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Forum Transrapid - Maglev - Eurorapid
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vor 14 Jahren, 3 Monaten
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vor 14 Jahren, 3 Monaten
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Bernd Schlüter, Hannes Kern, Karl-Hartmut Blesik, Bernd das Brot, kmueller, Marus Lehmann, Joh. Klühspies

Schwerer Abschied vom Mythos Rad

Startbeitrag von Joh. Klühspies am 06.05.2004 17:15

Angesichts der Preiskonkurrenz durch Billigflieger und Reisebusse verbleibt dem spurgeführten Verkehr auf Mittelstreckendistanzen wohl nur ein einziger, potentieller Hauptvorteil: kurze Reisezeit.
Die heutige Eisenbahn, mit ihren noch immer schwerfälligen ICE-Zügen, kann diesen potentiellen Vorteil kaum erschließen. Wenn Maximalgeschwindigkeiten von etwa 300 km/h nur nach langen Anlaufzeiten mühsam erreicht werden und dann – u.a. haltestellenbedingt – auch nur kurz beibehalten werden können, so ist dies sicher keine insgesamt attraktive Beschleunigung, die bei Reisenden zu einer Abkehr von Flugzeug oder Kfz führen könnte.

Prof. Dr. Wackermann, em. Dozent der Sorbonne, Paris, schreib dazu in der FAZ am 25.07.98:
Zitat

„Angesichts der Globalisierung im allgemeinen und der Rekontinentalisierung Europas nach dem Fall des Eisernen Vorhangs im besonderen ist diese [derzeitige Geschwindigkeits-]Skala jedoch unzureichend. Ein überfüllter Luftraum, hoffnungslos verstopfte Strassen und schwere Belastungsproben für die Umwelt erfordern die Planung neuer Verkehrsmittel, die schneller sind als 300 Stundenkilometer. Eine solche Lösung kann unter realistischen Bedingungen nur für den spurgeführten Weg gefunden werden. Eine Reise- und Transportgeschwindigkeit, die an vierhundert Stundenkilometer heranreicht, setzt aber einen technologischen Sprung voraus, der es unabdingbar macht, im Bereich der Hochgeschwindigkeit auf das Rad als zivilisatorische Errungsenschaft zu verzichten. Lange war man sich nicht darüber im klaren, dass es diesen Abgrund zu überspringen galt, denn die Anhänglichkeit an die zum Mythos gewordene Technik des Rades war so groß, dass alle Erfindungen sich weiter auf das System „Rad-Schiene“ konzentrierten.
Die Entwicklung der Hochgeschwindigkeitszüge legt davon beredtes Zeugnis ab. Die ICE-Katastrophe von Eschede bestätigte Überlegungen, nach denen eine wirklich hochentwickelte Technik sich von der Rad-Schiene-Paarung lösen müsste. “


Wenn man der Meinung ist, dass Hochgeschwindigkeitsverkehr für Europa sinnvoll ist, dann erscheint es richtig, in Systeme zu investieren, die einen echten Geschwindigkeitssprung /Reisezeitgewinn auf dafür geeigneten Relationen ermöglichen. Dies ist der Transrapid, kaum jedoch noch TGV/ICE.
In der Praxis werden in Europa absehbar nur einige wenige inter-metropolitane Verbindungen für Hochgeschwindigkeitsverkehr relevant sein können - aber diese wenigen, wirklich "Zentralen Orte" Europas sollten dann m.E. auch konsequent mit der Magnetschwebetechnologie erschlossen werden.


Gruß,
Joh. Klühspies

.

Antworten:

So Günstig sind die Billigflieger auch nicht.

Berechnet man mal wie viele Kontingente es für jeden Flug gibt und auch dann noch die Hin und Rückreisewege zum Flughafen. denn nicht jeder wohnt ja gleich um die Ecke. So ist die Bahn auf vielen Strecken, duch die Bahnkart und Sonderangebote doch billiger. Nur viele berechnen nicht die Anfahrt kosten zum und vom Flug hafen. Das machen leider auch viele Magazine nicht.

Denn auch im Flughafen im Ausland wo man meint der ist direckt in der jeweiligen Stadt, staunt mn nicht schlecht wenn man noch 30 bis zu einer Stunde brauch bis man in der eiegntlichen Stadt ist.

Aus diesen Grund würde ich die Billigflieger nur zum Teil als konkurenz sehen. Die Bahn ist zum Teil selber Schuld an Ihren Rückgang an fahrgästen. da die Tarife viel zu unflexibel sind und die Angebote die es gibt, viel zu knapp bemessen sind. Wie oft bin ich Nachtzug und der war noch gut leer.

Aber es waren schon alle Günstigen Kontingente verkauft. Die über bleibenden Teurenpreise, lagen dann meist bei über 170 EUR und dazu kommt noch der extra Zuschlag. So lange man solche Preise hat. Ist das Fliegen dann zum Teil sicherlich billiger. Denn selbst ein Flugticket für 49 EUR, mit allen Gebühren + Kosten für die Anreise. Können da dan doch mithalten. Da man auch schneller ist.

von Marus Lehmann - am 06.05.2004 18:46
Quatsch. Würde man ICE/TGV mit genügend Leistung ausstatten, wäre das mit der Beschleunigung kein Problem.
Das Problem am System ICE ist, dass debile Kommunalpolitiker sich einbilden, auf dem Abfahrtsplan ihres Städtchens müsse der ICE stehen, siehe Montabaur und Co. Würde man für teures Geld einen TR ins Land stellen, würde es sicher auch genügend Kleinstadtkaffer geben, die meinen, wenn schon eine TR-Srecke durch ihr Städtchen gebaut wird, dann kann man doch auch anhalten! Wozu also viel Geld für'n TR verbuddeln, wenn es der ICE auch tut. Und ob ich jetzt in 3 Stunden von München nach Frankfurt komm oder in 2, dafür aber sämtliche bedeutenderen Städte wie Nürnbrg und Würzburg umfahre, das sind die Milliarden nicht wert.
Lieber steckt man die in ein anständiges Rad-Schiene-Netz, damit auch wieder ein Zug zu Tante Hulda nach Hinteruzsemuckel fährt und die Strecke nicht stillgelegt wird. Denn es ist viel wichter, ein anständiges Rad-Schine-Netz mit einigen NBS und einem ordentlichen ICE-System zu haben, als einen TR, der Metropole A mit Metropole B verbindet, aber das Land drumherum viel zu kurz kommt.

von Bernd das Brot - am 12.05.2004 13:01
Zitat

Lieber steckt man die in ein anständiges Rad-Schiene-Netz, damit auch wieder ein Zug zu Tante Hulda nach Hinteruzsemuckel fährt und die Strecke nicht stillgelegt wird.


Jawoll, für 11 EUR pro Zugkilomter die Tante mit 80 Tonnen Stahl und ein paar Mitfahrern durch die Gegend fahren, das ist die Lösung! Da steht eher das Taxi als kostengünstige Alternative zur Verfügung!



von Karl-Hartmut Blesik - am 12.05.2004 15:10
Was würede wohl ein Transrapid-kilometer kosten, könnt ihr mir das verraten? Und wieviele millionen Fahrgäste erwartet ihr am Tag?

von Bernd das Brot - am 12.05.2004 16:48
15 Euro auf 100 KM.

Der Mythos Rad ist ja im TR noch verhaftet. Das Design und damit die aerodynamische Konstruktion ist grundverkehrt. Das Dilemma ist angelegt in dem Vertrag zwischen Bundesverkehrsministerium, Thyssen, Siemens und Bahn AG ( verstößt gegen EU-Recht) aus dem Jahre 2000.

Siemens und Bahn AG, die Bremser, sind den dilettantischen Gedanken verhaftet, die Form des TR müsse einen aerodynamischen Andruck noch unten erzeugen, wie beim Rad erforderlich. Vollkommen überflüssig und mit einem Energiemehraufwand von ca. 25 % verbunden.

von Hannes Kern - am 13.05.2004 22:58
Das Ding ist tatsächlich etwas sehr kastenförmig. Bei einem langen Zug spielt das allerdings keine Rolle mehr.

Schade, dass der sechsgliedrige TR in einen dreigliedrigen verkleinert werden musste. Das Verkehrsaufkommen war wohl nicht hoch genug. Also, doch nur 150 Tonnen Gewicht statt 600 Tonnen erhofften..
Dann hätte man auch drei einzelne Sektionen verkehren lassen können, mit leicht reduzierter Geschwindigkeit, dann aber verbesserter Aerodynamik und weniger Wartezeit..
Chinesen sind pragmatisch. Dann lieber gleich mit dem Taxi samt Gepäck (man kauft gerne viel ein) direkt vor das Haus fahren lassen. Man müsste schon, nach Art unserer Politiker, die Straßen mit Pförtnerampeln sperren, um die Leute in den Transrapid zu zwingen...

Die nach vorne bis auf die Trasse abfallende Form ist richtig, unterhalb des Zuges ist kein Platz für die wegzuschiebende Luft.
Bei einem Einzelschweber könnte man jedoch vollkommene Stromlinienform anwenden, wenn man das ganze Gefährt auf Stelzen setzte.

Die Shinkansen haben so eine lange Nase, weil sie immer allen anderen um diese voraus sein wollen. Nebenbei wird dabei der Stoß durch die zur Seite geschobene Luft für die Anwohner reduziert. Strömungstechnisch etwas ungünstiger, wegen der großen, sonst überfüssigen Oberfläche. Stromlinienform am Heck ist bei einem langen Zug ganz überflüssig, es liegt in der mitlaufenden Wirbelschleppe.
Der jetzt superkurze Shanghai-Express könnte eine günstigere Form gebrauchen, Richtung Schienenzeppelin, vielleicht nicht gerade mit Segeltuch bespannt, wie jener.
Alternativ könnte man die Geschwindigkeit reduzieren, bis dort alles aus den Nähten platzt und endlich der lange TR eingesetzt wird.

Hier in Düsseldorf kenne ich einen Pförtnerampelhersteller, in China kein Unbekannter. Der wüsste, den Zug schon zu füllen...

von Bernd Schlüter - am 14.05.2004 07:11
Zitat

Stromlinienform am Heck ist bei einem langen Zug ganz überflüssig, es liegt in der mitlaufenden Wirbelschleppe.


Herr Schlüter, bevor Sie hier weiter aerodramatische Grundsatzreden halten sollten Sie sich ein wenig über das Fachliche informieren. Der Luftwiderstand entsteht in erster Linie nicht durch das "Wegdrücken" der Luft vorne, sondern durch die Wirbel hinter dem Zug bzw. an den Unebenheiten der Außenhaut. Die hinter einem schnell fahrenden ICE 1 entstehenden Druckverhältnisse sind geeignet, in ungünstigen Konstellationen die Scheiben herauszuziehen. Die im gleichen Zugtyp anfangs vorhandenen Schutzzbleche in den Wagenübergängen sind aus dem gleichen grund wieder entfernt worden (sofern sie das nicht von selbst erledigten).

Die optimale aerodynamische Form ist... schauen Sie mal in der Natur... der Tropfen. Diese Form entsteht aus einem natürlichen Kräftegleichgewicht.

Es gab auch schon mal Autos in dieser Form, die dann allerdings für den Nutzzweck nicht sehr vorteilhaft war und nicht so ganz mit den üblichen vier Rädern kompatibel. Das gleiche gilt bei Zügen oder dem TR, ein Tropfenfahrzeug kann nur in eine Richtung fahren. Beim TR spricht m. E. allerdings nix gegen eine aerodynamische Optimierung, die Strecken müssten dann nur jeweils Wendeschleifen an den Enden haben. Wäre sowieso besser als das "Wenden" in Stumpfgleisen, zu dem man Weichen benötigt.



von Karl-Hartmut Blesik - am 14.05.2004 07:41

Mythos Rad oder Spurführung ?

Karl-Hartmut Blesik schrieb:

Zitat

Herr Schlüter, bevor Sie hier weiter aerodramatische
Grundsatzreden halten sollten Sie sich ein wenig über das
Fachliche informieren. Der Luftwiderstand entsteht in erster
Linie nicht durch das "Wegdrücken" der Luft vorne, sondern
durch die Wirbel hinter dem Zug bzw. an den Unebenheiten der
Außenhaut. Die hinter einem schnell fahrenden ICE 1
entstehenden Druckverhältnisse sind geeignet, in ungünstigen
Konstellationen die Scheiben herauszuziehen. Die im gleichen
Zugtyp anfangs vorhandenen Schutzzbleche in den
Wagenübergängen sind aus dem gleichen grund wieder entfernt
worden (sofern sie das nicht von selbst erledigten).


Es gibt nicht "den" Luftwiderstand, sondern verschieden Beiträge dazu.

1. Luftwiderstand durch Reibung der Luft an der Außenhaut. Diese Kraft ist proportional der Geschwidigkeit.

2. Luftwiderstand ,weil Luft verdrängt und dabei beschleunigt wird. Diese Kraft geht - wegen Kombination beider Effekte - quadratisch mit der Geschwindigkeit und dominiert mit wachsender Geschw. deswegen immer mehr. Verdrängung (und Kompression) vor dem Zug bzw. Vakuumauffüllung hinter ihm wirken sich dabei in gleicher Weise aus und sind zwei Seiten derselben Medaille (der Wärmeübertrag ist an der Vorderkante allerdings höher und deswegen ist seinerzeit das Space-Shuttle von der Flügelvorderkante her aufgeweicht und -gebrochen).

3. Auftrieb: Wenn die Lftströmung um den Zug einen Auf- oder Abtrieb erzeugt, dann führt auch dies zu einem Widerstand. Der Mechanismus funktioniert über Wirbelbildung. Im Idealfall wird das Fahrzeug also auftriebsneutral designed, was aufgrund der Unsymmetrie Boden unten/Luftraum oben aber schwer erreichbar ist..

Zitat

Die optimale aerodynamische Form ist... schauen Sie mal in
der Natur... der Tropfen. Diese Form entsteht aus einem
natürlichen Kräftegleichgewicht.


In diesem Kräftegleichgewicht kämpfen aerodynamische Kräfte mit der Oberflächenspannung. Die Tropfenform weicht desto stärker von der natürlichen (oberfläche-minimierenden) Kugel ab, je schwächer die Oberflächenspannung ist. Einem Blechgehäuse kann man formal eine sehr hohe Oberflächenspannung zuschreiben; deswegen erwartet man keine nennenswerte Verformung des TR im Einsatz, was in Schanghai angeblich auch schon bestätigt wurde. Mit Luftwiderstandsminimierung hat all das zunächst nicht das geringste zu tun. Will man den dominierenden Widerstand nach Ziffer 2. minimieren, ist man mit der Nadelform (Zug) schon auf einem ganz guten Weg. Auch Flugzeuge sehen ganz ähnlich aus, wenn man von den Tragflächen absieht.


Zitat

"Alle menschlichen Einrichtungen sind unvollkommen - am
allermeisten staatliche."


Die Staatsbahn hat aber immerhin noch gewußt, daß Spurführung vor allem dazu dient, lange (=nadelförmige!) Züge mit hoher Transportkapazität zu fahren. Das hohe Volumen muß dann die für die Spurführung erforderliche Infrastruktur finanzieren. Die Privatbahn mit ihren leeren Luxustaxis für die feinere Gesellschaft scheint das alles vergessen zu haben, denn sie bekommt für ihre Megabetontrassen unbegrenzte Mittel - vom blöden Staat. Aber nur, solange der kleine Mann noch so blöd ist, als einziger Steuern zu zahlen und/oder Oma gerne auf ihre Rente verzichtet.

von kmueller - am 14.05.2004 09:19

Mythos Rad oder Spurführung ?

Wenn vorher allen Beteiligten bekannt gewesen wäre, dass das Passagieraufkommen in Shanghai von drei Sektionen gedeckt werden würde, hätte man das Projekt nicht in Angriff genommen oder sich wenigstens auf eine einspurige Strecke beschränkt. Nun ja, bei dem massiven Fundament, das man da gegossen hatte, war es allerdings schon naheliegend, für das vierte Jahrtausend vorzusorgen...Da gabs die zweite Spur fast gratis...
Auf jeden Fall, die Form der Front hat sich bei allen Arten von Zügen bewährt, man versucht, die Luft nach oben zu zwingen, statt sie gleichmässig nach allen Seiten zu verteilen, vor allem wegen des Stoßes, den die Umgebung an der Front des Zuges erfährt. Die Shinkansens sehen heute genauso aus und die Schuhmachers fahren auch im Prinzip nichts anderes. Vorne hui, hinten pfui. In der Wirbelschleppe kann man eh nicht viel ausrichten, da reicht auch die Abrißkante, zum Beispiel bei jedem schnelleren Boot. Der dreigliedrige Transrapid von Shanghai liegt aber immer noch in einem Längenbereich, in dem die Wirbelgrenzschicht am Ende des Zuges noch nicht den vollen Querschnitt ausfüllt, wir erhielten immer noch eine teilweise anliegende Strömung, mit Druckgewinn, wenn man das Heck auf 10 Metern Länge spitz zulaufen ließe. Abzuziehen wären die Oberflächenwirbelverluste durch die zusätzliche Konusfläche. Bei einem langen Zug, also über 200 Meter Länge, reicht die Abrißkante, die Luft im Totwassergebiet bildet gratis den fehlenden Konus nach. Ich denke, einen langen Zug sollten wir in Shanghai unbedingt anstreben. Sonst kommen wir auf einen ungünstigen Wert für den Energieverbrauch pro km und Sitzplatz. Nur der zählt bei der Werbung, nicht die tatsächliche Passgierzahl.
Die Front ist, hoffe ich, genügend gerundet, sodass hier keine Verwirbelung auftritt und kein zusätzlicher Widerstand. Dass die Außenhaut, auch unter dem Zug, vorbildlich glatt ist, bei solch einem schnellen Zug, das setze ich als Selbstverständlichkeit voraus.

Schade, dass die Messwerte für den Energieverbrauch nicht veröffentlicht werden. Da könnte man ablesen, ob alles in Ordnung ist. In Ordnung, das heißt, der geringste Fahrwiderstand aller vergleichbaren Züge.

von Bernd Schlüter - am 14.05.2004 12:00

aerodynamische Fehlkonstruktion

Der TR ist eine aerodynamische Fehlkonstruktion. Nochmals: Die Verdrängung der Luft nach oben bewirkt eine elektrischen Verbrauch der Gegenkraft. Die richtige Form ist deswegen die Form eines Geschosses, d.h. die Verdrängung der Luft gleichmäßig nach allen Seiten.

Dazu muss der Fahrtisch die Verdrängung der Luft auch nach unten ermöglichen.

Die einzige Zahl, die mir bekannt ist, ist ein Verbrauch von 7500 kwh/100 KM /5 Sektionen, in etwa 400 Personen.

Das entspricht 18 Kwh /pro Person auf 100 KM.

Ist die Annahme so verkehrt, eine aerodynamische Optimierung führt zu einer Reduktion des Energieverbrauchs auf 6000 Kwh?

Dazu der Vergleich mit dem Auto. Der Verbrauch ist etwa gleich: 4 Personen, Tempo 150 Verbrauch 55 Kwh auf 100 KM. Also um 400 Persone zu transportieren braucht man 100 Autos mal 55 kwh sind das 5500 kwh. Da der optimierte TR aber mit 400 Sachen durch die Gegend braust, ist er dem PKW haushoch überlegen!!

von Hannes Kern - am 19.05.2004 09:20

aerodynamische Fehlkonstruktion?

Ich denke, Sie meinen 7,5 Megawatt Leistung bei 430 km/h, also 7.500 KWh Verbrauch auf 430 km? Dann hätten wir für den fünfgliedrigen TR einen Verbrauch von 45 Wh pro Personenkilometer gegenüber 65 beim zehngliedrigen, vollbesetzten Zug bei Tempo 520.

Der TR 7 war mit Sicherheit nicht optimal. Ein Teil der Luft wurde nach unten verdrängt, wo sie nicht ausweichen konnte. Soviel ich weiß, waren auch die Tragemagnete nicht optimal verkleidet.
Nein, das Ausweichen der Luft bedeutet keinen Verlust, solange dies wirbelfrei geschieht. Die Kanten müssen nur genügend gerundet sein.
Der fünfgliedrige Zug besitzt ausreichend Länge, als dass die Heckform, die ja sonst in einen sehr spitzen Kegel enden müsste, praktisch eine Rolle spielte. Die Wirbelschleppe formt dann den Kegel. Bei einem langen Zug sind die Wirbel nicht mehr verlustreich, weil die Luft mit dem Zug mitgezogen wird. Breiten-Längenverhältnis: ca 3% .
Der Hauptwiderstand kommt nicht von der mangelnden Stromlinienform, sondern von der großen Oberfläche. cw, nach obigen Angaben ca 0,6, also miserabel.
Das Optimum läge tatsächlich bei einem Verhältnis von 5 bis 10%, dann aber mit vollständiger Tropfenform, ebenfalls tropfenförmig geformte, schmale Magnetschlitten, auf die sich der Zug auf langen Stelzen abstützte, bzw. mit durchbrochener Trasse. Das wäre aber nur das Optimum, auf das Volumen bezogen. cw ca. 0,1.
Es spielt übrigens keine große Rolle, ob der Luftspalt nur 1 cm beträgt oder aber 15cm oder mehr, der Widerstand verändert sich nur geringfügig mit der minus 0,2 ten Potenz der Spaltabmessung.
Nein, solange der TR nicht nur drei Sektionen besitzt, ist er schon ziemlich optimal. Was da in China herumfährt, ist zu kurz, da gehören hinten große Tüten drauf.

Mein Vorschlag wäre tatsächlich ein auf vier Magnetstützen stehender, allseitig gerundeter, wirklich stromlinienförmiger Rumpf, nur eine, dann aber längere Sektion (50 Meter plus 10 Meter für das auslaufende Ende).
Der könnte dann auch sehr leicht sein, da er nicht für Zusammenstöße konstruiert sein müsste. Eine Abstützung gegen seitliche Böen wäre dann aber unabdingbar.
Der auf die Passagierzahl bezogene Energieverbrauch würde nur ganz unerheblich steigen und wäre durch eine ganz unbedeutende Geschwindigkeitsreduzierung zu kompensieren.

von Bernd Schlüter - am 19.05.2004 10:52
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