Die Eisenbahn soll auf die Überholspur

Autor: Guido Meyer

Mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) verbindet man gemeinhin genau das - Luft- und Raumfahrt. Während die Luftfahrt für das Reisen unerlässlich ist, wird das bei der Raumfahrt schon schwieriger. Weitgehend unbeachtet forscht das DLR jedoch an einem weitere Schienenstrang - und zwar im wahrsten Sinne des Wortes: Deutschlands Luft- und Raumfahrer wollen so ganz nebenbei auch den Zug der Zukunft auf's Gleis bringen.

Zug der Zukunft - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Bild: DLR

Das betrifft beispielsweise die Geschwindigkeit. Rasen ICEs jetzt schon mit 300 km/h - und damit schneller als Autos - durch Deutschlands Landschaften, sollen künftige Züge dieses Tempo auf 400 km/h steigern. Gleichzeitig will das DLR sowohl die Lärmbelastung für Anwohner und Reisende senken als auch den Komfort für die Bahnkunden erhöhen.

Die Lärmbelastung hängt ab vom Energieverbrauch des Zuges. Bei einer Geschwindigkeit von 400 km/h schlägt der Lok ein erheblicher Luftwiderstand entgegen. Ließe der sich verringern, müsste der Zug weniger Energie aufwenden, um dagegen anzukämpfen. Genau da kommt die Luftfahrtkompetenz des DLR ins Spiel:

Zug der Zukunft - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Bild: DLR

In Windkanälen, in denen sonst die Flügel von Flugzeugen oder die Form von Raumsonden getestet werden, werden derzeit Züge designt, die möglichst windschnittig sind. Dabei legen die Forscher nicht nur Wert auf eine möglichst aerodynamische Form der Lok. Auch die Sicherheit spielt eine Rolle: Je schneller ein Zug, desto gefährlicher der Seitenwind. Auf der anderen Seite können die Verwirbelungen, die bei der rasanten Durchfahrt eines derart schnellen Zuges durch einen Bahnhof auftreten, zu einer Gefahr für Menschen auf dem Bahnsteig werden.

Und schließlich sind die Wechselwirkungen eines Hochgeschwindigkeitszuges mit Tunneln zu beachten. Beim Eintritt in die Tunnelröhre schiebt der Zug die Luft vor sich her. Ohne dieses Luftkissen aufzufangen, würde in der Röhre ein gewaltiger Überdruck entstehen - je schneller der Zug, desto größer der Druck.

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All diese Nebenwirkungen eines sich mit hohem Tempo bewegenden Zuges spielt das DLR derzeit an einem seiner Windkanäle in Göttingen mit einem 1:100-Modell einer Lok mit extrem spitzer Nase durch. Mit Hilfe von Rauch machen Ingenieure die Strömungsverhältnisse der Umgebungsluft im Windkanal sichtbar.

Und ein weiteres Vorbild aus der Luftfahrt spielt bei der Entwicklung von Zügen der nächsten Generation eine Rolle: So wie Airbus mit dem A380 ein doppelstöckiges Flugzeug in den internationalen Luftverkehr eingeführt hat, sollen auch künftige Züge über zwei Etagen verfügen. Bislang kommen nur einige Nahverkehrszüge der Deutschen Bahn als Doppeldecker daher.

Dabei entsteht jedoch ein Konflikt mit der Windschnittigkeit. "Da doppelstöckige Hochgeschwindigkeitszüge aber mindestens 50 Prozent mehr Fahrgäste befördern können, ist die Gesamtenergieeffizienz so immer noch höher als derzeit", erklärt Joachim Winter vom DLR in Stuttgart, der Projektleiter vom "Next Generation Train".

Aber wie verteilen sich die Passagiere beim Ein- und Aussteigen sowie während der Fahrt auf die einzelnen Wagons, und wie verteilen sie sich in ihnen auf die beiden Stockwerke? Welche Auswirkungen hat der Einsatz doppelstöckiger Wagons auf die Ein- und Ausstiegszeiten von Passagieren in den Bahnhöfen? Hält der Wechsel zwischen den Etagen den Zugplan auf, oder lässt sich der Personenverkehr innerhalb eines Abteils einfach in einen zügigen Fahrtablauf integrieren?

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Zug der Zukunft - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Bild: DLR

Solche Simulationen spielen die Forscher derzeit am Computer und in Modellen durch, bei dem sowohl die Sitzgruppen als auch die Türen an verschiedenen Stellen innerhalb eines Wagons angeordnet sind. Auch abseits des Bewegungsflusses soll der Komfort für Bahnreisende künftig durch eine verbesserte Akustik, besseres Innenklima, geringere Vibrationen des gesamten Zuges und angenehmeren Druckverhältnisse in den Abteilen erhöht werden. Die Arbeiten dauern an - ein erstes Einsatzdatum für die Züge der Zukunft ist noch nicht abzusehen ...