Studenten betreden nieuwe wegen in Hyperloop-uitdaging

Stel je voor dat je in een stad in de verre (of misschien niet zo verre) toekomst woont: je moet een afspraak maken aan de andere kant van de stad, dus je stapt in een capsule in een ondergrondse tunnel. Vanaf daar word je met halsbrekende snelheden door een reeks kronkelende en draaiende buizen geslingerd die zich onder de stad uitstrekken.

Dat is de visie achter de Hyperloop, een voorgestelde manier van transport die schijnbaar rechtstreeks uit sciencefiction lijkt te komen.

“Hoe meer ik leer over Hyperloop, hoe meer ik ervan overtuigd ben dat dit iets is dat een revolutie teweeg kan brengen in de manier waarop transport werkt”, zegt Toby Savage, een senior student computerwetenschappen aan CU Boulder.

Maar voordat dat kan gebeuren, zullen wetenschappers nieuwe vooruitgang moeten brengen in een activiteit die mensen al eeuwenlang doen: een gat graven.

Dat is waar Savage en de ongeveer 20 andere studenten in een campusclub genaamd CU Hyperloop binnenkomen. De studenten namen onlangs deel aan het slotevenement van de allereerste Not-a-Boring Competition. Deze unieke uitdaging zet teams van over de hele wereld tegen elkaar op om stevige machines te bouwen die ondergronds graven en netwerken van tunnels uitgraven.

The Boring Company, in 2016 opgericht door miljardair en Hyperloop-voorstander Elon Musk, sponsort de wedstrijd.

Van 6 tot 12 september reisden de studenten naar de woestijn buiten Las Vegas om hun technische vaardigheden op de proef te stellen. Het team vocht tegen de hitte en het opwaaiende zand om hun ontwerpen voor de ultieme tunnelboormachine te demonstreren. Eenmaal voltooid, ziet hun creatie eruit als een mix van een mol en een robot, waarbij een snijwiel ter grootte van een extra grote pizza wordt gebruikt om een ​​perfect ronde tunnel onder de grond te graven.

“Het was heel stressvol, maar ook heel leuk”, zei Savage. “Het was een geweldige ervaring om alle teams te ontmoeten.”

Het was ook een kans voor de studenten om te zien hoe techniek in de echte wereld werkt.

“Niemand had ervaring met zo’n groot project dat in de competitie kwam”, zegt teamlid Cody Wheeler, een senior die lucht- en ruimtevaarttechniek studeert. “We zijn een team van studenten die elkaar willen leren hoe ze betere ingenieurs kunnen worden.”

De hitte voelen

Op vrijdag 10 september waren ze minuten verwijderd van een van de grootste tests van hun vaardigheden tot nu toe.

Een van de slechts 12 finalisten uit een wereldwijde pool van honderden deelnemers, het studententeam reisde naar Nevada om letterlijk het hoofd te bieden aan verzengende concurrentie.

De temperaturen liepen tijdens het evenement vaak boven de 100 graden Fahrenheit.

“Ik probeer ervoor te zorgen dat alle studenten gehydrateerd blijven en pauzes nemen wanneer ze het nodig hebben”, zei Wheeler via Zoom vanaf de testsite.

Vanwege budgetbeperkingen hebben de studenten hun machine nog niet zover gekregen dat hij kan graven. (Dat is hun plan voor het komende jaar, wanneer de competitie weer van start gaat.) Maar ze hebben uiteengezet hoe de robot zal werken en veel van zijn componenten hebben gefabriceerd – die juryleden van The Boring Company de hele week onder de loep hebben genomen.

Als alles volgens plan verloopt, zal het eindproduct ongeveer 14 voet van begin tot eind meten en meer dan 1.300 pond wegen, naar voren duwen door een reeks tanden in de zijkant van een groeiende tunnel te prikken. Het zal in staat zijn om, zoals de wedstrijd vereist, een slak uit te graven en ondergronds te bewegen met een snelheid van ongeveer anderhalve meter per uur. En ondanks de grootte van de machine, zal hij verrassend wendbaar zijn, op en neer kunnen draaien en naar links en rechts kunnen draaien.

The Boring Company besteedt speciale aandacht aan hoe het CU Hyperloop-team van plan is deze ondergrondse tunnels te ondersteunen. Arjun Mody, een tweedejaarsstudent werktuigbouwkunde, legde uit dat de meeste teams in de competitie hun tunnels zullen bekleden met stijve wanden. CU Hyperloop besloot echter een meer flexibele route te gaan.

Om hun tunnels te verstevigen, ontwierp het team een ​​uitzettende structuur gemaakt van harde metalen ringen die door een zeil zijn verbonden.

“Het is eigenlijk een supersterke hondentunnel,” zei Mody.

Terwijl de boormachine graaft, zal de structuur zich ontvouwen, het gat vullen en voorkomen dat het instort.

Of dat is de hoop.

Op 10 september heeft het team dat ontwerp op de proef gesteld. Ingenieurs van The Boring Company hadden een gat van 6 meter lang gegraven op de testlocatie waar Mody en zijn collega’s hun tunnelvoering onder bijna anderhalve meter aarde begroeven. Vervolgens sleepten ze een reeks sensoren door de structuur om te controleren of deze bestand was tegen het verpletterende gewicht.

“Ik bid gewoon dat het stand houdt, en we zullen goede gegevens krijgen en onze plannen voor volgend jaar niet hoeven te wijzigen”, zei Mody vanaf de site.

Klaar om te gaan

Dagen later terug in Boulder zei junior Zoe Zier dat de test de doe-het-zelf-benadering van het team van de concurrentie weergaf. Het CU Hyperloop-team had dit jaar slechts $ 50.000, opgehaald van het Engineering Excellence Fund op de campus en van sponsors uit de industrie, om hun machine te ontwerpen, te fabriceren en te testen – een fractie van de financiering waarmee particuliere saaie bedrijven moeten werken.

Om die beperkingen te omzeilen, moesten Zier en haar medestudenten nadenken: ze gebruiken veel goedkope, kant-en-klare onderdelen, waaronder autokrikken die ze van Amazon hebben gekocht. Ze doen ook al hun eigen laswerk en meer.

“Ik denk dat het coolste aan ons team is hoeveel interne productie we hebben kunnen doen”, zei Zier.

De aanpak lijkt vruchten af ​​te werpen. De hondentunnel van het team heeft de test van The Boring Company met vlag en wimpel doorstaan.

Nu richten Zier en haar collega’s hun aandacht weer op de concurrentie. Ze praten met technische bedrijven om meer geld in te zamelen voor de inspanning en zullen de komende maanden doorgaan met het slijpen van hun saaie machine. Dan gaan ze graven.

“Ik ben zo trots op wat we dit jaar hebben kunnen bereiken, vooral met zo’n laag budget”, zei Zier. “Volgend jaar gaan we nog meer doen.”