Hyperloop - Ein zukünftiges Transportsystem?


Bernd Schlüter

Aktives Mitglied
19.01.2004
309
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?
 
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