代尔夫特超级高铁和 ASC 传感器:构建交通的未来
在荷兰代尔夫特理工大学,一群雄心勃勃的技术专业学生于 2016 年创立了代尔夫特超级高铁。从那时起,下一代学生继续这项创新工作,以实现气候中性、可扩展的超级高铁系统,使其成为时速超过 1000 公里/小时的第五种交通方式。
代尔夫特超级高铁是一个非盈利组织,旨在激发未来的交通解决方案。每当有新的学生团队接手时,之前的所有进展都会被转移,以进一步推动交通创新的界限。每个团队成员都会投入一年的时间和精力来创新超级高铁并发展成为专业人士。今年的超级高铁任务是“加速全面实施”。
通过 ASC 传感器技术实现车道切换
运行功能性超级高铁系统的一个关键方面是其切换车道的能力。ASC Sensors 与其战略合作伙伴 Althen Sensors & Controls 决定共同帮助完成这项艰巨的任务。Delft Hyperloop 为开发可持续高速旅行替代方案所做的开创性工作与两家公司对尖端传感器和控制系统解决方案的承诺密切相关。
2024 年,代尔夫特超级高铁团队的目标是成为世界上第一支能够完成全车道切换的超级高铁系统团队。这项操作在苏黎世欧洲超级高铁周上亮相,是打造功能齐全的超级高铁的一个极其复杂但必要的步骤。
为此,高性能 ASC IMU 8 惯性测量单元已获得赞助并供应给代尔夫特超级高铁,以实现新颖的车道切换功能。战术级性能和出色的长期稳定性确保可靠、实时地监控和控制所有 6 个自由度的位置变化,并具有最高的重复性。它基于三个陀螺仪,具有高零偏稳定性(<0.1 °/h)和出色的角度随机游动(<0.01 °/√h)。此外,ASC IMU 8 集成了三个加速度计,具有出色的运行零偏稳定性(3 至 45 μg),具体取决于 +/-2 g 至 +/-30 g 的测量范围,而代尔夫特超级高铁根据应用要求使用 +/-2 g。
类似 FOG 的性能,可实现高级导航
超级高铁车道切换工作的一个关键参数是捕捉并准确处理最小角速度。ASC IMU 8 集成陀螺仪的测量范围极窄,为 +/-10 °/s,可实现这一点。不过,它们的测量范围也高达 400 °/s,可支持各种应用。
这款 MEMS 振动环陀螺仪的零偏稳定性低于 0.1 °/h,可与光纤陀螺仪 (FOG) 和其他高端解决方案相媲美,而后者的成本通常要高得多。这种出色的零偏稳定性对于实现先进环境(包括开创性的超级高铁应用)所需的精度水平至关重要,而且对于微重力研究或其他精确导航挑战(如航空航天和国防工业中的陀螺罗盘或姿态航向参考系统 (AHRS))也至关重要。
赫利俄斯三号进行复杂机动
代尔夫特超级高铁的外部轨道通过悬浮和推进引导高速“Helios III”吊舱。车道切换设计包括用于巡航和制动的直线段以及用于车道切换的曲线段。为了实现可持续性和成本效益,我们非常重视重复使用组件。
车道切换听起来很简单,但对于超级高铁系统来说,执行起来却非常复杂。要做到这一点,需要考虑许多因素,例如平衡作用在车辆上的所有力。在导航切换时,必须仔细确定吊舱左侧或右侧所需磁铁的确切功率,以使其保持在正确位置。需要仔细监测离心力,这取决于吊舱通过切换的速度。
执行此操作时,吊舱和轨道组件会产生大量热量。因此,所有组件都必须耐高温,并且所用的传感器必须始终保持稳定。在代尔夫特一条 40 米长的测试轨道上,已经制造了一个原型来测试所有这些功能。测试轨道在中途分开,这样 Hyperloop 吊舱就可以继续直行或转弯而不接触轨道。
在 ASC Sensors,我们很自豪能够支持代尔夫特理工大学优秀学生的远见卓识!
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