Berekening energie benodigd voor zweeftrein bij vacuüm
 

Ik ben op het moment bezig met het maken van mijn profielwerkstuk, waarin ik wil onderzoeken of het mogelijk is een transatlantische tunnel te realiseren volgens de gedachte van Discovery (zie hiervoor www.discoverychannel.nl/extremeengineering )

Nu vroeg ik me af of het mogelijk is onder de volgende omstandigheden de benodigde energie uit te rekenen:
- ruimte is vacuüm
- maglevtrein (zweeftrein) --> geen contact met ondergrond dus (nagenoeg) geen weerstand
- totale afstand is 5000 km
- maximale snelheid is 8000 km per uur
- optrekken gebeurt met versnelling van 19,62 m/s^2 (duurt dus 113,25 seconden)
- afremmen gebeurt met een versnelling met -9,81 m/s^2 (duurt dus 225,54 seconden)
- massa van de totale trein is 200 ton

Wordt bij dat afremmen energie teruggeven aan de baan, zoals je ook hebt bij sommige treinen (maar dan bovenleiding)?

Maximale snelheid is 8000 km/u.

Behoud van mechanische energie levert:

Benodigde energie: 1/2 * m * v²

Dus E = 1/2 * 200.000 * (8000 / 3,6)²
E = 4,94 * 10¹¹ J

Dit geldt voor een rendement van de aandrijving van 100%.

Voor het afremmen is natuurlijk even veel energie nodig.

Edit: verdere aanname is dat er tussen het begin- en eindpunt geen hoogteverschil is.

Ik twijfelde of ik deze formule kon toepassen, maar idd wel logisch ja :) (waarom ik twijfelde weet ik nu zelf niet meer).

Maar bij het afremmen komt die energie dan in principe toch vrij? Is deze bij een maglevtrein niet weer makkelijk "op te vangen"?

Dat ligt aan het remsysteem. In principe heb je dezelfde energie nodig om het ding tot stilstand te brengen als je nodig hebt om hem op gang te krijgen. Je kunt wel bijv. een vliegwiel laten aandrijven door de remmen o.i.d. Ik weet verder niet hoe een MagLev-trein remt, dus ik kan er niet zo veel over zeggen.

Bij een maglevtrein is het principe van aandrijving dus met magneten vrij eenvoudig om te draaien, je krijgt dus magnetische kracht tegengesteld aan de maglevtrein gericht.

Heeft het voorststuwingssysteem van een maglev niet iets te maken met een stroom die door een soort spoel gaat aardoor er Lorentzkrachten worden opgewekt? Dan kun je namelijk niet zonder meer zeggen dat je de eergie weer terugstopt in het systeem (je draait immers het hele systeem om door de stroom de andere kant op te laten draaien).

Dat zegt hij ook niet... Maar je zou hetzelfde principe kunnen gebruiken om de trein af te laten remmen. Dan kost het natuurlijk nog wel energie.