Door de metrotunnel racen met 1000 km/u – Supersnel reizen met de trein in vacuüm

Door de metrotunnel racen met 1000 km/u – Supersnel reizen met de trein in vacuüm

Met de snelheid van het geluid op aarde reizen – de enige economische manier om dat te doen, is door vacuüm te gebruiken. Er wordt momenteel aan gewerkt om het concept van de hyperloop te realiseren op plekken als Delft, waar de vacuümpompen van Busch worden gebruikt.
Hyperloop-1.jpg

Wat is de meest energie-efficiënte en milieuvriendelijke manier om de toekomst van het transport te organiseren? Huidige manieren van transport hebben bijna hun limiet bereikt of vormen een steeds zwaardere belasting voor het milieu naarmate het gebruik ervan stijgt. Elon Musk, oprichter van SpaceX, heeft een compleet nieuwe benadering bedacht om dit probleem op te lossen: hyperloop. Het idee is dat elektromagnetisch aangedreven treinen met de snelheid van het geluid kunnen rijden – razend door vacuümtunnels met bijna geen luchtweerstand.

Zwevend in de lucht

Musk rekent op technische nerds overal ter wereld om dit idee tot leven te brengen. Hij organiseerde een wedstrijd, waarbij de kandidaten – vooral universiteiten en groepen studenten – moesten proberen om een technische oplossing voor het concept te bedenken. Eén van die groepen kwam van de Technische Universiteit Delft. In 2017 won het voertuigontwerp van deze groep de eerste SpaceX Hyperloop Competition. De groep richtte vervolgens de start-up Hardt op, ook gevestigd in Delft.

Naast de vacuümbuizen staat wrijvingsloze elektromagnetische beweging centraal bij het idee van de hyperloop. Deze principes zijn reeds aanwezig in magneetzweeftreinen, die aanvankelijk werden ontworpen in Duitsland en nu in gebruik zijn in China. De jonge ingenieurs van Universiteit Delft voerden in hun benadering echter wat cruciale updates door in het concept. Hun voertuig, of "pod", zweeft niet op een magnetisch veld boven een rail. In plaats daarvan is de rail boven in de buis gesitueerd en hangt de pod daaronder, waar deze op zijn plek wordt gehouden door een permanente magneet in het voertuig. Tegelijkertijd werkt een elektromagneet de permanente magneet tegen, waardoor er een kleine ruimte ontstaat tussen de rail en de voertuigophanging. Spoelen in de rail zorgen ervoor dat er energie wordt aangeleverd en dat de pod beweegt.

Een succesvolle test

Tot nu toe is deze opstelling succesvol getest in een 30 meter lange vacuümbuis met een diameter van drie meter. Voor de evacuatie werd een vacuümsysteem van Busch gebruikt. De ruimte van 130 kubieke meter wordt in ongeveer 40 minuten geleegd tot een vacuümniveau van 1 millibar. Dit komt overeen met 99,9 procent vacuüm. De tests in deze opstelling hebben aangetoond dat de technologie in principe werkt.

De binnenkant van de pod is overigens een drukcabine, vergelijkbaar met die van een vliegtuig. Omdat de vacuümbuizen geen zuurstof bevatten om adem te halen, heeft Hardt gebruikgemaakt van de technologie die de ruimtevaartindustrie gebruikt om passagiers te voorzien van zuurstof. Een testbaan van drie kilometer wordt dit jaar al gelanceerd, zodat de pod op hogere snelheden kan worden getest. De vacuümvoorziening voor deze baan – wat nog veel ingewikkelder gaat worden – wordt ook geleverd door Busch.

Een fietser die 30 kilometer per uur fietst, moet vier keer zo hard trappen als een fietser die maar 15 km/u gaat. Luchtweerstand is dus evenredig met de snelheid in het kwadraat. Om deze reden kan bijvoorbeeld een sportauto met 1000 pk niet veel meer dan het dubbele van de topsnelheid van een gewone gezinsauto halen. De enorme luchtweerstand bij hoge snelheden is niet meer dan een botsing tussen het voertuig en de gasmoleculen in de lucht en de kracht die nodig is om ze "weg te duwen". In vacuüm is deze verplaatsing niet nodig en is er geen weerstand. En omdat een voertuig met een elektromagnetische ophanging ook geen rolweerstand ondervindt, wordt bijna alle aandrijfkracht in een vacuümbuis omgezet in snelheid.


Abonneer u op de "World of Vacuum"-nieuwsbrief!
Abonneer u nu en blijf up-to-date met het laatste fascinerende nieuws op het gebied van vacuüm.

ABONNEREN