„Außergewöhnliche Herausforderungen verlangen nach neuen Ideen. So ist das Projekt 'Hyperloop' ein gewaltiges und gewagtes Unterfangen", erklärt Christof Bachmann, VAT Head of Engineering Advanced Design. "Unser VAT-Team entwickelt eine erste Reihe technischer Lösungen und Prototypen, die unter Betriebsbedingungen getestet werden sollen.“
Das Hyperloop-Konzept hat das Ziel, Passagiere mit Airline-Geschwindigkeiten zu befördern – zu einem Bruchteil der Kosten von Flugreisen. Passagierkapseln sollen dabei mit hohen Geschwindigkeiten durch Vakuumröhren gleiten. Mittels Magnetschwebetechnik und dank des minimierten Luftwiderstandes sind dabei Durchschnittsgeschwindigkeit von rund 900 km/h geplant, mit Höchstgeschwindigkeiten von bis zu 1.200 km/h.
„Die größte Herausforderung eines Hyperloop-Systems ist das enorme Vakuumvolumen – seine Erzeugung ebenso wie seine Aufrechterhaltung", ergänzt Christof Bachmann. "Um nicht sehr viel Energie für die Erzeugung des Vakuums aufzuwenden und damit das Hyperloop-Konzept unwirtschaftlich zu machen, ist es sehr wichtig den Verlust des Vakuums zu minimieren. Daher ist wichtig, nicht nur einen Lufteinbruch in den Haltestationen, an denen die Passagiere ihre Kapseln verlassen und betreten, zu verhindern, sondern auch Leckagen über die vielen Kilometer der langen Röhren zu vermeiden. Kleinere Leckagen ließen sich noch durch dauerhaft laufende Vakuumpumpen kompensieren. Allerdings würde ein größerer Lufteinbruch den Verkehr in der Röhre sofort stoppen oder zumindest enorm verlangsamen. Daher werden in der Planung alle paar Kilometer große Sektorventile (mit dem Durchmesser der Röhre) installiert, um die Röhrensysteme in mehrere Abschnitte zu unterteilen. Im Fall einer größeren Leckage muss dann lediglich der betroffene Bereich abgesperrt werden; verloren geht dann nur das Vakuum dieses Abschnittes. Der Verkehr in anderen Teilen des Röhrensystems kann somit aufrechterhalten werden.“
Um die technische Machbarkeit verschiedener Aspekte des Hyperloop-Konzepts zu demonstrieren, entwickeln zahlreiche Teams in den USA und in Europa einsatzfähige Prototypsysteme. VAT kooperiert neben der europäischen EuroTube Foundation auch mit anderen Teams bei der Entwicklung solcher Sektorventile. Die europäischen EuroTube Foundation stellt Universitäten sowie der Industrie Forschungs- und Technologie-Testinfrastruktur an zentralen Standorten in Europa zur Verfügung. Ziel ist hierbei, die Entwicklung von nachhaltigen Vakuumtransporttechnologien zu beschleunigen.
In der EuroTube-Anlage in Collombey-Muraz, Schweiz, plant EuroTube derzeit eine 3 km lange Teststrecke. Hier können Forschungsteams ihre Vakuumtransportmodelle prüfen. EuroTube hat das VAT-Team eingeladen, die entwickelten Sektorventilkonzepte im Maßstab 1:2 unter realen Bedingungen in der Anlage zu testen.
„Bei der konstruktiven Entwicklung dieser Ventilkonzepte lag der Fokus auf bestmöglicher Integration in das Röhrensystem. Mit unserer Lösung sind keine beweglichen Teile in dem komplexen Magnetschwebe- und Antriebssystemen nötig, wenn ein Sektorventil geschlossen werden muss. Jeder Hyperloop-Betreiber weiß diese Technik zu schätzen. Denn sie reduziert Komplexität, Kosten sowie Platzbedarf und garantiert eine optimale Sicherheit“, betont Christian Schmidt, VAT Sector Manager Industrial Applications.
Die Dimensionen der für den Hyperloop benötigten Sektorventile sind riesig, ebenso die Kräfte, die auf das Ventil einwirken. Bei einer geplanten Rohrbreite von 5 m (16 Fuß) und einem Differenzdruck von 1 bar (Vakuum vs. Atmosphäre), beträgt die auf das Ventil drückende Kraft fast 200 Tonnen. Damit würde quasi das Äquivalent von 33 afrikanischen Elefanten auf dem Ventil stehen!
„Neben den wichtigen großen Sektorventilen, sind aber auch eine ganze Reihe anderer Ventile wichtig für den wirtschaftlichen Betrieb eines Hyperloop-Systems“, resümiert Christof Bachmann. "Auch Entlüftungsventile und Vakuumpumpen-Isolationsventile spiele eine wichtige Rolle. Mit den aktuellen Entwicklungen und Testkonzepten sind wir einen Schritt näher an einem Hyperloop-Vakuumventil-Portfolio – das jede für den Betrieb eines Hyperloop-Systems benötigte Ventiltechnologie bietet."
Eine erste Demonstration des Vakuumröhren-Transportkonzepts von EuroTube (DemoTube) ist für Anfang 2022 in Zürich geplant.