Delft Hyperloop: Het verhaal van studenten die een capsule voor Elon Musks hyperloop bouwen

“More efficient than a train, faster than a plane.” Onder die noemer presenteerde een groep studenten van de TU Delft vrijdagavond hun ontwerp voor een zogeheten pod (een wagon of capsule) voor de hyperloop. De studenten doen onder de naam Delft Hyperloop mee aan de Hyperloop Pod Competition die Elon Musk met zijn SpaceX is gestart.

Musk bedacht het idee voor de hyperloop en presenteerde het twee jaar geleden: een vacuümbuis waar je capsules, met mensen of goederen erin, doorheen kan laten vliegen met meer dan 1000 km/u. Dit is niet alleen razendsnel, maar ook nog eens ontzettend milieuvriendelijk. Doordat het vervoer plaatsvindt in een vacuüm heb je geen last van wrijving en kost het dus nauwelijks energie.

Musk wil zijn idee werkelijkheid maken en ook een ander bedrijf in de VS is inmiddels bezig met het bouwen van een testbaan. Daarnaast heeft de SpaceX-baas een studentencompetitie uitgeschreven voor het ontwerpen van de pods waar mensen mee vervoerd moeten gaan worden.

De studenten die Delft Hyperloop zijn gestart hoopten vooraf al dat er een competitie zou komen. En binnen een week nadat Space X hem startte, was Delft Hyperloop dan ook opgericht. In oktober presenteerde het team hun eerste design en mochten ze door naar de tweede ronde.

31 man

Sindsdien werkten ze met 31 man bijna nonstop aan definitieve ontwerp. Er werd gedesignd en getest. En uiteindelijk is het idee dat de studenten hebben bedacht donderdag ingestuurd. Vrijdagavond presenteerden ze het in een vol Auditorium op de TU Delft aan het publiek en volgend weekend staan ze voor de jury van de Hyperloop Pod Competition in Texas.

We komen bij dit soort wedstrijden meestal goed uit de bus Deel deze quoteDaar gaan ze de strijd aan met heel veel andere teams en zien ze hoe ze het hebben gedaan in vergelijking met de concurrentie. “Er doen 110 teams mee, waarvan 50 in onze categorie: het hele ding ook echt bouwen”, vertelt Bastiaan Zwanenburg, student Lucht- en Ruimtevaarttechniek en één van de woordvoerders van Delft Hyperloop. “Hoe goed ze zijn is moeilijk te zeggen, maar we weten uit ervaring bij andere wedstrijden, zoals de World Solar Challenge en Formula Student, dat Delft meestal goed uit de bus komt. We denken dat we dus een hele goede kans hebben om ver te komen, maar we gaan het volgende week zien in Texas.”

Waar ze op worden beoordeeld? “De jury kijkt naar meerdere factoren: is het veilig? Is het efficient? Is het innovatief? Maar ook: hoe realistisch is dit? Is het makkelijk uit te voeren?” legt Zwanenburg uit. Maar hij geeft ook toe dat het heel moeilijk is om in te schatten wat de eventuele doorslag kan geven.

“De beste vijf teams winnen een geldprijs en dat kom heel goed van pas bij het bouwen van de pod, de capsule die we in Californië gaan testen. Maar of die geldprijs nu wel of niet bij ons terecht komt: we gaan hem sowieso bouwen. Bij sommige andere teams hangt dat echt nog van die prijs af.”

Het bouwen is financieel wel een flinke uitdaging. “Het is een bedrag waar je een paar mooie auto’s van kunt kopen”, vertelt de student lachend. “Dat gaat wel boven een ton zitten, qua kosten. Een groot deel daarvan kunnen we al van partners krijgen. Maar hoe meer geld hoe beter, want dat betekent dat we meer kunnen testen en dat we betere materialen kunnen gebruiken. Dan weten we zeker dat het echt gaat kloppen.” Op de lijst van partners staan onder meer MKB Brandstof, DHL en de NS.

Het ontwerp

De groter vraag is natuurlijk wat de studenten hebben ontworpen. Hoe ziet hun hyperlooppod eruit en hoe werkt hij? De cabine is een cylinder met een soort puntige staart. Hij bevat acht stoelen, met voor iedereen een entertainmentsysteem, een eigen lampje en andere zaken die de reis aangenaam moeten maken. Een groot nadeel voor de passagier: de cabine heeft geen ramen. Om dat gemis te compenseren zitten er schermen in de wand die het landschap tonen dat voorbij raast.

Echte ramen ontbreken vanwege het grote drukverschil tussen de cabine (waar een normaal luchtdrukniveau noodzakelijk is) en erbuiten (een vacuüm). Dat drukverschil is ook de reden dat de cabine cylindervormig is en dat de deuren om-en-om schuin tegenover elkaar geplaatst zijn. Ze zijn gemaakt van superlicht materiaal, maar zijn wel extra verstevigt.

Sowieso is de hele pod extreem licht. Drie keer zo licht als de passagiers en hun bagage om precies te zijn. De reden ervoor is logisch: elke kilo die er niet is, hoef je niet te versnellen; dat kost dus minder energie. Het zorgt ook dat de buis waar de pod daarheen raast relatief licht kan zijn en hierdoor wordt de totale hyperloop goedkoper en efficiënter.

Het vervoer doormiddel van de hyperloop valt of staat bij het versnellen en afremmen van de pod. Dit werkt met magneten aan de onderkant. Die wrijven langs een aluminium strip en dat zorgt ervoor dat de pod zo’n 10 centimeter boven de baan gaat zwegen. Hiervoor moet de hij alleen wel eerst in beweging komen en daarom zitten er wel wielen en een motor in het systeem. Die worden ook weer gebruikt bij het afremmen. Daarnaast bevat het aandrijfsysteem schokdempers om het starten en afremmen voor de passagiers allemaal prettig te laten verlopen.

In het midden van de hyperlooptunnel zit nog een soort aluminiumrail waar de pod met magneten links en rechts omheen zweeft. Deze zorgen er voor dat de capsule altijd in het midden van de buis blijft en dit is tevens de noodrem. Deze magneten worden namelijk automatisch door veren tegen die rail aangedrukt in geval van nood, waardoor de pod direct afremt.

De studenten hebben constructie met de magneten en het aluminium al getest door een baan te stimuleren door een aluminum schrijf te maken die heel hard ronddraait. Hierdoor beweegt eigenlijk de baan in plaats van de magneet, maar dat maakt voor het testen van het concept niets uit. Op basis hiervan hebben de studenten ook al een systeem ontworpen waarmee ze straks de hele pod kunnen testen in Nederland, zonder dat ze een hyperloopbaan nodig hebben.

Hyperloop in Nederland?

Deze zomer moet de Delftse hyperlooppod af zijn en gaan ze hem ook echt testen op de hyperlooptestbaan die Elon Musk laat bouwen in Californië. Dan moet blijken of het ontwerp ook echt werkt in de praktijk.

Bastiaan Zwanenburg is daar vrij zelfverzekerd over: “We weten dat onze berekeningen goed zijn en we hebben heel veel simulaties gemaakt en die kloppen allemaal. De kleinschalige tests die we hebben gedraaid zijn ook allemaal goed gegaan. Dus het lijkt erop dat het gaat werken. Het kan natuurlijk fout gaan, maar dan hebben we er nog steeds heel veel van geleerd en is het een hele toffe ervaring geweest.”

En wat gaan de studenten doen als de competitie voorbij is? “Wat we zeker weten is dat ding er moet komen. We doen niet alleen mee omdat we competitie leuk vinden, maar vooral omdat we het concept heel gaaf vinden en er echt in geloven dat ding er moet komen. Wij denken dat de heilige graal is voor de toekomst van transport.”

Na de Fyra is er hier ruimte voor iets dat wel werkt Deel deze quoteDe vraag is natuurlijk of dat ook geldt voor Nederland, want op dit moment zijn ze vooral in de VS bezig met de hyperloop. “We zien dat er in Nederland heel veel belangstelling is, ook vanuit de politiek” vertelt Zwanenburg. “Er zijn verschillende partijen en mensen die met ons meedenken. We denken dat we hier na de Fyra ruimte hebben voor iets dat wel werkt, dus het lijkt ons heel tof om ook echt in Nederland een hyperloop te bouwen. We gaan het komend jaar dan ook een economische analyse doen om te kijken hoe duur het precies is en waar hij het beste gemaakt zou kunnen worden.”

Het staat in ieder geval elke ondernemer in Nederland en daarbuiten vrij om aan de slag te gaan met het onderwerp van Delft Hyperloop. “Alle ideeën die we bedenken zijn open source. Omdat we gewoon geloven dat dit er moet komen en niet per se dat we het zelf moeten doen. En aan de andere kant omdat het idee niet heel veel waard is omdat er ook door andere teams aan gewerkt wordt in meerdere en mindere mate. We hebben geen zin in rechtszaken, we willen dat ding gewoon bouwen. En als we de beste zijn, dan winnen we of we nou wel of niet de rechten voor onszelf houden.”