Keine Mechanik

Der Transrapid ist die erste grundlegende Inno­vation in der Bahn­technik seit den ersten Eisen­bahnen. Die Magnet­schwebe­bahn hat keine Räder, Achsen, Getriebe und Ober­leitung. Sie fährt nicht, sie schwebt. Anstelle von Rad + Schiene bei Eisen­bahn tritt beim TR ein berührungs­freies elektro­magne­tisches Trag-, Führ- und Antriebs­system. Verschleiß­freie Elek­tronik statt herkömm­licher Mechanik.


Schwebesystem

Elektronisch geregelte Trag­magnete,die auf beiden Sei­ten ent­lang des gesam­ten Fahrzeugs instal­liert sind, ziehen das Fahrzeug von unten an die ferro­magne­tischen Stator­pakete im Fahr­weg heran. Die Führ­magnete halten es seitlich in der Spur. Elek­tronik garantiert, daß dabei der Abstand (1,00 cm) stets gleich bleibt. Zum Schwe­ben braucht der TR nicht mehr Ener­gie als seine Klima­anlage an Bord.
Ursprüng­lich wurde das Schwebe­system wird von Batte­rien im Vehicle mit Ener­gie versorgt u. ist daher vom Antrieb unab­hängig. So konnte das Vehicle im Still­stand 60 Minu­ten schwe­ben, ohne von außen mit Ener­gie versorgt zu werden. Unter der Fahrt können die Bord­batte­rien durch Linear­genera­toren wieder aufge­laden werden. Da die häu­figen Lade­zyklen die Lebens­dauer der Batte­rien stark beein­flussen, wurden zwischen­durch im Halte­bereich über Strom­abnehmer dem Fahr­zeug die Ener­gie zum Schwe­ben zuge­führt. Die Strom­abnehmer waren jedoch auch in der Umge­bung des Halte­bereichs bei Geschwin­digkeiten unter­halb von 90km/h erfor­der­lich. Inzwi­schen wurde im Rahmen des Trans­rapid-Weiter­ent­wicklungs­programms jedoch eine berührungsfreie Bordenergieeinspeisung für das Schwebesystem entwickelt.


Antrieb

Er ist im Fahrweg instal­liert u. funk­tioniert, wie ein norma­ler Elektro­motor, dessen Sta­tor aufge­schnit­ten u. unter­halb des Fahr­wegs "gestreckt" ist. Strom erzeugt in den Kabel­wick­lungen ein magne­tisches Wander­feld, von dem das Vehicle berüh­rungs­frei mitgezogen wird. Seine Trag­mag­nete wirken dabei als Erreger­teil (Rotor). Die Geschwin­dig­keit läßt sich durch Verän­derun­gen der Fre­quenz des Dreh­stromes stufen­los regeln. Tut man die Kraft­rich­tung des Wander­feldes ändern, wird der Motor zum Gene­rator, der das Vehicle berührungs­frei bremst. Die Brems­energie kann man dabei wieder nutzen und als elek­tri­sche Ener­gie zurück­speisen.


Sein Fahrweg

Der TR schwebt auf einem Doppel­spur­fahrweg. Der kann zu ebe­ner Erde geführt oder auf schlan­ken Stützen aufge­stän­dert werden u. be­steht aus ein­zelnen bis zu 61 m lan­gen Trä­gern aus Stahl oder Beton. Der auf­gestän­derte Fahr­weg bietet mini­male Boden­ver­sie­gelung dar. Da Boden­ver­sie­gelung zuneh­mend für Über­schwem­mungen verant­wort­lich gemacht wird, stellt die Auf­stände­rung einen zugleich aktiven und pas­siven Hoch­wasser­schutz dar. Zudem bieten auf­ge­stän­derte Fahr­wege ein Höchst­maß an Sicher­heit gegen­über gefähr­lichen Ein­grif­fen in den Bahn­ver­kehr.
Die Spur wech­selt der TR über Stahl­biege­weichen: Sie be­ste­hen aus einem durch­gehen­den Stahl­träger, der mit Hilfe eines elektro­mecha­nischen Stell­antrie­bes ela­stisch gebo­gen wird.
Die 80 m lange Wei­che wird vor­wie­gend zum Spur­wech­sel in den Sta­tio­nen ein­ge­setzt und kann mit 100 km/h befah­ren werden. Für Spur­wech­sel bei höhe­rer Geschwin­digkeit (200 km/h) sind 200 m lange Schnell­fahr­weichen vorge­sehen. Auf der TVE in Lathen besitzt diese aller­dings nur eine Länge von 170 m. Alle Wei­chen dürfen bei Gerade­aus-Stel­lung mit Maximal­geschwin­dig­keit befah­ren wer­den.


Das Fahrzeug

Ein TR-Vehicle be­steht aus min­des­tens 2 Sek­tionen - jede mit durch­schnitt­lich etwa 90 Sitz­plät­zen. Je nach Be­darf (Verkehrs­auf­kommen) kön­nen Züge mit bis zu 10 Sek­tionen (2 Bug- u. 8 Mittel­sek­tionen) zusam­men­ge­stellt wer­den. Der TR kann jedoch nicht nur Pas­sa­giere, son­dern auch Güter beför­dern. Im schnel­len Fracht­transport werden spe­zielle Güter­sek­tionen (je 15 Tonnen Zuladung) ein­ge­setzt, die auch mit Per­sonen­sek­tionen kom­biniert werden können. Da sich der An­trieb im Fahr­weg befindet und auf jede ein­zelne Sek­tion wirkt, beein­flus­sen weder Fahr­zeug­länge noch das Gewicht das Beschleu­nigungs­vermö­gen. Eine neue Bug­struktur ist in der Lage, bei Hin­dernis­sen (Steine bis 50kg / umge­kipp­te Bäu­me) auf dem Fahrweg die kine­tische Ener­gie eines Auf­pralls auf ein un­kriti­sches Maß zu ver­rin­gern. Sollten beide Trag­systeme aus­fallen, glei­tet das Fahr­zeug nahezu abriebs­frei auf dem Fahr­weg, bis es zum Ste­hen kommt.


Betriebsleittechnik

Die Betriebs­leit­technik be­steht aus mehr­fach vorhan­denen (d.h. redun­dan­ten) Kom­po­nen­ten und steu­ert den Betrieb der Fahr­zeuge. Sie sichert die Fahr­zeug­bewe­gungen, die Stel­lung der Wei­che und alle ande­ren Funk­tionen. Der Fahr­be­trieb wird seit Frühjahr 2004 in Shanghai voll­auto­ma­tisch mög­lich.
Die Or­tung der Fahr­zeuge auf der Strecke er­folgt durch ein fahr­zeug­seiti­ges Ortungs­system, das digi­tal ko­dier­te Orts­marken am Fahr­weg er­faßt.
Zur Kom­muni­kation zwi­schen dem Fah­rweg und dem Leit­stand, der Betriebs­zen­trale, dient eine Richt­funk-Daten­über­tragung mit 38 GHz Fre­quenz und einer Daten­über­tra­gungs­rate von rund 4MBit/s und ver­füg­bar bei Geschwin­dig­keiten bis 500 km/h.


TVE

Seit 1984 steht die Trans­rapid-Ver­suchs­anla­ge Ems­land (TVE) für System­tests zur Ver­fügung und ist unver­zicht­barer Bestand­teil des von der Bun­des­regie­rung auf­geleg­ten Trans­rapid-Wei­ter­ent­wick­lungs­pro­gramms (WEP). Dort wur­den die Fahr­zeuge TR 06 (1984-1989, Fahr­lei­stung ca. 64.600 km), TR 07 (1989 - 1999, Fahr­lei­stung 588.000km) erprobt. Seit 1999 ist der TR 08 als Vor­serien­fahr­zeug in Betrieb. Ab 2006 soll der TR 09 als Flug­hafen­zu­bringer­fahr­zeug dort er­probt wer­den. Über 200.000 Men­schen aus dem In- und Aus­land haben bis­lang an Versuchs­fahr­ten mit Geschwin­dig­kei­ten bis zu 420 km/h teil­genom­men. Darüber hin­aus kann man sich bei der Besich­tigung der Ver­suchs­anlage einen Über­blick über die Ge­schich­te der Ent­wick­lung und des Ver­suchs­betrie­bes ver­schaf­fen. Der Be­trieb der TVE scheint aus heu­tiger Sicht bis zum Jah­res­wech­sel 2007/2008 ge­sichert. Aller­dings wer­den nach jet­zigen Pla­nungen erst die im Rah­men des WEP be­auf­trag­ten Proto­typen fer­tig, die dann noch er­probt wer­den müßten. Da­her muß aus Sicht der GFM-eV der Fort­be­stand der Ver­suchs­anlage auch noch län­ger ge­sichert sein.
Am 17. Juni 1993 schweb­te der Trans­rapid 07 unter Betriebs­bedin­gungen mit 450 km/h und stell­te damit einen Ge­schwin­digkeits­rekord für per­sonen­besetzte Magnet­fahr­zeuge auf. Die Aus­legung der TVE mit Unter­wer­ken für die elek­tri­sche Energie­ein­spei­sung läßt dort je­doch keine hö­heren Ge­schwin­dig­keiten zu. Erst in Shanghai konn­te der Trans­rapid seine Funk­tions­fähig­keit auch bei hö­he­ren Ge­schwin­dig­keiten unter Beweis stellen. Am 12. November 2003 er­reich­te der Trans­rapid 08 in Shanghai 501 km/h und stell­te da­mit einen Ge­schwin­dig­keits­rekord für kommer­ziell be­triebene Magnet­fahr­zeuge auf.
Mitte Mai 2005 erteil­te das Eisen­bahn­bundes­amt dem Trans­rapid nach einem Test­marathon auf der TVE die Zulas­sung für fahrer­losen Betrieb in Deutsch­land. Er ist die erste Hoch­geschwin­digkeits­bahn, welche diese Zulas­sung erhielt. In Shanghai wurde dieser Fahr­betrieb bereits 13 Mon­ate früher durch den Kunden abge­nommen.