TUM Hyperloop: Digital geplante Röhre

Ein Forscherteam der TUM (TU München) hat alle vier internationalen SpaceX Hyperloop Pod Competitions für sich entscheiden können. Hyperloop ist ein ultraschnelles bodengebundenes Transportsystem für Passagiere und Fracht, das Elon Musk, CEO von Tesla und SpaceX, bereits 2013 in einem Whitepaper vorgestellt hat. Musk initiierte 2015 auch den Wettbewerb dazu.

Das System besteht aus teilweise evakuierten Röhren, die eines Tages Mobilitätszentren in großen Ballungsräumen verbinden könnten und aus Transportkapseln, sogenannten Pods, die sich dank kontaktloser Schwebe- und Antriebssysteme sowie auf Grund des geringen Luftwiderstands mit sehr hohen Geschwindigkeiten bewegen. Mit dem System könnte die Tür-zu-Tür-Reisezeit auf mittleren Entfernungen verglichen mit heutigen Verbindungen erheblich verkürzt werden und: bei vollelektrischem Betrieb wird Klimaneutralität angestrebt.

482 Kilometer pro Stunde

Mit 482 km/h hält das TUM Hyperloop-Team derzeit den Geschwindigkeitsrekord im Wettbewerb. Die Mitglieder – 94 Professoren, wissenschaftliche Mitarbeiter und Studierende aus 29 Nationen – arbeiten an einer Machbarkeitsstudie für Strecken, die München mit anderen wichtigen deutschen Handelsknotenpunkten wie Berlin, Frankfurt, Hamburg oder Düsseldorf verbinden könnten. Die Routenanalyse basiert auf Faktoren wie Geländebeschaffenheit, städtische Dichte und technische Beschränkungen, die im Kontext von bautechnischen Vorgaben betrachtet werden. Die Hyperloop-Verbindung zwischen städtischen Gebieten könnte für eine gleichmäßigere Bevölkerungsverteilung im Land sorgen, die wirtschaftliche Entwicklung in abgelegenen Gebieten fördern, Staus auf den Hauptverkehrsstraßen lindern und dazu beitragen, die durch den Transportsektor verursachten Emissionen zu reduzieren. Erste Studien von TUM Hyperloop sollen zeigen, dass die Kosten für die Implementierung und den Betrieb der Technologie vergleichbar oder sogar günstiger sind als Schienennetze.

Lebensgroßer Prototyp

Bis Ende 2023 soll nicht nur ein lebensgroßer Prototyp der elektromagnetisch angetriebenen Passagierkapsel, sondern auch ein 24 Meter langes Stück der Hyperloop-Vakuumröhre entwickelt werden. Durch die oberirdisch und unterirdisch geführte Röhre sollen die Kapseln eines Tages wetterunabhängig mit einer Geschwindigkeit von 1000 km/h schweben. Für die Planung des Prototyps der Hightech-Betonröhre nutzen die Forscher Allplan. Das seit 2019 laufende Projekt umfasst drei Schritte, darunter die Simulation. Das Forscherteam entwickelt die Softwaretool, um die Modelle für der Evaluierung des Systems zu berechnen und zu erstellen, die den Input für Entscheidungen im Entwicklungsprozess liefern. Der zweite Bereich beinhaltet den Bau des 24 Meter großen Demonstrators, das entspricht der Echtgröße. Hier sollen das Design evaluiert und Daten für künftige Modelle gesammelt werden. Parallel zur Fertigstellung des Demonstrators wird im dritten Bereich die Machbarkeit des Ganzen außerhalb des Labors untersucht. Das Potential des Systems wird unter Finanz- und Markt- sowie Umwelt- und Sicherheitsaspekten analysiert.

Die Gruppe, die an der Konstruktion der Vakuumröhre arbeitet, entschied sich dafür, die Betonkonstruktion mit Allplan zu planen. Nicht zuletzt, weil die Jungingenieure bereits im Studium Erfahrungen mit der Software sammelten – insbesondere hinsichtlich der Schalungs- und Bewehrungsplanung. Sie werden von einem Team von Allplan Campus unterstützt. HK