Magnetschwebebahn-Technik 450 km/h ohne Lok und Fahrer

Es ist das einzige Landfahrzeug ohne Haftung am Boden: Die Magnetschwebebahn wird nur von der Luft gebremst und erreicht so Geschwindigkeiten um 500 km/h. Doch das elegante Prinzip ist schwierig umzusetzen - der Schlüssel fürs Schweben liegt in der Strecke.


Die charakteristische Trasse auf Betonstelzen, die nun den Rettungskräften im Emsland die Bergung der Opfer nach dem schweren Unfall vom Vormittag erschwert, ist nicht nur Fahrstrecke, sondern birgt auch den Antrieb. Das unterscheidet die Magnetschwebebahn von einer konventionellen Eisenbahn: Nicht nur fehlen die Räder - es gibt auch keine Lokomotive.

Die Stahlbetontrasse besteht aus vertikalen Pfeilern und der eigentlichen - horizontalen - Fahrstrecke. An deren Unterseite sind Stahlblechpakete mit Kupferdrahtwicklungen angebracht. Die breiten Kufen, die der Schwebebahn ihr typisches Aussehen verleihen, greifen um die Kanten des horizontalen Betonkörpers herum. Starke Elektromagneten in den Kufenenden hieven die Bahn nach oben. Eine Steuerelektronik verhindert aber, dass der Luftspalt zwischen den Tragmagneten und den Stahlblechpaketen zu gering wird - damit die Bahn nicht gleichsam an ihrer eigenen Trasse festklebt.

Auch seitlich trägt die Betontrasse metallische Führungsschienen. Elektromagnete in der Bahn regulieren nach dem gleichen Prinzip wie bei den Tragmagneten den Abstand. Zwar sind Strecke und Zug ständig über starke Magnetfelder verbunden, berühren sich dabei aber nicht: das Prinzip Magnetschwebebahn. Der Boden eines Transrapid schwebt etwa 15 Zentimeter über der Betonoberfläche. Verschmutzungen auf der Strecke, Schnee, Eis oder kleine Unebenheiten spüren die Fahrgäste daher nicht.

Wanderfeld in der Betontrasse

Um den schwebenden Zug bewegen zu können, ist ein extrem genaues Zusammenspiel aus Ortung, Timing und Stromeinspeisung notwendig. Im Prinzip zieht ein starker Magnet den Transrapid entlang der Strecke - nur dass dieser ständig in Bewegung ist. Tatsächlich wird immer just an der Stelle, an der ein Transrapid sich befindet, Strom in die Spulen geleitet, die im Fahrweg stecken. Die Trasse besteht quasi aus einer endlosen Folge starker Elektromagneten, die sich aus und einschalten lassen. Techniker sprechen auch vom "Wanderfeld".

Mehrere Systeme an Bord des Transrapid melden einem Leitstand die exakte Position des Zugs auf der Strecke - damit das Wanderfeld auch wirklich den Zug zieht. Die technische Umsetzung dieses Prinzips ist aufwendig: Wenigstens alle fünf Kilometer verlangt die Stromversorgung eine Einspeisestation. Hier werden die erforderlichen Spannungen, Stromstärken und Frequenzen erzeugt.

Die ungewöhnliche technische Aufteilung ermöglicht auch einen Betrieb ohne Zugführer. Seit 2005 war dieser automatische Betrieb auf der Teststrecke im Emsland erlaubt.

Schnellstes Landfahrzeug, das an eine Spur gebunden ist

Die komplizierte Stelzenkonstruktion ist es auch, die den Transrapid mit Strom versorgt. Fährt das Fahrzeug schneller als 100 Stundenkilometer funktionieren Zug und Strecke wie ein Generator: Das magnetische Feld der Fahrstrecke induziert im Transrapid genug Strom, um die Haltemagneten damit zu versorgen.

Für langsamere Geschwindigkeiten hat er Batterien an Bord und soll je Umgebung, etwa in Bahnhofsnähe, auch auf eine gewöhnliche Stromschiene zurückgreifen können. Beim Bremsen wird die Energie wieder zurück in die Leiter der Strecke geführt. Wegen der komplizierten Antriebstechnik darf sich in jedem Streckenabschnitt nur ein Transrapid befinden. Auch deswegen haben die Herstellers, Siemens und ThyssenKrupp, immer wieder betont, dass der Transrapid besonders sicher sei.

"Zwei Magnetschwebebahnen können nicht zusammenstoßen, weil sich das Magnetfeld immer nur in eine Richtung bewegt", sagte ein Siemens-Unternehmenssprecher zu SPIEGEL ONLINE. "Zwei Bahnen können auf einer Spur also schon technisch gesehen nie aufeinander zufahren, und es ist auch nicht möglich, dass eine fahrende Bahn auf eine stehende trifft." Dies gilt aber nur für die Magnetschwebebahnen selbst - nicht für gewöhnliche Fahrzeuge, die auf der Trasse im Weg stehen. Auch der Werkstattwagen, mit dem der Transrapid im Emsland kollidiert ist, war ein ganz gewöhnliches Fahrzeug mit Rädern. "Ein solcher Wagen ist von dem Magnetfeld völlig unbeeinflusst", sagte der Siemens-Sprecher.

Für Reibung während der Fortbewegung sorgt nur der Luftwiderstand, nicht aber die Trasse. So können theoretisch Geschwindigkeiten um 500 Stundenkilometer erreicht werden - der bisher gemessene Rekord liegt bei etwa 450 km/h. Der Transrapid gilt als eines der derzeit schnellsten an eine Schiene gebundene Landfahrzeug. Nur ein spezieller TGV-Hochgeschwindigkeitszug in Frankreich (1990) und die japanische Magnetschwebebahn JR-Maglev (2003) haben mit 515,3 und 581 höhere Geschwindigkeiten erreicht. Der Unglücksort, die Teststrecke im Emsland, ist derzeit die größte Anlage dieser Art weltweit.

stx/kaz



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