在荷蘭代爾夫特理工大學(xué)，一群雄心勃勃的技術(shù)專業(yè)學(xué)生于 2016 年創(chuàng)立了代爾夫特超級高鐵。從那時起，下一代學(xué)生繼續(xù)這項創(chuàng)新工作，以實現(xiàn)氣候中性、可擴(kuò)展的超級高鐵系統(tǒng)，使其成為時速超過 1000 公里/小時的第五種交通方式。

代爾夫特超級高鐵是一個非盈利組織，旨在激發(fā)未來的交通解決方案。每當(dāng)有新的學(xué)生團(tuán)隊接手時，之前的所有進(jìn)展都會被轉(zhuǎn)移，以進(jìn)一步推動交通創(chuàng)新的界限。每個團(tuán)隊成員都會投入一年的時間和精力來創(chuàng)新超級高鐵并發(fā)展成為專業(yè)人士。今年的超級高鐵任務(wù)是“加速全面實施”。

通過 ASC 傳感器技術(shù)實現(xiàn)車道切換

運(yùn)行功能性超級高鐵系統(tǒng)的一個關(guān)鍵方面是其切換車道的能力。ASC Sensors 與其戰(zhàn)略合作伙伴 Althen Sensors & Controls 決定共同幫助完成這項艱巨的任務(wù)。Delft Hyperloop 為開發(fā)可持續(xù)高速旅行替代方案所做的開創(chuàng)性工作與兩家公司對尖端傳感器和控制系統(tǒng)解決方案的承諾密切相關(guān)。

2024 年，代爾夫特超級高鐵團(tuán)隊的目標(biāo)是成為世界上第一支能夠完成全車道切換的超級高鐵系統(tǒng)團(tuán)隊。這項操作在蘇黎世歐洲超級高鐵周上亮相，是打造功能齊全的超級高鐵的一個極其復(fù)雜但必要的步驟。

為此，高性能 ASC IMU 8 慣性測量單元已獲得贊助并供應(yīng)給代爾夫特超級高鐵，以實現(xiàn)新穎的車道切換功能。戰(zhàn)術(shù)級性能和出色的長期穩(wěn)定性確?？煽?、實時地監(jiān)控和控制所有 6 個自由度的位置變化，并具有最高的重復(fù)性。它基于三個陀螺儀，具有高零偏穩(wěn)定性（<0.1 °/h）和出色的角度隨機(jī)游動（<0.01 °/√h）。此外，ASC IMU 8 集成了三個加速度計，具有出色的運(yùn)行零偏穩(wěn)定性（3 至 45 μg），具體取決于 +/-2 g 至 +/-30 g 的測量范圍，而代爾夫特超級高鐵根據(jù)應(yīng)用要求使用 +/-2 g。

類似 FOG 的性能，可實現(xiàn)高級導(dǎo)航

超級高鐵車道切換工作的一個關(guān)鍵參數(shù)是捕捉并準(zhǔn)確處理最小角速度。ASC IMU 8 集成陀螺儀的測量范圍極窄，為 +/-10 °/s，可實現(xiàn)這一點(diǎn)。不過，它們的測量范圍也高達(dá) 400 °/s，可支持各種應(yīng)用。

這款 MEMS 振動環(huán)陀螺儀的零偏穩(wěn)定性低于 0.1 °/h，可與光纖陀螺儀 (FOG) 和其他高端解決方案相媲美，而后者的成本通常要高得多。這種出色的零偏穩(wěn)定性對于實現(xiàn)先進(jìn)環(huán)境（包括開創(chuàng)性的超級高鐵應(yīng)用）所需的精度水平至關(guān)重要，而且對于微重力研究或其他精確導(dǎo)航挑戰(zhàn)（如航空航天和國防工業(yè)中的陀螺羅盤或姿態(tài)航向參考系統(tǒng) (AHRS)）也至關(guān)重要。

赫利俄斯三號進(jìn)行復(fù)雜機(jī)動

代爾夫特超級高鐵的外部軌道通過懸浮和推進(jìn)引導(dǎo)高速“Helios III”吊艙。車道切換設(shè)計包括用于巡航和制動的直線段以及用于車道切換的曲線段。為了實現(xiàn)可持續(xù)性和成本效益，我們非常重視重復(fù)使用組件。

車道切換聽起來很簡單，但對于超級高鐵系統(tǒng)來說，執(zhí)行起來卻非常復(fù)雜。要做到這一點(diǎn)，需要考慮許多因素，例如平衡作用在車輛上的所有力。在導(dǎo)航切換時，必須仔細(xì)確定吊艙左側(cè)或右側(cè)所需磁鐵的確切功率，以使其保持在正確位置。需要仔細(xì)監(jiān)測離心力，這取決于吊艙通過切換的速度。

執(zhí)行此操作時，吊艙和軌道組件會產(chǎn)生大量熱量。因此，所有組件都必須耐高溫，并且所用的傳感器必須始終保持穩(wěn)定。在代爾夫特一條 40 米長的測試軌道上，已經(jīng)制造了一個原型來測試所有這些功能。測試軌道在中途分開，這樣 Hyperloop 吊艙就可以繼續(xù)直行或轉(zhuǎn)彎而不接觸軌道。

在 ASC Sensors，我們很自豪能夠支持代爾夫特理工大學(xué)優(yōu)秀學(xué)生的遠(yuǎn)見卓識！