磁気浮上
高速磁気浮上鉄道とリニア電磁駆動の経験を基礎とする。StarRoadの磁気浮上は乗客の快適性のためではなく、超重量級機体を真空軌道上で高速かつ安定して走行させるために使う。
技術基盤
StarRoadの技術基盤:磁気浮上、超電導、真空技術、パルス電力、極超音速飛行、自律型地熱熱エネルギーシステム。
高速磁気浮上鉄道とリニア電磁駆動の経験を基礎とする。StarRoadの磁気浮上は乗客の快適性のためではなく、超重量級機体を真空軌道上で高速かつ安定して走行させるために使う。
逆転構成により、主要な超電導磁石を再使用型シャトルへ搭載する。トンネル側には、通常導体による比較的単純な受動コイルまたは切替式コイルだけを配置する。
本線全体を同時に給電することはない。ターミナル、区間制御装置、1 km単位の電力ブロックが、シャトル位置に同期した進行磁場を作る。
独立したポンプとセンサーを備える分割型の高真空を使う。区画を隔離することで連鎖故障の危険を抑え、保守を容易にする。
極超音速空気力学、能動冷却、相変化蓄熱装置、交換式アブレーション部材を組み合わせ、短時間ながら極端な大気飛行区間に耐える。
小型原子炉または将来の次世代電源モジュールが、超電導系、軌道上システム、電磁プラズマエンジン、自律海上航行へ電力を供給する。
ロボット化したトンネル掘削機群を使う。大型機で主トンネルを、小型機で自律地熱システムの集熱坑を掘り、サービス坑には別の掘削機を用いる。
地熱システムは外付け設備ではない。深部建設、岩盤冷却、発電を可能にし、路線に沿って線状のエネルギー回廊を形成する。
大気圏ゲートウェイのガスダイナミック・バリアは空気–水素噴流リングを使う。水素は現地で電気分解により製造し、運転で生じる主生成物は過熱水蒸気である。
| ゾーン | 路線区間 | 放電特性 | 蓄電/スイッチ方式 | 理由 |
|---|---|---|---|---|
| ゾーンI(低速) | 0~200 km | 秒~ミリ秒 | リチウムイオン電池+標準IGBTインバーター | シャトルが遅く、1 km通過に0.1秒超かかる。バッファーなしのBESS運転が可能。 |
| ゾーンII(中速) | 200~1,000 km | ミリ秒~マイクロ秒 | バッファー用リチウムイオン+慣性フライホイール+SiCインバーター | 速度が上がり、より速い切替が必要だが、機械式フライホイールはまだ使用できる。 |
| ゾーンIII(高速) | 1,000~2,000 km | マイクロ秒パルス | イオニスター(スーパーキャパシター)+高速サイリスタスイッチ(GTO/IGCT) | 1 km通過時間は0.09秒まで短くなる。ナノ秒応答のスーパーキャパシターとイオニスターだけがパルスを安定化できる。 |
技術開発は、数理モデルと重要部品の実機試験という2系統で進める。縮尺1:10または1:5のゲートウェイ試験装置、超電導モジュール試験、短距離実証トンネル、数値流体力学(CFD)モデルにより、実規模線の建設前に主要リスクを検証する。
StarRoadは、工学上の画期的な突破、特殊な超高性能材料、物理学上の新発見を必要としない。難しさは統合にある。すなわち、トンネル規模、電力同期、熱管理、極超音速での送り出し、大気圏ゲートウェイの信頼性、再使用型超重量級機体の運用である。