Laagvliegende AeroCity concurrent voor hogesnelheidstrein
Snel personenvervoer kan veel goedkoper en nog sneller. De AeroCity komt eraan, een soort vliegende bus die kan concurreren met de hogesnelheidslijn en regionaal vliegverkeer.
Op het transferium bij Groningen is het druk. Tientallen forenzen staan op het perron te wachten op de AeroCity. Intussen rolt door een betonnen baan langzaam een fors, gestroomlijnd voertuig binnen vanuit Bremen.
Na een paar seconden staat de AeroCity stil. De deuren schuiven open. Mensen stappen in en uit. Passagiers zoeken een plekje in de brede romp. Laptops klikken open, boeken worden uit tassen gehaald.
Even later sluiten de deuren. „Welcome on board, fasten your seatbelts – welkom aan boord, doe de gordels om”, klinkt het door de luidsprekers, alsof het om een vliegreis gaat. En dat is het eigenlijk ook.
Comfortabel en geluidloos zoeft de AeroCity steeds sneller door de betonnen baan. Dan, bij 200 kilometer per uur, een licht schokje en het voertuig stijgt 5 centimeter op. Met 500 kilometer per uur flitst de vliegende bus volautomatisch door het baanvak naar zijn bestemming. Na een klein halfuur bereiken de forenzen station Amsterdam.
Toekomstmuziek? In 2020 kan het al zover zijn, knobbelden Delftse studenten vorig jaar uit.
„Ik werd geïnspireerd door de Russen”, glimlacht Everard van Rees, uitvinder van de AeroCity en strategisch adviseur bij Movares. Zij vlogen in de jaren 60 met het zogeheten Monster van de Kaspische Zee. Dat laagvliegende toestel dreef als het ware op een ‘luchtbel’ onder de romp die voor een sterke liftkracht zorgde, het zogeheten grondeffect.
Na tien jaar werken bij vliegtuigbouwer Fokker en tien jaar bij de spoorwegen –„een vorm van geleid vervoer”– rijpte bij Van Rees het plan voor de AeroCity, „een manier van geleid vliegen.” Het idee van de laagvliegende bus was geboren. „Een wilde inval; zo kom je soms tot radicale ideeën.”
Stukje bij beetje krijgt de AeroCity vorm. Van Rees werkt daarvoor samen met Mark Voskuijl, universitair docent vliegtuigprestatieleer en -voortstuwing aan TU Delft.
„Wij lieten een masterstudent onderzoeken of zo’n vliegende bus haalbaar is”, vertelt Voskuijl. „Een voertuig in de vorm van een vleugeldoorsnede voldeed het beste. Een vleugel komt vanzelf los van de grond wanneer hij snelheid maakt. Zo werkt een vliegtuig, en zo werkt de AeroCity ook: het principe van opstijgen en landen is grofweg hetzelfde.”
Het valt op dat het voertuig veel breder wordt dan een bus of trein. En daar is een reden voor. „Hoe langer een vleugel, hoe minder weerstand deze ondervindt, Dat principe geldt tot snelheden van zo’n 200 kilometer per uur. Een brede AeroCity is dus aërodynamisch voordelig, want dan speelt de romp voor vleugel”, legt Voskuijl uit.
Bij hogere snelheden zal de AeroCity opstijgen. Het voertuig blijft echter dicht bij de grond en profiteert van het grondeffect: door zijn snelheid vormt zich als het ware een luchtbel tussen de romp en de ondergrond, waarop het voertuig drijft. De weerstand van de AeroCity is daardoor minimaal.
In Delft gaat het onderzoek naar de AeroCity onverminderd verder. „Aerodynamisch is het voertuig nogal complex”, aldus Voskuijl. „Wanneer de wind vat op de AeroCity krijgt, moet het besturingssysteem het toestel weer op koers brengen. Ook moet het toestel berekend zijn op heen en weer lopende mensen, net als een echt vliegtuig. Het laatste ontwerp heeft daarom veel weg van een vliegtuig, met een staart en kleppen aan de achterkant.”
Student Sina Nasrollahi is in Delft bezig met windtunneltesten om de theoretische berekeningen te toetsen. „Ik kan daar nog niet veel over zeggen, omdat ik nog maar net bezig ben”, vertelt Nasrollahi desgevraagd.
Het enige tastbare is momenteel een windtunnelmodel. De student gaat daarmee ook proeven uitvoeren in Duitsland. Daar beschikt hij over een windtunnel met een bewegende vloer, een soort lopende band die met 300 kilometer per uur kan bewegen. „In die windtunnel kan hij nog beter simuleren hoe een voortsuizende AeroCity zich gedraagt ten opzichte van zijn ondergrond”, weet Van Rees.
Onvermijdelijk komt Van Rees ten slotte bij het kostenplaatje. Hij doet niet zomaar een slag in de lucht. Als testmanager van de Betuwelijn, de hogesnelheidslijn, de nieuwe Hanzelijn en van de Thalys weet hij heel goed waarover hij het heeft.
„Globaal kun je zeggen dat de conventionele Hanzelijn geschikt is voor snelheden tot 200 kilometer per uur en 2 miljard euro per 100 kilometer kost; op de hsl-zuid mag 300 kilometer per uur worden gereden tegen een prijs van 6 miljard euro per 100 kilometer; en de AeroCity kost 4 miljard euro per 100 kilometer. Maar dan kun je wel reizen met 500 kilometer per uur.”
Voor de AeroCity zijn geen dure rails nodig die zoals bij de hsl tot op de millimeter nauwkeurig moet zijn aangelegd. „Daar gaat namelijk het meeste geld in zitten.” Het is veel goedkoper om iets te laten vliegen in een betonnen U-vormige bak. Deze kan worden verzonken in de grond, maar ook op palen worden gebouwd naast een bestaand spoorwegtracé.
Om de kosten verder te drukken, krijgt de AeroCity zo weinig mogelijk bewegende delen. „Wat beweegt, slijt”, is het commentaar van Van Rees. De aandrijving van de AeroCity komt daarom in de wanden van de bak en niet in het voertuig. „Net als bij een magneetzweefbaan komt het voertuig vooruit door elektromagnetische aantrekking en afstoting”, legt hij uit. Dit principe van lineaire inductie moet er ook voor zorgen dat de vliegende bus de wanden van de bak niet raakt.
Van Rees ziet de AeroCity vooral als een innovatief exportproduct. „In Nederland zouden hiermee de vier grote steden Amsterdam, Den Haag, Rotterdam en Utrecht met elkaar kunnen worden verbonden; ook een tracé van Amsterdam via Groningen naar Bremen en Hamburg is een optie. De grootste kansen liggen wat mij betreft echter in Abu Dhabi, India, China, Brazilië en wellicht ook de VS.”
Binnen Europa kan de AeroCity overigens een geduchte concurrent worden van het vliegtuig, verwacht Voskuijl. „Hoe groter de afgelegde afstand, hoe sneller en rendabeler het voertuig kan zijn.”
AeroCity in cijfers
Hoewel de AeroCity van Movares alleen nog op papier bestaat, heeft Arvind Gangoli Rao, universitair docent vliegtuigtechniek en -voorstuwing aan TU Delft, er alvast tien studenten aan laten rekenen. Dat leverde het volgende op:
Lengte (meter): 21
Breedte (meter): 8
Hoogte (meter): 3,5
Massa (kilogram): 26.000
Snelheid (km/h): 380 (Movares: 500)
Aantal passagiers: 80-100
Vliegende trein
Japanners onthulden eind vorig jaar een prototype van de Aerotrain, een grondeffectvoertuig dat snel en efficiënt personen kan vervoeren. Uiterlijk heeft het toestel met zijn korte vleugelstompjes meer weg van een vliegende trein dan het concept van Movares. Elektromotoren op accu’s drijven de Aerotrain aan. De Japanners claimen opgewekt dat het voertuig geen koolstofdioxide uitstoot. Daarvoor moet de elektriciteit echter wel opgewekt zijn met wind of zon. Net als de AeroCity van Movares suist de Aerotrain door een betonnen bak. De Japanners hopen hun vervoerssysteem in 2020 productierijp te hebben.
Grondeffect
Een grondeffecttoestel vliegt zo laag dat lucht niet goed onder de vleugel door kan stromen. Het voertuig ‘drijft’ daardoor op een luchtbel als een hovercraft zonder luchtkussen. De draagkracht van het toestel neemt daardoor flink toe.
Een grondeffecttoestel lijkt wel wat op een hovercraft. Beiden bewegen voort op een ‘luchtbel’. Bij een grondeffecttoestel is het vleugelprofiel heel belangrijk voor de vorming van de luchtbel. Hoe sneller het voertuig zich verplaatst, hoe meer draagkracht romp en vleugels genereren. Bij een hovercraft is de luchtbel niet afhankelijk van de voorwaartse snelheid.
Dit is het laatste artikel in een tweeluik over het grondeffect.
