Deutsche Ingenieurskunst setzt sich durch

Die deutsche Gründlichkeit hätte die Studierende der Technischen Universität München (TUM) im Januar 2017 in Los Angeles fast aus dem Rennen gekickt. Dass das „WARR-Hyperloop-Team“ der TUM mit seinem Gefährt in der Hyperloop-Teströhre von SpaceX am Ende doch noch siegte, verdankte es der deutschen Ingenieurskunst.

Die martialisch klingende Abkürzung steht für „Wissenschaftliche Arbeitsgemeinschaft für Raketentechnik und Raumfahrt“. „Wir hatten uns nicht darauf fokussiert, dass unser Pod für den Wettbewerb perfekt ist, sondern wollten ein System bauen, das später für den praktischen Betrieb skalierbar ist“, erklärt Thomas Ruck (27), Student der Luft-und Raumfahrttechnik an der TUM. „Die Amerikaner sagten uns, das sei ein typisch deutscher Ansatz“, so Ruck. „Tatsächlich hätten wir im Wettbewerb mit unserer Konstruktion ziemlich viel Geschwindigkeit eingebüßt.“

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Ab auf die Teststrecke Team 2 nimmt vor dem Start den letzten Check an seinem Pod vor. Er wiegt nur 80 Kilo, ist 2,40 Meter lang und misst im Durchmesser 40 Zentimeter. (© 2017 TU München)

Elektromotor vs. Magnetantrieb

Dann kam es ganz anders: SpaceX teilte den Teams mit, dass dessen Magnetantrieb für den Hyperloop nicht funktionierte. „Mit unserer Bauweise waren wir plötzlich im Vorteil“, freut sich Ruck. Sein Team schraubte die Magnete kurzerhand ab und baute einen leichten Elektromotor ein.

Zahlen und Fakten zum TUM-Pod 2

Der zweite Wettbewerb konzentrierte sich auf die höchstmögliche Geschwindigkeit in der 1,2 Kilometer langen SpaceX-Röhre. Zu den technischen Details zählen:

Antrieb: Ein 50-kW-Elektromotor beschleunigt den Pod von null auf 354 Stundenkilometer in zwölf Sekunden.

Struktur: Der Pod besteht aus einem mit Carbon-Faser verstärkten Kunststoff mit Aluminiumeinsätzen. Die Sandwich-Struktur des Hauptrahmens mit einem Schaumkern sorgt für eine erhöhte Biege- und Torsionssteifigkeit.

Bremsen und Pneumatik: Vier pneumatische Reibungsbremsen erreichen eine Verzögerung von 2,4 g-Kraft (Kraft pro Masse). Sie bringen den Pod innerhalb von fünf Sekunden zum Stehen.

Batterie: Ein 132-Zellen-Lithium-Polymer-Batteriesystem liefert die Bordleistung.

Stabilisierung: Stabilisierungsmodule verhindern, dass sich der Pod in horizontaler und vertikaler Richtung bewegt.

Elektronik und Telemetrie: 38 Sensoren messen ständig den Zustand des Pods – von der Batteriespannung bis zum Bremsdruck. Ein gemeinsamer CAN(Controller Area Network)-Bus, der drei Mikrocontroller verbindet, bietet ein robustes und industrieerprobtes Kommunikationsprotokoll.

Die anderen Teams hatten ihre Magnete fest verbaut und waren schwerer unterwegs. So hängten die Münchner mit rund 104 Stundenkilometern die Teams von renommierten Forschungsuniversitäten wie MIT und Stanford ab.

Initiator des Wettbewerbs „Hyperloop Pod Competition“, für den Studententeams aus der ganzen Welt ihre Konzepte für die schnellste Kabinenkapsel, die Pods, einreichten, ist Elon Musk. Der visionäre Gründer des Raumfahrtunternehmens SpaceX sieht in der Röhren-Magnetschwebebahn das Transportmittel der Zukunft. Große Strecken ließen sich damit fast in Schallgeschwindigkeit zurücklegen. Die rund 600 Kilometer voneinander entfernten Metropolen San Francisco und Los Angeles etwa wären bei bis zu 1.220 Stundenkilometern nur 35 Minuten voneinander entfernt.

Mit 324 Stundenkilometern zum „Test“-Sieg

Im August gab es bereits den zweiten Wettbewerb in Los Angeles, ein Team von der TUM war wieder dabei. „Wir profitierten von den Erfahrungen von Team 1, bauten unseren Pod viel kleiner und leichter und sorgten gleich für einen eigenen Elektromotor-Antrieb“, erklärt Gabriele Semino (21), Physikstudent an der TUM und Leiter von Team 2. Eine kluge Entscheidung, denn auch im August funktionierte der von SpaceX vorgesehene Magnetantrieb in der Hyperloop-Teströhre nicht.

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Hyperloop Pod Competition SpaceX-Gründer Elon Musk gratuliert dem Team der TU München zu seinem Sieg mit 324 Stundenkilometern. (© 2017 TU München)

Als letzter der 20 Bewerber ging das TUM-Team 2 an den Start. Mit 324 Stundenkilometern flitzte die kleine Kapsel durch die Teströhre – und: Sieg! Elon Musk staunte nicht schlecht und gratulierte den Münchnern persönlich. Ihr Erfolg und das Treffen mit dem Initiator war für sie eine schöne Belohnung für das monatelange Projekt, das die meisten von ihnen in Vollzeit betrieben und nur dank zahlreicher Sponsoren umsetzen konnten. „Für beide Teams war das eine tolle Erfahrung!“, resümiert Ruck strahlend. „Im Berufsleben werden wir kaum noch die Gelegenheit bekommen, ein Projekt von der Planung bis zur Umsetzung zu begleiten.“

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WARR-Hyperloop im Video