SpaceX Hyperloop: Delft University onthult hoe het snelheidsrecord zal breken

Delft Hyperloop is terug en beweert dat het de snelheidsrecord voor hyperloop gaat verbreken. Aangezien 20 teams in Hawthorne, Californië, bijeenkomen voor de derde pod race competitie van SpaceX op zondag, zou de in Nederland gevestigde groep een van de belangrijkste drijfveren kunnen zijn in een vervoersrevolutie.

"Ons doel is om sneller te gaan dan het huidige record", vertelt Clément Hienen, de ontwerpingenieur van het team omgekeerde. "Natuurlijk hebben we ontworpen om het record te breken."

Het is een gewaagde claim, vooral gezien de bredere industrie. Toen Elon Musk in 2013 voor het eerst zijn white paper publiceerde voor een op vacuüm gesloten buistransportsysteem, beweerde hij dat pods konden vliegen met een theoretische maximale snelheid van 700 mph - een rit van zes uur rijden van Los Angeles naar San Francisco verlagen tot slechts 30 minuten. Musk's eigen firma's hebben in augustus 2017 een openbaar snelheidsrecord van 220 mijl per uur vastgesteld, alleen voor Richard Branson-gesteunde Virgin Hyperloop One om het record te overtreffen met 240 mijl per uur in december 2017. Delft is van plan om beide te verslaan.

Het team bouwt voort op de successen van de eerste SpaceX-wedstrijd in januari 2017, waar het WARR en MIT Hyperloop versloeg om de hoogste totaalscore te behalen (hoewel WARR de hoogste snelheid van 56 mph bereikte). In alle competities wordt deelnemers gevraagd hun pod te versnellen door SpaceX's 0,8 km lange reageerbuis, die tot het einde stopt. Rigoureuze veiligheidscontroles betekenen dat slechts een kleine subset waarschijnlijk zal concurreren: in de eerste wedstrijd werden slechts drie van de 30 teams gewist.

Leden van het winnende team van Delft gingen op zoek naar Hardt Hyperloop, dat beweert het snelst groeiende hyperloopbedrijf van Europa te zijn. Edouard Schneiders, die als ingenieur in het eerste wedstrijdteam diende, werd teamleider van een nieuwe Delft Hyperloop-groep. Schneiders ontving tonnen sollicitanten en uiteindelijk sloot de kandidaten af ​​voor een toegewijd team van 37.

Helaas had dit weinig tijd om zich voor te bereiden op de tweede wedstrijd in augustus 2017.

"We besloten om niet deel te nemen aan de tweede wedstrijd omdat het zo snel was na de eerste wedstrijd," vertelt Maaike Hakker, de chef van marketing en financiën van het team, omgekeerde. "We wilden niet aan het oude voertuig werken, we wilden echt een nieuw voertuig maken."

In afwezigheid van Delft claimde WARR de hoofdprijs met een topsnelheid van 201 mph, 29 procent van de weg naar het theoretische maximum van Musk. De 70 kg wegende pod was gebouwd van koolstofvezel en gebruikte een 50 kilowatt elektrische motor, met een interne reeks van 36 sensoren om ervoor te zorgen dat alles soepel liep, terwijl lagers met hoge precisie en aluminium wielen de pod op de rail hielden. Delft begon aan zijn volgende inzending in september 2017, en in de negen maanden na het eerste evenement was de concurrentie heviger geworden.

"Zo'n ervaring is heel uniek," zegt Heinen. "We werken bijna zeven dagen per week samen, dag en nacht. De werktijden waren soms heel, heel laat. Het is leuk om te zien hoeveel passie in zo'n team zit."

Delft's voertuig, genaamd Atlas 01, maakt gebruik van twee delen: een draagraket en een passagiersmodule. De module kan bovenop de draagraket rusten om passagiers en vracht op topsnelheid te verplaatsen, maar alleen de draagraket zal tijdens de wedstrijd door de buis bewegen. Voortstuwing wordt bereikt met behulp van een wiel dat op het hyperloopspoor is geklemd voor maximale grip, terwijl pneumatische remmen een fail-safe systeem bieden om noodsituaties te voorkomen. Power-to-weight is het grote doelwit van het team, waarbij Schneiders beweert dat Delft "gevochten heeft voor elke ounce." In tegenstelling tot de eerste twee wedstrijden, zal de derde alleen beoordeeld worden op maximale snelheid, wat dit tot de topprioriteit voor het ontwerp maakte.

"Het is ook belangrijk om na te denken over het grotere geheel en zoveel mogelijk disciplines te betrekken," zegt Heinen. "De meeste teams zijn erg technisch, maar we nemen ook architecten, ontwerpers en civiele ingenieurs mee voor het grotere plaatje."

Hoewel de technici zich concentreren op de ontwerpen van de pod, kijken deze andere medewerkers naar problemen als plaatsing van buizen, ontwerp van toekomstige stations en ticketprijzen. Delft schat dat de toekomstige kosten vergelijkbaar zijn met die van een vliegticket, met een bouwkosten van $ 40 miljoen per kilometer, terwijl het drieënhalf keer zo energie-efficiënt is als een vliegtuig. Delft is van mening dat een hyperloopbuis bijna-vacuümcondities kan handhaven met een combinatie van pompen, die zich zou kunnen aanpassen in geval van lekkage. In een ernstige noodsituatie zou de pod in 30 seconden volledig kunnen stoppen en passagiers door een van de vaak geplaatste buisuiteinden kunnen evacueren.

Een deel van de reden voor dit werk is om te laten zien hoe een hyperloopsysteem zou kunnen werken zonder de beperkingen van de SpaceX-competitie: de reageerbuis meet slechts 72 inch in diameter en de korte afstand betekent acceleratie- en remtijden die niet nodig zijn voor een hyperloop van passagiers. Het team is van mening dat hyperloop zijn maximumsnelheid comfortabel over een afstand van 44 mijl kan bereiken.

"De versnelling op een openbare hyperloop zal eigenlijk langzamer zijn, omdat als je zo snel accelereert het niet comfortabel zal zijn," zei Heinen. "De snelheden zullen eigenlijk een stuk groter zijn, want op grote sporen, bijvoorbeeld van Amsterdam naar Parijs, duurt dat maar 30 minuten, omdat snelheden van 1000 kilometer per uur worden bereikt."

Het team is de afgelopen twee en een halve week in Los Angeles geweest, maar het was alleen toegestaan ​​om de SpaceX-campus te betreden afgelopen zondag. Tijdens de interim-periode werkte Delft aan de pod in de werkplaats van zijn partner DHL. De samenwerking heeft Delft ook geholpen de aflevering van zijn unieke batterij naar de Verenigde Staten te organiseren, in samenwerking met nationale overheden om te zorgen voor een veilige doorgang vanuit Nederland.

De op maat gemaakte, luchtdichte lithium-polymeerbatterij arriveerde vrijdag op de site, net op tijd voor het evenement. De ingenieurs van het team hebben het hele jaar aan dit probleem gewerkt, als onderdeel van een speciale batterijafdeling, waarvan de resultaten blijkbaar de ontwikkelaars van SpaceX wisten.

"Ze waren erg onder de indruk van ons batterijsysteem", zegt Heinen."Veel teams hebben standaardbatterijen gebruikt en we hebben een volledig aangepaste batterij gemaakt, omdat we zoveel energie geconcentreerd wilden hebben in het gewicht."

Hoewel dit een wedstrijd is, werken de teams graag samen. SpaceX laat teamleden elke dag om 9.00 uur het veld betreden en sluit het perceel om 17.00 uur. Dat betekent dat tijd van essentieel belang is.

"Elk team stelt vragen aan andere teams en vraagt ​​gereedschap te lenen … maar er is een beetje concurrentie", zegt Hakker. "We vinden het erg belangrijk om open te staan ​​voor de andere teams, om echt behulpzaam te zijn, omdat we allemaal werken aan dezelfde visie."

Waar volgende na het evenement? Delft heeft gewerkt aan een platform genaamd Hyperloop Connect, dat het zal gebruiken om blogposts en andere informatie over de staat van ontwikkeling te delen. Het wil samenwerken met andere teams die aan hyperloop werken. Naast dit platform heeft Delft al een nieuw team bedacht voor de volgende wedstrijd.

Wanneer het publiek de hyperloop kan rijden, schat Delft dat het over tien jaar technisch haalbaar zal zijn - maar politieke en economische factoren maken het waarschijnlijk langer dan dat.