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Kantrowitz limit

A.R. Kantrowitz era un arzillo vecchietto (non che sia sempre stato vecchio, ma è deceduto alla veneranda età di 95 anni “calcando le scene” fino alla fine) americano. Fisico ed inventore di questo e di quello.

Tanto per intenderci è stato uno dei primi (se non il primo) a proporre il concetto di propulsione laser per mandare carichi in orbita “sparando” fasci laser da terra. Fu uno dei pionieri e più grandi contributori in diversi campi, tipo meccanica dei fluidi, gasdinamica, magnetoidrodinamica, e via dicendo.

Ora, a parte riconoscere la genialità di Mr. Kantrowitz, mi ci sono imbattuto specialmente cercando di capire il concetto di “Limite di Kantrowitz“.

Prendiamo un condotto connesso ad una sorgente di vuoto. Il flusso di aria (mentre viene aspirata dalla pompa a vuoto) in tale condotto (assumendo un flusso di massa pari alla velocità di ingresso) aumenta man mano di velocità fino ad avvicinarsi a condizioni “di bloccaggio” in cui non si può superare la velocità locale del suono. Riducendo ulteriormente la pressione nel tubo la velocità del flusso non può aumentare, non potendo oltrepassare la velocità locale del suono. Questo il famoso limite di Kantrowitz che in sostanza blocca la velocità del flusso indipendentemente dall’ulteriore calo di pressione. Ovviamente un motore a getto (quelli degli aerei che fanno rumore senza eliche) deve accettare tale limite e non può spingere un flusso oltre Mach 1 al suo interno indipendentemente dall’aspirazione che il compressore è in grado di creare.

Tutto ciò è fantastico (e forse anche un po’ complesso). E la soluzione è sempre stata: stare sotto (o sopra nel caso di flussi che nascono già ipersonici) il fatidico limite. Un recente sistema di trasporto che promette faville (e dai che si capisce e comunque ne ho già sproloquiato almeno qui) propone però un’altra soluzione. La quale, nonostante i miei dubbi sull’intero sistema, devo riconoscere è geniale. Mettiamo un compressore sul muso della capsula (la quale viaggia a folle velocità nel tubo quasi-sottovuoto) che prende l’aria compressa dal davanti e la butta dietro per produrre anche spinta. Così rimaniamo sempre ben al disotto del limite di Kantrowitz e beneficiamo anche della compressione che noi stressi creiamo nel tubo muovendoci (ovviamente ci serve un metodo per partire, ma questa è un’altra storia).

In pratica sarebbe come mettersi dentro una grande siringa che aspira dal davanti per spingere il pistone dal dietro. Il tutto ad oltre 1000 km/h.

WU

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Calexit

From The Guardian:

As Donald Trump’s shock election victory reverberated around Silicon Valley late on Tuesday night, some high-profile technologists were already calling for California to secede from the United States. The broader west coast is a stronghold for the Democrats, and significantly more politically progressive and racially diverse than large swathes of central U.S. California is also the biggest economy in the U.S. and the sixth largest in the world with a gross state product of $2.496 trillion for 2015, according to the IMF. The campaign for independence -variously dubbed Calexit, Califrexit and Caleavefornia- has been regarded as a fringe movement.

But support was revitalized by influential Uber investor and Hyperloop co-founder Shervin Pishevar, in a series of tweets announcing his plans to fund a “legitimate campaign for California to become its own nation” -posted even before the full results were in. A few hours later, Hillary Clinton conceded the election to Trump, and Pishevar told CNBC that he was serious about Calexit.

“It’s the most patriotic thing I can do,” he said, adding that the resulting nation would be called New California. “We can re-enter the union after California becomes a nation. As the sixth largest economy in the world, the economic engine of the nation and provider of a large percentage of the federal budget, California carries a lot of weight,” he said. Pishevar was supported by others in Silicon Valley.

Angel investor Jason Calacanis said that California succession would be simple in the wake of both Brexit and a Trump win. Evan Low, a Democrat serving in the California state assembly, said that he’d support the introduction of a bill to start the independence process. The proposal illustrates the technology industry’s frustration with Trump over his repeated criticisms of Silicon Valley companies.

Trump on similar topics (and probably the cause of such an initiative):

  • he would make Apple build computers in the U.S.
  • he thinks Amazon CEO Jeff Bezos bought the Washington Post to exert political power and avoid paying taxes
  • he claimed that Mark Zuckerberg’s push for specialist immigration would actually decrease opportunities for American women and minorities

“Trump would be a disaster for innovation”. Probably, or probably not.

IMHO often “high-profile leaders” (and I’m not sure the epithet applies to the new US President) declare pretentious statements just lo leave some footprint of themselves, jut to make people talking about them. Once they are in charge of taking decisions it si rather difficult they realize (also because often, fortunately, they can not just choose by their own) everything,or even part of, they declared.

WU (hopeful)

Tesla Supercars

“Se la civiltà esiste ancora nel giro di vent’anni la maggior parte delle nuove auto saranno completamente autonome e buona parte sarà elettrica”. Detto così mi pare un po da visionario, ma non posso che concordare sull’indirizzo e se poi, come sempre, a dirlo e Mr. Musk, un po di più ci devo credere per forza…

Con i primi modelli del Tesla Model X in consegna (132 mila dollari di base… mica male) e la Model 3 (… il modello economico) prevista per il prossimo anno. La Tesla sembra fare sul serio, chissà anche sulla scia dei recenti eventi che hanno colpito le auto tradizionali…

Ma Mr. Musk si spinge oltre, se l’autonomia della Model X è già di 386 km (con una velocità di punta di ben 250 km/h e 762 cavalli!) l’obiettivo è di portare l’autonomia della Model S a 1000 km entro uno/due anni.

La Model S, inoltre, già vanta due funzioni ad-hoc per rassicurare il passeggero ed aumentare l’indipendenza del mezzo (Kit stiamo arrivando…). Il Range Assurance è un sistema di avvertimento automatico che informa quando ci stiamo allontanando dalla rete di stazioni di ricarica conosciute e ci riporta verso i punti di ricarica più vicini. Il Trip Planner, invece, è una specie di navigatore che non solo calcola autonomamente il percorso più efficiente e veloce, ma tiene anche conto della posizione delle stazioni di ricarica.

Ah, tanto per informazione le stazioni di ricarica in Europa coprono già dalla Lapponia ai Pirenei (e solo 3 in Italia, ovviamente nel nord)… non facciamo quindi troppe storie sulla famigerata “infrastruttura” che sarebbe uno dei limiti delle auto elettriche!

Il passo successivo, ovviamente, è la completa autonomia del mezzo (leggi auto elettrica che si guida da sola) che sarà, sempre secondo l’imprenditore, raggiungibile entro tre anni.

Come sempre il piano di sviluppo è chiaro, preciso ed ambizioso. I soldi forniscono la base di credibilità ed il suo bel faccione completa la campagna di marketing (e questo post ne è un non-pagato contributo).

WU

PS. Intanto, come paragone il piano di marketing della Fiat prevede la Panda (base) ad 8.000 euri, solo però per auto in pronta consegna e a fronte dell’adesione al finanziamento specifico di FCA Bank… Cioè? Uso l’esempio da qui: “Es. fin.: Anticipo Zero, 72 rate mensili di € 157,00, Importo Totale del Credito € 9.253,50 (inclusa Marchiatura SavaDna € 200 e Polizza Pneumatici € 29,75, Prestito Protetto facoltativo € 708, spese pratica € 300, Bolli € 16,00). Interessi € 1.799. Importo Totale Dovuto € 11.325”.

Ovvero la Panda ti costa 11.325 euri (Se ne hai 8.000 in contanti da dare non puoi!) dei quali circa 1800 euri guadagnati da una finanziaria che non fa nulla! Ottimo!

PPSS. @ 02.10.2015. “far more there than is really necessary to sell the car”

Ecco il disclaimer di Mr. Musk quando presenta il nuovo SUV. Ed effettivamente (qui qualche dettaglio in più)…

3.2 secondi da 0 a 100 km/h (cioè come la Porche 911 turbo). Porte ad ali di gabbiano per i posti posteriori. Vetro anteriore che si fonde con il tettuccio panoramico creando quello che è “the largest piece of glass in a car ever”. Ed il biodefense mode? Un filtro per l’aria nell’abitacolo che la depura fino quasi a livelli da camera operatoria. Il tutto in un crossover (modello tanto amato in US, ma forse non solo) non propriamente di fascia economica…

Ma come dice lo stesso Musk non pretendiamo di salvare il pianeta con questa macchina. Piuttosto il trucco è che questo tipo di auto, risultato del reparto R&D, è finanziato dalle auto “di tutti i giorni” che la casa produce.

New York – San Francisco: 30 min, 20 $

Let me start with a simple, clear, obvious statement: “I’m not used to read Forbes”. Nonetheless, as usual, Mr. Internet led me here and there and in this case to Forbes (here, dated 02.03.15 [some unnecessary but irresistible pills of numerology: the product of the first two digits gives the sum of other two]).

It is at leat 3 years that on the web I spot the Hyperloop concept. Thanks to the paySpaceXpal-man Elon Musk that (the power of money…) dusted the concept off. In brief the Hyperloop is a concept for a high-speed transportation system based on reduced-pressure tubes where pressurized capsules move thanks to air compressors and linear induced motors (here the wiki explanation). What am I talking about? The strange missile here below.

Hyperloop

The concept dates back to the 1812 when George Medhurst proposed the idea of air-powered capsules in vacuum tubes in his paper “Calculations and Remarks Tending to Prove the Practicality, Effects and Advantages of a Plan for the Rapid Conveyance of Goods and Passengers Upon An Iron Road Through a Tube of 30 Feet in Area, of the Power and Velocity of Air” (not short, but for sure well explaining title). In 2012 Elon launched his (?!) idea of hyper-fast transportation system that himself defined as a “cross between a Concorde, a railgun and an air hockey table”. Sounds a bit science fiction, but probably times are getting mature and mature (200 hundred years of tech-evolution are not enough, but a good step forward).

The idea bounced around for decades (including Mr. Goddard papers in 1910 and Mr. Heinlain in 9156 mentioning “vacutubes” in Double Star) and in 2000s Swissmetro studied the idea concluding that it was not feasible, not economically feasible. Enough easy from a technical point of view (on the paper), enough expansive to let its economical feasibility still object of debate. 6-7.5 billions dollar, the price tag declared by Musk is considered too low, 100 billions seem more realistic (!).

Forbes begins stating that “Hyperloop is real” and it is partially true. A bundle of venture capitalist, billionaire and former White House deputy put together Hyperloop, a company boding of realizing the Hyperloop concept. Actually they intend to develop before the cargo version and only after the human transportation. Besides Hyperloop it exists, with a very similar name, also the HTT (Hyperloop Transportation Technologies), a research company crowdsourced born (and now hiring about 200 eng working in exchange of stock options; that’s business!) with the same aim: develop the Hyperloop concept. Also Musk itself revealed a plan for funding a test track in Texas with scaled-down capsules, and on June the 23rd 2015 I read here that more than 700 people signed for helping Musk for building its Hyperloop prototype. 3 teams working on the concept (I mean, paid for working on this!).

For me, and the children like me, it is fascinating thinking how Hypoerloop may change the world (boats? old dinosaur. goods transportation? matter for almost-real-time delivery!). Hyperloop can go over and under lands, through the oceans and so on (for the first line proposed by Musk the tubes should go parallel to Interstate 5) and actually overcomes two of the major impediments to rapid travel: air drag and friction. I personally belive (and who cares…) that our concept of transportation system should be deeply revisited (not jut increase the car efficiency of build larger/faster planes) and actually Hyperloop sounds to me a good compromise between science fiction and future reality.

In 2015, New York – San Francisco: 360 min (direct flight), 400 € (as a minimum). Keep on dreaming (and Musk investing).

WU

PS. Let me just point out the image below, taken from the Musk white paper, which compares the MJ (energy) for passenger along the journey Los Angeles – San Francisco.

LASF_MJ

Obviously (!) the Hyperloop technology is the absolute minimum (and the same would be also comparing times), but:

  • strange that the second best choice is still another Musk creation, the Tesla Model S fully electric car…
  • among “old technologies” cars, with 2 passengers, remain the less energetic options (although we see a lot of one-man-cars). Too energy-consuming airplanes, sounds like useless tech development…
  • Hyperloop has 20 $ estimated for something around 50 MJ, i.e. 0.4 $/MJ. The same cost of a flight connection (about 400$ for 1000 MJ)…