Hyperloop: Vibrationen bei 600 km/h sind gesundheitsgefährdend

Bei den Entwicklungsarbeiten zum Hyperloop-System, einer extrem schnellen Magnetschwebebahn in nahezu luftleeren Röhren, ist man in China auf ein massives Problem gestoßen: Eine Fahrt kann schnell zu einem Gesund­heits­risiko werden.

Suche nach Lösungen

Das Forscherteam unter der Leitung von Zhao Ming, tätig bei der staatlichen China Aerospace Science and Industry Corporation (CASIC), konnte nachweisen, dass selbst geringfügige Unregelmäßigkeiten, die sich in der Praxis kaum vermeiden lassen - etwa unebene Spulen oder minimal verbogene Trassen - zu gravierenden Problemen führen.

Bei einer Geschwindigkeit von bis zu 1000 km/h, mit der bei Hyperloop gearbeitet wird, kann es zu starken Vibrationen kommen. Mithilfe von Supercomputer-Simulationen und Modellversuchen fanden die Forscher spezifische Frequenzen, bei denen sich diese Vibrationen besonders stark verstärken, berichtet die South China Morning Post.


So erreichten die Schwingungen bei 600 km/h auf dem Sperling-Index, einem international anerkannten Maß für Fahrkomfort, einen Wert von 4,2 - ein Niveau, das bei längerer Einwirkung als gesundheitsgefährdend gilt. Erst bei der angestrebten Reisegeschwindigkeit von 1000 km/h sanken die Werte auf 3,1 - das steht für "gerade noch erträglich".

Zur Lösung des Problems entwickelte das Team ein innovatives Federungssystem: eine Kombination aus passiven Luftfedern und KI-gesteuerten elektromagnetischen Aktoren. Diese greifen auf zwei moderne Steuerungsverfahren zurück - das sogenannte "Sky-Hook"-Prinzip und eine PID-Regelung, die mithilfe genetischer Algorithmen (NSGA-II) optimiert wurde. Im Praxistest mit einem Modell im Maßstab 1:10 reduzierten sich die vertikalen Vibrationen um rund 45 Prozent. Die Fahrqualität blieb laut Studie bei allen Geschwindigkeiten im Bereich "ausgeprägt, aber nicht unangenehm".

China kommt voran

Während Elon Musks Hyperloop-Initiative in den USA ins Stocken geraten ist - unter anderem wegen Problemen bei der Aufrechterhaltung des Vakuums - treibt China seine Forschung ambitioniert voran. Die Teststrecke in Datong (Provinz Shanxi) gilt als weltweit erste voll funktionsfähige Anlage dieser Art. Dort werden neben der Streckenpräzision auch neue Standards für Vakuumdichtigkeit gesetzt.

Trotz der Fortschritte warnen die Wissenschaftler: Bis zur Einsatzreife der Technologie seien noch Herausforderungen zu meistern - insbesondere im Hinblick auf die Skalierung der Fahrwerkslösung für echte Züge und deren Verhalten unter Extrembedingungen wie Notbremsungen.


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