JR-Maglev

JR-Maglev MLX01 bei Yamanashi, Japan. Spitzengeschwindigkeit 581 km/h

JR-Maglev MLX01 Supraleitermagnet Drehgestell

Der japanische JR-Maglev mit den neuesten Testzügen MLX01 ist ein Magnetschwebebahnprojekt im Testbetrieb in Yamanashi. Es soll Teil einer Verbindung zwischen den Städten Tokio und Osaka werden. Die Züge schweben elektrodynamisch auf supraleitenden Spulen (eisenloser Langstator). Dabei werden während schneller Fahrt durch magnetische Wechselfelder innerhalb des Fahrzeugs Ströme induziert, die ihrerseits ein Gegenfeld für die Tragefunktion erzeugen.

Technik

Führungssystem

Schwebesystem

Antriebssystem

Magnetschwebebahnen benötigen ein Schwebesystem, ein Führungssystem und ein Antriebssystem.

Schwebesystem

Der JR-Maglev benutzt das Elektrodynamische Schwebesystem (EDS). Sich fortbewegende Magnetfelder erzeugen dabei durch Induktion eine rückwirkende Kraft in der Führungsschiene. Diese Kraft hält den Zug in der Schwebe. Die JR-Maglevs haben supraleitende Magnetspulen und die Führungsschienen enthalten normale Magnetspulen.

Wenn sich der Zug mit Hochgeschwindigkeit bewegt, erzeugen die Magnetspulen in der Führungsschiene eine rückstoßende Kraft zur Annäherung der supraleitenden Magnetspulen am Zug.

EDS hat den Vorteil gegenüber dem EMS (Elektromagnetisches Schwebesystem) der Magnetschwebebahn Transrapid, dass die Abstände größer sind, aber EDS braucht zusätzlich Räder, um den Zug bei niedrigen Geschwindigkeiten zu bewegen, weil das EDS bei niedrigen Geschwindigkeiten nicht genug Magnetkraft aufbringen kann (150 km/h oder weniger beim JR-Maglev). Bei einer höheren Geschwindigkeit werden die Räder jedoch eingefahren, sodass der Zug schwebt.

Führungssystem

Der seitlich im Fahrweg angebrachte Linearmotor hält und stabilisiert das Fahrzeug permanent in der Mitte des Fahrweges. Für den Notfall befinden sich aber auf der Seite des Fahrzeuges noch kleine Räder.

Antriebssystem

Der JR-Maglev wird von einem Linearmotor angetrieben. Dieses System wird benötigt, um den Spulen und den Führungsschienen Kraft zuzuführen.

Das Antriebssystem wird auch umgekehrt als Generatorbremse benutzt. Das Fahrzeug verfügt auch über verschiedene Luftbremsenklappen, die herausgefahren werden können (ähnlich den Bremsklappen einer Flugzeugtragfläche) und durch deren erhöhten Luftwiderstand die Bremswirkung erhöht werden kann.

Entwicklung

Die verbesserte Endsektion MLX01-901

Die ausgemusterte Sektion MLX01-1

Im Jahre 1962 begannen die Forschungsarbeiten. Das erste japanische Magnetschwebefahrzeug, ML 100, wurde 1973 der Öffentlichkeit vorgestellt. Man könnte es als Gegenstück zum deutschen Transrapid bezeichnen, der elektromagnetisch schwebt.

Die erste größere Versuchsstrecke entstand 1977 in der Präfektur Miyazaki auf der Insel Kyūshū. Sie hatte eine Länge von etwa 7 km, war einspurig und verlief zum großen Teil gerade und hatte eine Kurve mit 5.000 Meter Kurvenradius.^[1] Bereits zwei Jahre später konnte ein neuer 13 m langer Prototyp, ML 500, mit 517 km/h einen Geschwindigkeitsrekord aufstellen.

Eine Anwendungsstrecke (18 km lang, doppelspurig) wurde von 1990 bis 1996 mit einem Tunnelanteil von 90 % in Yamanashi, westlich von Tokyo errichtet. Die Strecke soll später Teilstück einer kommerziell genutzten Linie Tokio - Osaka werden. Seit 1997 werden auf der Strecke Versuchsfahrten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Konfigurationen durchgeführt.

Rekordfahrten auf der Yamanashi Test Line (YMTL)

Am 3. Oktober 1997 wurde mit dem ersten Drei-Sektionen-Testzug, MLX01, eine Geschwindigkeit von 451 km/h, am 12. Dezember 531 km/h, 14. April 1999 552 km/h erreicht. Am 2. Dezember 2003 stellte das Fahrzeug MLX01 einen neuen Geschwindigkeitsweltrekord für Schienenfahrzeuge auf, der bis heute nicht gebrochen ist. Nach vorgehenden unbemannten Versuchsfahrten mit bis zu 575 km/h wurde am Nachmittag eine Geschwindigkeit von 581 km/h erreicht. Um diese Geschwindigkeit zu erreichen, benötigte das Fahrzeug aus dem Stand (0km/h) 92 Sekunden und legte dabei 8.800 Meter zurück.^[2] Zum Vergleich benötigt der ICE3 (Halbzug) von 0 auf 300 km/h 324 Sekunden und der Transrapid 08 für dieselbe Geschwindigkeit von 300 km/h aus dem Stand 98 Sekunden.^[3]

Die Geschwindigkeit bei der Rekordfahrt konnte auf Grund der kurzen Teststrecke nur für 5 Sekunden gehalten werden, bevor das Fahrzeug wieder abbremsen musste. Dafür benötigte dieses 167 Sekunden bis zum völligen Stillstand. Das Fahrzeug legte dabei insgesamt 17.8 km in 4,4 Minuten zurück. Höhere Geschwindigkeiten wären durchaus erreichbar, wenn die Versuchsstrecke von derzeit 18 km verlängert würde.

Im Fiskaljahr 2003 konnte an einem Tag mit einem Fahrzeug eine Tageslaufleistung von 2.876 km im Pendelverkehr (zwischen dem einem und dem anderen Ende der Teststrecke) bei einer maximalen Geschwindigkeit von 400 km/h erzielt werden. Des Weiteren wurden in zehn Tagen bei einer Dauerlaufleistung eine Strecke von 11.161 km zurückgelegt.

Seit der Inbetriebnahme des zweiten Vier-Sektionen-Testzuges, MLX01, im Jahre 1998 finden regelmäßig Begegnungsfahrten im Hochgeschwindigkeitsbereich statt. Im November 2004 wurde mit zwei entgegengesetzt fahrenden Zügen mit 1026 km/h Begegnungsgeschwindigkeit ein neuer Weltrekord aufgestellt.^[4] Dabei fuhr einer der beiden Züge mit 575 km/h. Bis Oktober 2004 wurden auf der Strecke insgesamt über 400.000 Test-Kilometer zurückgelegt und 80.000 Besucher mitgenommen.

Publikumsverkehr

Inzwischen wurde die Endsektion MLX01-1 ausgemustert und durch die aerodynamisch verbesserte MLX01-901 ersetzt. Die ausgemusterte Sektion war als Infozentrum während der EXPO 2005 in Nagoya zu sehen. Seit 2000 ist die Versuchsstrecke auch für die Öffentlichkeit zugänglich. Dazu wurde ein Informationszentrum, ein Museum sowie ein neuer Bahnsteig gebaut. Die Mitfahrt ist möglich,^[5] die Zahl der Interessenten übersteigt aber das Kontingent an Karten um etwa das 10-Fache. Die maximale Betriebsgeschwindigkeit mit Publikum ist aber auf 501 km/h begrenzt. Laut einer telefonischen Auskunft beim YAMANASHI Laboratory wurde die Mitfahrmöglichkeit bei Testfahrten vor drei Jahren beendet und derzeit ist nur eine Besichtigung der Testläufe möglich (Stand Juli 2010).

Kosten

Die Gesamtkosten für das japanische Magnetbahnprogramm belaufen sich bis einschließlich 2000 auf etwa 4,5 Mrd. €. Allein 2,3 Mrd. € verschlang die 18 km lange Strecke in Yamanashi.

Anwendungsstrecke zwischen Tokio und Osaka

→ Hauptartikel: Chūō-Shinkansen

Am 25. Dezember 2007 gab ein Sprecher der japanischen Eisenbahngesellschaft JR Central gegenüber mehreren Zeitungen bekannt, dass die Firma den Bau einer 290 Kilometer langen Anwendungsstrecke plane. Die bisher bestehende 18 Kilometer lange Teststrecke soll dann Bestandteil der Gesamtstrecke sein. Die Kosten betragen etwa 5 Billionen Yen und sollen komplett vom Betreiber selbst getragen werden. Die Inbetriebnahme für die Öffentlichkeit ist für 2025/2026 geplant. Der Kurs der JR-Central-Aktie gab daraufhin stark nach, erholte sich jedoch wieder.

Zum Ende des Fiskaljahres 2008/09 gab ein Sprecher der Japan Railway Co. bekannt, dass die Firma im Jahr 2009 insgesamt 23 Milliarden Yen für die Erweiterung der doppelspurigen Teststrecke auf ihre von Anfang an geplante Länge von 43,8 km bereitstellen wird.^[6]

Weblinks

 Commons: JR-Maglev – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Seite zur Geschichte der Magnetbahn in Japan
• Magnetschnellbahn in Japan; Transrapid Deutschland und China (englisch)
• Meldung über den Bau der Anwendungsstrecke vom 25. Dezember 2007 (englisch)

Einzelnachweise

1. ↑ Versuchsstrecke Miyazaki-Ken
2. ↑ Hiroshi Seino, Shigeki Miyamoto, Railway Technical Research Institute (RTRI) Qualiti Report Vol.47 No.1, 1.Feb.2006
3. ↑ Rainer Schach, Peter Jehle, René Neumann: Transrapid und Hoch Rad-Schiene-Hochgeschwindigkeitsbahn - Ein gesamtheitlicher Systemvergleich, VDI 2006, ISBN 3-540-28334-X, Seite 156
4. ↑ Offizielle Homepage der RTRI (Railway Technical Research Institute)
5. ↑ http://linear.jr-central.co.jp/schedule/index.html
6. ↑ [1] Artikel in der Trading Markets, abgerufen am 30. März 2009