Von Wolfgang Blum

Die Idee ist faszinierend: Ein Zug ohne Räder, der von Magnetfeldern getragen mit Tempo 400 über das Land flitzt, ohne den Boden zu berühren. Der Bonner Verkehrsminister Krause plant, als erste Strecke Hamburg mit Berlin zu verbinden. Anfang des nächsten Jahrhunderts könnten die ersten Züge fahren. Kritiker halten den Transrapid, der das Forschungsministerium bereits 1,6 Milliarden Mark gekostet hat, dagegen für wirtschaftlich unsinnig und ökologisch schädlich. Der Streit um die Magnetbahn ist in vollem Gang – dabei weiß kaum jemand, wie sie eigentlich funktioniert.

Der Transrapid ist ein Zug ohne Räder, der keine Lokomotive, ja nicht einmal einen Motor hat. Um zu schweben und vorwärts zu kommen, nutzt er zwei verschiedene Prinzipien. Zunächst das Schweben: Sein Fahrgestell greift um die knapp drei Meter breite Schiene herum (siehe Zeichnung). An dessen tiefstem Punkt befinden sich Elektromagneten – pro Zug 120 Stück. Die Unterseite des tischförmigen Fahrwegs ist mit Metalleisten versehen. Sind die Magneten eingeschaltet, ziehen sie sich an die Leisten heran und stemmen damit das gesamte Fahrzeug hoch. Bevor sie die Metalleisten berühren können, reagiert eine ausgetüftelte Elektronik, die den Strom in den Elektromagneten und damit auch die magnetische Anziehungskraft verringert und so für berührungsfreies Schweben sorgt.

Die Steuerung muß exakt arbeiten, da sich das ganze System in einem instabilen Zustand befindet. Denn je mehr sich ein Magnet einem Metallstück nähert, um so stärker wird er angezogen. Der Abstand zwischen Magnet und Schiene soll beim Transrapid nur etwa einen Zentimeter betragen. Damit die Distanz eingehalten wird, korrigiert die Elektronik sie 30 000mal in der Sekunde. Der Transrapid kann auch bei Stillstand schweben. Mehrere Batterien versorgen dann seine Elektromagneten. Fährt er schneller als 120 Stundenkilometer, lädt eine Art Lichtmaschine diese wieder auf. Die dazu nötige Energie wird aus der Bewegung des Fahrzeugs gewonnen.

Für diese Schwebetechnik entschied sich die Bundesregierung bereits vor fünfzehn Jahren. In Japan verfolgen die Ingenieure dagegen einen anderen Ansatz. Der Maglev (von magnetic levitation) nutzt abstoßende magnetische Kräfte, um zu schweben. In jedem seiner Wagen befinden sich Elektromagneten aus Supraleitern, die praktisch keinen elektrischen Widerstand bieten. Diese erzeugen in Spulen, die in der Schiene eingebaut sind, ein Magnetfeld, das den Zug ungefähr bei Tempo 100 abheben läßt. Bei langsamerer Geschwindigkeit fährt der Maglev auf Gummireifen. Das fernöstliche Schwebeprinzip ist im Gegensatz zum deutschen physikalisch stabil, der Abstand zwischen Fahrzeug und Schiene beim Maglev zehnmal so groß wie beim Transrapid. Eine aufwendige Elektronik zu seiner Kontrolle entfällt daher. Ein Nachteil des japanischen Systems besteht in der aufwendigen Kühlung, die für seine Magneten notwendig ist. Denn supraleitende Materialien gibt es bis heute nur bei extrem niedrigen Temperaturen.

Für den Antrieb sorgt bei beiden Entwicklungen ein sogenannter Linearmotor. Dieser ist nicht im Fahrzeug untergebracht, sondern im Fahrweg. Beim deutschen System sind an der Unterseite der Schienen Kabel verlegt, die ein magnetisches Wanderfeld erzeugen, wenn sie unter Drehstrom gesetzt werden. Dieses Feld wirkt auf die Magneten, die am Zug montiert sind. Im selben Maße, wie der Strom verändert wird, kann das Fahrzeug beschleunigt oder gebremst werden. Um Energie zu sparen, sind die Schienen in einzelne Abschnitte unterteilt. Eine Automatik speist immer nur in das Teilstück Strom ein, auf dem sich das Fahrzeug gerade befindet. Der Transrapid kommt sogar ohne Fahrer aus. Seine Geschwindigkeit wird von einer Leitzentrale gesteuert.

Der Linearmotor erlaubt es, die Züge sehr leicht zu konstruieren. Denn erstens belastet er nicht das Fahrzeug mit seinem Gewicht. Und zweitens wirkt er auf jeden Wagen. Folglich muß kein Abschnitt des Zuges große Kräfte übertragen, efne schwere Lok ist nicht vonnöten. Weltweit stellt der Transrapid das am weitesten entwickelte System dar. Zu dieser Spitzenstellung haben zahlreiche Testfahrten auf der mehr als dreißig Kilometer langen Versuchsstrecke im Emsland beigetragen.