Zoeken in deze blog

vrijdag 4 mei 2012

Welkom magneetzweefbus!

Ik zag vandaag een bus passeren waarvan de chauffeur voluit aan het lachen en aan het praten was met een passagier. Hoewel ik dit niet verantwoord vind, heb ik er wel een idee aan overgehouden.

Het ontwerp situeert zich in een experimenteel kader, waarin vrij en out of the box gedacht mag worden. (Denk aan het bericht van The Wire en Genk)

Waarom dan niet voor geen chauffeur kiezen? Een chauffeur die zich bijna alleen mag bezighouden met veilig rijden, wordt eigenlijk uitgesloten van het leven op de bus. Uitsluiting is nu net wat ik niet wil in mijn ontwerp. Ik wil grenzen overschrijden, openingen laten. Dit houdt tevens verband met Esposito's idee over de munus. Die kan je niet bereiken vanuit een praktijk waar groepen mensen worden begrensd en afgebakend via bepaalde gedeelde eigenschappen. Neen, zo een definiëring is net uit de boze. Als je de passagiers op de bus de gedeelde eigenschap meegeeft van "diegenen die de bus niet besturen" en de chauffeur dan als enige bestempelt "die bestuurt", dan zit je opnieuw met afgebakende, begrensde groepen. Dit is niet hoe ik mijn ontwerp wil neerzetten. Vandaar dat ik radicaal kies voor een ongezien iets: een bus zonder menselijke chauffeur, volledig computergestuurd. Sociale pedagogie en hoogstaande technologie ontmoeten elkaar!

Ingenieurs zouden een systeem moeten bedenken waarbij de bus niet bestuurd moet worden, maar wel een traject aflegt op magnetische velden. Eigenlijk is het vergelijkbaar met het concept van magneetzweeftreinen. De magneetzweeftrein is in een voertuig dat 10 - 20 millimeter boven een baan zweeft door middel van een magneetveld. Deze techniek wordt magnetic levitation, kortweg maglev, genoemd. Een lineaire inductiemotor (LIM) drijft de trein aan. De trein zweeft dankzij de Wet van Lenz. In principe zijn er twee mogelijkheden voor het opwekken van het benodigde magneetveld: de elektromagneten in het voertuig (passieve baan) of de elektromagneten in de baan (actieve baan). Onder meer Japan, Duitsland en Nederland zijn al actief bezig geweest met het ontwikkelen en invoeren van dit concept op het vlak van openbaar vervoer. Er is wereldwijde interesse voor de technologie en mogelijkheden van de maglevs. Op dit ogenblik is als enige ter wereld in Changhai (China) een commerciële magneetzweeftrein in gebruik voor een traject van 29,86 km op een lijn tussen stadsdeel Pudong en de luchthaven Sjanghai Pudong. Deze rit duurt 7,5 minuten. De maximale snelheid van de trein ligt op ongeveer 430 km/h, hetgeen na drie minuten versnelling wordt bereikt. De laatste drie minuten worden gebruikt voor het remmen.









De MXL01-1 (Japanse maglevtrein) op een expo in 2005. Deze trein is actief op de Yamanashi-testbaan (Japan).






Transrapid op het testtraject bij Lathen (Duitsland).

     





        opengewerkte tekening door Peter Welleman

                                                   werking van de magnetische aandrijving
                op p. 5 van het pdf-bestand op www.transrapid.de staat dit principe ook mooi uitgelegd

Als je graag meer informatie wil over dit interessant onderwerp, ga dan eens kijken op Wikipedia via deze links http://nl.wikipedia.org/wiki/Magneetzweeftrein., http://nl.wikipedia.org/wiki/JR-Maglev en http://www.transrapid.de/pdf/tri_nl.pdf. Op deze laatste site vind je een pdf-bestand met uitgebreide uitleg over de transrapid en de werking van de magnetische systemen.

Ik zou dus een magneetzweefbus als volkshuis willen ontwerpen. Twee nadelen: de op dit ogenblik definitieve trajectafbakening en het zeer hoge kostplaatje.

Op dit moment leggen alle "gewone" bussen een vooropgesteld parcours af. Het is ook de bedoeling van de volkshuisbus een dergelijk afgebakend parcours af te leggen. Toch mag dit parcours volgens mij niet het enige spoor zijn. Het traject mag niet definitief zijn, het moet openingen kunnen laten. Zoals het spoor van mensen kan veranderen in hun leven, zo moet deze volkshuisbus de mogelijkheid in zich dragen mee te gaan met sommige andere sporen die plots opduiken. Wat bedoel ik hiermee? Een op wielen rijdende bus met een menselijke chauffeur zal makkelijker kunnen afwijken van het vooropgestelde traject dat het normaliter zou afleggen. Zo zou de bus af en toe eens een speciaal traject kunnen volgen, bijvoorbeeld op persoonlijke aanvragen van mensen of meer officiële aanvraag van culturele instanties. Op die manier kan de bus drempelverlagend werken als het gaat over het bereikbaar maken van plekken waar mensen kunnen samenkomen. Ik denk ook dat het de motivatie van mensen die de bus willen opstappen kan verhogen als ze weten dat de bus er voor hen is en dat hun betrokkenheid telt. Het leven op de bus zou intenser kunnen worden. Dit is slechts een idee, maar het laat toe dat het concept van de volkshuisbus vernieuwd kan worden als daar nood aan is. Het moet kunnen meegroeien en veranderen met de mensen waarvoor het bedacht is: een bus voor de mensen en van de mensen, een "bottom-up bus"
Indien echter álle wegen voorzien zouden moeten worden van de technologie die nodig is om de bus met magnetische velden te laten voortbewegen - alle wegen of vele wegen om afwijkingen van het vooropgesteld parcours toe te laten - zitten we met zo een investering dat dat financieel en praktisch niet haalbaar is. Opzoekingswerk toont aan dat initiatieven in bijvoorbeeld Duitsland voor "slechts" een traject van een 38 kilometer lange magneetzweefbaan tussen het Centraal Station van München en de luchthaven 'Franz-Josef Strauß', zijn afgeblazen wegens het te hoge kostenplaatje. Wat zou het dan niet betekenen voor een magneetzweefbus in alle of vele straten van Genk? (De meeste magneetzweefbanen zijn op pilaren gebouwd, zo kan het leven eronder gewoon doorgaan - bijvoorbeeld landbouw - omdat de constructie weinig landoppervlak vereist. Het is echter ook doenbaar een magneetzweefbaan op de begane grond of in tunnels te bouwen. Bekijk de tekening van deze constructie op pagina 8 van het pdf-bestand op http://www.transrapid.de/pdf/tri_nl.pdf: gelijkvloerse en verhoogde magneetzweefbaan) Op dit ogenblik is zoiets echt zeer onrealistisch, dit zijn werkelijke toekomstideeën!! Toch wil ik mijn utopisch idee van de magneetzweefbus behouden op een afgebakend traject dan weliswaar. Ik zal voor mijn ontwerp daarbij goed nadenken over het spoor van het traject en proberen om zoveel mogelijk boeiende plaatsen in te calculeren.

Voordelen van magnetische aandrijving (ik baseer me op de voorbeelden van de magneetzweeftreinen): geen storend motorgeluid, afwezige rolweerstand, geen productie van fijn stof, lichtere uitvoering van voertuigdelen en meer plaats vanbinnen.

Treinen met magnetische aandrijving maken geen rolgeluid dat ontstaat door contact tussen rail en wiel. Enkel vanaf de snelheid van 300 km/u wordt fluiten, dat ontstaat door de smalle opening tussen baan en voertuig, een probleem. Aangezien het geenszins de bedoeling van de magneetzweefbus is om mensen doelgericht zo snel mogelijk te vervoeren van punt a naar punt b, stelt het fluiten helemaal geen probleem. De bus zal met gewone snelheid het parcours afleggen, zonder supersnel op te trekken en zich supersnel te verplaatsen. Genieten van het landschap moet voor de mensen op de bus nog mogelijk blijven. Conventionele lijnbussen die nu rondrijden, mogen maximaal 75 km/u rijden. (Koninklijk besluit houdende algemeen reglement op de politie van het wegverkeer en van het gebruik van de openbare weg.
[BS 09.12.1975]; Titel II: Regels voor het gebruik van de openbare weg; Artikel 11. Snelheidsbeperkingen) Op onderstaande foto zie je die snelheidsbeperking van 75 km/u op de sticker achteraan rechts op de bussen.



Door de magneettechnologie als aandrijving te gebruiken is het probleem van het storend buslawaai (zijnde motor- en remgeluid en gerammel en gekraak in de bus als gevolg daarvan: zie berichten Lijnend Genk!) opgelost. 
Doordat er geen wielen meer zijn die voor wrijving zorgen - dit is de afwezige rolweerstand - valt het remmende effect van wielen weg. Dat verhoogt het zitcomfort van de mensen op de bus aanzienlijk, zodat aanwezigen zich kunnen bezighouden met de mensen op de bus en niet met het zich vasthouden.
Ook voordelig is dat de magneetzweeftrein geen fijn stof veroorzaakt door sleet aan remvoeringen of sleet van de stroomafnemer of de stroomgeleider. Dit laatste heeft een bus niet, maar productie van fijn stof door sleet aan remvoeringen wel. Voor meer uitleg over hoe dit slijtageproces in zijn werk gaat, verwijs ik naar de volgende webpagina. Er staat onder meer een verduidelijkende tekening op. . http://www.marcovw.nl/Motor/Remsysteem/Remvoeringen.htm
Het is dus alleen maar positief dat mijn ontwerp ook een minder grote ecologische voetafdruk nalaat dan conventionele bussen: er worden geen fossiele brandstoffen verbruikt, er is geen productie van fijn stof door remslijtage en er is minder geluidsoverlast (allemaal gesteld dat het mogelijk zou zijn om deze technologie toe te passen op bussen). 
Noot: Een elektrische bus biedt ook de voordelen van alternatieve brandstofgebruik en minder geluidsoverlast. Maar het probleem van fijn stof door remslijtage is er nog wel en de bestuurder moet actief zijn taak opnemen, zijnde de bus besturen. En net op een bus zonder chauffeur baseert mijn idee zich grotendeels.
Even een vergelijking van het energiegebruik van een magneetzweeftrein (Transrapid) en een conventionele trein.
Het gunstige energiegebruik van de Transrapid is te danken aan de toepassing van moderne vermogenselektronica, het ontbreken van elektromechanische vermogensomzetting met behulp van wrijvingsgebaseerde elementen voor aandrijving en stroomvoorziening aan boord, de hoge efficiëntie van de synchrone statormotor met bekrachtiging door de hefmagneten van het voertuig, en de gunstige voertuigeigenschappen (bijv. de lage massa van circa 0,5 ton per stoel en de lage bedrijfsweerstand van circa 0,2 kN per stoel bij een snelheid van 400 km/u). Over vergelijkbare afstanden is het specifieke primaire energiegebruik van autoverkeer driemaal zo hoog en dat van luchtverkeer zelfs vijf maal zo hoog als dat van de Transrapid. (pdf-bestand op www.transrapid.de, p. 18)

Een ander voordeel bij magneetzweeftreinen is dat de voertuigdelen lichter kunnen worden uitgevoerd omdat die over de hele oppervlakte van de onderkant worden ondersteund (lijnvormige in plaats van puntvormige belasting). Bij conventionele treinen moet het rijtuig worden ondersteund met een zware constructie, vanwege de grote overspanning tussen de draaistellen en er is een zwaar veermechanisme nodig om trillingen op te vangen. Nu zijn treinen natuurlijk geen bussen, maar een vergelijkbaar principe is aannemelijk: zet de bus in plaats van op wielen op magneetgeleiders en construeer de bus met lichtere materialen. De vraag bij magneetzweefbussen is dan of de spanning, de kracht, die moet worden opgewekt om de bus vooruit te laten gaan vooraleer ze begint te zweven, groot genoeg is. Ik heb hiervoor een vraag gericht naar een meer gespecialiseerde instantie. Hopelijk krijg ik ook antwoord en kan ik deze gedachtengang concretiseren.


Ten opzichte van gewone treinen zijn magneetzweeftreinen breder, waardoor ze meer passagiers kunnen vervoeren. Op onderstaande foto kan je het interieur bekijken van de Transrapid in Shanghai. Daar zie je aan weerszijden van de middengang telkens een rij van drie zitplaatsen. 




interieur van de Transrapid in Shanghai (China)









Ook hier staan de stoelen achter elkaar om een zo groot mogelijk economisch rendement te verkrijgen. Aangezien ik niet met het rendement bezig ben en de plaatsing van de zitbanken wil veranderen om meer dialoog en non-verbale communicatie te bewerkstelligen, is de breedte van dit voertuig wel een voordeel: er is meer plaats om te manouvreren met zitbanken. Toch stel ik onmiddellijk de bedenking dat dit handelt over een treinvoertuig en ik bezig ben met een bus. Ik zet even enkele afmetingen op een rijtje.
De afmetingen van een gewone lijnbus: lengte 12m; breedte 2,5m; hoogte 3m.


Afmetingen van een M6-treinrijtuig van de NMBS:
lengte 26,80 m; breedte 2,83 m; hoogte 4,775 m.





M6-spoorwegrijtuig NMBS


Afmetingen van de Transrapid: lengte van een eindsectie 27 m, middensectie  24,8 m; breedte 3,7 m; hoogte 4,2 m.   

Als ik het concept van mijn magneetzweefbus volledig doortrek en dus een speciale baan zou laten aanleggen in Genk, dan kan de breedte een positief punt inhouden. De breedte van een lijnbus nu bedraagt 2,5 m. De breedte van de Transrapid bedraagt 3,7 m. Blijft de bus echter gewoon rijden op de bestaande rijstroken, dan kan de ontwerpbus niet veel breder worden dan ze nu is. Het voordeel van meer ruimte binnenin valt dan weg.

Ten slotte stel ik me nog de vraag over de lengte en de aard van het traject zelf. Daar waar de bedoeling van magneetzweeftreinen net is om langere afstanden snel af te leggen, gaat het bij mijn ontwerp niet over het overbruggen van lange afstanden (Genk is niet zo groot), noch om de snelheid waarmee het traject moet worden afgelegd. Zoals reeds eerder vermeld zou het kunnen dat net deze twee factoren het gewoon onmogelijk maken voor een magneetzweefbus om voldoende kracht te ontwikkelen om vooruit te komen. (Het voertuig gaat over een bepaalde afstand eerst op een klassiekere manier vooruit, waarbij voldoende spanning wordt opgewekt zodat het kan overschakelen op zweven.) Misschien kunnen de lichtere constructiematerialen en kleinere busafmetingen dit krachtprobleem wel oplossen? (Het geheel is lichter en heeft dus minder kracht nodig om te kunnen overschakelen op zweven) Misschien moet ik dus het traject "artificieel verlengen" om van de relatief beperkte lengte geen probleem te maken. Ik laat de magneetzweefbus op halte a starten, een volledig parcours afleggen en bij halte b stoppen. Vervolgens start ze vandaar verder om opnieuw een volledig parcours af te leggen en te stoppen bij halte c enzovoort. Dit heeft natuurlijk wel gevolgen. Deze speciale bus zorgt niet voor gewoon vervoer van punt a naar punt b. Dat was al niet de bedoeling in eerste instantie. Maar het feit dat er nu een volledige tour en een bijkomend stukje in één keer moet worden afgelegd, zorgt er wel voor dat mensen langer op de bus moeten zitten. Misschien is dat een punt dat negatief zou kunnen werken voor bepaalde mensen. Aan de andere kant biedt het ook een voordeel: mijn ontwerp wil mensen bijeen krijgen en doen buitenkomen op alle mogelijke besproken manieren (zie blogberichten). Als men langer op de bus zit, is er misschien meer kans dat in dialoog te gaan.
Bochten in het traject van de bus zouden misschien een probleem kunnen betekenen, gezien de relatief lage snelheid. In informatiebestanden over de Transrapid (uitgegeven door het Consortium Transrapid Nederland) staat dat deze magneetzweeftrein moeiteloos hellingen van 10% kan bedwingen en probleemloos scherpe bochten of verkantingen tot 16º kan nemen. Natuurlijk is dat berekend op de hoge snelheid van deze trein. En die is er niet bij de magneetzweefbus. Ik wil een traject dat uiteraard de stad Genk niet lijnrecht doorkruist, maar bochtjes en kantjes kan maken.

Een hele dag werk kostte dit bericht me. Maar ik ben er wel blij mee. Als je een idee hebt, moet je dat echt durven uitwerken denk ik. Het moet gezegd zijn dat de magneetzweefbus als concept nog voor vele technologische, praktische en financiële vraagstukken staat. Op dit moment is het alleen nog maar een zeer utopisch idee. Ik ben ook geen fysicus, al ben ik wel te rade gegaan bij bepaalde fysici om mijn vragen te beantwoorden. Desalniettemin is dit idee misschien iets waar knappe koppen zich op kunnen toeleggen in de (verre?) toekomst...

Geen opmerkingen:

Een reactie posten