Magnetische zweeftrein duurzaam alternatief voor korte lijnvlucht

Magnetische zweeftrein duurzaam alternatief voor korte lijnvlucht Door: FHI federatie van technologiebranches

Een magnetische zweeftrein die met 1000 km per uur door een vacuümbuis schiet. Het lijkt een onmogelijke opgave, maar het eerste prototype wordt eind juni gepresenteerd door een studententeam van de TU Delft. Wat tien jaar geleden begon als een experimenteel idee van de Amerikaanse ondernemer en uitvinder Elon Musk, bekend van de elektrische auto’s, is inmiddels de full time baan van 38 technische studenten in Delft. Zij werken sinds de zomer van 2021 aan een prototype van de magnetische zweeftrein, de Helios I, die alle technologieën bezit van een volwaardige hyperloop.

FHI sprak met Hidde de Bos, Chief Engineer van het hyperloopteam en plenair spreker tijdens het Power Electronics & Energy Storage event op 14 juni in Den Bosch. De Bos studeert Technische Natuurkunde en Wiskunde in Delft en heeft nu een tussenjaar waarin hij met 37 leeftijdsgenoten tot in de late avonduren werkt aan de Helios I. Het is een race tegen de klok, want sinds Musk zijn hyperloopplannen voor het eerst presenteerde, zijn tientallen bedrijven en instanties met het idee aan de haal gegaan. Allemaal willen ze de gebroeders Wright van de magnetische zweeftrein worden, maar De Bos en zijn team hebben goede hoop dat de TU Delft straks met de eer gaat strijken. 

Techniek achter de hyperloop

En dat zou een hele prestatie zijn, want het team van vrijwilligers neemt het op tegen studenten én commerciële partijen uit de hele wereld. “We starten aan het begin van het jaar met niks. We staan letterlijk in een lege ruimte. Dan beginnen we met brainstormen, ontwerpen, bouwen en aan het eind van het jaar staat er een werkende hyperloop die klaar is om mee te doen aan wedstrijden,” legt De Bos vol trots uit. “Wij zijn het eerste studententeam dat gebruik maakt van actieve levitatie. We plaatsen permanente magneten op het voertuig die een vast magneetveld creëren. In de baan bevestigen we vervolgens koperen spoelen. Als je daar stroom op zet, creëren die spoelen óók magneetvelden die de permanente magneetvelden als het ware wegduwen. Het voertuig gaat hierdoor zweven en komt in beweging.”

Alternatief voor vliegtuig

“Het grote voordeel van actieve levitatie is dat je meer invloed en dus controle hebt op je regelsysteem. In de toekomst opent dat mogelijkheden voor high speed lane switching, waarbij de bestuurder op hoge snelheid van baan kan wisselen,” aldus De Bos. “Je kan je voorstellen dat het niet makkelijk is om met een voertuig dat tien keer zo snel gaat als een trein van baan te wisselen, maar met de actieve levitatie-techniek kan dit wel.”

De theoretische snelheid van 1000 kilometer per uur, waar Musk tien jaar geleden over fantaseerde, haalt het prototype nu nog niet. Maar over 20 jaar moet het mogelijk zijn om binnen een half uur met passagiers van Amsterdam naar Parijs te ‘zweven’. Daarmee wordt de hyperloop een serieuze concurrent voor het vliegtuig. De Bos: “Dat is ons uiteindelijke doel. Wij willen dat korte-en middellange lijnvluchten niet meer plaatsvinden. Deze vluchten zijn enorm milieuvervuilend en de hyperloop is het perfecte duurzame alternatief.”

Schaalbaarheid  

Het hyperloopteam is na amper een jaar ontwerpen, ontwikkelen en bouwen al in de testfase beland. “We hebben nu een volledig functionerend schaalmodel van twee meter lang. We mogen het model testen in de vacuümbuizen van Hardt Hyperloop, dat is een commercieel bedrijf en een spin-off van een van de eerste hyperloopteams van de TU Delft. Ik heb alle vertrouwen in de techniek die we gebruiken, maar we moeten ook werken aan de schaalbaarheid. Het moet voor bedrijven haalbaar zijn om de infrastructuur zodanig in te richten dat de hyperloop op grote schaal kan worden ingezet. Daarom hebben we, naast een team van engineers, een team dat zich volledig richt op schaalbaarheid en veiligheid. Zij ontwerpen de stations en kijken hoeveel stroom er nodig is voor een hyperlooprit.

Ook kijken ze naar de locatie van de vacuümbuizen. Je kan ze boven of onder de grond plaatsen en aan elke optie zijn voor-en nadelen en kosten verbonden. Er ligt nu een concreet plan om de buizen boven het bestaande station van Amsterdam Zuid te bevestigen. Een station boven een station. Dat zal er fantastisch uitzien. Een andere uitdaging is het design van de vacuümbuizen. Niet alle materialen kunnen de enorm druk van de magnetische velden aan. Je bent dus beperkt in je materiaalkeuze, maar je wilt natuurlijk wel dat de buizen er aantrekkelijk uitzien - zeker als ze bovengronds worden geplaatst. Kortom: voordat de hyperloop de markt op kan, moeten er nog heel wat hobbels worden genomen,” aldus De Bos.

Overtuigen

Het team denkt ook na over veiligheidsaspecten en inmiddels ligt er een vuistdik veiligheidsplan waarin alle mogelijke risico’s aan bod komen. “Uiteindelijk moeten we niet alleen grote vervoersbedrijven, maar ook de overheid overtuigen van de haalbaarheid en de voordelen van dit nieuwe vervoermiddel. Als we hyperloops op grote schaal in willen zetten, moet de wet worden aangepast,” zegt De Bos. “Denk alleen al aan de enorme invloed die de vacuümbuizen zullen hebben op het landschap en het kostenplaatje dat de aanleg van een hyperloopnetwerk met zich meebrengt. Dit zijn allemaal aspecten die straks een belangrijke rol gaan spelen bij de landelijke besluitvorming rond de hyperloop als vervoermiddel.”

Duurzaam

De Bos en zijn teamgenoten verwachten dat over twintig jaar hyperloops niet meer zijn weg te denken uit het landschap. En niet alleen in Nederland, maar wereldwijd. “De inzet van hyperloops heeft enorme voordelen voor de maatschappij. Ze zijn energiezuinig, emissievrij en makkelijk schaalbaar. Je kan de buizen in principe eindeloos lang aanleggen over land en zelfs onder de grond. Er komt een moment dat de hyperloop net zo normaal is als de auto of de trein.”

Hidde de Bos preekt op 14 juni tijdens het Power Electronics & Energy Storage event in Den Bosch. Schrijf u nu gratis in voor dit event via: https://fhi.nl/energystorage/.