Voor het eerst aangescherpt als een concept door Tesla en SpaceX-oprichter Elon Musk in 2012, wordt de hyperloop aangeprezen als de toekomst van het passagiersvervoer.
Voor niet-ingewijden is hyperloop een snel passagiersvervoersysteem met een afgesloten buis waardoor hogesnelheidspods bewegen, waardoor de reistijden worden verkort. Zo zou de reis van Londen naar Edinburgh – die meer dan vier uur met de trein duurt – in theorie slechts 30 minuten duren.
Musk heeft sindsdien startende bedrijven en door studenten geleide projecten aangemoedigd om hun eigen versies van hyperloop te maken. Het hogesnelheidssysteem gebruikt een versie van magnetische levitatie, maar wat is het en hoe werkt het?
Wat is magnetische levitatie?
Magnetische levitatie, of maglev, is wanneer een object in de lucht wordt opgehangen met alleen magnetische velden en geen andere ondersteuning.
Naast supersnelle maglev-treinen heeft magnetische levitatie verschillende technische toepassingen, waaronder magnetische lagers. Het kan ook worden gebruikt voor weergave- en nieuwigheidsdoeleinden, zoals zwevende luidsprekers.
Hoe werkt magnetische levitatie?
Het bekendste gebruik van magnetische levitatie is in maglev-treinen. Momenteel rijden de Maglev-treinen slechts in een handvol landen, waaronder China en Japan, en zijn ze de snelste ter wereld, met een recordsnelheid van 375 mph (603 km/u). De treinsystemen zijn echter ongelooflijk duur om te bouwen en eindigen vaak wegkwijnen als weinig gebruikte ijdelheidsprojecten.
Fotocredit: Ministerie van EnergieEr zijn twee hoofdtypen maglev-treintechnologie: elektromagnetische ophanging (EMS) en elektrodynamische ophanging (EDS).
EMS maakt gebruik van elektronisch gestuurde elektromagneten in de trein om deze naar een magnetische stalen baan te trekken, terwijl EDS gebruikt supergeleidende elektromagneten op zowel de trein als het spoor om een wederzijds afstotende kracht te produceren die de wagons doet zweven.
Een variant van EDS-technologie - zoals gebruikt in het Inductrack-systeem - maakt gebruik van een reeks permanente magneten aan de onderkant van de trein, in plaats van aangedreven elektromagneten of gekoelde supergeleidende magneten. Dit wordt ook wel passieve magnetische levitatietechnologie genoemd.
Hoe gebruikt Hyperloop magnetische levitatie?
In het oorspronkelijke concept van Musk dreven de peulen op een laag perslucht, op dezelfde manier als pucks die op een airhockeytafel dreven. Een recentere versie van de technologie van Hyperloop Transportation Technologies (HTT) - een van de twee bedrijven die de hyperlooprace leiden - maakt echter gebruik van passieve magnetische levitatie om hetzelfde effect te bereiken.
Fotocredit: HyperloopTTDe technologie is in licentie gegeven aan HTT van Lawrence Livermore National Labs (LLNL), dat het heeft ontwikkeld als onderdeel van het Inductrack-systeem. Men denkt dat deze methode goedkoper en veiliger is dan traditionele maglev-systemen.
Bij deze methode worden magneten in een Halbach-array aan de onderzijde van de capsules geplaatst. Dit focust de magnetische kracht van de magneten aan de ene kant van de array terwijl het veld aan de andere kant bijna volledig wordt opgeheven. Deze magnetische velden zorgen ervoor dat de pods zweven als ze over elektromagnetische spoelen gaan die in het spoor zijn ingebed. De stuwkracht van lineaire motoren stuwt de pods naar voren.
HTT's belangrijkste rivaal, Hyperloop One, gebruikt ook een passief magnetisch levitatiesysteem waarbij permanente magneten aan de pod-zijde een passief spoor afstoten, waarbij de enige ingangsenergie afkomstig is van de snelheid van de pod.
Fotocredit: Virgin HyperloopVoor beide systemen wordt de luchtdruk in de tunnels verlaagd met behulp van luchtpompen om de beweging van de pods te vergemakkelijken. De lage luchtdruk vermindert de luchtweerstand drastisch, zodat slechts een relatief kleine hoeveelheid elektriciteit nodig is om topsnelheden te bereiken.
Hyperloop-voortgang
Nu we Magnetic Levitation begrijpen, is het tijd om te kijken naar de vooruitgang die bedrijven boeken bij het uitbreiden van de technologie voor algemeen gebruik.
In opwindend nieuws vervoerde Virgin's Hyperloop veilig twee passagiers op de 2-zits Pod-2. Dit voertuig is een veel kleinere versie van wat we later van het bedrijf verwachten. Volgens de prognoses van Virgin zullen we op een dag een passagiersvoertuig met 28 zitplaatsen zien.
Het huidige model bereikte slechts 107 mijl per uur, maar ze deden dat veilig en we noemen dat een overwinning voor nieuwe technologie.
Natuurlijk laat Elon Musk Virgin niet alle Hyperloop-glorie op zich nemen. In juli van dit jaar tweette Musk dat hij ernaar uitkeek een 10 kilometer lange tunnel met verschillende bochten te bouwen om het reizen met hyperloops beter na te bootsen.
De toekomst van Hyperloop
Met zulke grote vooruitgang in 2020 is het natuurlijk om je af te vragen wanneer we het transportsysteem volledig in gebruik zullen zien. Het is nog te vroeg om eerlijk te zijn. De technologie is ongelooflijk duur en er is nog een lange weg te gaan om de verwachte snelheden te bereiken waarvan wetenschappers en ingenieurs denken dat ze in staat zijn.
Voorlopig blijven we de voortgang volgen en houden we u op de hoogte van de nieuwste ontwikkelingen in op magnetische levitatie gebaseerde transporten zoals de Hyperloop.