Trein zonder wielen

Deel

Een trein zonder wielen? Het is misschien lastig je daar iets bij voor te stellen, maar in onder andere China en Japan bestaan ze al. Deze zwevende treinen rijden namelijk op basis van magneten. De treinen zweven boven de rails en kunnen veel efficiënter rijden dan traditionele treinen. Maar hoe werkt deze bijzondere trein nou precies?

Hoe werkt een zweeftrein?

Je hebt vast wel eens geprobeerd twee dezelfde polen van een magneet tegen elkaar te drukken. Je krijgt al snel door dat dit niet lukt. Een zweeftrein maakt gebruik van ditzelfde principe, magneetvelden (het krachtveld van de magneet) die elkaar afstoten.

Een zweeftrein gebruikt echter niet zomaar magneten, maar zogeheten supergeleiders. Een supergeleidende magneet creëert een magneetveld wanneer je er stroom doorheen laat lopen. Supergeleiders zijn in staat om gigantische elektrische stromen te weerstaan, waardoor er een enorm sterk magneetveld ontstaat.

Het magneetveld van de zweeftrein wordt opgewekt door zo’n supergeleidende magneet. Het afstotende magneetveld van de rails wordt opgewekt door een normale geleidende magneet. Zo kan de trein zweven boven de rails in plaats van te rijden op wielen. 

Voordelen van de zweeftrein

Als een trein op rails rijdt, wordt de trein constant afgeremd door de rolweerstand tussen de wielen en de rails. Een zweeftrein heeft hier geen last van en heeft daardoor minder energie nodig om vooruit te komen. Dit betekent dat een zweeftrein heel ver kan reizen op minder stroom. Dit is beter voor het klimaat en ook nog eens goedkoper.

Daarbij zorgt het gebrek aan deze rolweerstand er ook voor dat de trein veel sneller kan. De nieuwste zweeftrein in Japan kan wel 600 kilometer per uur! Dat komt al aardig in de buurt van de gemiddelde snelheid van een vliegtuig, die zo’n 900 kilometer per uur gaan.

Verder kan deze trein vervoersopties bieden die normaal niet mogelijk zijn. Denk bijvoorbeeld aan een trein die binnen een paar uur in Spanje is. Hierdoor zouden mensen eerder de trein pakken dan het vliegtuig. Ook dit helpt enorm klimaatverandering tegengaan.

Nadelen van de zweeftrein

Op deze manier zou je misschien denken; Waarom maken we niet van alle treinen zweeftreinen? Dit is omdat het aanschaffen van supergeleidende materialen enorm duur is. 

De eerste zweeftrein is in 2004 in Shanghai geopend. Deze kostte ongeveer 18 miljoen dollar per kilometer. Er zijn dus niet veel landen die dit soort treinen kunnen bouwen. Niet omdat de voordelen er niet zijn, maar simpelweg door de enorme kosten.

Een ander nadeel van dit soort treinen is dat bij een te hoge snelheid ze last krijgen van luchtweerstand. Luchtweerstand is de mate waarin de lucht terugduwt tegen de trein wanneer de trein vooruit wil. Bij ongeveer 550 kilometer per uur wordt de luchtweerstand te groot en is de zweeftrein niet meer energiegunstiger dan een normale trein.

Je vraagt je dan misschien af; Vliegtuigen gaan veel sneller, waarom kan dat dan wel? Dit is omdat op de hoogtes van vliegtuigen de lucht veel dunner is en er dus minder weerstand is. Wetenschappers zijn vervolgens na gaan denken hoe ze dit kunnen gebruiken voor de zweeftreinen.

Hyperloop

Daarom wordt nu gewerkt aan een zweeftrein die in een speciale buis rijdt. In deze buis is de luchtdruk een stuk lager en heeft de trein een stuk minder last van luchtweerstand. Op deze manier heeft de trein de hoge snelheden die mogelijk zijn door de supergeleidende magneten, en ook de lage luchtweerstand die normale zweeftreinen tegenhouden. 

Deze trein wordt ontworpen door een samenwerking van heel veel grote bedrijven en wordt de Hyperloop genoemd. Als alles goed gaat zal de hyperloop in 2027 klaar zijn.

Er is dus zeker een toekomst voor magnetische zweeftreinen. Helaas zal het nog even duren voordat deze normaal worden. Dit is omdat het voor nu nog veel te duur is voor meeste landen. 

Er wordt echter veel onderzoek gedaan naar supergeleiding en elektromagneten en er worden elke dag ontdekkingen gedaan die zouden kunnen bijdragen aan de toekomst voor deze treinen. 


Zou het jou ook leuk lijken om mee te werken aan zweeftreinen of de hyperloop? Kijk dan zeker eens naar een van de onderstaande studies!

Technicus engineering (MBO)
Heb jij een idee hoe automatisering in fabrieken, verlichting en ventilatie in tunnels en systemen voor treinen en trams eigenlijk werken? Of wil je meewerken aan nieuwe ontwikkelingen zoals windmolens en zonnepanelen? Dan is dit jouw opleiding wel!

Technicus elektrotechnische systemen (MBO)
Met deze opleiding krijg jij complexe systemen weer aan de praat. Denk aan stilstaande treinen, bruggen die niet meer open of dicht gaan of verkeerslichten die niet meer werken. Je weet precies wat jij moet doen om de boel weer aan de gang te krijgen.

Werktuigbouwkunde (HBO)
Als werktuigbouwkundige bedenk en ontwerp je praktische oplossingen voor technische problemen. Van een klein apparaat dat medicijnen onder de huid afgeeft, tot e-bikes en een stoomturbine in een energiecentrale.

Mechatronica (HBO)
Bij de opleiding Mechatronica leer je producten te ontwerpen en te besturen waarin beweging een centrale rol heeft. Het verbindt de kennis vanuit verschillende vakgebieden zoals werktuigbouwkunde, elektrotechniek en informatica om zo tot de slimme producten van de toekomst te komen.

Natuurkunde (WO)
Als natuurkundige probeer je de wereld in wiskunde op te schrijven en met experimenten natuurverschijnselen te verklaren. Natuurkundigen zijn analytisch en echte probleemoplossers. Zij zijn degenen die veelal aan het begin staan van technologische veranderingen.

Technische natuurkunde (WO)
Als technische natuurkundige kun je wetenschappelijk onderzoek doen, maar ook de praktische kant op. Je leert natuurkundige verschijnselen, zoals mechanica, elektromagnetisme, golven en kwantummechanica ontdekken en begrijpen én je leert deze kennis toe te passen. 

Deel

Andere interessante artikelen

De zomervakantie zit er bijna op. Deze apps en tips maken je leven op school leuker en makkelijker!

De eindexamens zijn klaar en de zomervakantie staat voor de overige scholieren ook al voor de deur. Maar wat te doen met al deze vrije tijd?

Al jaren proberen wetenschappers kernfusie uit te voeren op aarde, voor het opwekken van schone energie. Het team van Tokamak Energy gelooft dat ze dichtbij zijn.