiene el al menos un tubo 14 dispuesto bajo la superficie del agua 410 y conectado a un tubo 42 de entrada a través de una junta 36. Como se muestra en la Figura 8A, el tubo 42 de entrada incluye un primer extremo que está al menos parcialmente dispuesto en el agua y un segundo extremo que se extiende hacia una porción de tierra 44 que colinda con el agua 410. De acuerdo con aspectos de la presente divulgación, el tubo 42 de entrada puede estar configurado para permitir el acceso a la estación 16 y/o a otra sección del tubo 805 que se extiende hacia el interior.
De acuerdo con aspectos de las realizaciones de la presente divulgación, las Figuras 8B, 8C, 8D, 8E y 8F representan plataformas para acceder al sistema de transporte desde un puerto de acceso con base en el agua. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 8B, con esta disposición 850, una plataforma 46 está dispuesta por encima de una estación 48 proporcionada en el sistema de transporte. Un canal 50 de acceso (por ejemplo, que incluye uno o más ascensores, escaleras, escaleras mecánicas, etc.) conecta la estación 48 y la plataforma 46. En las realizaciones, la plataforma 46 puede ser de flotación libre (por ejemplo, utilizando boyas), asegurada de forma segura al tubo o a la estación del sistema, o asegurada al fondo marino por debajo del tubo. Como se muestra en la Figura 8B, con la disposición 850, la plataforma 46 se fija al fondo 815 marino por debajo del tubo 14 con vigas 805 verticales y soportes 810 de bastidor en A. En las realizaciones, por ejemplo, la plataforma 46 puede ser una plataforma de perforación petrolífera, y el tubo y las cápsulas pueden estar configurados para transportar productos o materiales derivados del petróleo desde la plataforma de perforación hasta, por ejemplo, una instalación de refinado de petróleo en tierra. Como se ha indicado anteriormente, la plataforma 46 puede estar fijada de forma segura al tubo 14 o a la estación 48 del sistema en lugar de (o además de) estar fijada al fondo 815 marino. De acuerdo con aspectos de la divulgación, por ejemplo, con la plataforma 46 fijada de forma segura al tubo o a la estación del sistema, en caso de que la plataforma 46 necesite ser trasladada a otra ubicación, la plataforma 46 puede ser liberada de su ubicación actual, trasladada a una nueva ubicación a lo largo del tubo 14, y volver a ser fijada al tubo 14 en la nueva ubicación. En las realizaciones, la plataforma 46 puede incluir una plataforma de patas de tensión y/o una plataforma de travesaños.
Carga en alta mar/Puerto en tierra
Como se muestra en la realización ejemplar de la Figura 8C, la disposición 875 incluye una plataforma 52 de atraque estructurada y dispuesta para permitir que una embarcación 54 u otro vehículo de transporte no acuático (por ejemplo, un helicóptero) tenga acceso a la estación 48 subacuática. Como se muestra en la Figura 8C, con esta disposición 875, la plataforma 52 está flotando en la superficie del agua 410 por encima del fondo 815 marino, y con esta realización ejemplar y no limitante, utiliza boyas 26 sujetas a vigas 880 verticales aseguradas a la plataforma 52. En ciertas realizaciones, la plataforma 52 puede estar atada al fondo del mar.
La Figura 8D muestra una disposición 875' ejemplar que incluye una plataforma 52 de atraque estructurada y dispuesta para permitir que una embarcación 54 u otro vehículo de transporte no acuático (por ejemplo, un helicóptero) tenga acceso a la estación 48 subacuática. Como se muestra en la Figura 8D, con esta disposición 875', la plataforma 52 flota en la superficie del agua. Un canal 50 de acceso (por ejemplo, que incluye uno o más ascensores de carga, escaleras, escaleras mecánicas) conecta la estación 48 y el andén 52. La plataforma 52 podría situarse alternativamente en tierra. La disposición 875' puede incluir equipos tripulados, autónomos y/o semiautónomos (por ejemplo, grúas, elevadores, cargadores y patines giratorios) configurados para mover la carga desde los barcos hasta la estación 48, y dentro de las cápsulas en la estación 48, y mover la cápsula dentro de los tubos 14.
La Figura 8E muestra una vista superior ejemplar de la disposición 875 de acuerdo con aspectos de la divulgación, en la que la plataforma 52 está dispuesta en el mar 410 a una distancia d de un puerto 890 con un tubo 14 de transporte que conecta la plataforma 52 con el puerto 890. Como se muestra en la Figura 8E, un barco 58 está atracado en la plataforma para descargar (y/o cargar) la carga. Una vez descargada, la carga (no mostrada) se transporta a través de una cápsula (no mostrada) que viaja dentro del tubo 14 (que puede estar por encima del agua y/o por debajo del agua) hasta el puerto 890.
Convencionalmente, los barcos que llegan a puerto se alinean en una cola que se extiende hasta bien lejos de la costa y esperan su turno para descargar (y/o cargar) su carga. Esto da lugar a una cola aparentemente perpetua de buques de carga que se extiende desde el puerto hacia el mar, lo que crea una adefesio y contaminación cerca de la costa. Sin embargo, mediante la aplicación de los aspectos de la presente divulgación, la descarga de la carga puede llevarse a cabo a una distancia d del puerto. En las realizaciones, la distancia d puede ser, por ejemplo, de quince millas. De acuerdo con aspectos de la divulgación, al situar la plataforma 52 lejos de la costa, la cola de los buques de carga no será visible desde la costa (o puede ser menos visible), reduciendo así el adefesio de los buques de carga, y reduciendo la contaminación más cercana a la costa. De acuerdo con otros aspectos de la divulgación, al situar la plataforma 52 lejos de la costa, se puede aumentar la eficiencia de la transferencia de la carga.
La Figura 8F muestra una vista superior ejemplar de la disposición 875 de acuerdo con aspectos de la divulgación, en la que la plataforma 52 está dispuesta en el mar 410 a una distancia d de un puerto 890, con el tubo 14 que conecta la plataforma 52 con una ubicación 895 de descarga/envío de carga en el interior (mientras se evita la zona 890 portuaria ). Como debe entenderse, el área 890 portuaria puede utilizar una gran cantidad de propiedad costera que es altamente valiosa. Por ejemplo, los puertos de Los Ángeles y Long Beach (que están situados uno junto al otro) ocupan aproximadamente 10.700 acres de tierra y agua a lo largo de 68 millas de costa.
Como se ha comentado anteriormente, con las realizaciones de la presente divulgación, los buques de carga ya no necesitan viajar hasta el área 890 portuaria para descargar o cargar la mercancía. Teniendo esto en cuenta, utilizando aspectos de la presente divulgación, la ubicación del "puerto" en sí mismo (por ejemplo, la ubicación del equipo de carga de salida/entrada (por ejemplo, equipo tripulado y/o autónomo o semiautónomo), tales como las grúas, las áreas de almacenamiento de contenedores de carga, y el equipo de carga de salida/entrada para cargar la carga retirada en otros tipos de vehículos (por ejemplo, camiones y/o trenes) para su distribución corriente abajo) puede trasladarse a una ubicación remota de la línea de costa). Es decir, como los buques de carga ya no tienen necesidad de viajar hasta la costa, existe la oportunidad de trasladar la infraestructura de los "puertos" a una ubicación interior, liberando así las áreas de la costa que antes se utilizaban como puerto costero, para otras oportunidades de desarrollo (por ejemplo, bienes raíces residenciales o comerciales). Así, como se muestra en la Figura 8F, de acuerdo con aspectos de la divulgación, la ubicación de descarga/sobrecarga de la carga 895 está situada en el interior y alejada del área 890 portuaria, lo que libera el área 890 portuaria para otras oportunidades de uso del suelo.
La Figura 8G muestra una vista actual ejemplar (superior) del Puerto de Marsella 897 que tiene un área 890 portuaria, y una representación de la misma área 899 (inferior), después de ubicar el puerto a distancia (no mostrado), de acuerdo con aspectos de la presente divulgación, y reurbanizar la propiedad frente al agua. Como se muestra en las vistas de la Figura 8G, al alejar el área 890 portuaria y la infraestructura de la línea de costa, este bien inmueble de gran valor puede reutilizarse, por ejemplo, para inmuebles residenciales y/o comerciales.
Otras realizaciones contempladas del transporte por tubo pueden utilizar el sistema de transporte por tubo de alta velocidad para mover la carga más allá del área de la infraestructura portuaria (por ejemplo, situada en la línea de costa o en una ubicación remota) a uno o más destinos corriente abajo (por ejemplo, un destino final, un aeropuerto o algún otro centro de transporte). En tales realizaciones, la carga puede ser descargada de una embarcación de carga en un área de atraque en alta mar, y colocada en cápsulas para su transporte por un sistema de transporte de alta velocidad. A diferencia de la realización descrita anteriormente, el transporte de las cápsulas que contienen la carga desde el área de atraque en alta mar hasta el área de infraestructura portuaria puede realizarse a través de tubos de transporte de menor velocidad, por ejemplo, utilizando un sistema de propulsión diferente y/o un tubo de transporte no evacuado. Al llegar al área de infraestructura portuaria, las cápsulas pueden ser trasladadas (o dirigidas de otro modo) desde el tubo de transporte de baja velocidad a un tubo de transporte de alta velocidad. Utilizando estos aspectos de la divulgación, la descarga (y la carga) y el movimiento de los contenedores de carga a los vehículos para el transporte a un destino posterior (por ejemplo, final) puede acelerarse utilizando un vehículo de transporte común (es decir, la cápsula) para mover la carga a través de múltiples fases (por ejemplo, fuera del barco y fuera del área portuaria) de la ruta de tránsito de carga. En otras realizaciones contempladas, un sistema de transporte de alta velocidad puede originarse en un área de infraestructura portuaria propiamente dicha (por ejemplo, sin utilizar un área de atraque en alta mar o una conexión a la misma). Este sistema de transporte de alta velocidad puede proporcionar rutas de transporte por tubo a uno o más destinos posteriores (por ejemplo, un centro de transporte, una fábrica, un destino final).
Fabricación in situ
Volviendo a la Figura 3, los tubos 14 del sistema 10 de transporte están estructurados y dispuestos para recibir y soportar el desplazamiento a alta velocidad de la cápsula a través de ellos. Como tal, se contempla que los tubos 14 pueden ser creados utilizando uno o más procedimientos de fabricación distintos con una variedad de materiales, que pueden depender de los requisitos técnicos y ambientales, y la ubicación de los tubos 14 del sistema de transporte, entre otras consideraciones. En una realización de la presente divulgación, los tubos 14 pueden estar formados de acero reforzado de espesor uniforme o de un material compuesto de metal y soldados juntos en una configuración de lado a lado para permitir que las cápsulas viajen en ambas direcciones (es decir, un tubo para cada dirección). Se contempla que el espesor de la pared del tubo especificado puede ser necesario para proporcionar una resistencia suficiente para los casos de carga considerados, tales como, por ejemplo, el diferencial de presión, la flexión y el pandeo entre pilares, la carga debida al peso de la cápsula y la aceleración, así como consideraciones sísmicas.
En las realizaciones de la presente divulgación, el tubo puede ser fabricado in situ, en el que, por ejemplo, las materias primas se alimentan y la estructura del tubo compuesto se construye in situ. Con una realización ejemplar y no limitante, un sistema de fabricación in situ puede producir hasta 1 km de tubo de 2 vías por día, por máquina, con otras tasas de producción contempladas por la divulgación.
Las Figuras 9A y 9B representan esquemáticamente realizaciones ejemplares y no limitantes de la presente divulgación para la fabricación de los tubos 14 del sistema de transporte. Por ejemplo, la Figura 9A ilustra esquemáticamente el uso del sistema 900 de fabricación in situ para fabricar y ensamblar tubos 14 en tierra (o en pilares 22 dispuestos en tierra). En esta realización, una máquina 56 móvil de fabricación de tubos es operable para moverse en tierra, y se dirige a lo largo de la ruta 58 de construcción. Las materias 60 primas se alimentan a un sistema 905 de fabricación de tubos adecuado ilustrado esquemáticamente, que es operable para dar salida a secciones 14 de tubos. Como debe entenderse, el sistema 905 de fabricación de tubos adecuado puede configurarse con base en el tipo de construcción del tubo y de los tipos de materias primas, entre otras consideraciones. Las secciones 14 acabadas del tubo se colocan en posición sobre los pilares 22 y se fijan (por ejemplo, directa o indirectamente mediante puntales y otros soportes conocidos) a los pilares 22. En ciertas realizaciones, la máquina 56 móvil de fabricación de tubos y/o los pilares 22 tienen un tamaño tal que la máquina 56 móvil de fabricación de tubos puede pasar por encima de los pilares 22 situados corriente abajo, que pueden colocarse a lo largo de la ruta 58 de construcción antes del paso de la máquina 56 móvil de fabricación de tubos (o colocarse al mismo tiempo que el tubo). Como se muestra en la Figura 9A, la máquina 900 móvil de fabricación de tubos comprende un motor (no mostrado) configurado para propulsar la máquina 900 móvil de fabricación de tubos, y ruedas o bandas 920 de rodadura accionadas por el motor, y operables para soportar la máquina 900 móvil de fabricación de tubos que se desplaza a lo largo de la ruta 58 aproximada del sistema de transporte.
La Figura 9B ilustra esquemáticamente el uso del sistema 950 de fabricación in situ para su uso en una masa de agua 410 para fabricar y ensamblar tubos 14 para su uso bajo el agua (por ejemplo, dispuestos en un fondo 815 marino). En esta realización, una máquina 62 móvil flotante de fabricación de tubos (por ejemplo, una embarcación, una barcaza o una embarcación marítima) se dirige a lo largo de la ruta 58 de construcción. Las materias 60 primas se alimentan (por ejemplo, a través de un transportador) a un sistema 905 de fabricación de tubos adecuado ilustrado esquemáticamente, que es operable para construir y dar salida a las secciones 14 de tubo, por ejemplo, a través de un puerto 955 convenientemente configurado de la máquina 62 móvil de fabricación de tubos flotante. Mientras que la realización ejemplar representada ilustra el despliegue de las secciones 14 de tubo a través del puerto 955, en otras realizaciones contempladas, las secciones 14 de tubo pueden desplegarse desde un lado (o lados) de la máquina 62 móvil flotante de fabricación de tubos. Alternativamente, la máquina 62 móvil flotante de fabricación de tubos puede desplegar las secciones 14 de tubo desde una parte trasera, la parte superior de la máquina 62 móvil flotante de fabricación de tubos. Además, aunque no se representa en la ilustración esquemática ejemplar, la máquina 62 móvil flotante de fabricación de tubos también puede incluir, por ejemplo, grúas para mover las secciones de tubo fuera de la máquina 62 móvil flotante de fabricación de tubos, y para colocar las secciones 14 de tubo en el fondo 815 marino. Además, como se muestra en la Figura 9B, a medida que se despliegan las secciones de tubo, la máquina 62 móvil flotante de fabricación de tubos también puede estar configurada para desplegar juntas 36 y boyas 26 en el agua, así como miembros de soporte (no mostrados), a medida que la máquina 62 móvil flotante de fabricación de tubos atraviesa la ruta 58 de construcción.
En otra realización ejemplar y no limitante, como se representa en 900' en la Figura 9C, un sistema 56' móvil de fabricación in situ puede ubicarse en una sola localización para hacer un número de secciones de tubo (por ejemplo, cincuenta secciones de tubo), y luego trasladarse a una nueva localización. Es decir, a diferencia de la realización anterior, en la que el sistema 900 de fabricación in situ se mueve hacia adelante a lo largo de la ruta de transporte con cada sección de tubo que forma, con esta realización 900', el sistema 56' de fabricación in situ se encuentra en un sitio para la fabricación de un número de secciones de tubo, después de lo cual el sistema 56' de fabricación in situ puede ser trasladado a una nueva ubicación (por ejemplo, corriente abajo a lo largo de la ruta de transporte planificada) para producir el siguiente lote de secciones de tubo.
Como se muestra en la Figura 9C, el sistema 56' móvil de fabricación in situ incluye una o más grúas 925 para tubos dispuestas en el mismo, operables para mover los uno o más tubos 14 desde la máquina móvil de fabricación de tubos hasta su posición en la ruta de transporte. En ciertas realizaciones, el sistema 56' móvil de fabricación in situ también incluye una o más grúas 930 dispuestas en el mismos operables para mover los suministros y/o materiales 935 de construcción desde los vehículos 940 de soporte hasta el sistema 56' de fabricación de tubos. El sistema 56' de fabricación de tubos también puede incluir una plataforma 945 de aterrizaje configurada para recibir un helicóptero. Como se muestra en la Figura 9C, el sistema 56' de fabricación de tubos también puede incluir una o más áreas de almacenamiento configuradas para almacenar materiales de construcción de tubos y/o tubos en construcción y/o una o más áreas de almacenamiento configuradas para almacenar materiales de construcción de pilares y/o pilares en construcción. En ciertas realizaciones, la fabricación de tubos móviles está configurada adicionalmente para fabricar uno o más soportes, pilones, y/o inserciones de tubos (por ejemplo, pistas, cableado, sensores, etc.) para el sistema de transporte.
En una realización ejemplar y no limitante, el aparato incluye un doblador de material configurado para doblar un material de pared de tubo en forma de cilindro, y un soldador configurado para soldar una costura entre los extremos del material de pared de tubo para formar el tubo. El aparato puede incluir además uno o más de l: una fundición configurada para fabricar el material de la pared del tubo; y un rodillo configurado para laminar el material de la pared del tubo con el fin de lograr un espesor de pared uniforme para el material de la pared del tubo.
En ciertas realizaciones, la fabricación de uno o más tubos de transporte incluye la formación de secciones de tubo del tubo de transporte, la instalación de uno o más rieles en las secciones de tubo; la fijación de las secciones de tubo a estructuras de soporte; y la conexión de secciones de tubo adyacentes entre sí para formar el tubo de transporte.
La Figura 10 ilustra esquemáticamente un sistema 1000 de fabricación aditiva de tubos de acuerdo con otra realización de la presente divulgación. Como se muestra en la Figura 10, las materias 60 primas (por ejemplo, hierro y carbono y otros elementos, para producir acero o un compuesto de acero) se combinan y procesan con uno o más aditivos 66 (por ejemplo, materiales resistentes a la corrosión, capas exteriores protectoras) en un sistema 1005 de fabricación de tubos para mejorar las características físicas del tubo 14 fabricado. Como debe entenderse, el sistema 1005 de fabricación de tubos puede configurarse con base en el tipo de construcción del tubo y de los tipos de materias 60 primas (por ejemplo, para producir acero inoxidable de titanio) y materiales 66 aditivos, entre otras consideraciones. Además, los materiales 66 aditivos pueden seleccionarse con base en el tipo de construcción del tubo y de los tipos de materias 60 primas. En las realizaciones, otros materiales 66 aditivos incluyen, por ejemplo, recubrimientos aplicados a los tubos.
Las Figuras 11A - 11D ilustran esquemáticamente estructuras de tubo y soporte adicionales de acuerdo con aspectos de la presente divulgación. Como se muestra con la disposición 1100 de la Figura 11A, las secciones 14 de tubo pueden ser prefabricadas o fabricadas in situ y ensambladas en una configuración de lado a lado en los pilares 22. La Figura 11B ilustra una vista A-A en sección de las secciones 14 de tubo en una configuración de lado a lado. Los tubos 14 pueden estar conectados a los pilares 22 (por ejemplo, indirectamente) a través de un sistema de amortiguación de vibraciones.
También se contempla que los pilares 22 pueden ser prefabricados o fabricados in situ e incorporar aditivos y/o elementos de soporte, tales como amortiguadores, miembros de refuerzo y similares, por ejemplo, como se discute en el presente documento, para mejorar las características físicas de los pilares 22. En la realización ejemplar mostrada en las Figuras 11A y 11B, los tubos 14 se extienden entre los pilares 22 estructurales y son estructuras autoportantes. En otras palabras, la resistencia de los tubos 14 y la distancia entre los pilares 22 están configurados, estructurados y dispuestos de tal manera que el tubo 14 por sí solo es suficiente para soportar el peso del tubo 14 (y las fuerzas ejercidas sobre el tubo 14 por una cápsula que pasa a través de él) entre los respectivos pilares 22 para evitar cualquier desviación significativa del tubo 14.
Como se muestra en la Figura 11C, las secciones 14 de tubo pueden ser prefabricadas o fabricadas in situ y ensambladas en una configuración de lado a lado en una o más estructuras 70 de soporte, que se extienden entre los pilares 22 y se fijan a ellos. De acuerdo con aspectos de la divulgación, la estructura 70 de soporte está configurada para recibir, soportar y asegurar las secciones 14 de tubo del sistema de transporte.
La Figura 11D ilustra una vista en sección B-B de las secciones 14 de tubo en una configuración de lado a lado. Además, también se contempla que los pilares 22 pueden ser prefabricados o fabricados in situ e incorporar aditivos y/o elementos de soporte como amortiguadores, miembros de refuerzo y similares para mejorar las características físicas de los pilares 22.
En la realización ejemplar mostrada en las Figuras 11C y 11D, las estructuras 70 de soporte que se extienden entre los pilares 22 estructurales son estructuras autoportantes, y los tubos pueden no ser estructuras autoportantes (en contraste con la realización ejemplar de las Figuras 11A y 11B). En otras palabras, la resistencia del tubo 14 junto con las estructuras 70 de soporte y la distancia entre los pilares 22 se seleccionan, configuran, estructuran y/o disponen de tal manera que el tubo 14 y las estructuras 70 de soporte son suficientes para soportar el peso del tubo 14 y las estructuras 70 de soporte entre los respectivos pilares 22 para evitar cualquier desviación significativa del tubo 14.
Es posible que la optimización del grosor del tubo 14 para soportar las fuerzas esperadas dentro del tubo 14 (por ejemplo, causadas por la cápsula al atravesar el tubo 14) no sea suficiente para evitar fuerzas de desviación indeseables hacia abajo en el tubo 14, debido al peso del tubo 14 entre los pilares 22. Por lo tanto, al utilizar una estructura 70 de soporte, el tubo 14 en sí mismo puede ser optimizado para las fuerzas esperadas dentro del tubo (por ejemplo, causadas por la cápsula a medida que atraviesa el tubo 14), mientras que el grosor de la estructura 70 de soporte se optimiza para evitar cualquier desviación significativa del tubo 14.
Estructuras y Fabricación de Tubos
El funcionamiento de la cápsula dentro de los tubos del sistema de transporte se beneficia de la configuración de la capa interior del tubo para obtener el máximo rendimiento y eficiencia. Una o más realizaciones de la presente divulgación que se discuten a continuación proporcionan soluciones a este desafío no sólo para fines del sistema de transporte, sino también para otras aplicaciones de la industria, incluyendo, por ejemplo, la industria de oleoductos y gasoductos y similares. Además, aunque las estructuras tubulares están configuradas para transportar las cápsulas, los tubos también pueden estar configurados para alojar, por ejemplo, sistemas de cableado de terceros. De acuerdo con algunos aspectos de la divulgación, al utilizar adicionalmente los tubos para los sistemas de cableado de terceros, los costes de construcción y/o mantenimiento del sistema de transporte de tubos pueden ser sufragados o compartidos. En otras palabras, el derecho de paso (ROW) del camino de transporte puede ser monetizado para la colocación de, por ejemplo, electricidad, cableado de comunicaciones, y/o tuberías que pueden ser instaladas en o sobre los tubos del sistema de transporte.
Refiriéndose ahora a las Figuras 12A y 12B, se ilustra otro procedimiento de fabricación de tubos de la presente invención. Se contempla que el tubo 72 puede incluir una primera capa 74 interior y una o más capas 76 exteriores. La capa 74 interior y las capas 76 exteriores pueden estar fabricadas con una variedad de compuestos, plásticos y/o metales para satisfacer los requisitos de diseño del sistema de transporte y para maximizar la eficiencia del desplazamiento de la cápsula dentro de la capa interior y los requisitos estructurales y ambientales de la capa exterior. Por ejemplo, en las realizaciones, la capa 76 exterior puede estar optimizada para las condiciones ambientales del entorno (por ejemplo, para reducir el desgaste por el clima y/o la corrosión). Además, en otras realizaciones, la capa 76 exterior puede estar optimizada para ser resistente a la perforación de, por ejemplo, disparos de pistola. Además, la capa 74 interior puede estar optimizada para las condiciones del entorno de baja presión en el interior del tubo. La capa 74 interior y la capa 76 exterior pueden fijarse en posición adyacente a través de una variedad de procedimientos de unión mecánicos y/o químicos, incluyendo, pero sin limitarse a, la unión adhesiva, la unión metálica, la soldadura fuerte y similares.
Como se muestra en las Figuras 12A y 12B, el tubo 72 incluye además una o más capas 78 de relleno dispuestas entre la capa 74 interior y la capa 76 exterior. En las realizaciones de la presente divulgación, la capa 78 de relleno puede estar formada por un material metálico espumado o similar que mantiene muchas de las propiedades físicas de los materiales metálicos base, a la vez que aumenta la resistencia, reduce la conductividad térmica y reduce significativamente el peso de la capa 78 de relleno y del tubo 72. También se contempla que se pueden utilizar otros materiales de fibra, poliméricos y compuestos para crear la capa 78 de relleno. De acuerdo con aspectos de la divulgación, al utilizar una capa 78 de relleno, se puede reducir el grosor de la pared de la capa 74 interior y/o de la capa 76 exterior.
El material de la capa 78 de relleno puede ser un material de espuma (por ejemplo, una espuma muy pesada, tal como una espuma metálica, o algún otro material de armazón adecuadamente rígido, tal como una estructura de panal o piramidal) que se utiliza para proporcionar rigidez (en contraste con, o además de, la fuerza) a la construcción del tubo. Además, el material de espuma puede estar optimizado para proporcionar aislamiento térmico y/o acústico. Al formar el tubo con una capa 78 de relleno, se pueden reducir los costes de fabricación del tubo, ya que se reduce el grosor total de las capas de acero (en comparación con un grosor uniforme del tubo de acero del mismo diámetro). Además, utilizando una capa 78 de relleno de menor peso (en comparación con los otros materiales de la pared del tubo), tal como por ejemplo una espuma, se puede reducir todo el peso de la sección del tubo, proporcionando al mismo tiempo un tubo con las mismas propiedades de resistencia y/o rigidez (o similares).
Aunque la realización ejemplar representada ilustra tres capas, en las realizaciones la construcción del tubo puede incluir más de tres capas. Por ejemplo, un tubo puede incluir más de una capa "interior" y/o más de una capa "exterior". Además, el tubo puede incluir una capa metálica intermedia adicional y una capa de relleno adicional entre la capa metálica intermedia y la pared interior o la pared exterior, proporcionando así una construcción laminada de metalrelleno-metal-relleno-metal.
La Figura 13 ilustra otra configuración de tubo ejemplar y no limitante, de acuerdo con aspectos de la presente divulgación. Un tubo en estado de tensión es más eficaz para reaccionar a las cargas recibidas que un tubo en estado de compresión. Por ejemplo, un tubo cilíndrico es más probable que se doble cuando se carga en compresión en comparación con un tubo cargado en tensión. De acuerdo con este aspecto de la divulgación, el tubo 1300 incluye una capa 80 interior y una estructura 82 exterior que rodea al menos parcialmente la capa 80 interior. La combinación de la capa 80 interior y la estructura 82 exterior se combinan para proporcionar un tubo de tensión neta (es decir, un tubo en estado de tensión).
En una realización ejemplar y no limitante de la divulgación, la capa 80 interior se expande a través de un procedimiento de carga, tal como, por ejemplo, la presión interna para crear un estado 84 de tracción en la capa 80 interior. A continuación, la estructura 82 exterior se fija a la capa 80 interior al finalizar el procedimiento de carga, creando un estado 86 de compresión neto en la estructura 82 exterior. En este estado, la capa 80 interior permanece en tensión, y por lo tanto proporciona una superficie de apoyo estable para la estructura 82 exterior.
En otra realización de la presente divulgación, la capa 80 interior puede expandirse mediante un procedimiento de calentamiento (en lugar de o además de la presión interna), haciendo que la pared interior se alargue. En una realización ejemplar, se pueden utilizar temperaturas de hasta o más de 200 °F durante este procedimiento de calentamiento. La combinación de la capa 80 interior y la estructura 82 exterior se enfría una vez finalizado el procedimiento de calentamiento cuando la estructura 82 exterior se fija a la capa 80 interior. Este procedimiento proporciona resultados similares al procedimiento de carga mecánica descrito anteriormente, de manera que la capa 80 interior está en tensión 84 mientras que la estructura 82 exterior está en compresión 86.
Las Figuras 14 y 15 muestran configuraciones alternativas de tubos para su uso con el sistema de transporte de la presente divulgación. En cada realización, un único tubo 88 sustituye a la pareja de tubos de lado a lado descrita anteriormente. Como se muestra en la Figura 14, con esta configuración 1400 ejemplar y no limitante, el tubo 88 incluye uno o más miembros 90 de compresión, por ejemplo, que se extienden entre las periferias interiores de la pared 92 exterior del tubo 88. De acuerdo con aspectos de la presente divulgación, el miembro 90 de compresión presenta una carga 1405 restringida que induce tensión 94 en la pared exterior. Es decir, con esta estructura del tubo, el tubo 88 está en tensión neta.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, en este estado, la carga 94 de tensión inducida hace que la pared 92 exterior del tubo 88 cree una estructura estabilizada presurizada equivalente en un estado de tensión neta. En las realizaciones, las cápsulas (o vainas) pueden 12 viajar a cada lado del miembro 90 de compresión dentro del tubo 88. Mediante la aplicación de estos aspectos de la divulgación, el grosor de la pared del tubo puede reducirse, con lo que se requiere menos material y se reducen los costes de construcción del tubo. Además, al implementar un tubo de tensión neta, pueden bastar materiales de pared de tubo menos costosos para proporcionar la resistencia y/o rigidez necesarias para el tubo, requiriendo así menos material y resultando en una reducción de los costes de construcción del tubo.
De acuerdo con aspectos adicionales de la divulgación, la Figura 15 ilustra otra realización ejemplar y no limitante de la presente divulgación, en la que un par de miembros 90 de compresión induce tensión en la pared 92 exterior de tal manera que, por ejemplo, se crean cuatro trayectorias para las vainas 12 dentro del tubo 88. En las realizaciones con una construcción de cuatro rutas, dos rutas pueden ser designadas para cápsulas de carga, y las otras dos rutas pueden ser designadas para cápsulas humanas (o combinadas de humano/carga). Aunque las vainas 12 se ilustran esquemáticamente con el mismo diámetro, debe entenderse que las vainas pueden configurarse con diferentes tamaños. Por ejemplo, las vainas de las pistas configuradas para la carga pueden ser de mayor diámetro que las vainas designadas para los pasajeros humanos.
Alternativamente, las configuraciones de los tubos pueden ser las mismas para el uso terrestre y marítimo (por ejemplo, sobre el agua o bajo el agua). Es decir, es posible utilizar la misma configuración de tubo, ya que la ruta del tubo viaja por tierra (o bajo tierra) y por agua (o bajo el agua). En otras realizaciones contempladas, una ruta de tubos puede comprender múltiples configuraciones de tubos en diferentes regiones de la ruta de tubos.
Aunque muchas de las realizaciones ejemplares representadas de la configuración del tubo son de sección transversal circular, pueden utilizarse otras formas de sección transversal (por ejemplo, ovalada, rómbica, rectangular). Por ejemplo, mientras que una forma de sección transversal circular proporciona un tubo que está en compresión uniforme (o, en realizaciones, en tensión), la configuración del tubo también puede basarse (por ejemplo, al menos parcialmente) en consideraciones estéticas además de consideraciones estructurales o de diseño.
Además, mientras que muchas de las realizaciones ejemplares representadas del tubo son uniformes en el espesor de la pared, es posible que la pared del tubo pueda ser variable en el espesor. Por ejemplo, en las regiones de la ruta de la cápsula sometidas a mayores fuerzas G (por ejemplo, en los giros o curvas de la ruta), puede aumentarse el grosor del tubo. Alternativamente, la pared del tubo puede ser engrosada alrededor de toda la circunferencia del tubo, o el engrasamiento de la pared del tubo puede estar localizado alrededor de sólo porciones de la circunferencia del tubo (por ejemplo, las porciones de la pared hacia las cuales el vehículo será conducido para vencer las fuerzas centrífugas que actúan sobre el vehículo mientras éste atraviesa una curva en la ruta de transporte). Por el contrario, en otras realizaciones, el grosor del tubo puede disminuirse en las regiones de la ruta de la cápsula sometidas a menores fuerzas G (por ejemplo, en las porciones más rectas de la ruta).
De acuerdo con aspectos adicionales de la divulgación, el grosor de la pared del tubo puede ser optimizado para las velocidades previstas de la cápsula y/o para ayudar a controlar las velocidades de la cápsula. Por ejemplo, en las realizaciones, se puede aumentar el grosor de la pared del tubo de modo que se reduzca el diámetro interior del tubo 14. Al reducirse el diámetro interior del tubo 14, también se reduce el paso de aire alrededor de la cápsula 12. De acuerdo con aspectos de la divulgación, al reducir el paso del flujo de aire alrededor de la cápsula 12, se incrementa el arrastre en la cápsula 12, y la cápsula 12 se ralentiza. El grosor de la pared del tubo también puede aumentarse para que el diámetro interior del tubo 14 se reduzca en las regiones del sistema de transporte en las que se desee reducir la velocidad de la cápsula, por ejemplo, al acercarse a una estación o a una curva o giro importante en la ruta del transporte.
En otras realizaciones contempladas, partes del tubo pueden incluir ventanas (o materiales al menos parcialmente translúcidos) y la propia cápsula puede incluir ventanas (o materiales al menos parcialmente translúcidos). Al proporcionar dichas ventanas en el tubo y la cápsula, el pasajero podrá "ver" el exterior del sistema de transporte, lo que puede, por ejemplo, reducir la sensación de claustrofobia y proporcionar a los pasajeros una experiencia similar a la de viajar en un tren (por ejemplo, de ver el entorno circundante mientras la cápsula recorre la ruta del tubo). La utilización de materiales al menos parcialmente translúcidos permitirá, por ejemplo, que un pasajero pueda ver al menos la luz entrante desde el exterior del tubo. Estos materiales transparentes o parcialmente translúcidos pueden incluir, por ejemplo, grafeno y/o materiales reforzados con carbono (por ejemplo, similares a las velas de los veleros). Cualquiera de estas estructuras de entorno de baja presión podría utilizarse en lugar de y/o con los tubos, e incluye (pero no se limita a) materiales que pueden soportar una carga de tracción.
En otras realizaciones contempladas, la cápsula puede incluir pantallas de visualización (por ejemplo, pantallas LCD o LED) que proporcionan una vista del entorno exterior mientras la cápsula atraviesa la ruta de transporte del tubo. En algunas realizaciones, se pueden utilizar cámaras para adquirir imágenes (por ejemplo, en tiempo real) del entorno exterior, que luego se proyectan en las pantallas de visualización de la cápsula. En otras realizaciones contempladas, las imágenes de visualización pueden ser predeterminadas (por ejemplo, pregrabadas), para proyectar una representación estándar del entorno exterior (por ejemplo, no una visualización en tiempo real) mientras la cápsula atraviesa la ruta de transporte del tubo.
Sistemas y procedimientos de levitación
Las Figuras 16 - 24B representan esquemáticamente diversos sistemas y procedimientos para levitar una cápsula 12 sobre una superficie 100 de pista (que, en realizaciones, puede ser un entorno estático y/o dinámico) de acuerdo con aspectos de la presente divulgación. La cápsula 12 puede ser levitada utilizando un cojinete de fluido (por ejemplo, un cojinete de líquido o de aire), o por levitación magnética (por ejemplo, utilizando un conjunto Halbach). Además, en ciertas realizaciones, la cápsula 12 también puede utilizar ruedas que se desplazan sobre una o más pistas solas o junto con los sistemas de levitación.
Por ejemplo, como se muestra en la Figura 16, una o más pistas 100 están dispuestas dentro del tubo 14 que cooperan con uno o más cojinetes 102 en la cápsula o vaina 12. En ciertas realizaciones, el cojinete 102 utiliza una fina película de fluido presurizado (por ejemplo, aire o un líquido) que fluye a través del cojinete 102 para proporcionar una interfaz de carga sin contacto y de baja fricción entre la superficie 102 del cojinete y la pista 100, de manera que la presión entre las caras del cojinete 102 y la pista 100 es suficiente para soportar la cápsula 12. Se contempla que pueden utilizarse procedimientos y/o estructuras de levitación alternativos, tales como cojinetes hidrodinámicos y similares, como se muestra en la Figura 23A y 23B (discutida en el presente documento), en lugar de uno o más cojinetes de aire para lograr los mismos objetivos.
Como se muestra en las Figuras 17 - 21, la presente divulgación contempla que una variedad de configuraciones de pista puede ser implementada en conexión con las realizaciones de la presente divulgación. Por ejemplo, la Figura 17 muestra representaciones esquemáticas de cuatro configuraciones de pista diferentes que pueden implementarse en relación con las realizaciones de la presente divulgación. De acuerdo con aspectos de la divulgación, las pistas pueden ser colocadas en el tubo 14 con el correspondiente cojinete 102 de aire provisto en la cápsula 12. Debe entenderse que, aunque estas realizaciones se representan utilizando cojinetes de aire, en las realizaciones pueden utilizarse otros cojinetes, por ejemplo, cojinetes de levitación magnética u otros cojinetes de fluido (por ejemplo, cojinetes de líquido). También se entiende que pueden incorporarse herramientas de guía secundarias (no mostradas) para asegurar la estabilidad lateral (y/o vertical) de la cápsula 12.
Con la configuración 1700 de pista ejemplar que es una realización de la invención, se proporcionan dos pistas 100 que se extienden desde el tubo 14 en ángulos de aproximadamente 45° con respecto a la vertical, respectivamente. En algunas realizaciones, las pistas 100 pueden estar soldadas y/o fijadas a la pared interior del tubo 14. La cápsula 12 tiene los correspondientes cojinetes 102 de aire (u otros) estructurados y dispuestos para interactuar con las dos pistas 100. De acuerdo con aspectos de la divulgación, al utilizar la configuración 1700 de pista, las dos pistas 100 proporcionan una estabilidad horizontal adicional al proporcionar vectores de fuerza horizontal de equilibrio.
Con la configuración 1705 de pista que es una realización de la invención, se proporcionan tres pistas 100 que se extienden desde el tubo 14, con una pista 100 que se extiende desde debajo de la cápsula (como con la realización de la Figura 16) y una pista 100 en cada lado de la cápsula 12 desplazada angularmente (por ejemplo, aproximadamente 90°) desde la pista 100 dispuesta debajo de la cápsula 12. La cápsula 12 tiene tres cojinetes 102 correspondientes estructurados y dispuestos para interactuar con las tres pistas 100. De acuerdo con aspectos de la divulgación, al utilizar la configuración 1705 de pista, las dos pistas 100 laterales proporcionan una estabilidad horizontal adicional para la cápsula 12 al proporcionar vectores de fuerza horizontal de equilibrio.
Con la configuración de pista 1710, se proporciona una sola pista 100' que se extiende desde el tubo debajo de la cápsula (como en la realización de la Figura 16). Sin embargo, a diferencia de la realización de la Figura 16, con la configuración 1710, la pista 100' única tiene un perfil aproximadamente en forma de "U". La cápsula 12 tiene un correspondiente cojinete 102 de aire en forma de "U" ' estructurado y dispuesto para interactuar con la pista 100' que tiene el perfil aproximadamente en forma de "U". En esta realización, los cojinetes 102" de aire en forma de "U" proporcionan un colchón de aire en dirección descendente, y también en dirección derecha e izquierda, interactuando cada colchón de aire con los respectivos lados de la pista 100' en forma de "U". En esta realización ejemplar, las paredes del perfil en forma de "U" de la pista 100' sirven además para reducir el movimiento de lado a lado, de modo que se constriña más eficazmente la cápsula 12 en la pista 100'. En otras palabras, la configuración 1710 de pista reduce el movimiento horizontal de la cápsula 12 ortogonal a la dirección de desplazamiento de la cápsula 12 (o proporciona estabilidad horizontal).
Con la configuración 1715 de pista, que es una realización de la invención, se proporcionan dos pistas 100" que se extienden desde el tubo 14 en ángulos de aproximadamente 90° con respecto a la vertical. Como se muestra en la Figura 17, con la configuración 1715 de pistas, las dos pistas 100" tienen perfiles en forma de "V". La cápsula 12 tiene los correspondientes cojinetes 102" de aire en forma de "V" estructurados y dispuestos para interactuar con las dos pistas 100". En esta realización, cada uno de los cojinetes 102" de aire en forma de "V" proporciona un cojín de aire tanto hacia arriba como hacia abajo, interactuando cada cojín de aire con los respectivos lados de la pista 100" en forma de "V". En esta realización, las paredes del perfil en forma de "V" de la pista 100" sirven adicionalmente para reducir el movimiento hacia arriba y hacia abajo, de modo que la cápsula 12 quede más efectivamente constreñida en la pista 100". En otras palabras, esta configuración de pistas 1715 reduce el movimiento vertical (es decir, proporciona una mayor estabilidad vertical) de la cápsula 12 dentro del tubo 14 proporcionando vectores de fuerza verticales de equilibrio, y proporciona una estabilidad horizontal adicional proporcionando vectores de fuerza horizontales de equilibrio.
Como se muestra en la Figura 18, con la configuración 1800 ejemplar de pista, se proporcionan dos pistas 100 que se extienden desde el tubo 14 en ángulos de aproximadamente 45° con respecto a la vertical, respectivamente, similar a la configuración 1700 de pistas de la Figura 17. La cápsula 12 tiene los correspondientes cojinetes 102 de aire estructurados y dispuestos para interactuar con las dos pistas 100. A diferencia de la configuración 1700, con la configuración 1800, las dos pistas 100 se apoyan en un soporte 1805 de marco en forma de A. De acuerdo con aspectos de la divulgación, mediante un soporte 1805 de marco en forma de A, las dos pistas 100 están provistas de estabilidad adicional, por ejemplo, en comparación con la configuración 1700 de pista de la Figura 17.
Las Figuras 19 - 21 ilustran otras configuraciones de pista ejemplares y no limitantes de la presente divulgación. La figura 19 muestra una configuración 1900 de pista en la que la pista 1905 está dispuesta en una superficie superior del tubo 14, de manera que la cápsula 12 se extiende (o "cuelga") por debajo de la pista 1905. Como se representa en la figura 19, la cápsula 12 incluye un cojinete 1910 (por ejemplo, un cojinete fluido o magnético) que tiene salientes 1915 que están estructuradas y dispuestas para interactuar con los salientes 1920 correspondientes en la pista 1905. Como debe entenderse, los salientes del cojinete 1915 emiten una fuerza (por ejemplo, flujo de fluido o fuerza magnética) que actúa contra los salientes 1920 correspondientes para hacer levitar la cápsula.
La figura 20 muestra una configuración 2000 de pista ejemplar y no limitante. Como se muestra en la Figura 20, una cápsula 12 tiene un par de aletas 2005 (por ejemplo, aletas diédricas) que se extienden desde la cápsula 12 y que cooperan con las correspondientes superficies 2010 de pista inclinadas para mejorar la estabilidad lateral de la cápsula 12 proporcionando vectores de fuerza horizontal de equilibrio.
Las Figuras 21A y 21B ilustran una configuración 2100 de pista ejemplar en la que la cápsula 12 representada esquemáticamente está suspendida de un cable 2105 móvil o similares. En las realizaciones, el cable puede ser tirado por motores en el extremo de la cápsula. Alternativamente, se puede utilizar un accionamiento magnético con imanes colocados periódicamente a través del cable 2105 de arrastre para propulsar la cápsula 12. Además, de acuerdo con otros aspectos de la divulgación, una sección 2110 plana en el gancho del punto de fijación del tubo puede incluir cojinetes hidrodinámicos que se utilizarán a lo largo de toda la superficie.
Conmutación de pista
Aunque las realizaciones ejemplares se han descrito como viajes, por ejemplo, del punto A al punto B, la divulgación contempla que tener tubos únicos entre destinos aumentará rápidamente el coste del sistema y creará cuellos de botella en los principales centros de transporte. Además, puede ser difícil cambiar de ruta utilizando cojinetes de aire que utilizan un casco circular para viajar. Por lo tanto, se necesita una técnica eficaz para cambiar entre diferentes rutas dentro del sistema de transporte.
Con las realizaciones de la presente divulgación, como se muestra en las Figuras 22A - 22C ejemplares, las capacidades de conmutación de pista a mitad de camino aumentarán en gran medida los tiempos de viaje, disminuirán las "paradas" y añadirán un aumento de la eficiencia a nivel del sistema. En algunos casos, la cápsula puede ir sobre dos rieles simultáneamente, en los que cada riel se aleja del otro en el giro. De acuerdo con los aspectos de la divulgación, el riel correcto (por ejemplo, el de la ruta deseada) permanece en su lugar, mientras que el riel de la ruta alternativa es evacuado de su uso por actuación (por ejemplo, bajado de la ruta de viaje) para no impactar en el viaje del vehículo, de tal manera que sólo el riel correcto (es decir, dirigiendo la cápsula por la ruta deseada) permanece. Aunque no se ilustra en las representaciones esquemáticas de las Figuras 22A - 22C, debe entenderse que los controladores apropiados (por ejemplo, ubicados en el tubo y en comunicación con un comando central y/o las cápsulas individuales) pueden ser utilizados para accionar los sistemas de conmutación de pistas a medida que las respectivas cápsulas atraviesan el sistema de transporte por tubo. Además, aunque no se representa en las figuras 22A - 22C, pueden utilizarse uno o más sensores (por ejemplo, sensores ópticos o de posición) para detectar una posición actual de las estructuras de conmutación de rutas y proporcionar información a los sistemas de control (por ejemplo, que comprenden uno o más procesadores informáticos) para ayudar a posicionar adecuadamente las estructuras de conmutación de rutas para la ruta descendente deseada.
En las realizaciones, los sistemas de conmutación de pistas actualmente divulgados pueden ser diseñados para escenarios de carga óptimos en la cápsula. De acuerdo con aspectos de la divulgación, al diseñar los sistemas de conmutación de pistas para escenarios de carga óptimos en la cápsula, el tiempo de conmutación puede disminuirse en gran medida.
En otras realizaciones, por ejemplo, como se representa esquemáticamente en la Figura 22A, una configuración 2200 de conmutación de ruta incluye un patín 2205 que tiene dos secciones 2210, 2215 de riel para dirigir la cápsula (no mostrada) por una de dos rutas 2240, 2245 alternativas, respectivamente. De acuerdo con aspectos de la divulgación, el patín 2205 es accionable (por ejemplo, hidráulicamente, neumáticamente, o utilizando un servomotor) hacia adelante y hacia atrás en la dirección 2235 para mover la sección de riel deseada (es decir, ya sea la sección 2210 de riel o la sección 2215 de riel ) para alinear con la pista 2220 corriente arriba, con el fin de dirigir la cápsula por la ruta deseada. Por ejemplo, como se representa en la Figura 22A, el patín 2205 está actualmente posicionado para alinear la sección 2220 de pista corriente arriba con la sección 2225 de pista corriente abajo para enviar una cápsula 2240 por la ruta. De acuerdo con aspectos de la divulgación, mediante el accionamiento del patín 2205 hacia la izquierda, la sección 2220 de pista corriente arriba puede alinearse con la sección 2230 de pista corriente abajo para enviar una cápsula 2245 por la ruta.
Además, como se muestra en la representación ejemplar de un sistema de conmutación de la Figura 22B, con la configuración 2250 de conmutación de pista, una pared grande o una puerta 2255 de aleta, que está estructurada y dispuesta para coincidir con el contorno del tubo 14, puede pivotar (por ejemplo, utilizando un motor y un controlador) en cualquier dirección 2265 alrededor del pivote 2260 para dirigir la cápsula (no mostrada) a la dirección correcta (por ejemplo, deseada) de la ruta del tubo (es decir, 2240 o 2245). Por ejemplo, como se representa en la Figura 22B, la puerta 2255 de aleta está actualmente posicionada para conectar la sección 2265 de tubo corriente arriba con la ruta 2245 de tubo corriente abajo para enviar una cápsula (no mostrada) por la ruta 2245. De acuerdo con aspectos de la divulgación, mediante el accionamiento de la puerta 2255 de aleta en una rotación en sentido contrario a las agujas del reloj, la sección 2270 de tubo corriente arriba puede conectarse con la ruta 2240 de tubo corriente abajo para enviar una cápsula (no mostrada) por la ruta 2240.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, la utilización de estas paredes móviles permite el uso de cojinetes de aire y mantiene la integridad del casco interior del tubo para que la vaina se desplace. Además, en caso de que la puerta de aleta no se accione correctamente, la cápsula puede seguir recorriendo la ruta incorrecta (por ejemplo, la ruta no deseada). En las realizaciones, si la puerta 2255 de aleta no se acciona correctamente, de manera que la puerta 2255 de aleta está en una posición que impide el paso por cualquiera de las dos rutas, uno o más sensores (no mostrados) pueden detectar la posición incorrecta, y detener (o ralentizar) una cápsula que se aproxima hasta que la puerta 2255 de aleta se posicione correctamente.
Mientras que la Figura 22B se describe con la cápsula viajando en la dirección 2272 hacia las rutas divergentes, debe entenderse que la configuración 2250 de conmutación de rutas puede ser usada para una cápsula viajando en una dirección opuesta a la dirección 2272. Es decir, además de utilizar la configuración 2250 de conmutación de ruta en los pasajes divergentes, la divulgación contempla el uso de tales estructuras a lo largo de los puntos de la ruta de transporte donde dos pasajes convergen en un solo pasaje.
La Figura 22C ilustra esquemáticamente otra realización ejemplar y no limitante en la que la cápsula 12 es levitada por cojinetes de fluido (por ejemplo, aire). De acuerdo con aspectos de la divulgación, la ruta direccional de la cápsula 14 puede ser controlada "tirando" de la cápsula 14 hacia la ruta corriente abajo deseada, en la que una de las pistas laterales puede ser accionada fuera de la ruta de la cápsula, para no impactar en la ruta de la cápsula, mientras que la pista lateral opuesta y la pista inferior "dirigen" la cápsula hacia la ruta corriente abajo deseada.
Por ejemplo, la cápsula puede utilizar tres cojinetes 102 de aire y pistas 100 correspondientes, por ejemplo, como se representa en la configuración 1705 de la Figura 17. Al acercarse a una ruta divergente, como se muestra en la representación ejemplar de la Figura 22C, las dos pista laterales pueden hacer la transición a pistas 2285 accionables. Las pistas 2285 accionables pueden ser movibles en una dirección horizontal para posicionar selectivamente una de las pistas 2285 más allá de un intervalo de interacción del correspondiente 102 cojinete de aire, dependiendo de qué dirección alternativa (por ejemplo, la ruta 2240 o la ruta 2245) se desee. Como ejemplo, como se muestra en la Figura 22C, la pista 2285 accionable del lado izquierdo se ha movido hacia la izquierda de manera que está más allá de un intervalo de interacción del correspondiente cojinete 102 de aire del lado izquierdo. La cápsula 12, mientras continúa siendo levitada por la pista 100, es entonces "tira" por la pista 2285 actuable del lado derecho para dirigir la cápsula hacia la ruta 2240 (y lejos de la ruta 2245). Al atravesar la región de conmutación de ruta, y continuar el viaje por la ruta 2240, la pista 2285 accionable del lado derecho vuelve a ser una pista 100 del lado derecho (es decir, una pista no accionable) y el cojinete 102 de aire del lado derecho interactúa con la pista 100 del lado derecho. Además, el cojinete 102 de aire del lado izquierdo interactúa con una pista del lado izquierdo (no mostrada) del tubo de la ruta2240.
Como se muestra en la representación/esquema de la Figura 22C, las pistas 2285 accionables incluyen porciones 2290 laterales y porciones 2295 salientes. Las porciones 2290 laterales y las porciones 2295 salientes están estructuradas y dispuestas para ayudar a "tirar" de la cápsula 12 hacia la ruta seleccionada (por ejemplo, 2240 o 2245). En ciertas realizaciones, los cojinetes 102 de aire laterales pueden ser operables para expulsar un fluido de cojinete de aire fuera de las porciones laterales y las porciones superiores del cojinete 102 de aire (es decir, hacia la cápsula 12) para interactuar con las porciones 2290 laterales y las porciones 2295 salientes de la pista 2285 actuable mientras la pista 2285 actuable "tira" de la cápsula 12 hacia abajo de la ruta 2240 descendente seleccionada. Además, en ciertas realizaciones, el cojinete de aire del lado izquierdo puede interactuar con las porciones 2295 salientes al menos durante una porción del recorrido a través de la región de conmutación para ayudar a "empujar" la cápsula hacia la ruta 2240 corriente abajo seleccionada. En las realizaciones, el cojinete 102 de aire que no se utiliza durante la transición de conmutación de ruta (por ejemplo, el cojinete del lado izquierdo con la selección de ruta como se representa en la Figura 22C) puede configurarse para apagar (o reducir) el flujo de fluido durante la transición de conmutación de ruta.
Como debe entenderse, si se desea enviar la cápsula 12 a lo largo de la ruta 2245 corriente abajo, la pista 2285 accionable del lado derecho se movería más allá de una región de interacción del cojinete 102 de lado derecho, y la pista 2285 accionable del lado izquierdo se movería a una región de interacción del cojinete 102 del lado izquierdo. Como se muestra en la Figura 22C, las pistas 2285 accionables pueden moverse dentro y fuera de la ruta de los cojinetes 102 de aire de la cápsula 12, por ejemplo, a través de un actuador 2297 neumático o hidráulico.
De acuerdo con otros aspectos de la divulgación, una configuración de pista puede cambiar a lo largo de una ruta de viaje, por ejemplo, para "girar" la cápsula cuando una pista diverge en dos rutas separadas. Por ejemplo, en las realizaciones, los tubos pueden incluir una o más pistas que tienen diferentes funciones, tales como mover la cápsula a diferentes rutas por la combinación de una pista superior e inferior. En una realización ejemplar y no limitante, si se utiliza una pista superior como modo primario de movimiento de la cápsula, cuando se encuentra una región de conmutación (o estación de conmutación), se puede proporcionar una pista inferior para una parte del movimiento de la cápsula, que soporta el peso de la cápsula mientras la pista superior se conmuta a la pista apropiada que se va a seguir. En otras realizaciones, también se contempla la posibilidad de utilizar cojinetes giratorios (por ejemplo, ruedas) (con o sin inyección de aire) para proporcionar elevación o apoyo a la cápsula para lograr los mismos objetivos.
La Figura 23A ilustra esquemáticamente una configuración 2200 de pista ejemplar que utiliza un cojinete 2205 de fluido (por ejemplo, líquido) de acuerdo con otros aspectos de la presente divulgación. A diferencia de los cojinetes de aire descritos en el presente documento, el cojinete 2205 de fluido es operable para inyectar una capa de fluido (por ejemplo, líquido) para hacer levitar la cápsula. Como se muestra en la Figura 23A, el cojinete 2205 de fluido es operable para expulsar (por ejemplo, a través de una o más boquillas) una capa 2210 de fluido (por ejemplo, fluido viscoso, altamente incompresible o líquido menos compresible) en una región entre el cojinete 2205 de fluido y la pista 100. De acuerdo con aspectos de la divulgación, la capa 2210 de fluido es operable para soportar el peso del cojinete 2205 de fluido y la cápsula 12 sobre el mismo para reducir la fricción entre la pista 100 y la cápsula 12 que se mueve a lo largo de la pista 100.
La Figura 23B ilustra otra configuración 2300 ejemplar de cojinete de fluido (por ejemplo, líquido) para su uso con el sistema de transporte de acuerdo con aspectos de la presente divulgación. Como se ilustra esquemáticamente en la figura 23B, un cojinete 2305 de fluido dinámico actúa para proporcionar la elevación de la superficie de la pista 100 a medida que la red 2310 de fluido es creada por el movimiento de la cápsula en la dirección 2315 de desplazamiento. De acuerdo con aspectos de la divulgación, la naturaleza angular del cojinete 2305 (como se representa esquemáticamente) provoca un aumento de la presión por la transformación de la fuerza viscosa. Después de salir del extremo del cojinete 2305, el fluido telev. puede descargar fuera de la parte 2320 posterior del cojinete (tsalida) o ser recirculado de nuevo a través del cojinete (itireciclar), cada uno con sus respectivas pérdidas de presión. La introducción de una alta restricción de flujo (por ejemplo, una ruta de fluido cónico) en la parte 2320 posterior del cojinete reduce la pérdida de fluido (por ejemplo, tsalida). Además, como se muestra en la Figura 23B, se puede introducir fluido de cojinete adicional (tentrada) en el flujo 2310 de fluido de cojinete a través de la entrada 2325 de fluido (por ejemplo, bombeado desde un almacenamiento de fluido de cojinete) para compensar el fluido de cojinete perdido (msalida) fuera del lado posterior del cojinete 2305 de fluido. De acuerdo con otros aspectos de la divulgación, el fluido perdido por un cojinete corriente arriba puede ser recogido por cojinetes similares corriente abajo como tcorrienteabajo (que se muestra en línea discontinua, ya que este flujo no está presente para el cojinete más delantero), lo que permite que la cápsula se mueva por la pista depositando fluido mientras recoge su propio fluido previamente utilizado con cojinetes corriente abajo. Esta recaptación de fluido de cojinete por parte de los cojinetes corriente abajo puede ser utilizada, por ejemplo, cuando la configuración de alta restricción de flujo se utiliza en una serie de cojinetes de fluido.
Las Figuras 24A y 24B ilustran otros aspectos de las realizaciones del sistema de transporte de la presente divulgación. En el sistema 2400, la cápsula 12 incluye un número de cojinetes 2405 de apoyo en la superficie exterior (por ejemplo, inferior) de la cápsula 12. De acuerdo con las realizaciones de la divulgación, cada uno de los cojinetes 2405 de apoyo incluye una suspensión 2410 independiente (por ejemplo, que comprende amortiguadores, resortes, cilindros hidráulicos y/o neumáticos) que puede ajustarse a las protuberancias 2415 en el tubo o pista 2425 durante el desplazamiento mientras se mantiene una velocidad de desplazamiento constante. Como debe entenderse, el tamaño de la protuberancia 2415 es exagerado para ilustrar aspectos de la divulgación.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, a medida que la cápsula 12 continúa moviéndose en la dirección 2420 de desplazamiento, como se representa esquemáticamente en la Figura 24B, la cápsula encuentra la protuberancia 2415. Como se muestra en la Figura 24B, las suspensiones 2410 independientes de cada uno de los cojinetes 2405 de soporte son operables para moverse (por ejemplo, hacia arriba y hacia abajo) a través de las suspensiones 2410 independientes, con el fin de ajustar la altura de los respectivos cojinetes 2405 para pasar suavemente por la protuberancia 2415.
La Figura 25A ilustra esquemáticamente una cápsula 12 ejemplar y no limitante que tiene una pluralidad de cojinetes 2505 de acuerdo con aspectos de la divulgación. Los cojinetes 2505 y las suspensiones independientes 2410 pueden fijarse a la cápsula 12 mediante soldadura y/o con elementos de fijación. La Figura 25B ilustra un sistema 2500 de control ejemplar y no limitante para aumentar o disminuir posteriormente los caudales respectivos y el ángulo de cojinete (o ángulo de esquí) con respecto a los cojinetes circundantes para ajustar la ruta de viaje de la cápsula, por ejemplo, a la luz de una protuberancia encontrada.
Como se muestra en la figura 25B, un controlador 2510 es operable para recibir una señal de separación deseada (por ejemplo, indicando una separación deseada entre el cojinete y la pista) y enviar una señal de control para controlar un ángulo de esquí del cojinete a un control 2515 de ángulo de esquí activo. El control 2515 de ángulo de esquí activo también recibe una señal de compensación desde un cojinete corriente arriba a través de un control 2520 de compensación. El control 2515 de ángulo de esquí activo es operable para utilizar la señal de control para controlar un ángulo de esquí y la señal de compensación del ángulo de esquí de un cojinete corriente arriba para determinar una señal de control del ángulo de esquí para el cojinete de aire controlado, que se envía al cojinete 2505 de aire. De manera similar, el controlador 2510 es operable para enviar una señal de control para controlar un caudal a un control 2525 de válvula activo. El control 2525 de válvula activo también recibe una señal de compensación de caudal desde un cojinete corriente arriba a través del control 2520 de compensación. El control 2525 de válvula activo es operable para utilizar la señal de control para controlar el caudal y la señal de compensación del caudal desde el cojinete corriente arriba para determinar una señal de control de caudal para el cojinete de aire controlado, que se envía al cojinete 2505 de aire.
Como se muestra en la Figura 25B, un sensor 2530 de proximidad detecta un hueco entre el cojinete y la pista, por ejemplo, en tiempo real, y una señal de hueco se retroalimenta al controlador 2510 para ayudar a controlar el hueco real, por ejemplo, en tiempo real. De acuerdo con otros aspectos de la divulgación, la señal de hueco y la señal de hueco deseada también se envían a un estimador 2535 de perturbación, que es operable para utilizar el hueco medido real y el hueco deseado del cojinete actualmente controlado (por ejemplo, cómo una protuberancia impactó el cojinete actualmente controlado) para determinar una perturbación estimada a un cojinete corriente abajo de la cápsula 12 (por ejemplo, el cojinete inmediatamente corriente abajo).
Como se muestra en la Figura 25B, el estimador 2535 de perturbación es operable para enviar una señal de compensación a un cojinete corriente abajo. Como debe entenderse, esta señal de compensación a un cojinete corriente abajo se utiliza entonces como la señal de compensación de entrada para un sistema 2500 de control para un cojinete corriente abajo. Además, como debe entenderse, el controlador para el cojinete 2505' más adelantado para la cápsula puede no incluir una señal de compensación, ya que no hay un cojinete corriente arriba en relación con el cojinete 2505' más adelantado del que recibir una señal de compensación. Asimismo, el controlador del cojinete 2505" más posterior puede no estar configurado para enviar una señal a un cojinete corriente abajo, ya que no hay ningún cojinete corriente abajo en relación con el cojinete 2505" más posterior de la cápsula 12.
Implementando estos aspectos de la divulgación, por ejemplo, un cojinete corriente arriba es operable para reaccionar a una protuberancia del tubo (por ejemplo, un bache, una caída o un hueco en la pista o el tubo), y el bucle de control es operable para señalar a otros cojinetes corriente abajo para aumentar o disminuir el caudal de fluido (y, en las realizaciones, un ángulo de cojinete (o de esquí)), en consecuencia, con el fin de proporcionar una conducción más suave sobre la protuberancia.
En las realizaciones de la presente divulgación, se contempla que la levitación se lleva a cabo utilizando un cambio de fase de un fluido en el hueco entre la superficie fija de la pista o tubo y una superficie de la cápsula. De acuerdo con algunos aspectos de la divulgación, el acto de cambio de fase hace que la presión se acumule entre las superficies de la pista y el cojinete, causando la elevación. Por ejemplo, en ciertas realizaciones, se puede colocar un líquido subenfriado en el hueco de la superficie, de manera que la energía circundante provoca la vaporización del líquido subenfriado. En ciertas realizaciones, la superficie fija (o pista) y/o la superficie del vehículo (o cojinete) pueden calentarse para provocar el cambio de fase.
La Figura 26 representa esquemáticamente otra configuración 2600 de cojinete de acuerdo con aspectos de la presente divulgación. En esta realización, el fluido o el aire 2605 bajo alta presión se eructa o se permite que fluya en un área 2610 (por ejemplo, utilizando una o más boquillas) entre la superficie 2615 fija de la pista o tubo y una superficie 2620 adyacente de la cápsula. De acuerdo con aspectos de la divulgación, esta liberación de alta presión llenará el espacio 2610 entre las dos superficies, haciendo que la cápsula levite. También se entiende que, si el entorno del tubo se evacua (por ejemplo, para crear un entorno de baja presión), la presión ambiental podría liberarse entre las superficies 2615, 2620 para lograr el mismo objetivo, ya que la presión ambiental es relativamente alta en comparación con el entorno de baja presión.
La Figura 27 representa esquemáticamente una realización ejemplar y no limitante de una configuración 2700 de pista de acuerdo con aspectos adicionales de la divulgación. Como se muestra en la Figura 27, con esta configuración de pistas, el par de pistas 2705 está soportado dentro del tubo 14 pero está conectado a la periferia interior del tubo 14 sólo en lugares discretos (no mostrados) con soportes que pueden estar soldados y/o fijados a la periferia interior del tubo 14. Así, como se representa en la Figura 27, que ilustra esquemáticamente una vista en sección transversal del tubo en una sección en la que las pitas no están apoyadas discretamente, el par de pistas 2705 se representa a una distancia del tubo 14.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, la cápsula puede ser propulsada (por ejemplo, acelerada y/o desacelerada) utilizando motores lineales (por ejemplo, LSMs y/o LIMs), teniendo, por ejemplo, segmentos de estator dispuestos a lo largo de porciones discretas de la ruta del tubo, que interactúan con un rotor (o rotores) dispuestos en la cápsula. En las realizaciones, tanto el rotor como los estatores están dispuestos dentro del entorno de baja presión del tubo. En otras realizaciones contempladas, los estatores o el rotor pueden estar dispuestos fuera del entorno de baja presión.
La Figura 28A ilustra una realización ejemplar y no limitante de un sistema 2800 de propulsión de cápsula de motor sincrónico lineal, en el que la cápsula 12 incluye un rotor 2805 que interactúa con estatores 2810 dispuestos dentro del entorno 2815 de baja presión del tubo 14.
La Figura 28B ilustra una representación 2850 ejemplar y no limitante de un rotor 2805 que comprende imanes 2815 (por ejemplo, permanentes y/o electroimanes) que interactúan con las bobinas 2820 de un estator 2810 dispuesto dentro del entorno de baja presión del tubo. En una realización ejemplar y no limitante, el espaciado 2825 entre los imanes 2815 y las bobinas 2820 puede ser de aproximadamente una pulgada. En otras realizaciones contempladas, el espaciado 2825 puede ser inferior a una pulgada.
La Figura 28C ilustra una disposición 2875 ejemplar y no limitante de un rotor 2805 que comprende imanes 2815 (por ejemplo, permanentes y/o electroimanes) que interactúan con las bobinas 2820 de un estator 2810 dispuesto dentro del entorno de baja presión del tubo. Como debe entenderse, el rotor 2805 está unido a una cápsula (no mostrada). El estator 2810 está dispuesto, por ejemplo, sobre o en una pista (no mostrada) dentro del entorno de baja presión del tubo.
La Figura 29 muestra una realización ejemplar y no limitante de una configuración 2900 de pista de acuerdo con aspectos adicionales de la divulgación. En esta realización ejemplar, los elementos 2905 electromagnéticos del lado del tubo (por ejemplo, los elementos del estator) están dispuestos fuera del entorno 2915 del tubo de baja presión, y la fuerza motriz electromagnética se aplica a través de la pared del tubo. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 29, al menos un elemento 2905 de propulsión (por ejemplo, un elemento estator) está dispuesto adyacente a la superficie exterior del tubo 14. En el contexto de la presente divulgación, un elemento de propulsión del tubo debe entenderse como un elemento del sistema de propulsión situado sobre o en el tubo, y un elemento de propulsión de la cápsula debe entenderse como un elemento del sistema de propulsión situado sobre o en la cápsula (o vaina).
En la realización mostrada en la Figura 29, se proporciona un par de elementos 2905 de propulsión del tubo (por ejemplo, elementos de estator) en una porción inferior de la superficie exterior del tubo 14. En las realizaciones, los elementos 2905 de propulsión del tubo pueden estar fijados y/o soldados a la superficie exterior del tubo 14. Una cápsula (o vaina) 12 está dispuesta dentro del entorno 2915 de baja presión dentro del tubo 14, e incluye uno o más elementos 2910 de propulsión de la vaina (por ejemplo, rotores). Los elementos 2910 de propulsión de la vaina están en comunicación eléctrica con los elementos 2905 de propulsión del tubo de manera que la fuerza electromagnética de los elementos 2905 de propulsión del tubo (por ejemplo, estatores) hace que los elementos de la vaina 2910 (por ejemplo, rotores) muevan la vaina 12 a través del tubo 14 siguiendo la dirección de la fuerza.
Al implementar estos aspectos de la divulgación, es decir, al ubicar los elementos 2905 de propulsión del tubo (por ejemplo, estatores) en un exterior del tubo 14, el acceso a estos elementos puede ser mucho más fácil, mejorando así la capacidad de servicio de los elementos (por ejemplo, sistemas de potencia o propulsión) del sistema de transporte. Además, mediante la aplicación de estos aspectos de la divulgación, la construcción del tubo y/o de los elementos de propulsión del tubo puede simplificarse y los costes pueden reducirse. Además, de acuerdo con aspectos de la divulgación, al ubicar los elementos de propulsión del tubo en un exterior del tubo 14, se puede mejorar la disipación de la energía térmica. Los elementos 2905 de propulsión del tubo (por ejemplo, los estatores) pueden generar grandes cantidades de calor. De acuerdo con aspectos de la divulgación, al ubicar los elementos 2905 de propulsión del tubo (por ejemplo, estatores) en un exterior del tubo 14, por ejemplo, como se muestra en la Figura 29, la energía térmica no se libera dentro del entorno de baja presión del tubo 14, y la disipación de la energía térmica puede mejorarse.
De acuerdo con aspectos adicionales de las realizaciones de la divulgación, al ubicar los elementos de propulsión de los tubos 2905 (por ejemplo, estatores) en un exterior del tubo 14, la ubicación de las bobinas de los estatores puede ser optimizada (por ejemplo, dispuesta y/o reposicionada inicialmente) después de la construcción y/o colocación de los tubos. Por ejemplo, los elementos 2905 de propulsión del tubo pueden ser desconectados de una posición actual (por ejemplo, retirando los sujetadores y/o soldaduras) y reposicionados en una nueva ubicación. El reposicionamiento de los elementos 2905 de propulsión del tubo puede llevarse a cabo, por ejemplo, si se determina que una ubicación actual de los elementos 2905 de propulsión del tubo no logra la velocidad deseada de la cápsula en una región particular del tubo. Además, al ubicar los elementos 2905 de propulsión del tubo (por ejemplo, estatores) en el exterior del tubo 14, la colocación de los estatores puede ajustarse o el número de estatores puede complementarse para ajustarse a las necesidades o condiciones de propulsión cambiantes.
Cuando los elementos 2905 de propulsión del tubo (por ejemplo, los estatores) están situados en un exterior del tubo 14, estos elementos 2905 de propulsión del tubo ya no están dentro del entorno 2915 de baja presión del tubo. Como tal, de acuerdo con aspectos adicionales de la divulgación, al disponer al menos algunos de los elementos de propulsión, por ejemplo, los elementos 2905 de propulsión del tubo, fuera del entorno 2915 de baja presión, mientras que los elementos (por ejemplo, los elementos 2910 de vaina ) dentro del entorno 2915 de baja presión pueden necesitar ser diseñados para funcionar adecuadamente en el entorno de baja presión, los elementos 2905 de propulsión del tubo (por ejemplo, estatores) pueden ser optimizados para el entorno ambiental, lo que puede reducir los costes.
Las Figuras 30A - 30D representan esquemáticamente vistas de una realización de la presente divulgación, en la que el estator está dispuesto en la pista del tubo en una pista del estator sobre la que el estator puede viajar cuando proporciona una fuerza motriz a una cápsula que pasa, de acuerdo con aspectos de la divulgación. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 30A, en la posición 3000, una cápsula 12 se desplaza en un tubo 14 en la dirección indicada. Un estator 3005 está dispuesto en una pista 3010 de estator unida al tubo 14. A medida que la cápsula 12 pasa sobre el estator 3005, el rotor (no mostrado) de la cápsula 12 interactúa con el estator 3005 para propulsar la cápsula 12. De acuerdo con aspectos de la divulgación, como se muestra en la Figura 30B, a medida que la cápsula 12 continúa viajando sobre el estator 3005 en la posición 3000', el estator 3005 es operable para moverse en (o sobre) la pista 3010 del estator, por ejemplo, usando un motor, en la dirección indicada, para viajar con la cápsula 12. Como se muestra en la Figura 30c , a medida que la cápsula 12 continúa viajando sobre el estator 3005 en la posición 3000", el estator 3005 continúa moviéndose en (o sobre) la pista 3010 del estator en la dirección indicada, para continuar viajando con (al menos parcialmente) la cápsula 12. Como se muestra en la Figura 30D, a medida que la cápsula 12 continúa viajando sobre el estator 3005 en la posición 3000"', el estator 3005 se mueve en (o sobre) la pista 3010 del estator hasta una posición final, después de la cual el estator 3005 ya no viaja con la cápsula 12.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, al proporcionar un estator móvil, el intervalo de distancia sobre el cual una sección del estator es operable puede ser incrementado. Por ejemplo, aunque debe entenderse que la representación esquemática de las figuras 30A - 30D no está a escala, al disponer el estator 3005 para que sea móvil en una pista 3010 del estator, el alcance efectivo del estator se incrementa desde la longitud del estator 3005 hasta aproximadamente la longitud de la pista 3010 del estator. Después de la posición de la Figura 30D, el estator 3005 es operable para volver a su posición inicial en la pista 3010 del estator (por ejemplo, como se muestra en la Figura 30A).
Las Figuras 31A y 31B representan esquemáticamente vistas de una disposición 3100 ejemplar de enganche de la pista de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación. Como debe entenderse, las ilustraciones esquemáticas de las Figuras 31A y 31B pueden ilustrar sólo un lado de la cápsula, por ejemplo, si la cápsula está configurada para "montar" en dos pistas. Como se muestra en la Figura 31A, se utiliza un sistema 3105 de levitación (por ejemplo, un conjunto Halbach) para hacer levitar la cápsula (no mostrada) sobre la pista 3130 dispuesta dentro de un tubo 3150. Como se muestra en la Figura 31A, la disposición 3100 de enganche de la pista también incluye ruedas 3110 estructuradas y dispuestas para montar en la pista 3135 cuando está en la posición de enganche (como se muestra en la Figura 31B). En la posición ilustrada en la Figura 31A, la disposición 3100 de enganche de la pista está suspendida por encima de la pista 3130 utilizando el sistema 3105 de levitación (por ejemplo, un conjunto Halbach). Como se muestra en la posición de la Figura 31A, el sistema 3105 de levitación de la disposición 3100 de enganche de la pista está suspendido (o levitado) por encima de la pista 3130 por una distancia 3115, que es lo suficientemente grande como para proporcionar un espacio 3120 libre entre las ruedas 3110 y la pista, de modo que las ruedas 3110 no entren en contacto con la pista 3130.
Como se muestra en la posición de la Figura 31B, en caso de que el sistema 3105 de levitación falle o se desactive, por ejemplo, de manera que el sistema 3105 de levitación no haga levitar la cápsula, la cápsula bajará hacia la pista 3130, de manera que las ruedas 3110 se enganchen a la pista 3130, de acuerdo con aspectos de la divulgación. Como se muestra en la Figura 31B, cuando están en la posición de enganche de la pista, las ruedas 3110 están estructuradas y dispuestas para proporcionar suficiente espacio 3125 libre para el sistema 3105 de levitación, de modo que el sistema 3105 de levitación no impacte la pista 3130. Al utilizar la disposición 3100 ejemplar de enganche de pistas, la cápsula está provista de sistemas de movimiento de la cápsula de reserva o redundantes, en caso de que uno de ellos no funcione correctamente, por ejemplo. Como se muestra en las Figuras 31A y 31B, los diferentes lados de la pista 3130 pueden ser optimizados para la disposición particular del movimiento de la cápsula que se engancha con las secciones de la pista. Por ejemplo, con la representación ejemplar de las Figuras 31A y 31B, la sección 3135 de la pista 3130 puede estar optimizada (por ejemplo, hecha con un material más duro o provista de un lubricante) para el contacto con las ruedas 3110 de la cápsula, mientras que la sección 3140 de pista de la pista 3130 puede estar optimizada (por ejemplo, hecha con un material menos costoso) para la interacción con el sistema 3105 de levitación de la cápsula.
Como se ha comentado anteriormente, las realizaciones de la presente divulgación pueden utilizar ruedas en la cápsula. En las realizaciones, las ruedas pueden estar estructuradas y dispuestas en una posición "desplegada", mientras que son selectivamente que se pueden espaciar (o distanciadas) de la superficie de la pista (por ejemplo, debido a la operación de un sistema de levitación). En otras realizaciones contempladas, las ruedas pueden estar estructuradas y dispuestas para un despliegue ocasional y/o temporal, por ejemplo, desde una posición rebajada.
Sistema de rieles con control de temperatura
Aspectos adicionales de la presente divulgación se dirigen a un sistema de rieles con temperatura controlada. Los sistemas de rieles para las cápsulas que viajan a las velocidades diseñadas pueden implicar altas cargas térmicas. Por lo tanto, los aspectos de la divulgación se dirigen a los sistemas de rieles y a los procedimientos de alineación de rieles de trenes, por ejemplo, a un riel estructurado y dispuesto para acomodar la expansión térmica mediante el uso de acero controlado por temperatura y/o termoeléctricos, por ejemplo, dispuestos dentro de la estructura de la pista.
En ciertas realizaciones, como se representa esquemáticamente en la Figura 32, un sistema 3200 de rieles con control de temperatura es operable para enfriar o calentar un sistema 3205 de pistas ubicado dentro de la estructura tubular. Es decir, el sistema 3200 de rieles con control de temperatura puede ser operable para enfriar la pista cuando es necesario enfriar, y alternativamente, calentar la pista cuando es necesario calentar. De acuerdo con aspectos de la divulgación, el sistema está estructurado y dispuesto para permitir que la energía térmica sea introducida o extraída de la pista (por ejemplo, la pista del estator) hacia o desde los rieles de seguridad (por ejemplo, utilizados en situaciones de emergencia que involucren ruedas en la cápsula) y/o estructuras de la pista de propulsión o levitación laminar. Como se representa en la Figura 32, en las realizaciones, esto puede lograrse, por ejemplo, mediante una entrada eléctrica o mediante un sistema de tipo HVAC dispuesto a través de un centro del riel.
De acuerdo con ciertas realizaciones, es importante asegurar que cada componente dentro del tubo se expanda a la misma distancia y magnitud para así asegurar la alineación de todos los componentes. En una realización ejemplar, la estructura del tubo y de la pista puede configurarse como un tubo de varias capas con diferentes componentes (por ejemplo, tubo de acero, pista de alta precisión, cimientos de hormigón, etc.), todos los cuales pueden tener su propio coeficiente de expansión térmica intrínseca. Como resultado, los diferentes componentes estructurales pueden expandirse en diferentes grados (con algunos componentes estructurales expandiéndose drásticamente más que otros). Las desviaciones de la expansión pueden ser extremadamente perjudiciales para la funcionalidad del sistema de transporte, aumentando la posibilidad de descarrilamiento y otros fallos críticos.
Mientras que los ferrocarriles combaten este problema teniendo huecos en la pista para permitir la expansión térmica, esa solución no funciona adecuadamente en el presente sistema de transporte, ya que los huecos en la pista pueden introducir un impulso/choque perjudicial para la vaina mientras viaja sobre dicho hueco. Aunque el pandeo de un riel puede no ser un problema principal, es muy importante tenerlo en cuenta, al igual que los problemas derivados de que el casco exterior de acero de la pista tiene más probabilidades de expandirse de forma mucho más drástica que los rieles de seguridad o una estructura de propulsión o levitación laminar.
Sistema de alineación activa de pistas
Otros aspectos de la presente divulgación se dirigen a un sistema de alineación activa de pistas para el sistema de transporte. La desalineación de las pistas, incluso a pequeña escala, podría ser perjudicial para el sistema de transporte que tiene cápsulas que viajan a gran velocidad. Por ejemplo, los efectos de las pequeñas desviaciones en la pista podrían ser amplificados por las vainas (o cápsulas) cuando se encuentren a altas velocidades.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, un sistema de detección de la posición de la pista está configurado para medir la desviación y/o el desvío de la pista, y un sistema de ajuste de la pista es operable para realizar ajustes de desviación y/o desvío de la pista en tiempo real. El sistema de detección de la posición de la pista está configurado para medir las desviaciones de la alineación verdadera, que pueden ser causadas por varias razones. De acuerdo con aspectos de la divulgación, las lecturas de las mediciones podrían ser tomadas, manipuladas y procesadas utilizando un circuito de control y/o un procesador de ordenador configurado para calcular (por ejemplo, cuantificar) cuánto tendrían que moverse los rieles de vuelta a su lugar.
El sistema de ajuste de la pista puede comprender sistemas servomecánicos estructurados y dispuestos para mover la pista de vuelta a la alineación de acuerdo con los datos adquiridos (por ejemplo, en tiempo real). En ciertas realizaciones, los actuadores pueden estar estructurados y dispuestos para empujar y tirar de los rieles lateralmente y/o levantar y retraer el riel verticalmente, según sea necesario, por ejemplo, para mover los rieles en la posición adecuada.
En ciertas realizaciones, el sistema de alineación activa de la pista puede estar situado en el sistema de transporte por tubo en puntos de mayor necesidad relativa de tales ajustes, por ejemplo, regiones de mayor actividad sísmica, regiones de mayor actividad térmica, en proximidad a lugares de cambio de la pista, a lo largo de regiones de la pista sometidas a mayores fuerzas G, y/o otras fuerzas.
Mediante la implementación de aspectos de la presente divulgación, la desalineación de la pista puede ser reducida o eliminada en tiempo real para asegurar la alineación adecuada del riel o rieles del sistema de transporte.
Patín de reorientación de la vaina giratoria
Aspectos adicionales de la presente divulgación se dirigen a un patín reorientador de vainas giratorias, por ejemplo, una plataforma giratoria. La lenta rotación de las vainas 23 (por ejemplo, el vaciado de una cápsula en preparación para el siguiente viaje de la cápsula) puede producir una serie de problemas, tales como, pero no limitados a, la disminución de la frecuencia de funcionamiento, la minimización de los beneficios y el desperdicio de los gastos de energía del sistema. De acuerdo con aspectos de la divulgación, un patín está estructurado y dispuesto para soportar una cápsula cuando sale de los raíles de levitación, por ejemplo, al llegar a la ubicación B desde la ubicación A. El patín reorienta rápidamente una cápsula para el tubo opuesto (por ejemplo, el tubo configurado y/o designado para viajar desde la ubicación B a la ubicación A), por ejemplo, mediante la traslación lateral y la rotación de la cápsula sobre un eje central y vertical, todo ello mientras se carga simultáneamente en el tubo opuesto. Mediante la implementación de aspectos de la divulgación, los tiempos de entrega de los tubos pueden reducirse significativamente.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, la vaina puede prepararse rápidamente para su reutilización. En una realización, por ejemplo, como se representa en la Figura 33, un sistema 3300 de reorientación de cápsulas que tiene un patín 3305 de reorientación de cápsulas giratorio puede estar estructurado y dispuesto para cargar y girar autónomamente las cápsulas 12 sin, por ejemplo, llevar las cápsulas 12 a una bahía de almacenamiento adicional para su recepción y envío. El patín 3305 de reorientación de cápsulas giratorio incluye un motor adecuado, sensores de posición y controles para accionar y controlar la rotación. Como se muestra en la Figura 33, por ejemplo, una vez que la cápsula 12 ha sido descargada (en la que los contenedores de carga se cargan en un ascensor para transportarlos a la superficie) y después de que se puedan cargar nuevos contenedores de carga en la cápsula 12 desde el ascensor, la cápsula 12 avanza hasta el patín 3305 de reorientación de cápsulas giratorio. El patín 3305 de reorientación de cápsulas giratorio es operable para girar la cápsula aproximadamente 180°, con el fin de reorientar la cápsula 12 para su colocación en el tubo para reenviar la cápsula 12 (por ejemplo, de vuelta al lugar donde se originó la cápsula).
Sistema de carga y descarga de vainas giratorias
Otros aspectos de la presente divulgación se dirigen a un sistema de carga/descarga de vainas giratorias de estilo revólver. Como se ha señalado anteriormente, la lenta rotación de las cápsulas (por ejemplo, el vaciado de una cápsula en preparación para el siguiente viaje de la cápsula) puede producir una serie de problemas, tales como, pero no limitados a, la disminución de la frecuencia de funcionamiento (por ejemplo, la disminución de la frecuencia de salida de las cápsulas), la minimización de los beneficios, y el desperdicio de los gastos de energía del sistema.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, como se representa esquemáticamente en la Figura 34, con un sistema 3400 de carga/descarga de vainas giratorio, una estructura de soporte de vainas de gran tamaño en forma de "rueda" gira, elevando las vainas recién preparadas hasta el tubo de salida, mientras que simultáneamente recibe las vainas entrantes y extrae la carga. El sistema 3400 de carga/descarga de vainas giratorio incluye un motor adecuado, sensores de posición y controles para accionar y controlar la rotación.
En dicho sistema, una vaina (o cápsula) puede ser preparada rápidamente para su reutilización. El sistema de carga/descarga de cápsulas giratorio es operable para cargar y descargar autónomamente la carga de las cápsulas, y colocar las cápsulas en los tubos de salida/entrada. Al aplicar este sistema, se puede reducir la necesidad de múltiples entradas de tubos.
Otros aspectos de la presente divulgación se dirigen a un sistema de cintas transportadoras de carga mecanizadas para el reabastecimiento rápido de vainas. La carga con grúa puede ser lenta, lo que a su vez genera un mayor tiempo de entrega y de preparación de las vainas, lo que puede reducir los márgenes de beneficio. De acuerdo con aspectos de la presente divulgación, un sistema de cinta transportadora facilita los procedimientos de preparación y carga de la carga desde el inicio (por ejemplo, la recepción de la carga) hasta el final (el envío de las vainas de salida) y viceversa. En las realizaciones, como se representa esquemáticamente en la figura 35, una cinta 3500 está estructurada y dispuesta para poner en cola y preparar los contenedores y dejarlos caer rápidamente en las cápsulas que pasan.
Implementando aspectos de la presente divulgación, la carga de las cápsulas utilizando contenedores de carga en cola en una cinta puede disminuir drásticamente los tiempos de carga de la cápsula, y por lo tanto aumentar la frecuencia de las vainas de salida, y la eficiencia del sistema en general.
Vehículo de transporte de personal de emergencia/mantenimiento
Aspectos adicionales de la presente divulgación se dirigen a un vehículo de transporte de personal para ser utilizado, por ejemplo, en emergencias o mantenimiento. De acuerdo con aspectos de la divulgación, el tubo de transporte atraviesa vastas franjas de terreno. Por ello, el mantenimiento de las estaciones de mantenimiento/emergencia en una distancia determinada (por ejemplo, relativamente corta) puede no ser económicamente viable. Cuanto más alejados estén estos puestos de mantenimiento/emergencia, más lento será el tiempo de respuesta a las emergencias.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, un vehículo de seguridad es operable para montar el carril de levitación, por ejemplo, para un viaje rápido a puntos de interés en el tubo. El vehículo puede utilizarse para transportar, por ejemplo, equipos de mantenimiento, suministros de emergencia y/o personal a un lugar concreto dentro del tubo. Dicho vehículo puede ser una cápsula configurada para transportar personal y/o equipos de emergencia/mantenimiento en lugar de pasajeros o carga. El vehículo de transporte de personal de emergencia/mantenimiento puede estar dispuesto en una o más ubicaciones predeterminadas a lo largo del tubo (por ejemplo, en ramas auxiliares del tubo dedicados a alojar y lanzar el vehículo de transporte de personal de emergencia/mantenimiento), de manera que pueda desplegarse desde la rama de lanzamiento más cercano cuando surja una emergencia o un problema de mantenimiento.
En las realizaciones, los vehículos personales pueden utilizar la levitación magnética (por ejemplo, el conjunto Halbach) y/o sistemas de propulsión alternativos (por ejemplo, sistemas auxiliares de propulsión a bordo). Mediante la aplicación de aspectos de la divulgación, el vehículo aumentaría en gran medida los tiempos de respuesta, por ejemplo, a las emergencias y transportaría rápidamente al personal a los puntos calientes de mantenimiento a través del tubo.
Andamio móvil, basado en tubos, de forma circular/satélite, utilizado en el mantenimiento/construcción de tubos
En el contexto del sistema de transporte descrito en el presente documento, otros aspectos de la presente divulgación se dirigen a un andamio móvil, con base en tubos, de forma circular/sentada, por ejemplo, para su uso en el mantenimiento de tubos y/o en el entorno de la construcción. La Figura 36 representa una realización ejemplar de un sistema 3600 de andamio de acuerdo con un aspecto de la divulgación. La curvatura del tubo 14 puede proporcionar una superficie difícil de trabajar, lo que puede presentar problemas de seguridad, tal como que los trabajadores se caigan o tengan que trabajar en la parte inferior del tubo.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, como se representa esquemáticamente en la Figura 36, un andamio 3600 circular o en forma de silla de montar puede colocarse sobre dicho tubo 14. Esta estructura es capaz de soportar a los trabajadores mientras, por ejemplo, realizan trabajos de reparación y/o mantenimiento en el tubo 14.
En las realizaciones, el sistema 3600 de andamio puede ser levantado por aire, por ejemplo, a través de la conexión 3615, y colocado directamente en el tubo 14 y sujetado al mismo, proporcionando así una plataforma instantánea que podría ser utilizada en una variedad de aplicaciones, tales como operaciones de mantenimiento o rescate, por ejemplo. El sistema 3600 de andamio puede fijarse al tubo, por ejemplo, utilizando una tela o una cinta metálica envuelta y fijada alrededor del tubo y/o con sujetadores o soldaduras temporales. Cuando los tubos 14 están situados en el suelo, cualquier reparación puede ser más fácil de llevar a cabo. Sin embargo, si el tubo de transporte 14 está suspendido a gran altura del suelo, las realizaciones de la presente divulgación pueden ayudar a posicionar a los trabajadores alrededor del tubo 14, al tiempo que proporcionan una o más superficies 3605 de trabajo estables y planas. En las realizaciones, el andamio 3600 móvil también puede incluir barreras 3610 para proporcionar protección contra los elementos (por ejemplo, el viento y la precipitación). En otras realizaciones, el andamio 3600 móvil puede estar estructurado y dispuesto como un recinto de gas, para mantener una presión de funcionamiento en el tubo 14 mientras se accede a este para recibir mantenimiento.
Freno electromagnético pasivo
Aspectos de la presente divulgación se refieren a un sistema de frenado para vehículos de alta velocidad (por ejemplo, cápsulas), y más específicamente a un sistema que utiliza la resistencia electromagnética para frenar un vehículo. Como se discute en el presente documento, un sistema de transporte de alta velocidad y eficiencia utiliza un entorno de baja presión con el fin de reducir el arrastre en un vehículo a altas velocidades de funcionamiento, proporcionando así el doble beneficio de permitir un mayor potencial de velocidad y la reducción de los costes de energía asociados con la superación de las fuerzas de arrastre. Estos sistemas utilizan un casi vacío (o un entorno de baja presión) dentro de una estructura tubular. Estos sistemas pueden utilizar cualquier número de sistemas de aceleración para lograr la alta velocidad permitida, incluyendo motores lineales, por ejemplo, motores lineales síncronos (LSM) y/o motores lineales de inducción (LIM) en conjunto con, por ejemplo, levitación electromagnética o cojinetes de fluido. Debido a la envergadura del proyecto, se requieren enormes fuerzas para acelerar el vehículo hasta la velocidad de funcionamiento. Las leyes del movimiento de Newton dictan que es necesaria una fuerza igual para frenar el vehículo cuando sea necesario, como por ejemplo al llegar a la terminal al final de la ruta. Debido a estas altas velocidades, los procedimientos típicos de frenado que funcionan utilizando la fricción pueden ser poco prácticos. Por ejemplo, las prácticas actuales no contemplan un procedimiento para crear un sistema de frenado por fricción sostenible diseñado para soportar la inmensa tensión que produciría esta fuerza de desaceleración porque los sistemas de transporte actuales no funcionan a las velocidades que permite un sistema tubular parcialmente evacuado.
De acuerdo con aspectos de la divulgación, como se ilustra esquemáticamente en la Figura 37, las realizaciones de la presente divulgación pueden utilizar el arrastre inducido causado por las corrientes de Foucault generadas por los imanes pasivos del sistema de levitación para producir la desaceleración de la cápsula. Estas corrientes parásitas son normalmente un efecto indeseable de un sistema de levitación y, por lo tanto, se reducen o eliminan. De acuerdo con aspectos de la divulgación, sin embargo, durante las porciones de la pista donde se requiere la desaceleración, el sistema de levitación está diseñado y configurado para maximizar la ineficiencia creada por las corrientes de Foucault para capitalizar el arrastre inducido con el fin de desacelerar el vehículo. De acuerdo con aspectos de la divulgación, al utilizar la resistencia electromagnética para frenar el vehículo, se consigue una frenada más segura. Por ejemplo, el frenado mediante corrientes de Foucault es más seguro que los sistemas de frenado convencionales basados en la fricción, ya que el sistema de frenado por corrientes de Foucault no desvía (o transfiere) las fuerzas de tensión por fricción al vehículo y/o a las estructuras tubulares.
Las Figuras 38A y 38B son representaciones esquemáticas de un pasaje de tubo ejemplar que se estrecha de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación. Como se muestra en la Figura 38A, con la vista seccional ejemplar del tubo 3800, se puede estrechar el paso del tubo aumentando el grosor de la pared del tubo mientras se mantiene el mismo diámetro exterior del tubo. Como se muestra en la Figura 38B, con la vista seccional ejemplar del tubo 3850, un pasaje del tubo puede estrecharse disminuyendo el diámetro exterior del tubo mientras se mantiene el mismo grosor de la pared del tubo. Al formar el tubo con una o más porciones que tienen diferentes espesores de pared y/o diámetros a lo largo de una ruta de transporte entre estaciones, el paso del flujo de aire alrededor de la cápsula dentro del tubo puede variar para, por ejemplo, reducir la velocidad del vehículo a través de una mayor resistencia.
Sistema de levitación pasiva
Como se discute en el presente documento, los sistemas de transporte de alta velocidad pueden utilizar cualquier número de sistemas de aceleración para lograr la alta velocidad, incluyendo la propulsión electromagnética. Debido a la envergadura del proyecto de transporte, pueden ser necesarias enormes fuerzas para acelerar el vehículo hasta la velocidad de funcionamiento. Debido a la naturaleza sin precedentes de la configuración sostenida y de ultraalta velocidad del sistema, la cápsula puede utilizar un carro que pueda soportar las demandas de fricción de la alta velocidad y el alto uso.
La Figura 39 representa una realización ejemplar de un sistema 3875 de levitación pasiva de acuerdo con aspectos de la divulgación. Como se muestra en la Figura 39, un sistema está configurado para utilizar la fuerza magnética como elevación, que se crea cuando un ensamblaje 3895 de imán unido a, por ejemplo, un vehículo 12 (por ejemplo, una cápsula), por ejemplo, con un sistema de suspensión, pasa a una cierta velocidad (a través de un sistema 3885 de propulsión ) sobre una pista 3880 con el fin de proporcionar un desplazamiento horizontal entre el vehículo 12 y la pista 3880, generando así una fuerza de levitación en el vehículo 12 que se deriva de la velocidad.
En una realización ejemplar, la pista 3880 está compuesta por al menos una sección de hojas laminadas de conductor ranurado, en la que las ranuras 3890 tienen una longitud 3897 que es igual o más corta que la anchura 3898 del ensamblaje 3895 de imán asociado en el vehículo 12. En ciertas realizaciones, las ranuras 3890 pueden estar en ángulo con respecto a la pista 3880 y/o al ensamblaje 3895 de imán en una dirección de movimiento del vehículo 12. El ángulo puede ser perpendicular o un ángulo mayor o menor que el perpendicular, por ejemplo, 88° en relación con la posición de la pista 3880 y/o el ensamblaje 3895 de imán. En ciertas realizaciones, el ensamblaje 3895 de imán comprende una pluralidad de imanes, tales como imanes permanentes, electroimanes, y/o imanes superconductores, que está configurado en una matriz que optimiza la fuerza magnética que se genera por la interacción de la matriz del ensamblaje 3895 de imán y la pista 3880 mientras está en movimiento. Se puede utilizar una pluralidad de pistas 3880, cada una con un ensamblaje 3895 de imán asociado situado en el vehículo 12.
Refuerzo metálico prefabricado para pilones
En ciertas realizaciones, los soportes (o pilones) pueden incluir dentro un refuerzo metálico prefabricado, por ejemplo, un refuerzo metálico prefabricado de estilo cota de malla. La construcción del pilón puede ser lenta, lo que a su vez ralentiza el resto de la fabricación del sistema de transporte. De acuerdo con aspectos de la presente divulgación, los rollos prefabricados de refuerzo de pilones de malla de cadena pueden ser rápidamente ensamblados, por ejemplo, antes de verter el hormigón para los pilones o después de verter el hormigón. En algunas realizaciones, se pueden fabricar barras metálicas de diferentes tamaños de calibre y/o fibras de aramida en un patrón de cosido cruzado y ser incrustadas en el cemento. Al implementar aspectos de la presente divulgación, el material de refuerzo metálico prefabricado puede agilizar el procedimiento de fabricación y proporcionar un soporte estructural adicional a la subestructura.
Vigilancia de la integridad de los tubos mediante un vehículo aéreo
Gestionar, identificar y localizar las fugas en el sistema de tubos puede ser muy difícil, especialmente por el tamaño y la magnitud del sistema de transporte. Aspectos de la presente divulgación se dirigen a un procedimiento para monitorizar la integridad de la tubería de transporte (u otro ambiente de baja presión) utilizando un vehículo aéreo, por ejemplo, un vehículo aéreo operado remotamente (o dron). En algunas realizaciones, un dron equipado con una cámara de imágenes infrarrojas puede estar configurado para volar a lo largo de la ruta de transporte y buscar penachos térmicos (por ejemplo, grandes penachos térmicos) de aire filtrado. Por ejemplo, en las realizaciones, un dron puede estar configurado para volar autónomamente la ruta de transporte. Equipado con un FLIR (infrarrojo de visión frontal), por ejemplo, el dron podría volar a gran altura por encima del tubo y controlar el perfil térmico de grandes secciones del mismo. Por ejemplo, el gas expulsado o filtrado desde el interior del tubo puede tener una firma de calor diferente a la del aire ambiente alrededor del tubo. Al implementar aspectos de la presente divulgación, las fugas, que de otro modo podrían ser invisibles a simple vista, serían detectables como grandes penachos en la imagen FLIR. En las realizaciones, al volar a gran altura, la cámara de imágenes podría proporcionar un mayor alcance de las fugas en el sistema de tubos que los transductores de presión y los dispositivos de medición convencionales.
Tendido de cables en el sistema de transporte
La gestión y distribución adecuada de los cables y líneas eléctricas será importante para el éxito y la longevidad del sistema de transporte por tubo. El tendido y la sustitución de cables en distancias tan grandes puede requerir una mano de obra constante y grandes cantidades de recursos monetarios. Aspectos de la presente divulgación se dirigen a un sistema y aparato para la gestión y distribución de cables/líneas eléctricas en el sistema de transporte por tubo (u otro entorno de baja presión). En una realización ejemplar y no limitante, un robot configurado para atravesar el tubo también está configurado para transportar y colocar adecuadamente las líneas de cables. En algunas realizaciones, un robot (o vehículo robótico) puede estar equipado con una gran bobina de alambre/cable y con la capacidad de empalmar y unir el cableado existente. Mediante la implementación de aspectos de la divulgación, el robot/vehículo de tendido de cables podría realizar eficientemente la tarea de tender el alambre de forma autónoma, disminuyendo la mano de obra utilizada para realizar la gestión y distribución del cable. El perfil del tubo de las realizaciones del sistema de transporte, por ejemplo, el perfil obtuso del tubo, y la posible ubicación remota de los tubos, añaden dificultad a la tarea de colocar y gestionar el cable/alambre. Mediante la implementación de aspectos de la divulgación, la difícil tarea sería aliviada por un robot/vehículo autónomo de tendido de cables. En las realizaciones, el robot (o vehículo robótico) puede estar configurado para utilizar el sistema de transporte de la cápsula para propulsar el robot (o vehículo robótico).
Entorno del sistema
Los aspectos de las realizaciones de la presente divulgación (por ejemplo, los sistemas de control del entorno del tubo, los sistemas de control de la cápsula, la orientación del tubo, los sistemas de conmutación del tubo) pueden ser implementados por dichos sistemas basados en hardware de propósito especial que realizan las funciones o actos especificados, o combinaciones de hardware de propósito especial e instrucciones informáticas y/o software, como se ha descrito anteriormente. Los sistemas de control pueden implementarse y ejecutarse desde un servidor, en una relación cliente-servidor, o pueden ejecutarse en una estación de trabajo de usuario con información operativa transmitida a la estación de trabajo de usuario. En una realización, los elementos de software incluyen firmware, software residente, microcódigo, etc.
Como se apreciará por un experto en la técnica, los aspectos de la presente divulgación pueden incorporarse como un sistema, un procedimiento o un producto de programa informático. En consecuencia, los aspectos de las realizaciones de la presente invención pueden adoptar la forma de una realización enteramente de hardware, una realización enteramente de software (incluyendo el firmware, el software residente, el microcódigo, etc.) o una realización que combine aspectos de software y de hardware que, en general, pueden denominarse en el presente documento como "circuito", "módulo" o "sistema" Además, los aspectos de la presente divulgación (por ejemplo, los sistemas de control) pueden adoptar la forma de un producto de programa informático incorporado en cualquier medio de expresión tangible que tenga un código de programa utilizable por ordenador incorporado en el medio.
Puede utilizarse cualquier combinación de uno o más medios utilizables o legibles por ordenador. El medio utilizable o legible por ordenador puede ser, por ejemplo, pero sin limitarse a ello, un sistema, aparato, dispositivo o medio de propagación electrónico, magnético, óptico, electromagnético, infrarrojo o semiconductor. Ejemplos más específicos (una lista no exhaustiva) del medio legible por ordenador serían los siguientes:
- una conexión eléctrica con uno o más cables,
- un disquete de ordenador portátil,
- un disco duro,
- una memoria de acceso aleatorio (RAM),
- una memoria de sólo lectura (ROM),
- una memoria de sólo lectura programable y borrable (EPROM o memoria Flash),
- una fibra óptica,
- una memoria portátil de sólo lectura en disco compacto (CDROM),
- un dispositivo de almacenamiento óptico,
- un medio de transmisión como los que soportan Internet o una intranet,
- un dispositivo de almacenamiento magnético
- una llave USB, y/o
- un teléfono móvil.
En el contexto de este documento, un medio utilizable por ordenador o legible por ordenador puede ser cualquier medio que pueda contener, almacenar, comunicar, propagar o transportar el programa para su uso por o en conexión con el sistema de ejecución de instrucciones, aparato o dispositivo. El medio utilizable por ordenador puede incluir una señal de datos propagada con el código de programa utilizable por ordenador incorporado en ella, ya sea en banda base o como parte de una onda portadora. El código de programa utilizable por el ordenador puede ser transmitido utilizando cualquier medio apropiado, incluyendo, pero no limitándose a los medios inalámbricos, alámbricos, cable de fibra óptica, RF, etc.
El código del programa de ordenador para llevar a cabo las operaciones de la presente invención puede estar escrito en cualquier combinación de uno o más lenguajes de programación, incluyendo un lenguaje de programación orientado a objetos tales como Java, Smalltalk, C++ o similares y lenguajes de programación procedimentales convencionales, tales como el lenguaje de programación "C" o lenguajes de programación similares. El código del programa puede ejecutarse completamente en el ordenador del usuario, parcialmente en el ordenador del usuario, tal como un paquete de software independiente, parcialmente en el ordenador del usuario y parcialmente en un ordenador remoto o completamente en el ordenador o servidor remoto. En este último escenario, el ordenador remoto puede estar conectado al ordenador del usuario a través de cualquier tipo de red. Esto puede incluir, por ejemplo, una red de área local (LAN) o una red de área amplia (WAN), o la conexión puede hacerse a un ordenador externo (por ejemplo, a través de Internet utilizando un proveedor de servicios de Internet). Además, en las realizaciones, la presente invención puede estar incorporada en una matriz de puertas programables en campo (FPGA).
La Figura 40 es un sistema ejemplar para su uso de acuerdo con las realizaciones descritas en el presente documento. El sistema 3900 se muestra generalmente y puede incluir un sistema 3902 informático, que se indica generalmente. El sistema 3902 informático puede funcionar como un dispositivo independiente o puede estar conectado a otros sistemas o dispositivos periféricos. Por ejemplo, el sistema 3902 informático puede incluir, o estar incluido, en uno o más ordenadores, servidores, sistemas, redes de comunicación o entorno de nube.
El sistema 3902 informático puede operar en calidad de servidor en un entorno de red, o en calidad de ordenador de usuario cliente en el entorno de red. El sistema 3902 informático, o partes del mismo, puede implementarse como, o incorporarse a, diversos dispositivos, tal como un ordenador personal, una tableta, un descodificador, un asistente digital personal, un dispositivo móvil, un ordenador de bolsillo, un ordenador portátil, un ordenador de sobremesa, un dispositivo de comunicaciones, un teléfono inalámbrico, un dispositivo de confianza personal, un dispositivo web, o cualquier otra máquina capaz de ejecutar un conjunto de instrucciones (secuenciales o no) que especifiquen las acciones a realizar por dicho dispositivo. Además, aunque se ilustra un único sistema 3902 informático, otras realizaciones pueden incluir cualquier conjunto de sistemas o subsistemas que individual o conjuntamente ejecuten instrucciones o realicen funciones.
Como se ilustra en la Figura 40, el sistema 3902 informático puede incluir al menos un procesador 3904, tal como, por ejemplo, una unidad de procesamiento central, una unidad de procesamiento gráfico, o ambas. El sistema 3902 informático también puede incluir una memoria 3906 de ordenador. La memoria 3906 de ordenador puede incluir una memoria estática, una memoria dinámica, o ambas. La memoria 3906 de ordenador puede incluir adicional o alternativamente un disco duro, una memoria de acceso aleatorio, una memoria caché o cualquier combinación de las mismas. Por supuesto, los expertos en la técnica aprecian que la memoria 3906 de ordenador puede comprender cualquier combinación de memorias conocidas o un único almacenamiento.
Como se muestra en la Figura 40, el sistema 3902 informático puede incluir una pantalla 3908 de ordenador, tal como una pantalla de cristal líquido, un diodo orgánico emisor de luz, una pantalla plana, una pantalla de estado sólido, un tubo de rayos catódicos, una pantalla de plasma o cualquier otra pantalla conocida. El sistema 102 informático puede incluir al menos un dispositivo 3910 de entrada del ordenador, tal como un teclado, un dispositivo de control remoto que tenga un teclado inalámbrico, un micrófono acoplado a un motor de reconocimiento de voz, una cámara tal como una cámara de vídeo o una cámara fija, un dispositivo de control del cursor, o cualquier combinación de los mismos. Los expertos en la técnica aprecian que diversas realizaciones del sistema 3902 informático pueden incluir múltiples dispositivos 3910 de entrada. Además, los expertos en la técnica aprecian que los dispositivos 3910 de entrada ejemplares enumerados anteriormente no pretenden ser exhaustivos y que el sistema 3902 informático puede incluir cualquier dispositivo 3910 de entrada adicional o alternativo.
El sistema 3902 informático también puede incluir un lector 3912 de medios y una interfaz 3914 de red. Además, el sistema 3902 informático puede incluir cualquier dispositivo adicional, componentes, partes, periféricos, hardware, software o cualquier combinación de los mismos que son comúnmente conocidos y entendidos como incluidos con o dentro de un sistema informático, tales como, pero no limitados a, un dispositivo 3916 de salida. El dispositivo 3916 de salida puede ser, pero no está limitado a, un altavoz, una salida de audio, una salida de vídeo, una salida de control remoto, o cualquier combinación de los mismos.
Además, los aspectos de la divulgación pueden adoptar la forma de un producto de programa de ordenador accesible desde un medio utilizable o legible por ordenador que proporcione código de programa para su uso por o en conexión con un ordenador o cualquier sistema de ejecución de instrucciones. El software y/o el producto de programa informático pueden implementarse en el entorno de la Figura 40. A los efectos de esta descripción, un medio utilizable por ordenador o legible por ordenador puede ser cualquier aparato que pueda contener, almacenar, comunicar, propagar o transportar el programa para su uso por el sistema de ejecución de instrucciones, el aparato o el dispositivo, o en relación con ellos. El medio puede ser un sistema (o aparato o dispositivo) electrónico, magnético, óptico, electromagnético, infrarrojo o semiconductor o un medio de propagación. Entre los ejemplos de un medio de almacenamiento legible por ordenador se incluyen una memoria de semiconductor o de estado sólido, una cinta magnética, un disquete informático extraíble, una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de sólo lectura (ROM), un disco magnético rígido y un disco óptico. Algunos ejemplos actuales de discos ópticos son el disco compacto de sólo lectura (CD-ROM), el disco compacto de lectura/escritura (CD-R/W) y el DVD
Aunque la presente memoria descriptiva describe componentes y funciones que pueden implementarse en determinadas realizaciones con referencia a estándares y protocolos particulares, la divulgación no se limita a dichos estándares y protocolos. Estas normas son sustituidas periódicamente por equivalentes más rápidos o eficaces que tienen esencialmente las mismas funciones. Por lo tanto, las normas y protocolos de sustitución que tienen las mismas o similares funciones se consideran equivalentes a las mismas.
Las ilustraciones de las realizaciones descritas en el presente documento pretenden proporcionar una comprensión general de las diversas realizaciones. Las ilustraciones no pretenden ser una descripción completa de todos los elementos y características de los aparatos y sistemas que utilizan las estructuras o procedimientos descritos en el presente documento. Además, las ilustraciones son meramente representativas y pueden no estar dibujadas a escala. Algunas proporciones de las ilustraciones pueden estar exageradas, mientras que otras proporciones pueden estar minimizadas. Por consiguiente, la divulgación y las figuras deben considerarse ilustrativas y no restrictivas.
En consecuencia, la presente divulgación proporciona diversos sistemas, estructuras, procedimientos y aparatos. Aunque la divulgación se ha descrito con referencia a varias realizaciones ejemplares, se entiende que las palabras que se han utilizado son palabras de descripción e ilustración, más que palabras de limitación.
Aunque el medio legible por ordenador puede describirse como un único medio, el término "medio legible por ordenador" incluye un único medio o múltiples medios, tal como una base de datos centralizada o distribuida, y/o cachés y servidores asociados que almacenan uno o más conjuntos de instrucciones. El término "medio legible por ordenador" también incluirá cualquier medio que sea capaz de almacenar, codificar o transportar un conjunto de instrucciones para su ejecución por parte de un procesador o que haga que un sistema informático realice una o más de las realizaciones divulgadas en el presente documento.
El medio legible por ordenador puede comprender un medio o medios legibles por ordenador no transitorios y/o comprender un medio o medios legibles por ordenador transitorios. En una realización particular no limitante y ejemplar, el medio legible por ordenador puede incluir una memoria de estado sólido tal como una tarjeta de memoria u otro paquete que aloje una o más memorias no volátiles de sólo lectura. Además, el medio legible por ordenador puede ser una memoria de acceso aleatorio u otra memoria volátil regrabable. Además, el medio legible por ordenador puede incluir un medio magneto-óptico u óptico, tal como un disco, cintas u otro dispositivo de almacenamiento para capturar señales de ondas portadoras tal como una señal comunicada a través de un medio de transmisión. En consecuencia, se considera que la divulgación incluye cualquier medio legible por ordenador u otros equivalentes y medios sucesores, en los que se pueden almacenar datos o instrucciones.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de transporte de alta velocidad, comprendiendo el sistema:
al menos una estructura (14) de transporte cerrada que tiene al menos dos pistas (100), en el que la estructura (14) de transporte cerrada comprende un tubo mantenido como un entorno de baja presión;
al menos una cápsula (12) configurada para viajar a través de la al menos una estructura (14) de transporte entre una pluralidad de estaciones (16);
un sistema (2800) de propulsión adaptado para impulsar la al menos una cápsula (12) a través de la estructura (14) de transporte; y
un sistema (3105) de levitación adaptado para hacer levitar la cápsula (12) dentro de la estructura (14) de transporte,
en el que las al menos dos pistas están configuradas para proporcionar vectores de fuerza horizontales de equilibrio para lograr la estabilidad de la cápsula (12), caracterizado porque las al menos dos pistas (100) comprenden una de las siguientes configuraciones de pistas:
dos pistas (100) dispuestas debajo de la cápsula (12) y que se extienden desde el tubo (14) en ángulos de 45° con respecto a la vertical, o
tres pistas (100) que se extienden desde el tubo (14) en ángulos de 90° con respecto a la vertical, con una pista (100) que se extiende desde debajo de la cápsula (12) y una pista (100) a cada lado de la cápsula (12) desplazada angularmente 90° con respecto a la pista (100) dispuesta debajo de la cápsula (12), o
dos pistas (100") que se extienden desde el tubo (14) en ángulos de 90° con respecto a la vertical; en el que las dos pistas (100") tienen perfiles en forma de "V";
en el que el tubo (14) de la estructura de transporte está configurado para cooperar con uno o más cojinetes (102) de fluido en la al menos una cápsula (12), en el que los uno o más cojinetes (102) de fluido están configurados para utilizar una fina película de fluido presurizado que fluye a través del cojinete (102) para proporcionar una interfaz de cojinete-carga sin contacto y de baja fricción entre la superficie del cojinete y las al menos dos pistas (100), de manera que la presión entre las caras de los uno o más cojinetes (102) y las al menos dos pistas (100) es suficiente para soportar la cápsula (12).
2. El sistema de transporte de alta velocidad de la reivindicación 1, en el que cada cojinete (2205) de fluido comprende un cojinete de aire.
3. El sistema de transporte de alta velocidad de la reivindicación 1, en el que cada cojinete (2205) de fluido comprende un cojinete de líquido.
4. El sistema de transporte de alta velocidad de la reivindicación 1, en el que la al menos una cápsula (12) comprende adicionalmente ruedas (3110) para apoyar al menos intermitentemente la cápsula en al menos una pista (3135).
5. El sistema de transporte de alta velocidad de la reivindicación 1, en el que los cojinetes (2205) de fluido están configurados para inyectar un fluido (2210) entre las al menos dos pistas (100) y los cojinetes (2205) de fluido para soportar la cápsula (12).
6. El sistema de transporte de alta velocidad de la reivindicación 1, en el que la cápsula (12) comprende una pluralidad de cojinetes (2505) de soporte a lo largo de una superficie exterior de la cápsula (12).
7. El sistema de transporte de alta velocidad de la reivindicación 1, en el que la cápsula (12) comprende una pluralidad de cojinetes (2405) de soporte a lo largo de una superficie exterior de la cápsula (12), y en el que al menos algunos de la pluralidad de cojinetes (2405) de soporte comprenden una suspensión (2410) independiente configurada para ajustar la altura relativa de los respectivos cojinetes (2405) de soporte por encima de las al menos dos pistas (100) para compensar cualquier saliente (2415) en las pistas (100).
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