Magnetschwebebahn
Magnetschwebebahnen (Kurzform der Magnetschwebebahn) sind eine sehr schnelle Art von Hochgeschwindigkeitszügen. Magnetschweben ist eine Technologie, die Magnetfelder verwendet, um den Zug in Bewegung zu setzen. Diese Felder heben den Zug in einem geringen Abstand über die Gleise und bewegen den Zug. Sie sind viel schneller als normale Züge. Eine transkontinentale "Magnetschwebebahn"-Fahrt von Toronto nach Vancouver kann drei Stunden dauern. Mit einem regulären Zug dauert diese Fahrt drei Tage. Eines Tages können Menschen mit einer Magnetschwebebahn vielleicht schneller über Land reisen als mit einem Flugzeug. Die höchste bekannte Geschwindigkeit einer Magnetschwebebahn beträgt 603 km/h (375 mph). Dies geschah 2015 in Japan. Ab 2019 werden auf einigen wenigen, nur wenige Kilometer oder Meilen langen Strecken in China, Südkorea und Japan Passagiere befördert.
Eine Magnetschwebebahn hat keine Lokomotive. Die Züge werden von einem Magnetfeld gespeist, das durch die elektrifizierten Spulen in den Wänden des Fahrwegs und des Gleises erzeugt wird. Dieses System besteht aus drei Teilen:
- eine große elektrische Energiequelle
- Metallspulen, die eine Führungsschiene auskleiden (Schiene)
- große Führungsmagnete, die an der Unterseite des Zuges angebracht sind.
Bei Magneten ziehen sich entgegengesetzte Pole an und gleichnamige Pole stoßen sich gegenseitig ab. Dies ist das Grundprinzip des elektromagnetischen Antriebs. Elektromagnete sind anderen Magneten insofern ähnlich, als sie Metallgegenstände anziehen, aber die magnetische Anziehungskraft ist vorübergehend und sie können ein- und ausgeschaltet und umgekehrt werden.
Die entlang des Gleises verlaufende magnetisierte Spule, die als Führungsbahn bezeichnet wird, stößt die großen Magnete auf dem Fahrgestell des Zuges ab. Diese Abstoßung hebt den Zug 1 bis 10 Zentimeter (0,4 bis 4 Zoll) über die Führungsschiene an. Sobald der Zug angehoben ist, werden die Spulen in den Wänden des Fahrwegs mit Strom versorgt. Dadurch entsteht ein System von Magnetfeldern, die den Zug entlang des Fahrwegs ziehen und schieben. Der Wechselstrom, der den Spulen in den Schienenwänden zugeführt wird, ändert ständig die Polarität der magnetisierten Spulen. Dieser Polaritätswechsel bewirkt, dass das Magnetfeld vor dem Zug das Fahrzeug vorwärts zieht, während das Magnetfeld hinter dem Zug mehr Vorwärtsschub erzeugt.
"Magnetschwebebahnen schweben auf einem Magnetkissen, das die Reibung verringert. Die Züge haben ein aerodynamisches Design. Dadurch können sie Geschwindigkeiten von mehr als 500 km/h (310 mph) erreichen, d.h. doppelt so schnell wie der schnellste Pendlerzug von Amtrak. Im Vergleich dazu kann ein für Langstreckenflüge eingesetztes Verkehrsflugzeug eine Höchstgeschwindigkeit von etwa 900 km/h (560 mph) erreichen.
Deutschland und Japan entwickeln beide "Magnetschwebebahnen", und beide testen derzeit Prototypen. Auch die deutsche Firma "Transrapid International" hat einen Zug im kommerziellen Einsatz. Obwohl sie auf ähnlichen Ideen basieren, weisen die deutschen und japanischen Züge deutliche Unterschiede auf. Deutsche Ingenieure haben ein "elektromagnetisches Federungssystem" (EMS) mit dem Namen "Transrapid" entwickelt. Bei diesem System wickelt sich die Unterseite des Zuges um eine Stahlführung. Die Elektromagneten unter dem Zug sind nach oben auf den Fahrweg gerichtet, der den Zug etwa 1/3 Zoll (1 Zentimeter) über den Fahrweg anhebt. Dadurch wird der Zug angehoben, auch wenn er sich nicht bewegt. Andere Führungsmagnete im Zugkörper halten den Zug während der Fahrt stabil. Die Magnetschwebebahn Transrapid kann mit Fahrgästen eine Geschwindigkeit von 490 km/h (300 mph) erreichen.
Im Inneren der "Magnetschwebebahn" in Shanghai
Eine "Magnetschwebebahn" in China
Der "Maglev"-Zug in Shanghai
JR-"Magnetschwebebahn
Fragen und Antworten
F: Was ist eine Magnetschwebebahn?
A: Eine Magnetschwebebahn ist eine sehr schnelle Art von Hochgeschwindigkeitsbahn, die Magnetfelder nutzt, um den Zug in Bewegung zu setzen. Die Magnetfelder heben den Zug ein kleines Stück über die Gleise und bringen ihn in Bewegung.
F: Wie viel schneller sind Magnetschwebebahnen als normale Züge?
A: Magnetschwebebahnen sind viel schneller als reguläre Züge. Eine transkontinentale Reise von Toronto nach Vancouver dauert beispielsweise drei Stunden mit einer Magnetschwebebahn im Vergleich zu drei Tagen mit einem regulären Zug.
F: Was ist die höchste bekannte Geschwindigkeit einer Magnetschwebebahn?
A: Die höchste bekannte Geschwindigkeit einer Magnetschwebebahn beträgt 603 km/h (375 mph). Dies wurde 2015 in Japan erreicht.
F: Wie funktionieren Magnetschwebebahnen?
A: Magnetschwebebahnen haben keinen Motor, sondern werden durch ein Magnetfeld angetrieben, das von den elektrifizierten Spulen in den Wänden der Fahrbahn und den Gleisen erzeugt wird. Das System besteht aus drei Teilen: einer großen Stromquelle, Metallspulen, die den Fahrweg (die Schiene) auskleiden, und großen Führungsmagneten, die an der Unterseite des Zuges angebracht sind. Bei den Magneten ziehen sich entgegengesetzte Pole an und gleichartige Pole stoßen sich ab. Dadurch entsteht ein elektromagnetischer Antrieb, der den Zug 1-10 cm über die Schiene hebt und ihn mit dem Wechselstrom, der an die Spulen angelegt wird, vorwärts zieht.
F: Was ist der Transrapid?
A: Der Transrapid ist ein elektromagnetisches Federungssystem (EMS), das von deutschen Ingenieuren für ihre eigene Version der Magnetschwebetechnologie entwickelt wurde. Es funktioniert so, dass sich Elektromagnete unter dem Zug um Stahlschienen wickeln und den Zug ca. 1/3 Zoll von der Schiene anheben, während andere Führungsmagnete ihn während der Fahrt stabil halten.
F: Wie schnell kann der Transrapid mit Passagieren fahren?
A: Die Magnetschwebebahn Transrapid kann mit Passagieren an Bord eine Geschwindigkeit von bis zu 490 km/h erreichen.
F: Wie verhält sich das im Vergleich zu Airlinern, die für Langstreckenflüge eingesetzt werden?
A: Flugzeuge, die für Langstreckenflüge eingesetzt werden, erreichen in der Regel Spitzengeschwindigkeiten von etwa 900 km/h, was etwas langsamer ist als das, was der Transrapid mit Passagieren an Bord erreichen kann.
