Eerstejaars ontwerpen karretje dat achteruit een helling oprijdt

Het moment van de waarheid is aangebroken voor elk van de 126 groepen werktuigbouw studenten. Na wekenlang ontwerpen en bouwen staat hun creatie nu op de hellingbaan. Vanaf de startlijn is het precies vijf meter totdat de baan heel steil omhoog krult tot bijna verticaal. Daar valt het karretje terug en moet er iets gebeuren om het aan te drijven terug de helling op. Hoe kun je dat doen zonder gebruik te maken van elektrische hulpmiddelen? En hoe kom je verder terug de helling op dan het startpunt? Kan dat eigenlijk wel? Is dat niet strijdig met de wet van behoud van energie?

Met dat soort vragen hebben de eerstejaars zich het afgelopen kwartaal beziggehouden, vertelt dr.ir. Regine Vroom (faculteit Mechanical Engineering) die de ontwerpwedstrijd al jaren leidt. Haar collega Menno Broers bij WOP2 (Werktuigbouwkundig Ontwerp Project) heeft al heel wat oplossingen zien langskomen: trekveren, drukveren en torsieveren. In totaal zijn er zestien projectdocenten bij het vak betrokken.

De meeste studententeams gebruiken een veer die ze op spanning brengen als energieopslag. Door die energie op het juiste moment over te brengen op de wielen kun je een eind komen. Eén team ging nog verder en bouwde een vliegwiel in dat vlak voor de start gierend op toeren wordt gebracht met een boormachine. (Meer onder de foto’s)

De meeste teams halen zo’n 80 procent van de terugweg. Het startpunt ligt op vijf meter helling opwaarts, en de meeste karretjes komen net iets meer verder dan vier meter. Maar dan opeens is er team dat voorbij het startpunt rijdt en pas op 5,59 meter tot stilstand komt. Team WB 036 zet daarmee een voorlopig record. Later gaat WB 057 daar ver voorbij (7,40 meter!) maar dat is geen geldige poging meer (teams krijgen maximaal drie pogingen)

WB 036 heeft twee trekveren onder spanning gezet. Die kracht wordt via een touwtje en twee tandwielen overgebracht op de achterwielen (op de terugweg). Voor de timing maken ze gebruik van het balkje dat vlak na de krul over de baan is aangebracht. Op de heenweg gebeurt er niks, maar op de terugweg ontgrendelt het balkje de veren oefenen kort een maximale kracht uit op de wielen. Het ontwerp zit slim in elkaar, vindt Broers, en het is degelijk uitgevoerd.

Het team dat het vliegwiel inzet, komt minder goed uit de verf. Er loopt iets aan, het karretje komt niet tegen de helling op, en bij de laatste poging loopt het karretje met een gierend vliegwiel tegen de linker vangrail van de hellingbaan. Een docent vraagt zich af of het vliegwiel daar de oorzaak van is. “Corrioliskracht misschien”, mompelde hij.

In de volgende twee kwartalen gaan de eerstejaars een volgende, nog geheime, uitdaging aan om daarna deel te nemen aan de vaak spectaculaire finale van de ontwerpwedstrijd die op 12 juni zal plaatsvinden.