Home>Werken bij Iv > Onze vacatures
Zoeken
Terug naar Nieuws
Afstudeerstagiair Vincent rondde onderzoek over een hyperloop testtraject af met een 9 Iv-Infra

Onderzoek over een hyperloop

Vincent Pool heeft voor de afronding van zijn opleiding Engineering, Design & Innovation een onderzoek gedaan naar een wisselbuis voor het aanleggen van een Hyperloop testtraject in Groningen. Via de organisatie Gered Gereedschap, waar Vincent destijds werkte, kwam hij in contact met een collega van Iv-Consult. Een welkome toevalstreffer en de start van de afronding van zijn opleiding. Zijn afstudeeronderzoek rondde hij af met een 9! Vincent is na zijn afstuderen bij Iv-Consult blijven werken en vertelt graag meer over zijn afstudeeronderzoek:

In 2013 introduceerde Elon Musk, oprichter van onder meer Tesla en SpaceX, het idee van een onder- of bovengronds buizensysteem voor vracht- en personenvervoer, als mogelijke oplossing voor de toename in CO2-uitstoot door intensiever luchtvaartverkeer: de Hyperloop. In feite betrof het een herintroductie van al oudere concepten gericht op transport via buizen of tunnels. Zo werd het idee van spoorwegvervoer op basis van luchtdruk al rond het jaar 1800 voorgesteld.

Theoretische voertuigsnelheden

De laatste jaren is de Hyperloop regelmatig in het nieuws, met als meest recente voorbeeld een test met personenvervoer in Nevada door Virign, één van de circa 15 organisaties die wereldwijd werken aan de Hyperloop. Bij de concepten die momenteel in ontwikkeling zijn, hangt of glijdt een voertuig in de regel over een magnetische rails, waarbij de atmosfeer in het buizensysteem wordt teruggebracht tot een minimum. De combinatie van verminderde luchtweerstand en contactloze voortglijding, resulteren in theoretische voertuigsnelheden van 1000 km/h en sneller.

Hardt studententeam

In 2017 nam Hardt, toen nog een studententeam, met succes deel aan de Hyperloop-competitie in de Verenigde Staten. Hardt onderscheidt zich van andere organisaties met het ontwikkelen van een wisselsysteem dat het mogelijk maakt om een voertuig van buisrichting te doen veranderen: de ‘switch’. Om te kunnen concurreren met luchtvaart, dient een toekomstig te ontwikkelen Hyperloopnetwerk immers vergelijkbare vervoers- en bestemmingsmogelijkheden te bieden. Dit vraagt om systemen die voorzien in een fijnmazig netwerk en hoge vervoerscontinuïteit.

Snelheidstests

Hardt is tevens het enige Europese Hyperloopbedrijf met een testfaciliteit op volledige schaal. In Delft werd een 30 meter lang testtraject gebouwd voor eerste ontwikkeling van technologie en het uitvoeren van tests op lage snelheid. In 2022 staat de bouw van een tweede testtraject in Groningen gepland, genaamd het European Hyperloop Centre, kortweg EHC. Op het traject zal onder meer switch-technologie verder worden ontwikkeld met hogere snelheidstests. Als secundair doel dient het EHC als testcentrum voor internationale organisaties die zich tevens richten op het ontwikkelen van Hyperloop technologie.

Integriteit en veiligheid

Het EHC-traject is 2,5 km lang, inclusief een laboratoriumgedeelte. Het traject bestaat uit 3 zones: een versnellingszone, een remzone, en het switch traject. De streefsnelheid van het voertuig, met een massa van 1000 kg, ligt op 700 km/h en wordt ter hoogte van de switch tijdelijk teruggebracht naar 300 km/h totdat technologische ontwikkeling het toelaat om met volledige snelheid van baan te wisselen. Mede door de snelheid is de switch ongeveer 120 meter lang. Omdat dit te lang is om uit één deel te vervaardigen, wordt de constructie vervaardigd in 10 delen van 12 meter lang, die aan de uiteinden rusten op betonnen pylonen. De druk in de buizen wordt teruggebracht tot 0.001 bar. Een rond buisprofiel leent zich goed voor het gelijkmatig opnemen van de atmosferische druk, maar omdat de wissel een verloop van 1 naar 2 buizen kent, wijzigt deze vorm geleidelijk over de lengte van de structuur. Deze on-ronde profielen vragen om een specifiek ontwerp voor behoud van structurele integriteit en veiligheid. Met oog op productiekosten, installatie en standaardisering, staat brede toepasbaarheid voorop.

Specifieke normen

Als nieuwe vervoersvorm bestaan er voor de Hyperloop nog geen specifieke normen, zoals die in de Eurocodes voorkomen. Als het concept van de Hyperloop echter beschouwd wordt als een samenstelling van bestaande technologieën, kunnen delen hiervan dienen als uitgangspunt voor ontwerp. Onderzoek naar aanverwante velden en relevante normen, leverden zo ontwerpparameters voor onder meer materiaalkeuze, wanddiktes, bevestigingsmethode, wissel-radii, en doorbuiging. Hiermee werd een 3D-model opgesteld, dat op basis van voortschrijdend inzicht makkelijk kon worden aangepast.

Dominante load-cases

Om dit ontwerp te testen werd een lijst met load-cases opgesteld (druk, eigengewicht, thermische expansie, dynamische belasting, etc.) die een belasting op de switch vormen als deze eenmaal gebouwd is. Naar aanleiding van een vergelijkende analyse werden de meest dominante load-cases geselecteerd voor verder onderzoek met de Eindige Elementen Methode. Dit vormde een basis voor geïnformeerde ontwerpoplossingen om spanningen, doorbuigingen en trillingen in de switch terug te brengen binnen gewenste toleranties.

Voortzetting van werkzaamheden

Ondanks complicerende factoren als gevolg van Covid-19 bleef het voor mij mogelijk om gedurende het eerste half jaar van 2020 dagelijks op kantoor te Almere verder te werken aan mijn afstudeeropdracht. Dit hielp erg voor de continuïteit van voortgang en het aanhouden van mijn planning. In juli rondde ik de opleiding af met een 9. Deze afsluiting viel samen met een aanbod voor voortzetting van werkzaamheden voor Iv-Consult, waar ik per september bijdraag aan de projecten.

Aanzet voor ontwerp

Met dit onderzoek is een aanzet gedaan voor een ontwerp van een wissel, nodig om de Hyperloop op termijn als een volwaardig alternatief op bestaande vervoersvormen te presenteren. Het onderzoek levert daarmee hopelijk een bijdrage aan de ontwikkeling van het European Hyperloop Centre en om op termijn partijen te verbinden in het realiseren van schoner, zuiniger, en sneller vervoer.
Wij zijn altijd op zoek naar nieuw talent. Hoe kan jij ons versterken? Werken bij Iv betekent elke dag werken aan uitdagende en afwisselende projecten. Op kantoor of op locatie. Bekijk snel of er in jouw specialisme een uitdaging te vinden is!