Es handelt sich auch um eine Magnetschwebebahn, auch bekannt als Maglev aus dem Englischen „magnetic levitation“ („magnetische Levitation“) – dabei handelt es sich um eine Magnetschwebebahn, die durch die Kraft eines elektromagnetischen Feldes angetrieben und gesteuert wird. Ein solcher Zug berührt im Gegensatz zu herkömmlichen Zügen während der Fahrt nicht die Schienenoberfläche. Da zwischen dem Zug und der Lauffläche ein Spalt besteht, entfällt die Reibung und die einzige Bremskraft ist der Luftwiderstand. Unter Maglev versteht man den Einschienenbahntransport.

Einschienenbahn:

Hotchkiss (Arthur Hotchkiss) 1890er Jahre;
Bilder aus Wikipedia

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Der Hochgeschwindigkeits-Bodentransport (HSLT) ist ein Schienentransport, bei dem Züge mit Geschwindigkeiten von mehr als 200 km/h (120 mph) betrieben werden. Obwohl zu Beginn des 20. Jahrhunderts Züge mit Geschwindigkeiten über 150–160 km/h als Hochgeschwindigkeitszüge bezeichnet wurden.
Heutzutage bewegen sich VSNT-Züge auf speziell dafür vorgesehenen Bahngleisen – einer Hochgeschwindigkeitsstrecke (HSL) oder auf einer Magnetschwebebahn, auf der sich die oben gezeigte Magnetschwebebahn bewegt.

Der erste reguläre Betrieb von Hochgeschwindigkeitszügen begann 1964 in Japan. Im Jahr 1981 wurden in Frankreich BCHT-Züge in Betrieb genommen, und bald war der größte Teil Westeuropas, einschließlich Großbritannien, zu einem einzigen Hochgeschwindigkeitsbahnnetz vereint. Moderne Hochgeschwindigkeitszüge erreichen im Betrieb Geschwindigkeiten von etwa 350–400 km/h und können in Tests sogar auf 560–580 km/h beschleunigen, wie beispielsweise der JR-Maglev MLX01, der einen Geschwindigkeitsrekord von 581 km/h aufstellte. h während der Tests im Jahr 2003. h.
In Russland begann der reguläre Betrieb von Hochgeschwindigkeitszügen auf gemeinsamen Gleisen mit regulären Zügen im Jahr 2009. Und erst 2017 ist der Bau der ersten spezialisierten Hochgeschwindigkeitsstrecke Russlands Moskau – St. Petersburg abgeschlossen.

Sapsan Siemens Velaro RUS; maximale Betriebsgeschwindigkeit - 230 km/h,
Aufrüstung auf 350 km/h möglich; Foto aus Wikipedia

Neben Passagieren befördern Hochgeschwindigkeitszüge beispielsweise auch Güter: Für den Transport von Post und Paketen verfügt der französische Dienst La Poste über eine Flotte spezieller TGV-Elektrozüge.

Die Geschwindigkeit von „magnetischen“ Zügen, also Magnetschwebebahnen, ist vergleichbar mit der Geschwindigkeit eines Flugzeugs und ermöglicht es ihnen, auf Kurz- und Mittelstrecken (bis zu 1000 km) mit dem Luftverkehr zu konkurrieren. Obwohl die Idee eines solchen Transports an sich nicht neu ist, konnten wirtschaftliche und technische Einschränkungen sie nicht vollständig entwickeln.

Derzeit gibt es drei Haupttechnologien für die Magnetfederung von Zügen:

1. Über supraleitende Magnete (elektrodynamische Suspension, EDS);
2. Auf Elektromagneten (elektromagnetische Aufhängung, EMS);
3. Auf Permanentmagneten; Dies ist ein neues und möglicherweise kostengünstigstes System.

Die Komposition schwebt aufgrund der Abstoßung identischer Magnetpole und umgekehrt der Anziehung entgegengesetzter Pole. Die Bewegung wird durch einen Linearmotor ausgeführt, der entweder am Zug, am Gleis oder an beiden angebracht ist. Eine große Designherausforderung ist das hohe Gewicht ausreichend starker Magnete, da ein starkes Magnetfeld erforderlich ist, um die massive Zusammensetzung in der Luft aufrechtzuerhalten.

Vorteile der Magnetschwebebahn:

• theoretisch die höchste Geschwindigkeit, die mit öffentlichen (nicht sportlichen) Bodentransportmitteln erreicht werden kann;
• große Aussichten, Geschwindigkeiten zu erreichen, die um ein Vielfaches höher sind als die der Jet-Luftfahrt;
• geräuscharm.

Nachteile der Magnetschwebebahn:

• hohe Kosten für die Erstellung und Instandhaltung einer Strecke – die Kosten für den Bau eines Kilometers einer Magnetschwebebahn sind vergleichbar mit dem Graben eines Kilometers eines U-Bahn-Tunnels im geschlossenen Verfahren;
• Das erzeugte elektromagnetische Feld kann für das Zugpersonal und die Anwohner schädlich sein. Sogar Traktionstransformatoren, die auf wechselstromelektrifizierten Eisenbahnen eingesetzt werden, sind schädlich für die Fahrer. Aber in diesem Fall ist die Feldstärke um eine Größenordnung größer. Es ist auch möglich, dass Magnetschwebebahnen für Träger von Herzschrittmachern nicht verfügbar sein werden;
• Die für den Hochgeschwindigkeitsverkehr umgebauten Normalspurgleise bleiben für reguläre Personen- und Nahverkehrszüge zugänglich. Für alles andere ist die Hochgeschwindigkeits-Maglev-Strecke nicht geeignet; Für den Langsamverkehr sind zusätzliche Gleise erforderlich.

Die aktivsten Entwicklungen der Magnetschwebebahn werden von Deutschland und Japan durchgeführt.

*Hilfe: Was ist Shinkansen?
Shinkansen ist der Name des Hochgeschwindigkeitsbahnnetzes in Japan, das für den Personentransport zwischen den großen Städten des Landes konzipiert ist. Im Besitz der Japan Railways. Die erste Linie zwischen Osaka und Tokio wurde 1964 eröffnet, der Tokaido Shinkansen. Diese Strecke ist die verkehrsreichste Hochgeschwindigkeitsstrecke der Welt. Es befördert täglich etwa 375.000 Passagiere.

„Bullet Train“ ist einer der Namen für Shinkansen-Züge. Züge können bis zu 16 Wagen haben. Jeder Wagen erreicht eine Länge von 25 Metern, mit Ausnahme der Kopfwagen, die meist etwas länger sind. Die Gesamtlänge des Zuges beträgt etwa 400 Meter. Auch die Bahnhöfe für solche Züge sind sehr lang und speziell für diese Züge angepasst.

Shinkansen-Züge Serie 200~E5; Foto aus Wikipedia

In Japan werden Magnetschwebebahnen aufgrund des an Bord verwendeten Linearmotors oft „riniaka“ (japanisch: リニアカー) genannt, abgeleitet vom englischen „linear car“.

JR-Maglev verwendet eine elektrodynamische Aufhängung mit supraleitenden Magneten (EDS), die sowohl im Zug als auch auf der Strecke installiert ist. Im Gegensatz zum deutschen Transrapid-System verwendet JR-Maglev kein Einschienenbahn-Design: Züge fahren in einem Kanal zwischen Magneten. Diese Konstruktion ermöglicht höhere Geschwindigkeiten, sorgt für mehr Sicherheit der Passagiere im Evakuierungsfall und eine einfache Bedienung.

Im Gegensatz zur elektromagnetischen Federung (EMS) benötigen Züge mit EDS-Technologie bei niedrigen Geschwindigkeiten (bis zu 150 km/h) zusätzliche Räder. Bei Erreichen einer bestimmten Geschwindigkeit werden die Räder vom Boden getrennt und der Zug „fliegt“ in einem Abstand von mehreren Zentimetern über der Oberfläche. Im Falle eines Unfalls ermöglichen die Räder außerdem ein sanfteres Anhalten des Zuges.

Zum Bremsen im Normalbetrieb werden elektrodynamische Bremsen eingesetzt. Für den Notfall ist der Zug mit einziehbaren Aerodynamik- und Scheibenbremsen an den Drehgestellen ausgestattet.

Fahren Sie mit der Magnetschwebebahn mit einer Höchstgeschwindigkeit von 501 km/h. In der Beschreibung heißt es, das Video sei im Jahr 2005 entstanden:

Auf der Strecke in Yamanashi werden mehrere Züge mit unterschiedlichen Nasenkegelformen getestet: vom üblichen spitzen bis zu einem fast flachen, 14 Meter langen Zug, der den lauten Knall beseitigen soll, der einen Zug begleitet, der in einen Tunnel einfährt hohe Geschwindigkeit. Die Magnetschwebebahn kann vollständig computergesteuert sein. Der Fahrer überwacht den Betrieb des Computers und erhält über eine Videokamera ein Bild der Strecke (die Fahrerkabine hat keine Sichtfenster nach vorne).

Die JR-Maglev-Technologie ist teurer als eine ähnliche Entwicklung von Transrapid, die in China umgesetzt wird (Strecke zum Flughafen Shanghai), da sie hohe Kosten für die Ausrüstung der Strecke mit supraleitenden Magneten und die Verlegung von Tunneln in den Bergen im Sprengverfahren erfordert. Die Gesamtkosten des Projekts könnten 82,5 Milliarden US-Dollar betragen. Wenn die Strecke entlang der Tokaido-Küstenstraße verlegt würde, wäre dies mit geringeren Kosten verbunden, würde aber den Bau einer großen Anzahl kurzer Tunnel erfordern. Trotz der Tatsache, dass die Magnetschwebebahn selbst geräuschlos ist, verursacht jede Einfahrt in den Tunnel mit hoher Geschwindigkeit einen Knall, dessen Lautstärke einer Explosion entspricht, sodass eine Verlegung der Strecke in dicht besiedelten Gebieten unmöglich ist.

Zweifellos Shanghai Magnetschwebebahn- eine der Attraktionen Shanghais und ganz Chinas. Diese weltweit erste kommerzielle Magnetbahn wurde im Januar 2004 in Betrieb genommen.

Jetzt ist diese 30 Kilometer lange Linie mit der U-Bahn-Station Long Yang Lu im Großraum Shanghai verbunden. Diese Strecke wird mit einer Magnetschwebebahn in weniger als 8 Minuten zurückgelegt.

Mit einem solchen Zug muss man mindestens zweimal fahren – einmal auf die Geschwindigkeitsanzeige achten, wenn die Höchstgeschwindigkeit erreicht ist, und ein anderes Mal, um die Aussicht aus dem Fenster zu bewundern :)

Die Shanghai Maglev wird mit deutscher Technologie gebaut. Aktive Entwicklungen in diesem Bereich werden hauptsächlich in Japan und Deutschland durchgeführt.

Magnetisches Pad. Wie funktioniert das?

Das Wort Maglev ist die Abkürzung für Magnetschwebebahn(magnetische Levitation, englisch), das heißt, der Zug scheint unter dem Einfluss eines starken elektromagnetischen Feldes über der Fahrbahnoberfläche zu schweben.

An der Unterseite jedes Wagens sind elektronisch gesteuerte Elektromagnete (1) an einem Stahlgurt (4) befestigt. Außerdem befinden sich Magnete an der Unterseite der Spezialschiene (2). Durch das Zusammenwirken der Magnete schwebt der Zug einen Zentimeter über der Schiene. Es gibt auch Magnete, die für die seitliche Ausrichtung verantwortlich sind (3). Die entlang der Strecke verlegte Wicklung erzeugt ein Magnetfeld, das den Zug in Bewegung setzt.

Der Zug fährt ohne Fahrer. Die Steuerung erfolgt computergesteuert von der Zentrale aus. Von der Zentrale aus wird nur der Abschnitt mit Strom versorgt, auf dem sich der Zug gerade bewegt. Zum Abbremsen ändert das Magnetfeld seinen Vektor.

Vor- und Nachteile

„Wenn einer von euch beschließt, einen Turm zu bauen, wird er sich dann nicht zuerst hinsetzen und alle Kosten zählen, um zu sehen, ob er genug Geld hat, um ihn fertigzustellen?“ (Lukas 14, Kapitel 28, Vers)

In diesen Worten steckt einer der Gründe, warum solche Züge nicht überall gebaut wurden.

Der Bau und die Wartung eines speziellen Messgeräts sind teuer. Beispielsweise wurde der Bau der Shanghai Maglev durch Feuchtgebiete zusätzlich erschwert. Jeder Gleisträger wird auf einer speziellen Betonplatte verlegt, die auf einem felsigen Untergrund ruht. An manchen Stellen erreicht dieses Kissen eine Dicke von 85 Metern! Infolgedessen kosteten diese 30 km magnetischen Straße 10 Milliarden Yuan.

Darüber hinaus ist es nicht mehr möglich, andere Fahrzeuge auf dieser Straße zuzulassen. Dies unterscheidet es von Gleisen, die für Hochgeschwindigkeitszüge gebaut wurden – auf ihnen können weiterhin normale Züge fahren.

Nun zu den angenehmen Dingen. Der Hauptvorteil von Maglev ist natürlich die Geschwindigkeit. Kurze Zeit nach dem Start beschleunigt der Zug auf 430 km/h.

Relativ geringer Stromverbrauch – um ein Vielfaches geringer als der eines Autos oder Flugzeugs. Dementsprechend wird die Umwelt weniger belastet.

Da die Reibung der Teile stark reduziert wird, sind die Betriebskosten eines solchen Zuges geringer.

Tests haben gezeigt, dass das Magnetfeld im Zug noch schwächer ist als in herkömmlichen Zügen. Das bedeutet, dass starke Magnete für Passagiere, auch mit einem elektronischen Herzschrittmacher, keine Gefahr darstellen.

Im Falle eines Stromausfalls ist der Zug mit Batterien ausgestattet, die spezielle Bremsen aktivieren. Sie erzeugen ein Magnetfeld mit umgekehrtem Vektor, und die Geschwindigkeit des Zuges wird auf 10 km/h reduziert, und schließlich hält der Zug an und stürzt auf die Gleise.

Die Zukunft der Shanghaier Magnetschwebebahn

Jetzt beträgt die Länge der Magnetschwebebahn 30 km. Es sind Pläne bekannt, die Linie zu einem weiteren Flughafen Shanghais zu verlängern – nach Hongqiao, westlich von Shanghai gelegen. Und dann die Straße nach Südwesten nach Hangzhou verlängern. Damit würde die Streckenlänge 175 km betragen. Doch vorerst ist das Projekt bis 2014 eingefroren. Seit 2010 sind Shanghai und Hangzhou durch eine Hochgeschwindigkeitsbahn verbunden. Die Zeit wird zeigen, ob die Pläne zum Ausbau der Magnetschwebebahn umgesetzt werden.

Magnetschwebebahnen und Magnetschwebebahnen sind die schnellste Form des öffentlichen Nahverkehrs. Und obwohl bisher nur drei kleine Gleise in Betrieb genommen wurden, werden in verschiedenen Ländern Forschungen und Tests an Magnetbahn-Prototypen durchgeführt. Wie sich die Magnetschwebetechnik entwickelt hat und was sie in naher Zukunft erwartet, erfahren Sie in diesem Artikel.

Entstehungsgeschichte

Die ersten Seiten der Magnetschwebebahn-Geschichte waren gefüllt mit einer Reihe von Patenten, die zu Beginn des 20. Jahrhunderts in verschiedenen Ländern erteilt wurden. Bereits 1902 erhielt die deutsche Erfinderin Alfreda Seiden ein Patent für die Konstruktion eines mit einem Linearmotor ausgestatteten Zuges. Und vier Jahre später entwickelte Franklin Scott Smith einen weiteren frühen Prototyp einer elektromagnetischen Schwebebahn. Wenig später, in der Zeit von 1937 bis 1941, erhielt der deutsche Ingenieur Hermann Kemper mehrere weitere Patente im Zusammenhang mit Zügen, die mit linearen Elektromotoren ausgestattet waren. Das 2004 erbaute Rollmaterial des Moskauer Einschienenbahn-Verkehrssystems nutzt übrigens asynchrone Linearmotoren für die Fortbewegung – dies ist die weltweit erste Einschienenbahn mit Linearmotor.

Ein Zug der Moskauer Einschienenbahn in der Nähe des Bahnhofs Teletsentr

In den späten 1940er Jahren gingen die Forscher von Worten zu Taten über. Dem britischen Ingenieur Eric Lazethwaite, den viele als „Vater der Magnetschwebebahn“ bezeichnen, gelang es, den ersten funktionsfähigen Prototyp eines linearen Induktionsmotors in Originalgröße zu entwickeln. Später in den 1960er Jahren beteiligte er sich an der Entwicklung des Hochgeschwindigkeitszuges Tracked Hovercraft. Leider wurde das Projekt 1973 aus Geldmangel eingestellt.

1979 wurde in Hamburg der weltweit erste Prototyp einer für den Personenverkehr zugelassenen Magnetschwebebahn gebaut und auf der IVA 79 vorgestellt so großartig, dass der Transrapid 05 nach Messeende noch drei Monate erfolgreich verkehren und insgesamt rund 50.000 Fahrgäste befördern konnte. Die Höchstgeschwindigkeit dieses Zuges betrug 75 km/h.

Und das erste kommerzielle Magnetflugzeug erschien 1984 in Birmingham, England. Eine Magnetschwebebahn verband das Terminal des Birmingham International Airport mit dem nahegelegenen Bahnhof. Sie war von 1984 bis 1995 erfolgreich tätig. Die Länge der Strecke betrug nur 600 m und die Höhe, bis zu der der Zug mit einem linearen Asynchronmotor über die Straßenoberfläche stieg, betrug 15 Millimeter. Im Jahr 2003 wurde an seiner Stelle das Personentransportsystem AirRail Link auf Basis der Cable Liner-Technologie gebaut.

In den 1980er Jahren begann die Entwicklung und Umsetzung von Projekten zur Schaffung von Hochgeschwindigkeits-Magnetschwebebahnen nicht nur in England und Deutschland, sondern auch in Japan, Korea, China und den USA.

Wie funktioniert das

Die grundlegenden Eigenschaften von Magneten kennen wir seit dem Physikunterricht der 6. Klasse. Bringt man den Nordpol eines Permanentmagneten in die Nähe des Nordpols eines anderen Magneten, stoßen sie sich gegenseitig ab. Wenn einer der Magnete umgedreht wird und dadurch verschiedene Pole verbindet, zieht er an. Dieses einfache Prinzip findet man in Magnetschwebebahnen, die über eine Schiene eine kurze Strecke durch die Luft gleiten.

Die magnetische Aufhängungstechnologie basiert auf drei Hauptsubsystemen: Schweben, Stabilisierung und Beschleunigung. Gleichzeitig gibt es derzeit zwei Haupttechnologien der magnetischen Aufhängung und eine experimentelle, die sich nur auf dem Papier bewährt hat.

Züge, die auf der Technologie der elektromagnetischen Federung (EMS) basieren, nutzen zum Schweben ein elektromagnetisches Feld, dessen Stärke sich im Laufe der Zeit ändert. Darüber hinaus ähnelt die praktische Umsetzung dieses Systems stark dem Betrieb des konventionellen Schienenverkehrs. Hier wird ein T-förmiges Schienenbett aus einem Leiter (meist Metall) verwendet, der Zug verwendet jedoch anstelle von Radpaaren ein System aus Elektromagneten – Stützen und Führungen. Die Stütz- und Führungsmagnete sind parallel zu den ferromagnetischen Statoren an den Rändern der T-förmigen Bahn angeordnet. Der Hauptnachteil der EMS-Technologie ist der Abstand zwischen Referenzmagnet und Stator, der 15 Millimeter beträgt und durch spezielle automatisierte Systeme in Abhängigkeit von vielen Faktoren, einschließlich der variablen Natur der elektromagnetischen Wechselwirkung, gesteuert und angepasst werden muss. Das Schwebesystem funktioniert übrigens dank an Bord des Zugs installierter Batterien, die durch in den Tragmagneten eingebaute Lineargeneratoren aufgeladen werden. So kann der Zug im Falle eines Halts lange Zeit mit Batterien schweben. Transrapid-Züge und insbesondere der Shanghai Maglev-Zug werden auf Basis der EMS-Technologie gebaut.

Züge auf Basis der EMS-Technologie werden mit einem synchronen Linearmotor mit geringer Beschleunigung angetrieben und gebremst, der durch Stützmagnete und eine Schiene dargestellt wird, über der die Magnetebene schwebt. Im Großen und Ganzen handelt es sich bei dem in die Leinwand eingebauten Motorsystem um einen regulären Stator (den stationären Teil eines linearen Elektromotors), der entlang der Unterseite der Leinwand angeordnet ist, und die unterstützenden Elektromagnete wiederum fungieren als Anker des Elektromotors. Anstatt also ein Drehmoment zu erzeugen, erzeugt der Wechselstrom in den Spulen ein Magnetfeld aus angeregten Wellen, das den Zug berührungslos bewegt. Durch Ändern der Stärke und Frequenz des Wechselstroms können Sie die Traktion und Geschwindigkeit des Zuges anpassen. Um langsamer zu werden, müssen Sie außerdem nur die Richtung des Magnetfelds ändern.

Bei der Verwendung der elektrodynamischen Aufhängungstechnologie (EDS) erfolgt die Levitation durch die Wechselwirkung des Magnetfelds in der Leinwand und des von supraleitenden Magneten an Bord des Zugs erzeugten Felds. Japanische JR-Maglev-Züge werden auf Basis der EDS-Technologie gebaut. Im Gegensatz zur EMS-Technologie, die herkömmliche Elektromagnete und Spulen verwendet, die Strom nur dann leiten, wenn Strom angelegt wird, können supraleitende Elektromagnete Strom auch dann leiten, wenn die Stromquelle entfernt wurde, beispielsweise während eines Stromausfalls. Durch die Kühlung der Spulen im EDS-System können Sie viel Energie sparen. Allerdings kann das kryogene Kühlsystem, das zur Aufrechterhaltung niedrigerer Temperaturen in den Spulen verwendet wird, recht teuer sein.

Der Hauptvorteil des EDS-Systems ist seine hohe Stabilität – bei einer leichten Verringerung des Abstands zwischen Blech und Magneten entsteht eine Abstoßungskraft, die die Magnete in ihre ursprüngliche Position zurückbringt, während bei einer Vergrößerung des Abstands die Abstoßungskraft abnimmt und zunimmt die Anziehungskraft, die wiederum zur Stabilisierung des Systems führt. In diesem Fall ist keine Elektronik zur Steuerung und Anpassung des Abstands zwischen Zug und Gleis erforderlich.

Allerdings gibt es auch hier einige Nachteile: Nur bei hohen Geschwindigkeiten entsteht eine Kraft, die ausreicht, um den Zug schweben zu lassen. Aus diesem Grund muss ein EDS-Zug mit Rädern ausgestattet sein, die bei niedrigen Geschwindigkeiten (bis zu 100 km/h) betrieben werden können. Auch auf der gesamten Streckenlänge müssen entsprechende Änderungen vorgenommen werden, da der Zug aufgrund technischer Störungen an jedem beliebigen Ort anhalten kann.

Ein weiterer Nachteil von EDS besteht darin, dass bei niedrigen Geschwindigkeiten an der Vorder- und Rückseite der abstoßenden Magnete in der Bahn eine Reibungskraft entsteht, die diesen entgegenwirkt. Dies ist einer der Gründe, warum JR-Maglev das vollständig abstoßende System aufgab und sich einem seitlichen Levitationssystem zuwandte.

Zu beachten ist auch, dass starke Magnetfelder im Fahrgastraum den Einbau eines Magnetschutzes erforderlich machen. Ohne Abschirmung ist die Fahrt in einem solchen Wagen für Passagiere mit elektronischem Herzschrittmacher oder magnetischen Speichermedien (HDD und Kreditkarten) kontraindiziert.

Das Beschleunigungssubsystem in Zügen mit EDS-Technologie funktioniert genauso wie in Zügen mit EMS-Technologie, mit der Ausnahme, dass die Statoren nach einem Polaritätswechsel kurzzeitig anhalten.

Die dritte der Umsetzung am nächsten kommende Technologie, die derzeit nur auf dem Papier existiert, ist die EDS-Version mit Inductrack-Permanentmagneten, für deren Aktivierung keine Energie erforderlich ist. Bis vor kurzem glaubten Forscher, dass Permanentmagnete nicht genug Kraft hätten, um einen Zug schweben zu lassen. Dieses Problem wurde jedoch durch die Platzierung von Magneten im sogenannten „Halbach-Array“ gelöst. Die Magnete sind so angeordnet, dass das Magnetfeld über der Anordnung und nicht darunter entsteht, und sind in der Lage, den Zug bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten – etwa 5 km/h – schweben zu lassen. Zwar sind die Kosten für solche Permanentmagnetanordnungen sehr hoch, weshalb es noch kein einziges kommerzielles Projekt dieser Art gibt.

Guinness-Buch der Rekorde

Den ersten Platz in der Liste der schnellsten Magnetschwebebahnen belegt derzeit die japanische Lösung JR-Maglev MLX01, die am 2. Dezember 2003 auf der Teststrecke in Yamanashi eine Rekordgeschwindigkeit von 581 km/h erreichte . Es ist erwähnenswert, dass der JR-Maglev MLX01 mehrere weitere Rekorde hält, die zwischen 1997 und 1999 aufgestellt wurden – 531, 550, 552 km/h.

Wenn Sie sich Ihre engsten Konkurrenten ansehen, ist unter ihnen der in Deutschland gebaute Shanghai-Magnetschwebebahn Transrapid SMT erwähnenswert, der bei Tests im Jahr 2003 eine Geschwindigkeit von 501 km/h erreichte, und sein Vorgänger – der Transrapid 07, der diesen übertraf 1988 die Marke von 436 km/h

Praktische Umsetzung

Die im März 2005 in Betrieb genommene Magnetschwebebahn Linimo wurde von Chubu HSST entwickelt und ist in Japan immer noch im Einsatz. Sie verläuft zwischen zwei Städten in der Präfektur Aichi. Die Länge der Leinwand, über der die Magnetschwebebahn schwebt, beträgt etwa 9 km (9 Stationen). Gleichzeitig beträgt die Höchstgeschwindigkeit von Linimo 100 km/h. Dies hinderte sie jedoch nicht daran, allein in den ersten drei Monaten nach ihrer Einführung mehr als 10 Millionen Passagiere zu befördern.

Bekannter ist die Shanghai Maglev, die von der deutschen Firma Transrapid entwickelt und am 1. Januar 2004 in Betrieb genommen wurde. Diese Magnetschwebebahn verbindet den Bahnhof Shanghai Longyang Lu mit dem internationalen Flughafen Pudong. Die Gesamtstrecke beträgt 30 km, der Zug legt diese in etwa 7,5 Minuten zurück und beschleunigt auf eine Geschwindigkeit von 431 km/h.

Eine weitere Magnetschwebebahnlinie ist in Daejeon, Südkorea, erfolgreich in Betrieb. UTM-02 wurde am 21. April 2008 für Passagiere verfügbar und die Entwicklung und Herstellung dauerte 14 Jahre. Die Magnetschwebebahn verbindet das National Science Museum und den Exhibition Park, die nur 1 km voneinander entfernt sind.

Unter den Magnetschwebebahnen, die in naher Zukunft ihren Betrieb aufnehmen werden, ist die Magnetschwebebahn L0 in Japan hervorzuheben, deren Tests kürzlich wieder aufgenommen wurden. Es wird erwartet, dass es bis 2027 auf der Strecke Tokio-Nagoya verkehren wird.

Sehr teures Spielzeug

Vor nicht allzu langer Zeit nannten populäre Zeitschriften Magnetschwebebahnen einen revolutionären Transport, und sowohl Privatunternehmen als auch Behörden aus der ganzen Welt berichteten mit beneidenswerter Regelmäßigkeit über den Start neuer Projekte solcher Systeme. Die meisten dieser grandiosen Projekte wurden jedoch in der Anfangsphase geschlossen und einige Magnetschwebebahnstrecken wurden später abgebaut, obwohl sie für kurze Zeit der Bevölkerung zugute kamen.

Der Hauptgrund für das Scheitern liegt darin, dass Magnetschwebebahnen extrem teuer sind. Sie benötigen eine eigens für sie gebaute Infrastruktur, die in der Regel den größten Ausgabenposten im Projektbudget darstellt. Beispielsweise kostete die Shanghai Maglev China 1,3 Milliarden US-Dollar oder 43,6 Millionen US-Dollar pro 1 km Strecke in beide Richtungen (einschließlich der Kosten für den Bau von Zügen und Bahnhöfen). Nur auf längeren Strecken können Magnetschwebebahnen mit Fluggesellschaften konkurrieren. Aber andererseits gibt es nur wenige Orte auf der Welt, an denen so viel Passagierverkehr herrscht, dass sich eine Magnetschwebebahnstrecke lohnt.

Was kommt als nächstes?

Derzeit sieht die Zukunft der Magnetschwebebahnen vage aus, was vor allem auf die unerschwinglich hohen Kosten solcher Projekte und die lange Amortisationszeit zurückzuführen ist. Gleichzeitig investieren viele Länder weiterhin enorme Summen in Hochgeschwindigkeitsbahnprojekte (HSR). Vor nicht allzu langer Zeit wurden in Japan die Hochgeschwindigkeitstests der Magnetschwebebahn Maglev L0 wieder aufgenommen.

Die japanische Regierung hofft auch, das Interesse der USA für ihre eigenen Magnetschwebebahnen zu wecken. Kürzlich statteten Vertreter der Northeast Maglev Company, die Washington und New York mithilfe einer Magnetschwebebahn verbinden will, Japan einen offiziellen Besuch ab. Möglicherweise werden Magnetschwebebahnen in Ländern mit einem weniger effizienten Hochgeschwindigkeitsbahnnetz häufiger eingesetzt. Zum Beispiel in den USA und Großbritannien, aber ihre Kosten werden trotzdem hoch bleiben.

Es gibt ein anderes Szenario für die Entwicklung von Ereignissen. Eine Möglichkeit, die Effizienz von Magnetschwebebahnen zu steigern, ist bekanntlich der Einsatz von Supraleitern, die beim Abkühlen auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt ihren elektrischen Widerstand vollständig verlieren. Allerdings ist die Aufbewahrung riesiger Magnete in Tanks mit extrem kalten Flüssigkeiten sehr teuer, da riesige „Kühlschränke“ erforderlich sind, um die gewünschte Temperatur aufrechtzuerhalten, was die Kosten noch weiter erhöht.

Aber niemand schließt die Möglichkeit aus, dass Koryphäen der Physik in naher Zukunft in der Lage sein werden, eine kostengünstige Substanz herzustellen, die auch bei Raumtemperatur supraleitende Eigenschaften behält. Sobald die Supraleitung bei hohen Temperaturen erreicht ist, werden starke Magnetfelder, die Autos und Züge in der Schwebe halten können, so zugänglich, dass sogar „fliegende Autos“ wirtschaftlich rentabel sein werden. Wir warten also auf Neuigkeiten aus den Laboren.

Obwohl seit der Erfindung der ersten Dampflokomotiven mehr als zweihundert Jahre vergangen sind, ist die Menschheit immer noch nicht bereit, vollständig auf den Einsatz von Dieselkraftstoff, Dampfkraft und Elektrizität als Antriebskraft für den Transport schwerer Lasten und Passagiere zu verzichten.

Wie Sie jedoch selbst verstehen, waren die Ingenieure und Erfinder die ganze Zeit über nicht völlig untätig, und das Ergebnis ihrer Gedankenarbeit war die Einführung alternativer Transportmethoden auf der Schiene.

Die Geschichte der elektromagnetischen Schwebebahnen

Die Idee, einen Zug zu bauen, der sich auf Magnetschwebebahn bewegt, ist nicht so neu. Erst zu Beginn des 20. Jahrhunderts begannen Erfinder über die Schaffung eines solchen Rollmaterials nachzudenken, doch aus mehreren Gründen konnte die Umsetzung dieses Projekts lange Zeit nicht umgesetzt werden.

Erst 1969 begann man auf dem Gebiet der damaligen Bundesrepublik Deutschland mit der Herstellung einer ähnlichen Bahn, später Maglev genannt, und der Verlegung der Magnetstrecke. Der Start der ersten Magnetschwebebahn namens Transrapid-02 erfolgte zwei Jahre später.

Eine interessante Tatsache ist, dass sich deutsche Ingenieure bei der Herstellung von Magnetschwebebahnen auf Notizen des Wissenschaftlers Hermann Kemper stützten, der bereits 1934 ein Patent für die Schaffung eines Magnetflugzeugs erhielt. Die erste Magnetschwebebahn „Tranrapid-02“ kann nicht als Hochgeschwindigkeit bezeichnet werden, da sie eine Geschwindigkeit von nur 90 km/h erreichte. Auch die Kapazität war sehr gering: nur vier Personen.

Das 1979 entstandene Nachfolgemodell der Magnetschwebebahn Transrapid-05 bot Platz für bis zu 68 Fahrgäste und bewegte sich mit einer Geschwindigkeit von 75 km/h auf der 908 m langen Hamburger Personenbahnstrecke.

TransRapid-05

Zur gleichen Zeit wurde am anderen Ende des Kontinents, in Japan, im selben Jahr 1979 das Magnetschwebebahnmodell „ML-500“ auf den Markt gebracht, das Geschwindigkeiten von bis zu 517 km/h erreichen konnte.

Was ist Magnetschwebebahn und nach welchem ​​Prinzip funktioniert sie?

Maglev (oder einfach Magnetschwebebahn) ist eine Art Transportmittel, das durch die Kraft eines Magnetfelds gesteuert und angetrieben wird. In diesem Fall berührt die Magnetschwebebahn die Bahnstrecke nicht, sondern „schwebt“ darüber, gehalten von einem künstlich erzeugten Magnetfeld. In diesem Fall entfällt die Reibung; als Bremskraft wirkt nur der Luftwiderstand.

Auf Kurzstreckenstrecken kann die Magnetschwebebahn in Zukunft aufgrund ihrer Fähigkeit, sehr hohe Geschwindigkeiten zu erreichen, ernsthaft mit dem Luftverkehr konkurrieren. Heutzutage wird die flächendeckende Einführung von Magnetschwebebahnen größtenteils durch die Tatsache behindert, dass sie nicht auf herkömmlichen Hauptbahnoberflächen eingesetzt werden können. Die Magnetschwebebahn kann nur auf einer speziell gebauten Magnetautobahn fahren, was sehr hohe Kapitalinvestitionen erfordert.

Es wird auch angenommen, dass der Magnettransport den Körper von Fahrern und Bewohnern von Regionen in der Nähe von Magnetrouten negativ beeinflussen kann.

Vorteile von Magnetschwebebahnen

Zu den Vorteilen von Magnetschwebebahnen gehört die enorme Aussicht, hohe Geschwindigkeiten zu erreichen, die sogar mit Düsenflugzeugen konkurrieren können. Darüber hinaus ist die Magnetschwebebahn hinsichtlich des Energieverbrauchs ein recht sparsamer Transport. Darüber hinaus gibt es praktisch keine Reibung zwischen den Teilen, was die Betriebskosten erheblich senken kann.

Seit der Erfindung der Dampflokomotive sind mehr als 200 Jahre vergangen. Seitdem ist der Schienenverkehr der beliebteste Transportweg für den Personen- und Gütertransport. Wissenschaftler arbeiten jedoch aktiv daran, diese Bewegungsmethode zu verbessern. Das Ergebnis war die Entwicklung der Magnetschwebebahn.

Die Idee entstand zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Aber es war zu diesem Zeitpunkt und unter diesen Bedingungen nicht möglich, es umzusetzen. Erst Ende der 60er und Anfang der 70er Jahre wurde in Deutschland eine Magnetschiene montiert und eine neue Fahrzeuggeneration auf den Markt gebracht. Damals erreichte es eine Höchstgeschwindigkeit von 90 km/h und bot nur Platz für 4 Passagiere. 1979 wurde die Magnetschwebebahn modernisiert und konnte 68 Passagiere bei einer Geschwindigkeit von 75 Stundenkilometern befördern. Gleichzeitig wurde in Japan eine andere Variante der Magnetschwebebahn entwickelt. Es beschleunigte auf 517 km/h.

Heutzutage kann die Geschwindigkeit von Magnetschwebebahnen zu einer echten Konkurrenz zu Flugzeugen werden. Magnetoplane könnte ernsthaft mit Luftfahrtunternehmen konkurrieren. Das einzige Hindernis besteht darin, dass Magnetschwebebahnen nicht in der Lage sind, auf normalen Eisenbahnschienen zu gleiten. Sie erfordern spezielle Autobahnen. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass das von Luftkissenfahrzeugen benötigte Magnetfeld negative Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben kann.

Die magnetische Ebene bewegt sich nicht auf Schienen, sie fliegt im wahrsten Sinne des Wortes. In geringer Höhe (15 cm) von der Oberfläche des Magnetpfads. Durch die Wirkung von Elektromagneten erhebt es sich über das Gleis. Dies erklärt auch die unglaubliche Geschwindigkeit.

Die Magnetschwebebahn sieht aus wie eine Reihe von Betonplatten. Unter dieser Oberfläche befinden sich Magnete. Sie erzeugen künstlich ein Magnetfeld, entlang dem der Zug „fährt“. Während der Fahrt entsteht keine Reibung, daher wird der Luftwiderstand zum Bremsen genutzt.

Wenn man das Funktionsprinzip in einfacher Sprache erklärt, sieht es so aus. Wenn ein Magnetpaar mit identischen Polen einander angenähert wird, scheint es, als würden sie sich gegenseitig abstoßen. Es stellt sich heraus, dass es sich um ein magnetisches Kissen handelt. Und wenn sich entgegengesetzte Pole nähern, ziehen sich die Magnete an und der Zug hält an. Dieses Grundprinzip bildet die Grundlage für den Betrieb eines magnetischen Flugzeugs, das sich in geringer Höhe durch die Luft bewegt.

Heute kommen 3 Magnetschwebebahn-Aufhängungstechnologien zum Einsatz.

1. Elektrodynamische Federung, EDS.

Ansonsten spricht man von supraleitenden Magneten, also Varianten mit einer Wicklung aus supraleitendem Material. Diese Wicklung hat einen ohmschen Widerstand von Null. Und wenn es kurzgeschlossen wird, bleibt der elektrische Strom darin auf unbestimmte Zeit bestehen.

2. Elektromagnetische Federung, EMS (oder elektromagnetisch).

3. Auf Permanentmagneten. Heute ist es die kostengünstigste Technologie. Für den Bewegungsvorgang sorgt ein Linearmotor, also ein Elektromotor, bei dem ein Element des Magnetsystems offen ist und über eine entfaltete Wicklung verfügt, die ein fließendes Magnetfeld erzeugt, und das zweite Element in Form einer Führung verantwortlich ist für die lineare Bewegung des beweglichen Teils des Motors.

Viele Menschen fragen sich: Ist dieser Zug sicher, wird er nicht einstürzen? Natürlich wird es nicht fallen. Das soll nicht heißen, dass die Magnetschwebebahn nichts auf der Straße zurückhält. Es ruht auf dem Gleis mithilfe spezieller „Klauen“ an der Unterseite des Zugs, die Elektromagnete enthalten, die den Zug in die Luft heben. Dort befinden sich auch die Magnete, die die magnetische Ebene auf der Schiene halten.

Diejenigen, die mit der Magnetschwebebahn gefahren sind, behaupten, dass sie nichts Inspirierendes gespürt haben. Der Zug fährt so leise, dass man die atemberaubende Geschwindigkeit nicht spürt. Objekte außerhalb des Fensters fliegen schnell vorbei, befinden sich aber sehr weit von der Strecke entfernt. Der Magnetoplane beschleunigt sanft, sodass auch keine Überlastungen zu spüren sind. Der einzig interessante und ungewöhnliche Moment ist, als der Zug hochfährt.

Die Hauptvorteile von Maglev:

• die maximal mögliche Geschwindigkeit, die im Bodentransport (nicht im Sportbereich) erreicht werden kann,
• benötigt wenig Strom,
• durch fehlende Reibung, geringe Wartungskosten,
• ruhige Bewegung.

Mängel:

• die Notwendigkeit hoher finanzieller Kosten für den Bau und die Instandhaltung der Strecke,
• Das elektromagnetische Feld kann die Gesundheit derjenigen schädigen, die an diesen Leitungen arbeiten und in der Umgebung leben.
• Um den Abstand zwischen Zug und Gleis ständig zu überwachen, sind Hocund Hochleistungsinstrumente erforderlich.
• Komplexe Gleisanlagen und Straßeninfrastruktur sind erforderlich.