Magnetschwebebahnen (Maglev) erläutert

Magnetschwebebahnen, auch Maglev genannt, sind spurgeführte Landverkehrsmittel, die durch magnetische Kräfte in der Schwebe gehalten, in der Spur geführt, angetrieben und gebremst werden. Das bedeutet, dass sie keinen direkten Kontakt zur Schiene haben, sondern einen kleinen Abstand von wenigen Millimetern halten. Dadurch entsteht kein mechanischer Verschleiß und kein Rollwiderstand, was die Lebensdauer und die Energiebilanz verbessert.

Um das Schweben zu ermöglichen, werden zwei Arten von Magnetfeldern genutzt: elektromagnetische und elektrodynamische. Bei elektromagnetischen Magnetschwebebahnen werden Elektromagnete im Fahrzeug mit Gleichstrom erregt, die das ferromagnetische Material der Schiene anziehen. Da diese Anziehungskraft instabil ist, muss sie ständig geregelt werden.

Bei elektrodynamischen Magnetschwebebahnen werden Wechselstromspulen im Fahrzeug oder in der Schiene erzeugt, die ein magnetisches Wechselfeld erzeugen. Dieses Feld induziert Wirbelströme in nichtmagnetischen Leitern auf der anderen Seite des Luftspalts, die das Eindringen des Feldes verhindern und eine abstoßende Kraft erzeugen. Diese Kraft ist stabil und benötigt keine Regelung. Ein Beispiel für diese Technik ist der JR-Maglev, der in Japan entwickelt wurde.

Um die Magnetschwebebahnen anzutreiben und zu bremsen, wird das Prinzip des Linearmotors angewendet. Dabei wird ein elektrischer Strom durch eine Reihe von Spulen geschickt, die ein magnetisches Feld erzeugen, das sich entlang der Schiene bewegt. Dieses Feld zieht oder stößt das Fahrzeug ab, je nach Richtung des Stroms. Der Vorteil dieser Methode ist, dass sie berührungsfrei ist und keine mechanischen Teile benötigt.

Ein Linearmotor ist eine elektrische Antriebsmaschine, die aus einem rotierenden Motor abgeleitet werden kann. Wenn man sich einen rotierenden Motor vorstellt und ihn aufschneidet, so dass er flach wird, erhält man einen Linearmotor. Der Stator ist der feste Teil des Motors, der die Spulen enthält. Der Rotor ist der bewegliche Teil des Motors, der die Permanentmagnete enthält. Wenn ein Wechselstrom durch die Spulen fließt, entsteht ein magnetisches Feld, das sich entlang des Stators bewegt. Dieses Feld interagiert mit dem magnetischen Feld des Rotors und erzeugt eine Kraft, die den Rotor in Bewegung setzt. Der Rotor kann entweder im Fahrzeug oder in der Schiene verbaut sein.

Magnetschwebebahnen haben viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Schienenfahrzeugen. Sie können sehr hohe Geschwindigkeiten von bis zu 600 km/h erreichen, da sie keinen Luft- und Rollwiderstand haben. Sie sind auch sehr leise, da sie keinen Kontakt zur Schiene haben und keine Räder oder Motoren haben, die Geräusche erzeugen. Sie sind zudem sehr sicher, da sie nicht entgleisen können und eine hohe Bremsleistung haben. Sie sind außerdem sehr umweltfreundlich, da sie keinen Abgasausstoß haben und weniger Energie verbrauchen als konventionelle Züge.

Magnetschwebebahnen sind jedoch auch mit einigen Herausforderungen konfrontiert. Sie sind sehr teuer in der Anschaffung und im Betrieb, da sie eine spezielle Infrastruktur benötigen, die mit anderen Verkehrsmitteln nicht kompatibel ist. Sie sind auch technisch sehr komplex und erfordern eine hohe Wartung und Überwachung. Sie sind zudem noch nicht ausreichend erprobt und akzeptiert, da es nur wenige kommerzielle Anwendungen gibt.

Obwohl die Magnetschwebebahn in Deutschland nach dem tragischen Unfall im Emsland (bei Lathen) im Jahr 2006 aufgegeben wurde, wird sie in anderen Ländern weiter erforscht und eingesetzt. In China gibt es seit 2002 eine Magnetschwebebahn, die den Flughafen Shanghai mit der Innenstadt verbindet. Die Strecke ist 30 Kilometer lang und wird mit einer Geschwindigkeit von bis zu 430 km/h befahren. China plant zudem eine weitere Magnetschwebebahn, die die Städte Guangzhou und Wuhan auf einer 1.000 Kilometer langen Strecke verbinden soll. Die Magnetschwebebahn soll eine Spitzengeschwindigkeit von 600 km/h erreichen und die Fahrzeit von vier Stunden auf eine Stunde reduzieren.

In Japan wird seit den 1970er Jahren an der JR-Maglev-Technologie geforscht, die auf dem elektrodynamischen Schwebesystem basiert. Die JR-Maglev hat mehrere Geschwindigkeitsrekorde aufgestellt, zuletzt im Jahr 2015 mit 603 km/h. Japan plant, eine Magnetschwebebahn zwischen Tokio und Nagoya zu bauen, die bis 2027 fertiggestellt werden soll. Die Strecke soll 286 Kilometer lang sein und eine Reisezeit von 40 Minuten ermöglichen.

In Deutschland wird aktuell in München eine Magnetschwebebahn getestet, die als Nahverkehrsmittel für kurze Distanzen gedacht ist. Die Magnetschwebebahn heißt SupraTrans II und basiert auf dem Transportsystem Bögl, das vom Bauunternehmen Max Bögl entwickelt wurde. Die Magnetschwebebahn soll eine Geschwindigkeit von bis zu 150 km/h erreichen und bis zu 20 Tonnen transportieren können. Das System soll kostengünstiger und flexibler als herkömmliche Schienenfahrzeuge sein.

Nevomo ist ein europäisches Deep-Tech-Unternehmen, das eine neue Generation von Magnetschwebebahnen entwickelt, die auf der Hyperloop-Technologie basieren. Das Ziel von Nevomo ist es, eine schnelle und schrittweise Einführung von Magnetschwebebahnen auf bestehenden Eisenbahnstrecken zu ermöglichen. Die Technologie von Nevomo soll den Transport von Gütern und Personen mit der doppelten Durchschnittsgeschwindigkeit einer konventionellen Eisenbahn ermöglichen.

Nevomo hat eine einzigartige Technologie für ein MagRail-System entwickelt, das auf dem passiven magnetischen Schwebesystem basiert. Das MagRail-System ermöglicht es, sowohl Magnetschwebebahnen als auch herkömmliche Züge auf denselben Gleisen zu betreiben. Die Magnetschwebebahnen können Geschwindigkeiten von bis zu 550 km/h erreichen, während die konventionellen Züge weiterhin mit ihren normalen Geschwindigkeiten fahren können.

Das MagRail-System kann später in ein Vakuum-System (Hyperloop) umgewandelt werden, das Geschwindigkeiten von bis zu 1.200 km/h ermöglichen soll. Der Hyperloop ist eine Mischung aus einem Zug und einem Flugzeug, das Reisen zwischen Frankfurt und Berlin in 30 Minuten ermöglichen soll. Der Hyperloop bewegt sich in einer speziellen Röhre, in der der Luftdruck sehr niedrig ist, was den Luftwiderstand stark reduziert. Er schwebt ohne Kontakt zur Röhre mit Hilfe der magnetischen Levitation.

Nevomo arbeitet mit verschiedenen Partnern zusammen, um seine Technologie zu testen und zu implementieren. Dazu gehören die italienische Eisenbahngesellschaft Rete Ferroviaria Italiana, das Ingenieurbüro IDOM, das Eisenbahnforschungsinstitut, das Nationale Zentrum für Forschung und Entwicklung und die Hochschule Emden/Leer. Nevomo hat auch eine Partnerschaft mit GATX Rail Europe geschlossen, um bestehende Güterwagen mit einem Linearmotorantrieb nachzurüsten. Außerdem hat Nevomo eine Kooperationsvereinbarung mit der französischen Eisenbahngesellschaft SNCF unterzeichnet, um die Vorteile des MagRail-Systems für das französische Eisenbahnnetz zu evaluieren.

Nevomo ist eine spannende Entwicklung, die das Potenzial hat, die Magnetschwebebahn-Technologie in Europa voranzubringen. Nevomo bietet eine kostengünstige und flexible Lösung, um bestehende Eisenbahnstrecken zu modernisieren und zu beschleunigen. Nevomo ist auch ein Schritt in Richtung Hyperloop, der eine revolutionäre Form des Transports darstellt.

Magnetschwebebahnen sind eine faszinierende Technologie, die das Potenzial hat, den Verkehr der Zukunft zu revolutionieren. Sie bieten viele Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit, Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit. Sie müssen jedoch noch einige Hürden überwinden, um sich auf dem Markt zu etablieren.