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Magnetschwebebahn: Räderlos, schwebend, schnell

 

Magnetschwebebahnen sind räderlose Bahnen, die mithilfe von Magnetfeldern an oder auf eisernen Fahrschienen schwebend entlanggeführt werden. Sie erreichen Fahrgeschwindigkeiten bis zu 500 km/h. Man unterscheidet elektrodynamische und elektromagnetische Systeme (EDS bzw. EMS). Der Transrapid ist eine in Deutschland entwickelte Magnetschwebebahn, die auf dem EMS-Prinzip beruht.

 

 Prinzip des EMS

 

Bei der herkömmlichen Eisenbahn erfüllen Schiene und Räder drei Aufgaben: Sie tragen das Gewicht des Zuges, sorgen für seitliche Führung und übertragen die Antriebs- und Bremskräfte. Die gleichen Aufgaben werden beim Transrapid durch magnetische Kräfte übernommen, die berührungslos wirken.

 

Im Fahrzeug sind starke Elektromagnete eingebaut, die anheben und seitlich führen. Die Trag- und Führmagnete, die über die gesamte Länge des Transrapidzuges verteilt sind, wirken auf die aus ferromagnetischem Material gefertigten Schienen am Fahrweg. Während die auf der linken und rechten Seite des Fahrzeuges angebrachten Führmagnete den Zug in die Mitte des Fahrweges zentrieren, ziehen die Tragmagnete das Fahrzeug von unten an den Fahrweg heran, wodurch es angehoben wird. Durch ein elektronisches Regelsystem wird die Stärke der magnetischen Kräfte so angepasst, dass sich stets ein gleich bleibender Abstand (ca. 15 mm) zwischen dem Fahrzeug und dem Fahrweg einstellt. Der Transrapid kann somit kleinere Hindernisse sowie eine dünne Schnee- oder Eisdecke überwinden.

 

Auch der Antrieb des Transrapid erfolgt durch magnetische Kräfte. Dazu sind im Fahrweg Stromwicklungen eingelassen, die ein bewegliches magnetisches Feld erzeugen. Dieses elektromagnetische Wanderfeld schreitet mit einer Geschwindigkeit vorwärts, die der Zuggeschwindigkeit entspricht und zieht dabei das Fahrzeug an seinen Tragmagneten mit. Dabei wird gleichzeitig elektrische Leistung zum Fahrzeug übertragen, die den Strom für die Trag- und Führungsmagnete liefert sowie zum Aufladen der Bordbatterien und zum Betrieb der im Fahrzeug installierten elektrischen Geräte dient. Durch Verändern der Geschwindigkeit, mit der das magnetische Feld vorwärts wandert, wird das Fahrzeug beschleunigt. Eine Abbremsung erfolgt durch Umpolung des Magnetfeldes.

 

Das Antriebssystem des Transrapid kann als ein riesiger Elektromotor angesehen werden, der »aufgeschnitten« und über den gesamten Fahrweg gestreckt wird. Ein Teil des Motors (beim Elektromotor Stator genannt) befindet sich im Fahrweg, der andere (beim Elektromotor Läufer oder Rotor genannt) wird durch das Fahrzeug gebildet. Der schwere und aufwendige Teil des Antriebs ist fest im Fahrweg installiert. Das Transrapidfahrzeug selbst ist dadurch sehr leicht und relativ unkompliziert. Während eine herkömmliche Lokomotive stets einen Antrieb mit gleich bleibender Leistung mitführt, kann die Antriebsleistung des Transrapid den Streckengegebenheiten angepasst werden. So können auf Bergstrecken die Wicklungen im Fahrweg für höhere Leistung ausgelegt werden, wogegen auf ebenen Strecken geringere Antriebsleistung installiert wird.

 

 Vorteile

 

Die Reisegeschwindigkeit des Transrapid liegt zwischen 300 und 500 km/h und ist damit deutlich höher als die von Hochgeschwindigkeitszügen wie dem ICE. Durch das gute Beschleunigungsvermögen des Transrapid können auch auf kurzen Streckenabschnitten hohe Geschwindigkeiten erreicht werden. Während bei schnell fahrenden Eisenbahnen die Schienen und Räder großen Belastungen ausgesetzt sind und schnell verschleißen, ist der Transrapid verschleißfrei. Durch das magnetische Schweben ergibt sich ein hoher Fahrkomfort für die Passagiere. Stöße und Rollgeräusche, die bei Radfahrzeugen unvermeidbar sind, entfallen beim Transrapid völlig. Geräusche entstehen ausschließlich als Windgeräusche bei hohen Fahrgeschwindigkeiten. Der Transrapid ist darüber hinaus ein Verkehrssystem mit hoher Sicherheit. Da das Fahrzeug den Fahrweg umfasst ist ein Entgleisen ausgeschlossen. Auffahrunfälle oder gar Frontalzusammenstöße sind nicht möglich, da sich alle Fahrzeuge in einem Streckenabschnitt durch das vorgegebene magnetische Wanderfeld mit gleicher Geschwindigkeit in die gleiche Richtung bewegen.

 

 Zukunftaussichten

 

Obwohl der Transrapid gegenüber der herkömmlichen Eisenbahn wesentliche technische Vorteile bietet, sind seine Zukunftsaussichten wegen der hohen Kosten für die notwendige Infrastruktur zweifelhaft. Ab 2004/05 soll der Transrapid auf einer 292 km langen Strecke zwischen Berlin und Hamburg verkehren. Dazu muss eine spezielle, auf Ständern stehende Trasse angelegt werden. Das Vorhaben ist wirtschaftlich und verkehrspolitisch umstritten.