Transrapid

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Transrapid auf seiner Versuchsstrecke im Emsland

Karte der Versuchsstrecke im Emsland

Transrapid in Shanghai

Transrapid-Trasse in der nördlichen Kurve

Der Transrapid ist ein Hochgeschwindigkeitszug zur Personenbeförderung und zum Transport von Gütern. Gebaut und vermarktet wird das Verkehrssystem (Fahrzeuge, Betriebsleittechnik und Nebenanlagen) von TRANSRAPID INTERNATIONAL GmbH & Co. KG, einem Gemeinschaftsunternehmen der Siemens AG und der ThyssenKrupp AG. Technisch handelt es sich um eine Magnetschwebebahn nach dem Langstatorprinzip.

[Bearbeiten] Grundprinzip

Funktionsschema

Das System des Transrapid besteht funktionell betrachtet aus drei Komponenten:

Das den Fahrweg umgreifende Fahrwerk wird von unten an den Fahrweg mittels geregeltem magnetischem Schweben herangezogen. Das Fahrzeug hebt sich dadurch leicht an und kann berührungsfrei bewegt werden. Die Führmagnete halten es seitlich in der Spur. Für das Schweben muss kontinuierlich Energie zugeführt werden, dafür gibt es keinen Rollwiderstand wie bei anderen Landfahrzeugen. Allerdings induzieren die Führmagnete einen vergleichbar großen elektromagnetischen Widerstand.

Der aktive Teil des Antriebs, der das Fahrzeug vorantreibt, befindet sich nicht im Fahrzeug, sondern im Fahrweg. Dieser ist gewissermaßen eine aufgeschnittene und in die Länge gestreckte Drehstrom-Synchronmaschine, wobei das Fahrzeug im Vergleich den inneren Rotor und der Fahrweg den äußeren Stator einer Synchronmaschine darstellen, so dass Fahrzeug und Fahrweg elektrotechnisch eine Einheit bilden. Das Fahrzeug wird dann von einem elektromagnetischen Wanderfeld im Fahrweg vorangezogen, wobei die Geschwindigkeit abhängig von der Frequenz des Feldes ist. Dies hat im Wesentlichen drei Folgen:

Der Antrieb ist nicht im Fahrzeug, sondern im Fahrweg installiert, und kann daher in seiner Leistung weitgehend unabhängig von Platz- und Gewichtsproblemen des Fahrzeuges an die Trassierungsmerkmale der Strecke bei Bedarf angepasst werden. Durch die fahrwegsabhängige Leistungsregelung kann die maximal zulässige Beschleunigung über den gesamten Geschwindigkeitsbereich vorgesehen werden.

Der Fahrweg hat einen deutlich höheren Einfluss auf die Betriebsführung als beim Rad- und Schiene-System der Eisenbahn, so dass mit der Trassenauslegung bereits das Betriebskonzept hinsichtlich Zugfolgen und Geschwindigkeiten bestimmt wird.

Zwischen Fahrweg und Fahrzeug muss ein Mindestabstand vorgesehen werden, um Schwingungen des Fahrzeugs und gekurvte Verläufe des Fahrwegs ausgleichen zu können. Dadurch erhöht sich im Vergleich zu rotierenden elektrischen Antriebsmaschinen der Abstand zwischen Stator und Rotor. Da der Wirkungsgrad bei elektrischen Maschinen erheblich von solchen Luftspalt-Abständen bestimmt wird, ist der Wirkungsgrad beim Transrapid-System geringer als beim konventionellen Elektromotor.

Eine Voraussetzung für diese Art der Schwebetechnik und der Antriebswirkung ist, dass das Fahrzeug seinen Fahrweg relativ eng auch von unten teilweise umschließt. An die Lagegenauigkeit der Antriebskomponenten werden daher hohe Anforderungen gestellt. Die Fahrwegträger bestehen entweder aus Stahl oder Beton oder einer Kombinationen aus diesen beiden Baustoffen (hybrider Fahrwegträger).

[Bearbeiten] Das Transrapid-System

[Bearbeiten] Systemgeschwindigkeit

Die vorgesehene Entwurfsgeschwindigkeit des Transrapid liegt zwischen 500 und 550 km/h. Um eine hohe Systemgeschwindigkeit (= Strecke/Fahrtzeit) zu erreichen, sind neben einer kurzen Haltezeit eine hohe Beschleunigung und Verzögerung genauso wichtig wie eine hohe Endgeschwindigkeit. Der Transrapid ist in der Lage, innerhalb von 60 s von 0 auf 200 km/h zu beschleunigen und in weiteren 60 s von 200 km/h auf 400 km/h. Für eine Beschleunigung auf Tempo 300 km/h benötigt der Transrapid rund fünf Kilometer (auf der Strecke in Shanghai 4,2 km).

Siehe hierzu auch technische Daten.

Das System erlaubt es, Längsneigungen von bis zu 10% zu bewältigen. Je nach Gelände kann sich so ein Trassierungsvorteil gegenüber der Eisenbahn ergeben.

[Bearbeiten] Gütertauglichkeit

Im Güterverkehr ist der Transrapid nur für leichte zeitkritische Güter sinnvoll einsetzbar. Das Profil der Fahrzeuge erlaubt den Transport der in der Luftfahrt üblichen Container, die Nutzlast pro Fahrzeugeinheit ist auf etwa 15 Tonnen begrenzt.

[Bearbeiten] Energieverbrauch

Es existiert eine Grundlast von etwa 55–110 kW pro Sektion für das Schweben und Führen sowie die dazugehörige Regelung. Der c_w-Wert des Transrapid liegt bei 0,26. Die Stirnfläche kann aufgrund des Lichtraumprofils mit 16 m² angenommen werden.

Die Leistung für 400 km/h Reisegeschwindigkeit errechnet sich überschlagsmäßig wie folgt:

$P = c_w \cdot A_{\rm Stirn} \cdot v^3 \cdot (\mbox{Dichte der umgebenden Luft})/2$

bei 400 km/h = 111 m/s ergibt dies:

$\begin{matrix} P &=& 0{,}26 \cdot 16\,\mathrm{m}^2 \cdot (111\,\mathrm{m}/\mathrm{s})^3 \cdot 1{,}24\,\mathrm{kg}/\mathrm{m}^3 /2 \\ P &=& 3{,}53\cdot10^6\,\mathrm{kg}\cdot\mathrm{m}^2/\mathrm{s}^3 = 3{,}53\cdot10^6\,\mathrm{N}\cdot\mathrm{m}/\mathrm{s} = 3{,}53\,\mathrm{MW} \end{matrix}$

und liegt damit etwa gleichauf mit anderen schienengebundenen Schnellfahrsystemen. Die eingespeiste Leistung beträgt bei einem Wirkungsgrad von 0,85 etwa 4,2 MW. Der Verbrauch zum Schweben und Führen beträgt etwa 1,7 kW/t. Da das Antriebssystem rückspeisefähig ist, wird beim Bremsen die Energie wieder in das Netz zurückgespeist. Ausnahme ist hier eine Notbremsung mit den Gleitkufen, was aber nicht betriebsmäßig vorgesehen ist.

[Bearbeiten] Flächenverbrauch

Eine Beton-Stütze der Transrapid-Trasse in der Seitenansicht

Betonstütze von unten

Weichenanlage und anschließender Streckenverlauf des Transrapids

Weichenanlage des Transrapids in Richtung Streckenabzweig

Ein aufgeständerter Fahrweg erlaubt den freien Durchlass jedes Querverkehrs, ohne dass irgendwelche zusätzlichen Kreuzungsbauwerke benötigt werden. Die Breite der einspurigen Trasse im Emsland beträgt etwa 10 m. Diese Breite setzt sich aus dem eigentlichen Transrapid-Fahrweg, der Versorgungsstraße und dem Sicherheitsabstand, zum Beispiel zu Bäumen, zusammen. Eine Versorgungsstraße wie bei der Versuchsanlage ist gegebenenfalls bei Einsatzprojekten nicht notwendig, wie beim ausgeführten Projekt in Shanghai. Dadurch verringert sich der Flächenbedarf entsprechend. Allerdings ist eine aufgeständerte Trasse nicht unbedingt zum Betrieb eines Transrapid notwendig und ist, ohne Berücksichtigung von Sonderbauwerken wie Brücken, teurer als der ebenerdige Fahrweg.

[Bearbeiten] Verschleiß

Das Transrapid-System ist weitgehend verschleißfrei, da sich Fahrzeug und Fahrweg nicht direkt berühren. Es kommt jedoch durch verschiedene mechanische, elektrische und chemische Vorgänge zu einer Alterung sowohl des Fahrweges als auch des Stators und der Fahrzeuge.

[Bearbeiten] Schall

Das Transrapidsystem erzeugt keine Rollgeräusche oder Körperschall. Schall entsteht jedoch durch Windgeräusche bei hohen Fahrgeschwindigkeiten, so werden z. B. bei 400 km/h im Abstand von 25 Metern im Vorbeifahren Schalldruckpegel-Werte von 89 dBA erreicht. Der Schall ist allerdings auch von der Bauart der verwendeten Träger abhängig. Zum Vergleich: Ein ICE 3 erzeugt bei 300 km/h Schalldruckpegel (je nach Gleisqualität) zwischen 81,8 und 96,8 dBA.^[1]

[Bearbeiten] Sicherheit

Da das Fahrzeug den Fahrweg umgreift, ist ein Entgleisen eines Transrapids gegenüber einem Rad-Schiene-Zug deutlich erschwert. Zusammenstöße zwischen zwei fahrenden Magnetschwebezügen werden aufgrund des Antriebsprinzips für nicht möglich gehalten.

Der Ausfall einer Umrichterstation führt zum Liegenbleiben des Fahrzeugs im jeweiligen Speiseabschnitt bis zur Wiederingangsetzung, jedoch (theoretisch) zu keiner Betriebsgefährdung. Um bei elementaren Schäden wie einem Brand die Fahrgäste retten zu können, sind Transrapid-Fahrzeuge mit „Rettungsschläuchen“ ausgestattet, die bei Bedarf zu Boden gelassen werden können. Diese Schläuche werden in die Türen eingehängt und erlauben den Fahrgästen ein Hinabrutschen zum Erdboden.

Bei längerem Stillschweben oder Phasen langsamer Fahrt ergab sich bis zur Version TR08 ein Problem mit der Fahrzeugenergieversorgung, da diese über den Lineargenerator nur ab einer Grenzgeschwindigkeit von ca. 80 km/h möglich ist. Ab der Fahrzeuggeneration TR09 wird dieses Problem durch hochfrequente induktive Energieeinkopplung umgangen.

Da aufgrund der hohen Geschwindigkeit auch ein Absinken der Trasse betriebsgefährdend ist, erfolgt bei der Trassendurchfahrt eine automatische Streckenvermessung durch im Fahrzeug integrierte Sensoren.

[Bearbeiten] Streckenkosten

Für den Bau einer Transrapid-Strecke in ebenem Gelände veranschlagt man in etwa die gleichen Kosten wie für eine HGV-Neubaustrecke der Eisenbahn. Die Kosten für die Strecke der Flughafenanbindung in Shanghai wird mit 30 Millionen Euro pro Kilometer angegeben. Bei der ca. 170 km langen geplanten Strecke von Shanghai nach Hangzhou wird mit Kosten von 19 Millionen Euro pro Kilometer gerechnet.

[Bearbeiten] Werkstattwagen

Zum Transrapid-System gehören Werkstattwagen, die sich mit einem konventionellen Antrieb auf der Trasse bewegen. Mit diesen Wagen wird die Strecke täglich vor Betriebsbeginn abgefahren und gereinigt. Da diese Wagen nicht magnetisch betrieben werden, ist eine Positionsbestimmung nach dem gleichen Prinzip wie beim Transrapid nicht nötig. Auf der Teststrecke im Emsland können die Werkstattwagen nur über Funkmeldungen des Bedienpersonals auf der Strecke lokalisiert werden. Im September 2006 führte hier der Zusammenstoß zwischen einem Transrapid und einem Werkstattwagen zu einem schweren Unfall, der das bisherige Zugsicherungssystem in Frage stellt (siehe Abschnitt Unfälle).

[Bearbeiten] Kompatibilität

Der Transrapid ist als Hochgeschwindigkeitssystem konzipiert. Interessant ist er vor allem für Metropolen-Korridortrassen, auf denen eine Transrapid-Linie vom Zubringerverkehr über den öffentlichen Personennahverkehr oder den Individualverkehr versorgt würde. In engen Ballungsräumen kann der Transrapid lokale Zentren, Städte und deren Flughäfen miteinander verbinden. Andere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen Bahnhöfen und Flughäfen sind ab einer gewissen Streckenlänge ebenfalls interessant. Grundsätzlich ähnliche Rahmenbedingungen finden sich bei der Wuppertaler Schwebebahn.

[Bearbeiten] Technische Daten

Für die Versuchstrecke im Emsland und den Transrapid 07
- Motor: Langstator-Synchron-Linearmotor im Fahrweg. Der Motor ist in 58 Segmente aufgeteilt.
- Segmentlänge: 300 m bis 2080 m
- Maximale Vortriebskraft: 90 kN
- Leistungsbedarf bei 400 km/h: 6,0 MW
- Wirkungsgrad: 85%
- Fahrzeugbeschleunigung: 0,85 m/s²
- Fahrzeugverzögerung: 1,2 m/s²
Transrapid 07
- Länge: 51,7 m (für 2 Sektionen)
- Breite: 3,7 m
- Höhe: 4,7 m
- Anzahl Tragmagnete: 15 pro Sektion
- Tragspalt: 10 mm
- Anzahl Führmagnete: 12 pro Sektion
- Seitenführspalt: 9 mm
- Zulässiges Gesamtgewicht: 110 Tonnen
TR08 (Daten für ein 3 Sektionen Fahrzeug):
- Länge: 79,7 m
- Breite: 3,7 m
- Höhe: 4,2 m
- Betriebliche Höchstgeschwindigkeit: 400 bis 500 km/h
- Leergewicht: 149,5 t
- Nutzlast: 39 t
- Sitzplätze Personenfahrzeug:
  - Sektion E1: max. 92
  - Mittelsektion: max. 126
  - Sektion E2: max. 92

Es sind bis zu zehn Sektionen möglich.

[Bearbeiten] Hauptkomponenten des Systems

[Bearbeiten] Geregeltes Schweben

Durch ein elektromagnetisches Regelsystem wird die Größe der magnetischen Kräfte so geregelt, dass ein etwa 10 mm großer Abstand zwischen Tragmagneten und Statorpaketen eingehalten wird. Die Magnete sind dabei einzeln aufgehängt, um der Trasse folgen zu können. Zur Abstandskontrolle dienen Spaltsensoren. Die Regelung erlaubt es, das Fahrzeug im Stillstand von der Trasse abzuheben. Zum Absetzen im Stand dienen Kufen. Die Kufen dienen auch als Reibpartner bei Notfallbremsungen und ermöglichen das Beenden der aktuellen Fahrt, wenn mehrere Magnete ausfallen.

Der Boden des Transrapids hat zur Fahrbahn einen Abstand von ca. 15 cm. Er kann deshalb auch kleinere Hindernisse sowie Schnee- oder Eisschichten überwinden. Bei Vereisungen oder zusammengebackenem Schnee, die oder der durch den Druckstoß des Fahrzeugs oder durch den Wind nicht beseitigt werden, müssen Räumfahrzeuge eingesetzt werden.

[Bearbeiten] Fahrweg

Trasse des Transrapids im Emsland mit begleitender Straße

Im Gegensatz zum Schienen- oder Straßenfahrweg, der in der Regel kontinuierlich und zu großen Teilen vor Ort gebaut wird, besteht der Fahrweg beim Transrapid in Trägerausführung aus ca. 12 bis 60 Meter langen Trägern, die weitgehend vorgefertigt werden. Diese Träger bestehen aus Beton, Stahl oder einer Kombination aus beiden (Hybridträger Stahlbeton), wobei auf der Strecke in Shanghai nur die letztere Variante eingesetzt wurde. Der Trägerfahrweg befindet sich aufgeständert über dem Erdboden mit einer Gradientenhöhe von 2,20 bis 20 Metern, wobei ein ebenerdiger Fahrweg ebenso möglich ist. Das Herstellungsverfahren erlaubt es, den Fahrweg innerhalb der Systemgrenzen in fast beliebiger Form herzustellen. Dabei wird die jeweilige Form des Trägers so angepasst, wie es die Trassierung erfordert.

Bei der Hybridkonstruktion wird ein stets gerades Spannbetonprofil in Kombination mit daran befestigten 3 m langen Stahlsektionen verwendet. Der Bogenverlauf wird durch unterschiedlich lange Kragarme eingestellt, die an dem Spannbetonprofil befestigt werden, so dass jeder Radius eingestellt werden kann.

An dieser Konstruktion wird dann der eigentliche Fahrweg befestigt. Er besteht aus Stahlblechpaketen, die von Kupferdrahtwicklungen durchzogen sind und an der Unterseite angebracht werden. Dies sind die so genannten Stator-Wanderfeldleitungen. Weiter enthält der Fahrwegträger stählerne Führschienen an den Seiten, auf die letztlich die Seitenführmagnete wirken. Sowohl Statorpaket als auch Seitenführschienen erlauben es, einen Fahrwegradius bis hinunter zum Mindestradius frei einzustellen.

Der minimale Kurvenradius von etwa 270 m bestimmt sich aus der Fahrzeuggeometrie und der Geometrie der Traktionsmagnete. Durch Variation dieser Parameter (insbesondere durch einen kürzeren Wagenkasten) könnte der minimale Kurvenradius für entsprechende Anwendungen weiter reduziert werden.

Die Querneigung des Fahrwegs in Gleisbögen kann bis zu 12° (21,3%), ausnahmsweise 16° (28,7%), betragen, während sie bei der Eisenbahn maximal etwa 6,5° (11,3%) betragen darf. Hierdurch kann bei gleichem Bogenradius eine ca. 20% höhere Geschwindigkeit erreicht werden (bei 1,0 m/s² unausgeglichener Querbeschleunigung). Die Eisenbahn kompensiert die geringere Überhöhung teilweise durch Neigetechnik.

Am Fahrzeug sind leistungsfähige Elektromagnete so eingebaut, dass sie beiderseits unter den Fahrweg greifen und das Fahrzeug durch die Kraftwirkung des Magnetfelds anheben können. Führungsmagnete halten das Fahrzeug seitlich in der Spur.

[Bearbeiten] Fahrantrieb (Linearmotor)

Motorwicklung des Transrapids

Der Antrieb des Fahrzeugs erfolgt durch ein magnetisches Wanderfeld im Fahrweg, welches das Fahrzeug an seinen Fahrzeugmagneten mitzieht. Dabei arbeitet der Fahrweg ähnlich wie ein Stator eines synchronen Drehstrom-Elektromotors (daher Langstatorprinzip), dessen Rotor die Fahrzeugmagneten darstellen. Abgebremst und beschleunigt wird durch Verringern oder Erhöhen der Magnetfeldfrequenz, die wiederum die Geschwindigkeit des Wanderfelds bestimmt. Damit dieses System funktioniert, muss das Wanderfeld in Relation zum Zug sehr exakt ausgerichtet sein. Die Position des Zuges muss daher zu jedem Zeitpunkt sehr genau bestimmt werden. Zur Versorgung der Wanderfeldleitung sind an der Strecke in Abständen von 0,3 bis 5 km (so genannte Unterwerks- oder Speiseabschnitte) Einspeisungen aus dem Streckenkabel notwendig. Die Streckenkabel werden wiederum von Umrichterstationen versorgt, welche die erforderlichen Spannungen, Ströme und Frequenzen im jeweiligen Abschnitt bereitstellen.

In jedem Speiseabschnitt darf sich nur ein Fahrzeug befinden. Für eine genaue Regelung ist es unabdingbar, die genaue Position des Fahrzeuges zu kennen. Dies wird durch redundante Wegmesssysteme gewährleistet. Die Fahrtkontrolle selbst wird von einer Steuerzentrale übernommen, ähnlich der Linienzugbeeinflussung im deutschen Eisenbahnnetz bei aktiver automatischer Fahr-Bremssteuerung. Ein führerloser Betrieb ist daher möglich.

[Bearbeiten] Mitwandernde Strecken-Stromversorgung (Statorschaltverfahren)

Motorwicklung und Tragwerk des Transrapids

Jede Umrichterstation ist mit einer oder mehreren Umrichtergruppen ausgestattet. Über Streckenkabel und Abschnittsschalter können solche Gruppen selektiv auf einzelne Unterabschnitte (sog. Motorabschnitte) der Strecke geschaltet werden. Es gibt mehrere Schaltverfahren:

Kurzschlussverfahren: Eine Umrichtergruppe versorgt jeweils den Abschnitt, in dem das Fahrzeug fährt. Nicht bestromte Abschnitte werden über Leistungsschalter kurzgeschlossen. An jedem Motorsegment kommt es zu einer Unterbrechung der Motorleistung, was zu einem wahrnehmbaren Schaltruck führt.
Bocksprungverfahren: Zwei Umrichtergruppen versorgen zwei hintereinander liegende Abschnitte; verlässt das Fahrzeug den hinteren der Abschnitte, übernimmt die versorgende Gruppe den Abschnitt vor der gegenwärtigen Fahrzeugposition. Die benötigte Verlustleistung im Statorpaket ist doppelt so groß wie beim Kurzschlussverfahren. Es kommt jedoch zu keiner Unterbrechung des Vortriebs.
Wechselschrittverfahren: Die linke und die rechte Seite der Motorwicklung in der Fahrbahn sind in gegeneinander versetzte Abschnitte aufgeteilt. Bestromt werden immer jeweils zwei sich überlappende Abschnitte. Die Statorverlustleistung ist genauso groß wie beim Kurzschlussverfahren.
Dreischrittverfahren: Ähnlich dem Wechselschrittverfahren werden immer ein Abschnitt und die zwei mit ihm überlappenden auf der anderen (Fahrweg-) Motorseite bestromt. Wie beim Bocksprungverfahren gibt es hier keine Unterbrechung des Antriebs, jedoch ist die Statorverlustleistung anderthalb Mal so groß wie beim Kurzschlussverfahren.

[Bearbeiten] Fahrzeug-Stromversorgung

Für die Energieversorgung im Fahrzeug wird hauptsächlich ein Lineargenerator verwendet. Ähnlich wie der Elektromotor des Fahrantriebs ist auch der Lineargenerator eine „aufgeschnittene“ und in die Länge gestreckte Version eines normalen rotierenden Generators. Dafür befinden sich gesonderte elektromagnetische Wicklungen im Fahrzeug.

Der Lineargenerator nutzt die fortlaufenden Änderungen der magnetischen Feldstärke, die durch die Fortbewegung des Fahrzeugs beim Überfahren der einzelnen Statorwicklungen verursacht werden. Dies funktioniert ab einer unteren Geschwindigkeit von 100 km/h ausreichend effizient, um die Trag- und Führungsmagneten und die weiteren elektrischen Geräte im Fahrzeug zu versorgen. Der Generator muss dabei eine Leistung von maximal 270 kW erzeugen können. Für kurze Unterbrechungen erfolgt die Versorgung aus fortwährend geladenen Bordbatterien. An Stellen, an denen betriebsmäßig langsamer als 100 km/h gefahren werden muss, etwa an Bahnhöfen, werden die Fahrzeugsysteme bisher noch herkömmlich über Stromschienen gespeist.

Ob eine durchgehende Stromschiene und/oder ein Lineargenerator zur Stromversorgung vorgesehen werden, war vom Konzept und Betriebsprogramm der Strecke abhängig. Inzwischen ist ein System entwickelt worden, das es erlaubt die benötigte Energie durch entsprechende Hochfrequenzeinspeisung in den Fahrweg und über einen transformatorischen Effekt in das Fahrzeug einzuspeisen. Stromschienen können dadurch entfallen.

[Bearbeiten] Geschichte

Siehe auch: allgemeine Geschichte der Magnetschwebebahn und Maglev

Die Vorgeschichte des Transrapid begann 1969/70 mit einer ersten Studie und dem Einsetzen der Forschungsförderung. Zunächst wurden Kurzstatorvarianten untersucht. Nachteil waren hier die an der Strecke in voller Länge montierten Stromschienen. MBB stellte 1971 einen Demonstrator für die Personenbeförderung vor. Im gleichen Jahr präsentierte KraussMaffei auf der eigenen Teststrecke in München den TRANSRAPID 02, womit der Name für alle nachfolgenden Fahrzeuge geboren war. 1972 bauten AEG-Telefunken, BBC und Siemens einen Prototyp EET 01 mit supraleitenden Spulen, der auf einer 900 m langen Kreisbahn in Erlangen betrieben wurde. Hierbei kam das Prinzip des elektrodynamischen Schwebens zum Einsatz.

Thyssen Henschel (heute ThyssenKrupp AG) und die TU Braunschweig entwickelten ab 1974 die Langstatortechnik. Das Versuchsfahrzeug KOMET der MBB (heute EADS) erreichte im Jahre 1976 auf der 1,3 km langen Versuchstrecke in Manching 401 km/h. Es ist heute im Deutschen Museum ausgestellt. Zwei Jahre später startete der Versuchsbetrieb der weltweit ersten passagierbefördernden Langstator-Magnetschwebebahn. 1977 entschied das Bundesministerium für Forschung und Technologie, die Förderung elektrodynamischer Schwebesysteme und Kurzstator-Antriebssysteme einzustellen (geschieht 1979 bzw. 1983). Dies wird als der so genannte Systementscheid für die Technik des heutigen Transrapid betrachtet. Neben dem Antrieb hat die TU Braunschweig auch zum Fahrweg entscheidende Beiträge geliefert.^[2]

[Bearbeiten] Vom Systementscheid zur Einsatzreife

1978 wurde das Konsortium „Magnetbahn Transrapid“ gegründet und der Bau der Transrapid Versuchsanlage Emsland (TVE) beschlossen. Ein Jahr später präsentierte die Internationale Verkehrsausstellung (IVA) in Hamburg die weltweit erste für Personenverkehr zugelassene Magnetbahn (Transrapid 05). Dessen maximale Fahrgeschwindigkeit betrug 75 km/h. Im Jahr 1980 begann der Bau der Transrapid-Versuchsanlage im Emsland (TVE), vier Jahre später erfolgte die Inbetriebnahme des ersten Bauabschnittes. Der für 400 km/h entwickelte Transrapid 06 erreichte dort 1987 eine Geschwindigkeit von 392 km/h, 1988 von 412,6 km/h. Der ab 1987 entwickelte Transrapid 07 ist für 500 km/h ausgelegt, er ging 1989 in den Versuchsbetrieb auf der TVE und erreichte 1993 eine Geschwindigkeit von 450 km/h.

Transrapid 06

Transrapid 07

Verbleib der Versuchsfahrzeuge:

Transrapid 01: Deutsches Museum München
Transrapid 02: Krauss-Maffei, München
Transrapid 03: verschrottet
Transrapid 04: Technik Museum Speyer
Transrapid 05: Aufgeständert auf dem Gelände von ThyssenKrupp in Kassel (Haltestelle Holländische Straße)
Transrapid 06: Aufgeständert vor dem Deutschen Museum Bonn, Trachten (NL)
Transrapid 07: München Airport, Infozentrum Lathen
Transrapid 08: bei Unfall zerstört (22.09.2006)

[Bearbeiten] Von der Einsatzreife zu Großprojekten

Nach ersten Planungen 1989 für eine Strecke zwischen den Flughäfen Düsseldorf und Köln/Bonn und der Feststellung der Einsatzreife des Transrapid 1991 wurde 1992 eine Transrapid-Strecke Hamburg-Berlin in den Bundesverkehrswegeplan aufgenommen. Trotz diverser Finanzierungsbedenken wurde der Bau 1994 beschlossen. 1998 erfolgte die Gründung von Transrapid International; 1999 wurde das Vorserienmodell Transrapid 08 des für den Einsatz auf der Transrapid-Strecke Hamburg-Berlin vorgesehenen Fahrzeugs an die Versuchsstrecke im Emsland ausgeliefert.

Anfang 2000 wurde das Projekt Hamburg-Berlin aufgegeben und das Planfeststellungsverfahren eingestellt; stattdessen wurden fünf alternative Relationen für den Einsatz mit dem Transrapid in Deutschland untersucht, mit dem Schwerpunkt eines Regionalverkehreinsatzes. Anfang des Jahres 2001 wurde der Vertrag zum Bau der Transrapid-Strecke in Shanghai unterzeichnet, die Strecke ist mittlerweile in Betrieb.

Auf das „kleinere“ Modell, den so genannten Metrorapid im Ruhrgebiet und Rheinland (von Dortmund nach Düsseldorf) wurde Ende Juni 2003 aus finanziellen Gründen verzichtet.

Dagegen erscheint die Realisierung einer Anbindung des Flughafen München per Magnetschwebebahn bis 2011 als möglich. Das Planfeststellungsverfahren hierzu begann mit dem Antrag auf Planfeststellung beim Eisenbahn-Bundesamt durch die Deutsche Bahn am 28. Februar 2005. Details unter dem Artikel Transrapid München.

Weitere Strecken sind immer wieder Gegenstand einer öffentlichen Diskussion, dazu gehören die Verbindungen:

zwischen Amsterdam und Hamburg („Eurorapid“)
zwischen Berlin, Leipzig, Hamburg und Dresden
zwischen Berlin, Prag, Wien und Budapest ("TEN/PAN Korridor IV")
zwischen Frankfurt und Hahn
Nah- und Fernverkehrsstrecken in der Volksrepublik China, den USA und in den Niederlanden
eine bis zu 800 km lange Strecke durch die Vereinigten Arabischen Emirate und Bahrain
eine 800 km lange Strecke von London nach Glasgow

Zum Teil gibt es dafür auch bereits konkrete Planungen. Die Chancen der Strecke Frankfurt—Hahn werden als niedrig eingeschätzt, weil eine in der Qualität annähernd gleiche Anbindung durch Reaktivierung der Eisenbahnstrecke nach Hahn zu einem Bruchteil der Kosten möglich wäre.

Im August 2005 verkündete der damalige Bundesverkehrsminister Manfred Stolpe, dass die Bundesregierung 113 Millionen Euro in die Weiterentwicklung der Transrapid-Technologie investieren will. In ihrem Regierungsprogramm 2005–2009 beabsichtigen CDU/CSU, eine Transrapidstrecke in Deutschland zu realisieren.

[Bearbeiten] Einsatz

[Bearbeiten] Transrapid in Deutschland

Lageplan der Erprobungsstrecke

Transrapid in Shanghai

Öffentlich wird in der Bundesrepublik Deutschland seit Jahrzehnten diskutiert, ob die Transrapid-Technik unter den gegebenen Bedingungen wirtschaftlich ist.

Die Entwicklung des Transrapid erfolgte nahezu ausschließlich mit öffentlichen Mitteln. Bis zum Jahr 2000 flossen ca. 1,2 Milliarden Euro Steuergelder in die Entwicklung des Transrapid. Eine Versuchsstrecke befindet sich bei Lathen im Emsland, die von der IABG betrieben wird. Nach Voranmeldung im Besucherzentrum der IABG konnten Interessierte bis zum Unfall vom 22. September 2006 an einer Fahrt mit dem Transrapid teilnehmen.

Im Mai 2005 wurden automatische Transrapid-Fahrten – also ohne Personal – von den Behörden genehmigt. Diese Zulassung gilt als ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Betriebsreife der Technik in Deutschland. Der Transrapid ist damit ein europaweit erstmalig zugelassenes Hochgeschwindigkeitssystem für den automatischen Betrieb.

[Bearbeiten] Transrapid in China

Hauptartikel: Transrapid Shanghai.

In der Volksrepublik China wurde am 31. Dezember 2002 der Probebetrieb auf einer 30 km langen Strecke von Shanghai zum Flughafen Pudong gestartet. Am 12. November 2003 erzielte der Transrapid in Shanghai einen neuen Rekord von 501 km/h als schnellste kommerzielle Magnetbahn. Anfang 2004 wurde der Regelbetrieb als fahrplanmäßig schnellstes spurgebundenes Fahrzeug der Welt aufgenommen.

Unabhängig davon entwickelt China seit 2003 eine eigene Magnetschwebebahn, die die gleiche Kerntechnik wie der Transrapid verwendet. Für Mitte 2006 sind die ersten Versuchsfahrten angekündigt.

[Bearbeiten] Unfälle

Ende 2004 kollidierten auf der Teststrecke im Emsland zwei Werkstattwagen mit ungefähr 60 km/h. Es entstand Sachschaden. Der Transrapid selbst war daran nicht beteiligt. Nach diesem Vorfall wurden die Sicherheitsvorschriften verschärft^[3].

Am 11. August 2006 gab es einen Zwischenfall bei einem Transrapid in Shanghai, dessen zweiter Wagen Feuer gefangen hatte. Der Zug konnte nach 500 Metern anhalten und der Brand schnell gelöscht werden. Es entstand nur Sachschaden. Als Ursache gilt bisher eine defekte Batterie.

Ein schwerer Unfall ereignete sich am 22. September 2006 gegen 10 Uhr auf der Transrapid-Versuchsanlage Emsland. Die mit 31 Personen besetzte Schwebebahn war auf offener Strecke gegen einen mit zwei Personen besetzten Werkstattwagen geprallt, der an jedem Vormittag vor der Fahrt des Transrapids die durch den Wald führende Strecke inspiziert und von Ästen reinigt. Dabei starben 23 Personen, zehn Menschen wurden verletzt.

[Bearbeiten] Vergleich mit anderen Verkehrsträgern

Ein direkter Vergleich des Transrapids mit anderen Verkehrsmitteln ist nur unter Vorbehalt möglich. Das Transrapid-System unterscheidet sich in der Geschwindigkeit maßgeblich von allen anderen Systemen. Mit Betriebsgeschwindigkeiten bis zu etwa 500 km/h liegt der Transrapid zwischen Hochgeschwindigkeitszügen (220–330 km/h) und dem Flugverkehr (720-870 km/h).

Da der Antrieb des Transrapid sich im Fahrweg und nicht - wie z. B. beim ICE - im Fahrzeug selbst befindet, sind größere Steigungen und höhere Geschwindigkeiten bei niedriger Materialbelastung und daraus resultierendem geringem Materialverschleiß möglich. Inwieweit dieser Vorteil durch die größeren Tunnelquerschnitte sowie die starre Festschreibung der Streckenkapazität durch die Dimensionierung des Linearmotors relativiert wird, wird lebhaft diskutiert.

Zu Vor- und Nachteilen von Magnetschwebebahnen siehe auch: Magnetschwebebahn.

[Bearbeiten] Siehe auch

[Bearbeiten] Literatur

Horst Götzke: Transrapid. Technik und Einsatz von Magnetschwebebahnen. Transpress, Berlin 2002, ISBN 3-61371-155-9
Stefan H. Hedrich: Transrapid. Die Magnetschwebebahn in der politischen „Warteschleife“. EK, Freiburg 2003, ISBN 3-88255-148-8
Bernd Englmeier: ICE und Transrapid. Vergleichende Darstellung der beiden Hochgeschwindigkeitsbahnen. Historie, Technik, Zukunftschancen. BoD GmbH, Norderstedt 2004, ISBN 3-83340-629-1
Rudolf Breimeier: Transrapid oder Eisenbahn - ein technisch-wirtschaftlicher Vergleich. Minirex, Luzern 2002, ISBN 3-907014-14-6
H. Hübner (Hrsg.): Transrapid zwischen Ökonomie und Ökologie. Eine Technik-Wirkungsanalyse alternativer Hochgeschwindigkeitssysteme. Dt. Univ.-Verl., Wiesbaden 1997, ISBN 3-8244-6573-6
Christoph Roland Foos (Hrsg.): Taschenbuch der Magnetschwebebahn-Gesetze, Sammlung des geltenden Rechts. Foos, Minfeld Pfalz 2002.
Christoph Roland Foos (Hrsg.): Eisenbahnrecht und Bahnreform. Foos, Minfeld Pfalz 2001, 2003. ISBN 3-00-011980-9
Meike Spitzner: Stellungnahme zur Öffentlichen Anhörung des Verkehrsausschusses des Deutschen Bundestages am 18. Mai 1994 zum Gesetzentwurf der Fraktion der CDU/CSU und F.D.P. Entwurf eines Gesetzes zur Regelung des Planungsverfahrens für Magnetschwebebahnen (Magnetschwebebahnplanungsgesetz - DrS. 12/7006 - und - Unterrichtung durch die Bundesregierung Bericht über das Finanzierungskonzept der Magnetschwebebahnverbindung Berlin-Hamburg (Transrapid) - DrS. 12/6964. Ausschuss für Verkehr, Ausschuss-Drucksache Nr. 657
Innovative Verkehrstechnik für das 21. Jahrhundert - Transrapid. in: ZEVrail - Glasers Annalen. Zeitschrift für das gesamte System Bahn. Siemens, Berlin 2003. ISSN 1618-8330
Rainer Schach, Peter Jehle, René Naumann: Transrapid und Rad-Schiene-Hochgeschwindigkeitsbahn. Springer, Berlin 2006, ISBN 3-540-28334-X
Franz Büllingen: Die Genese der Magnetbahn Transrapid. Soziale Konstruktion und Evolution einer Schnellbahn, Deutscher Universitäts-Verlag (Januar 2002), ISBN 3-8244-4213-2