Hyperloop - Ein zukünftiges Transportsystem?


Bernd Schlüter

Aktives Mitglied
19.01.2004
322
Krefeld, 02151 9287045
Verdutzt stellte ich fest, dass in den neuesten Skizzen für Elon Musks Überschallkapsel der Vakuumkompressor fehlt.
Die neue Kapsel bildet in ihrer langgestreckten Form nur eine sanft verlaufende Querschnittsverengung, sprich, eine Überschall-Lavaldüse. Zur Vermeidung eines sogenannten senkrechten Verdichtungsstoßes, Schallmauer genannt, darf diese Engstelle nur so eng sein, dass auch an dieser die Überschallströmung erhalten bleibt. Die letzte Stufe von großen Dampfturbinen leidet an dieser "Krankheit", weil dort als Austrittsgeschwindigkeit maximal Schallgeschwindigkeit herrschen kann, die sogenannte "Sperrmachzahl".
Jemand, der sich mit solchen Bedingungen auskennt, ist Roman. Die Arianes fliegen ebenfalls im Vakuum mit hoher Überschallgeschwindigkeit. Bei der Ariane breiten sich die Verdichtungs- und Expansionsstoßwellen allerdings in den freien Raum aus, während sie in Elons Röhre gefangen bleiben und wieder in Geschwindigkeitsänderungen rückverwandelt werden können.
Wärme- und Stoßwellenverluste können einfach durch einen äußeren, elektrischen Antrieb des gesamten Fahrzeuges aufgebracht werden. Der große Kompressor im Innern entfällt.

Wir haben hier also nichts anderes als die originale Swissmetro vorliegen, mit dem Unterschied, dass sie sich, statt im Unterschallbereich, im Überschallbereich mit kompressibler Gasströmung bewegt.
Das Schweizer Militär hat bei seinen Schießexperimenten mit Kapseln durch lange Bohrungen durch die Alpen sehr wohl mit Überschall und Vakuum und auch mit äußerem Antrieb gearbeitet.
Die Versuchsergebnisse blieben aber geheim.
Im Unterschallbereich funktioniert die Geschichte nicht, das haben auch die vielen Schweizer Hochschulen bemerkt, die sich die Swissmetro als Wettbewerbsobjekt ausgeguckt hatten und letztlich alle scheiterten: zu verlustreich.

Ich sehe als Problem des neuen Überschalldesigns das "Durchbrechen" der "Schallmauer" an. Das Fahrzeug startet schließlich bei Null.

Bei der außen herumgeführten Luft gibt es einen Trageeffekt durch die Keilwirkung an der Außenwand: das Fahrzeug wird davon getragen und - das ist das Wichtige daran: eigenstabil. Die Schweizer schossen damals granatenförmige Transportbehälter durch eine teilevakuierte Röhre. Luftdruck wie in 20 km Höhe:
50 hPa oder 1/20 bar. Das passt auch für das neue Hyperloop.

Gut gedacht, das neue design, aber nicht zu Ende?
 
Zuletzt bearbeitet:

saxobernd

Mitglied
23.07.2020
144
NEUAUFLAGE SWISSMETRO?
In der Neuen Zürcher lese ich, dass die Schweizer das Käsebohren nicht lassen können.
Geplant ist jetzt eine überirdische Strecke im Unterwallis. Eine unterirdische Verlegung hätte vor allem den Vorteil, dass keine Wärmedehnungen auftreten. Das Schweizer Militär hat bereits Erfahrung im Waadt gemacht mit teilevakuierten Röhren.
Ich werde mich vermutlich nie in die schnelle Kapsel setzen, mir reicht das langsame Elektroautofahren.
Das Geld für das Projekt liegt schon längere Zeit bereit. 10000 km/h bearbeiten: nein, 1000km/h

Funktioniert nur für Abbonenten?

Also, zwischen Collombey und Muraz im Unterwallis (Nur wenige Kilometer).
Das Foto (für Euch vielleicht nicht sichtbar?) sieht nicht swissmetromäßig aus, kleiner, mit zwei Magnetschienen, wohl nur für den Antrieb, weil das Fahrzeug nicht von unten daran hängt.
So ganz nebenbei entdeckt: die Schweizer sind bei Corona schneller als die unseren: auf die Spitze am 9. November haben sie offensichtlich sehr schnell reagiert. Im Waadt (Lausanne und so) haben sie bis jetzt die Zahlen auf 40% heruntergedrückt.Bei uns? Covid ist schließlich auch ein Hochgeschwindigkeitsunternehmen , das sogar für uns von Interesse sein könnte. Bei der Seuchendisziplin hapert es bei den Schweizern genau wie bei uns.
Gebt Covid keine Chance!
 
Zuletzt bearbeitet:

saxobernd

Mitglied
23.07.2020
144
Heute lese ich in diversen Nachrichten, dass auch China beginnt, mit evakuierten Röhren für den schnellen Transport zu experimentieren. Neben allen möglichen anderen Tragsystemen, so von der Firma Bögl, die ein Projekt unweit von Berlingos Behausung betreibt. Das Großprojekt soll jetzt in China aufgebaut werden. Dort laufen schon einige Magnetbahnprojekte.Die diversen Vakuumröhrenprojekte zielen auf höhere Geschwindigkeiten, 1000km/h. Also schneller als die Flieger. Ich wundere mich, dass die Idee von Elon Musk, die Restluft zu komprimieren, nicht mehr aufgegriffen wird. Die Vakuumröhre von Sengenthal nach Shanghai oder Peking wäre viel dünner und käme billiger.

Ein Hauptproblem des Projekts von Elon Musk ist die Kühlung der komprimierten Luft. Nicht der Aufwand für die Kompression, das Blasen durch die Kabine und Expandieren am Heck.
Bei der hohen Geschwindigkeit kann die Kapsel kein Kühlwasser mehr aufnehmen.

Andere Projekte arbeiten mit derAbstoßung mittels Supraleitermagneten , wie sie in Japan verwirklicht wurden, allerdings mit stickstoffgekühlten "Hochtemperaturmagneten bei -200° Celsius.

Ursprünglich ein Projekt der Atombombenfirma in den USA. War das nicht Sandia?
Das Projekt wäre friedlicher als dieses.

Das waren deutsche Physiker, die die Sandia Laboratories groß machten. Das maglev-Projekt heißt "Seraphim". Seraphim sind jüdische Engel mit einer speziellen Schwebetechnik, noch ohne Elektroantrieb.
 
Zuletzt bearbeitet:

Kamikaze

Aktives Mitglied
24.08.2020
421
Wie so vieles wird eine radikal neue Technologie zuerst in Fernost gebaut und eingesetzt - daraus gelernt und dann das Ganze weltweit verkauft.
Die Innovationsfeindlichkeit der Deutschen wird unsere Wirtschaft immer weiter ins Ausland treiben.
Schade eigentlich.

Zum Hyperloop-Konzept:
Auf dem Papier klingt es erst mal toll.
Zum Personentransport sehe ich aber massive Hindernisse. Insbesondere als Feuerwehrmann frage ich mich, wie man im Notfall schnell in die Röhre und die Wagen kommen soll um Hilfe leisten zu können...
Einfach so eine teilevakuierte Röhre öffnen ist ja eher keine gute Idee.
Und selbst wenn man das könnte: wie lange braucht die Druckanpassung auf Umgebungsdruck?
Wie lange sind die abgeschotteten "Compartments" im Tunnel? (Hat maßgeblichen Einfluss auf die nötige Luftmenge und die Sicherungsmaßnahmen.)
Wie lokalisiert man die defekte/evtl. zerstörte Gondel? (einfach rein schauen geht ja nicht...)
Wie langzeithaltbar ist die Röhre, wenn sie hohen Druckdifferenzen und Fahrkräften ausgesetzt ist? (Bzw. wie Aufwändig ist die Reparatur?)
Im vollautomatischen Cargobereich (keine Menschen im Tunnel) sehe ich da weniger Hindernisse. Da hat man ja im Fall des Falles Zeit, wenn es nicht um Menschenleben geht.
 

saxobernd

Mitglied
23.07.2020
144
...dann gibt es nichts mehr zu retten. Wenn allerdings die einmillionste Sendung per Rohrpost heil von hier aus in China angekommen ist, wage auch ich den Einstieg.

Aber jetzt noch einmal die Überraschung: In einer Vakkumröhre von 2m² Querschnitt und 1 mbar Luftdruck sammelt die Kapsel auf ihrem Weg nach China 20 Tonnen Luft ein, die sich bei der Kompression auf ca 750 Grad erhitzt. Rechne ich mit 1000 Grad, muss ich bis in China diese herunterkühlen, das macht 20 Milliarden Joule Wärme.
1m³ Wasser kühlt bei seiner Verdunstung 2400 mal 1000 mal 1000 Joule Wärme herunter.
Mit 10m³ Wasser, die ich mitführe, komme ich reichlich aus.
Das verdampfte Wasser wird anschließend an den Rohrwänden kondensiert. Nicht einmal eine Vakuumpumpe ist dafür erforderlich. Der Wasserdampf reißt dabei sogar die Luft mit und komprimiert sie vor. Wasserdampfpumpe statt Quecksilberdampfpumpe.
Roman rechnet nach.
Elon hat vor längerer Zeit auch schon gerechnet und die Sache stimmt! Es funktioniert. Die Wasserdampfpumpen können wir alle 100 Meter anordnen, dann stört auch die Scheckengeschwindigkeit nicht, mit der die zähe Luft unter 1 mbar Luftdruck fließst.
 

saxobernd

Mitglied
23.07.2020
144
Da ich überzeugt bin, dass das Überschallfahrzeug in der Vakuumröhre funktioniert, mit einem geradezu lächerlich geringen Energieverbrauch, möchte ich hier einmal die noch nicht gelösten Probleme aufzeigen, die Elon offensichtlich so verschreckten, dass er das Projekt Hyperloop weitergab.
Vor und während dem zweiten Weltkrieg machte man in Altjoch, genau dort, wo Manfred wohnt die Überschallversuche für den Silbervogel des Österreichers Eugen Sänger. Das Ding sollte mit sehr wenig Energieverlust Amerika erreichen. Hauptproblem war die immense Hitzeentwicklung durch die mit 20facher Schallgeschwindigkeit auftreffende Luft. Eigentlich unlösbar. Sänger löste das Problem, indem er den Hyperschallhgleiter nur kurz auf dem Luft"meer" auftitschen ließ, was den Gleiter wieder in den Weltraum zurückwarf, wo er genug Zeit zum Auskühlen hatte. Den passenden Antrieb hatte er auch erfunden, das Staustrahltriebwerk. Die Amis haben es immer noch nicht vernünftig hinbekommen. Aber wir sind eine eingeschworene Gemeinschaft: uns genügt der Elektroantrieb ergänzt durch wenig Wasserstoff.

So läufts: Also, es kann nur funktionieren im Grob- oder Feinvakuum, denn wir haben hohe Energieverluste, die proportional dem Luftdruck sind. Hier 1/1000 Atmosphäre.
Man kann es drehen, wie man will: auf die 2m² große Frontfläche unseres Röhrengleiters treffen auf dem 10.000 km langen Weg nach China 20 Millionen m³ Luft bei 1/1000 Atmosphäre, also 20 Tonnen. Diese Luft bekommen wir unter keinen Umständen an dem Fahrzeug vorbei. Wir müssen sie vorne verschwinden lassen und hinten wieder herbeizaubern. Das geht so: Vorne wird die mit 1000m/s eintreffende Luft in einem Überschalldiffusor auf Unterschall verzögert (sehr verlustreich), wobei sie sich stark erhitzt. Mit eingespritzem Wasser kühlen wir sie ab und leiten sie in einen Verdichter, in dem weiter mit Wassereinspritzung gekühlt wird. Die auf das Hundertfache komprimierte, kühle Luft leiten wir durch ein Rohr im Inneren des Zuges nach hinten, wo wir sie wieder auf Überschall expandierenl lassen. Durch Wasserstoffeinspritzung ergänzen wir verlorengegangene Energie.
Also, ein äußerst sparsamer Hybridantrieb.
Benötigt werden für den 100 Tonnen schweren Zug auf den 10.000km : weniger als 10m3 Wasser, 100kg Wasserstoff und weniger als 3000kWh Strom, das macht auf der 10 Stunden langen Fahrt 300kW Antriebsleistung. Bei 0,1 mbar Luftdruck nur 1/10 davon.

Hört sich alles utopisch an. Ist es aber überhaupt nicht. Eugen Sänger hat die notwendige Technik in den dreißiger Jahren erfunden und in Altjoch und Peenemünde erprobt. Wir haben den enormen Vorteil, dass wir immer bei dem niedrigen Druck arbeiten, wir können uns ungleich höhere Verluste leisten als Eugen Sänger.
Ich denke, Elon Musk hat nur nicht die Zeit, sein Projekt fortzuführen. Ich denke, er wird selbst wieder dahin zurückkehren, denn die anderen werden es nicht schaffen. Zur Zeit sind ihm seine Teslas und Weltraumraketen noch wichtiger.
Roman kommt dann sicher mit.
 

Lomax223

Aktives Mitglied
16.09.2018
345
"Das Auto ist eine vorübergehende Erscheinung. Ich glaube an das Pferd." Kaiser Wilhelm II. (angeblich)



 

saxobernd

Mitglied
23.07.2020
144
Der Hafermotor läuft mit reiner Sonnenenergie, 10kg Heu oder 6,5 kg Hafer pro Tag mit 40 km Reichweite. 1kg Haferflocken enthalten 4,5 kWh Energie. Also 30kWh Energieverbrauch auf 40km. 75kWh auf 100km. Allerdings, reine Sonnenenergie. Von Methan- und Lachgasausstoß wollen wir erst gar nicht reden. Die meisten Leute konnten sich deshalb nur ein Steckenpferd leisten.
Der Tagesbedarf des Menschen beträgt etwa 550 Gramm Haferflocken, der kommt damit auch 40km weit. Pferde sind einfach nur Energieverschwendung. Mit Heu kommt allerdings auch der Mensch nicht weit.
 

ElektroHarald17

Neues Mitglied
18.01.2021
11
Salzburg
Ich denke auch, dass der Hyperloop weitaus realisierbarer ist, als viele glauben.
Sie haben das ganze eigentlich optimal zusammengefasst.
Wenn ich mich nicht täusche war der Hyperloop auch als eine Art Hauptatraktion vorgesehen für die kommende Expo in Abu Dhabi. Aus genannten Gründen wird dies natürlich nicht geschehen.

Ich denke aber auch, das Elon Musk auf lange Sicht die Nase vorn haben wird und sich demnächst wieder mit größer Konsequenz damit beschäftigt.

Liebe Grüße, Wodner
Da ich überzeugt bin, dass das Überschallfahrzeug in der Vakuumröhre funktioniert, mit einem geradezu lächerlich geringen Energieverbrauch, möchte ich hier einmal die noch nicht gelösten Probleme aufzeigen, die Elon offensichtlich so verschreckten, dass er das Projekt Hyperloop weitergab.
Vor und während dem zweiten Weltkrieg machte man in Altjoch, genau dort, wo Manfred wohnt die Überschallversuche für den Silbervogel des Österreichers Eugen Sänger. Das Ding sollte mit sehr wenig Energieverlust Amerika erreichen. Hauptproblem war die immense Hitzeentwicklung durch die mit 20facher Schallgeschwindigkeit auftreffende Luft. Eigentlich unlösbar. Sänger löste das Problem, indem er den Hyperschallhgleiter nur kurz auf dem Luft"meer" auftitschen ließ, was den Gleiter wieder in den Weltraum zurückwarf, wo er genug Zeit zum Auskühlen hatte. Den passenden Antrieb hatte er auch erfunden, das Staustrahltriebwerk. Die Amis haben es immer noch nicht vernünftig hinbekommen. Aber wir sind eine eingeschworene Gemeinschaft: uns genügt der Elektroantrieb ergänzt durch wenig Wasserstoff.

So läufts: Also, es kann nur funktionieren im Grob- oder Feinvakuum, denn wir haben hohe Energieverluste, die proportional dem Luftdruck sind. Hier 1/1000 Atmosphäre.
Man kann es drehen, wie man will: auf die 2m² große Frontfläche unseres Röhrengleiters treffen auf dem 10.000 km langen Weg nach China 20 Millionen m³ Luft bei 1/1000 Atmosphäre, also 20 Tonnen. Diese Luft bekommen wir unter keinen Umständen an dem Fahrzeug vorbei. Wir müssen sie vorne verschwinden lassen und hinten wieder herbeizaubern. Das geht so: Vorne wird die mit 1000m/s eintreffende Luft in einem Überschalldiffusor auf Unterschall verzögert (sehr verlustreich), wobei sie sich stark erhitzt. Mit eingespritzem Wasser kühlen wir sie ab und leiten sie in einen Verdichter, in dem weiter mit Wassereinspritzung gekühlt wird. Die auf das Hundertfache komprimierte, kühle Luft leiten wir durch ein Rohr im Inneren des Zuges nach hinten, wo wir sie wieder auf Überschall expandierenl lassen. Durch Wasserstoffeinspritzung ergänzen wir verlorengegangene Energie.
Also, ein äußerst sparsamer Hybridantrieb.
Benötigt werden für den 100 Tonnen schweren Zug auf den 10.000km : weniger als 10m3 Wasser, 100kg Wasserstoff und weniger als 3000kWh Strom, das macht auf der 10 Stunden langen Fahrt 300kW Antriebsleistung. Bei 0,1 mbar Luftdruck nur 1/10 davon.

Hört sich alles utopisch an. Ist es aber überhaupt nicht. Eugen Sänger hat die notwendige Technik in den dreißiger Jahren erfunden und in Altjoch und Peenemünde erprobt. Wir haben den enormen Vorteil, dass wir immer bei dem niedrigen Druck arbeiten, wir können uns ungleich höhere Verluste leisten als Eugen Sänger.
Ich denke, Elon Musk hat nur nicht die Zeit, sein Projekt fortzuführen. Ich denke, er wird selbst wieder dahin zurückkehren, denn die anderen werden es nicht schaffen. Zur Zeit sind ihm seine Teslas und Weltraumraketen noch wichtiger.
Roman kommt dann sicher mit.
 

saxobernd

Mitglied
23.07.2020
144
Beide Projekte, das von Eugen Sänger und Hyperloop lösen das Hauptproblem: die Wärmenetwicklung muss angeführt werden.Eugen Sänger katapultiert dazu das Raunmfahrzeug aus der Atmosphäre heraus, wo es genügend Zeit haben muss, per Strahlung in den kalten Weltraum die Wärme loszuwerden. Dazu ist eine hohe Überschallgeschwindigkeit erforderlich, die oberhalb der "Hitzemauer" aller Materialien liegt. Entsprechend hoch muss der Anstellwinkel des Fliegers sein, der, weil Überschallströmung die dünne Luft mächtig auf der Unterseite der Tragflächen komprimiert und damit erhitzt.
Wärmeabgabe an die Restluft ist also nicht möglich.Die Abgase des Staustrahltriebwerks machen kein Problem,, die Werden nicht so hoch komprimiert, dass sie nicht noch die Treibstoffwärme aufnehmen könnten.

Elon Musk hat kein Überschallproblem, er liegt weit unterhalb der Hitzemauer, sondern auf der Fahrt nach China muss er die gesamte vorne austreffende luft einsammeln und durch die Kabine reichen. Das geht nur in komprimierter Form, das bedeutet auch Wärme. Je weniger Luft er begegnet, umso weniger Wärme muss er "vernichten". Das geht nur mit Verdampfung von Wasser. Man landet damit bei etwa 1 Millibar Luftdruck, 20 Tonnen Luft bis China. Um das Wasser wieder zu entziehen, reicht Kondensation an Kühlfallen entlang der Strecke, das ist sehr einfach. Überschallkompressoren haben einen schlechten Wirkungsgrad, das ist vielleicht das größte zu lösende Problem. Den Vortrieb erzeugt das Strahltriebwerk plus der Wasserdampf, der mit ca 2km in der Sekunde am Heck ausgestoßen wird. Der Wirkungsgrad des Triewerks beträgt also etwa 60%. Da wird selbst Roman neidisch.Sparsame Leute verbinden den Hyperloop-Flug gleich mit einem Flug zum Mars. Biegen wir die Röhre leicht nach oben, können wir schon einen Teil der Startenergie zum Mars ein sparen. Verunglücken möchte ich in der Röhre nicht. Bei der Geschwindigkeit geht nicht nur die Brille auf der Nase zu Bruch.. Übrig bleibt von uns nur ein bisschen Gas: Kohlendioxyd und Wasserdampf, ein wenig Stickstoff und Spurenelemente..
Sprich, die himmlichen Heerscharen sind dann mitten unter uns. Also, eigentlich das Gleiche, was uns auch ohne Hyperloop blüht. Nur kürzer und schmerzloser als mit Corona.
 

Anmelden

Neue Themen

Adblock ?

Wir verstehen, dass Werbung nervig sein kann!

Der Adblock macht einen großartigen Job bei der Blockierung von Anzeigen, aber er blockiert auch nützliche Funktionen unserer Website. Für die beste Website-Erfahrung deaktiviere bitte deinen AdBlocker.

Alternativ wird die Meldung wird nicht mehr angezeigt, wenn du angemeldet bist.
Als Mitglied kostenlos registrieren
Login für Mitglieder

Ich habe meinen Adblock deaktiviert!