O firmie

Hyper Poland skupia się na rozwoju technologii hyperloop w Polsce. Początki prac nad nią sięgają 2015 roku. Przez kolejne lata Hyper Poland oraz studenci tworzący Hyper Poland University Team zdobywali nagrody w konkursach na pojazdy hyperloop oraz cenne doświadczenie. Od dwóch lat firma rozwija własny projekt technologii inspirowanej hyperloopem. Propozycja obejmuje wdrożenie rozwiązania w trzech etapach, zaczynając od wprowadzenia do komercyjnego użytku kolei magnetycznej, która będzie w stanie poruszać się z prędkością 300 km/h po już istniejących liniach kolejowych. Będzie to możliwe dzięki przygotowanym modyfikacjom torów.

Hyper Poland ANSYS
Makieta hyperloopa, fot. Hyper Poland

Hyper Poland jest jedyną na świecie firmą, która opracowała sposób na przystosowanie istniejących torów do potrzeb lewitujących, magnetycznych pojazdów. Dzięki temu możliwe będzie zamienne poruszanie się zwykłych pociągów i superszybkich pociągów magnetycznych. Takie podejście jest znacznie tańsze niż pierwotnie planowane zbudowanie od zera całej infrastruktury próżniowej.

O projekcie

Firma Hyper Poland realizuje projekt małoskalowego demonstratora techonologii inspirowanej koleją typu hyperloop. Pojazd będzie napędzany silnikiem liniowym oraz będzie wyposażony w układy pasywnej lewitacji magnetycznej. Bardzo istotną cechą jest fakt, że pojazd podczas jazdy będzie poruszał się na liniowych łożyskach magnetycznych – będzie lewitował. Na potrzeby projektu zaprojektowany został układ pasywnej lewitacji oparty o magnesy trwałe. Dobrane zostały optymalne wymiary, a następnie, ze wzgledu na znaczną oszczędnośc czasu, sparametryzowany układ został zasymulowany w programie Ansys Maxwell 2D w symulacji dwuwymiarowej transient.

Przeprowadzone zostały analizy ruchu magnesów trwałych względem aluminiowej powierzchni, których celem było ustalenie wartości sił hamujących oraz lewitujących dla zadanego układu. Symulacje typu transient dla pasywnych układów magnetycznych wiążą się z pewną niedogodnością, związaną ze stanem nieustalonym. Żądane siły można odczytać z wykresu dopiero po ich ustaleniu się (Fig. 1). Dynamiczną sytuację przedstawiono na Fig. 2. Magnesy (1) ułożone są w układzie Halbacha i zamontowane do stalowej płyty (2). Poruszają się nad aluminiową płytą (3), w której indukują się prądy wirowe powodujące powstawanie sił: lewitującej oraz hamującej. Na obrazku zaznaczono kierunki magnesowania magnesów trwałych oraz linie sił pola magnetycznego w układzie.

Fig. 1 Wartości sił hamujących oraz lewitujących dla zadanego układu
Fig. 2 Siły hamujące oraz lewitujące dla zadanego układu w sytuacji dynamicznej

Do symulacji wykorzystano funkcję optimetrics-parametric. Dzięki niej Ansys Maxwell przeprowadził 1260 zautomatyzowanych symulacji. Każda z nich różniła się wysokością zawieszenia magnesów nad płytą oraz prędkością poruszania się magnesów wzdłuż niej. Z każdej z tych symulacji otrzymano przebiegi sił lewitacji oraz sił hamowania dla danego przypadku, których wartości pobrano dla chwili czasowej w stanie ustalonym (np. punkt m1 na Fig. 1). Wykreślono wykresy 3D gdzie ukazano siły lewitacji (Fig. 3) oraz siły hamujące (Fig. 4) w zależności od prędkości poruszania się magnesów ( v[m/s]) oraz od wielkości szczeliny powietrznej ( g[mm] ).

Fig. 3 Wykres sił lewitacji
FIg. 4 Wykres sił hamujących

Otrzymane charakterystyki wyeksportowano i zapisano do plików tekstowych. Następnie przeliczono przejazd teoretyczny pojazdu (Fig. 5). Pozwolił on na przewidzenie wysokości zawieszenia pojazdu nad torem dla różnych prędkości, a co za tym idzie dynamiki poruszania się pojazdu po torze. Następnym etapem prac jest walidacja wyników otrzymanych dzięki Ansys Maxwell na modelu rzeczywistym.

Fig. 5 Wykres przejazdu teoretycznego pojazdu

Tomasz Kublin,
Electromagnetic Systems Lead
Hyper Poland

ANSYS Startup Program

ANSYS i Symkom wspierają startupy poprzez dostarczanie najlepszych na rynku narzędzi do analiz numerycznych oraz wiedzy jak ich używać.