Forschung

Der Express, der aus der Kälte kommt


Bei minus 173 Grad im Härtetest: Im Windkanal entwickeln Experten den Zug der Zukunft

Köln. Zunächst ist es nur ein winziger Punkt am Horizont. Doch rasend schnell wird er größer. Und zu einem doppelstöckigen silbrigen Geschoss: „Wuuuuusssccchhhhhhhhh!“ Ein Windstoß, schon ist der Schienen-Jet vorbei, rast weiter. Mit Tempo 400.

Noch ist der Schienen-Pfeil der Bahn Zukunftsmusik. Mit 400 Sachen soll er durchs Land sausen, noch mal deutlich flotter als der superschnelle ICE 3, der 300 Stundenkilometer Spitze schafft. Und doch soll der Neue nur halb so viel Energie fressen. Dabei wird er mit zwei Stockwerken doppelt so viel Platz bieten.

Für die Experten des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln ist der Schienen-Jet bereits Alltag. Wenn auch erst einmal nur im Maßstab 1:25.

Denn zunächst muss der „Next Generation Train“ (Zug der nächsten Generation) im Windkanal zahlreiche Härtetests überstehen.

Auch Hurrikan simuliert

Dazu machen die Wissenschaftler jede Menge Wind um den Doppelstöcker. In der Röhre peitschen sie dem Modell die Luft mit Tempo 360 entgegen. Ein riesiger Ventilator erzeugt Turbulenzen, stärker als beim bösesten Hurrikan.

Das alles geschieht bei bis zu minus 173 Grad Celsius. Dadurch wird der Luftwiderstand beim Mini-Zug vergleichbar dem bei der großen Eisenbahn. Für die eisige Kälte sorgt flüssiger Stickstoff.

„Der Windkanal wurde eigentlich für die Luftfahrt entwickelt“, sagt Aerodynamik-Spezialist Sigfried Loose. Inzwischen sind Schienenfahrzeuge fast genauso schnell wie startende Flugzeuge – und ebenfalls Leichtgewichte.

Nur: Flugzeuge sollen abheben, Züge nicht. Die gemächliche gusseiserne Dampflok konnte auf die Aerodynamik pfeifen. Die künftigen Geschosse aus Alu und Carbon könnten bei 300 bis 400 Sachen weggepustet werden. Loose macht den Test, lässt den Wind von links fauchen: Der fegt über das Modell hinweg und wirbelt daneben wie ein kleiner Tornado.

„Der Zug muss bei Seitenwind in der Spur bleiben – das Wichtigste für die Zulassung“, sagt Loose. Und stellt die Frage: „Was passiert, wenn der Zug mit 400 Sachen auf einer Brücke plötzlich von einer Böe erwischt wird? Und was, wenn zwei Super-Züge aneinander vorbei rasen?“ Man kann es nur durch Experimente im Windkanal herausfinden.

Alle großen Hersteller von Schienenfahrzeugen nutzen den Kölner Windkanal: So wirklichkeitsnah gehen Tests  sonst nicht in Europa. Der ICE, der französische TGV, ein chinesischer 

 Schnellzug sind hier ständig im Härtecheck. Die DLR-Experten finden heraus, was man noch verbessern kann, versetzen Dachaufbauten oder flachen sie ab. Machen den Zug runder oder kantiger.

Doppelstöcker fordert die Forscher

Der Zug der Zukunft ist für sie eine besondere Herausforderung: Denn der Doppelstöcker ist höher als ein ICE, kann also schneller kippen. Deshalb wird er etwas breiter. Für mehr Bodenhaftung sorgt ein Frontspoiler. Der wieder den Luftwiderstand erhöht.

Man sieht: Tempo 400 – das braucht noch eine Menge Tests. „Erste Antworten werden wir in zwei Jahren liefern“, verspricht Forscher Loose. Bis dahin will das DLR zwei weitere Windkanäle bauen. Loose: „Wir wollen das aerodynamische Mekka für Schnellzüge werden.“

Matilda Jordanova-Duda

Info: Zug der nächsten Generation

Seit einem Jahr forschen 21 Institute des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt am „Next Generation Train“. 2013 werden die Wissenschaftler ihre Empfehlungen der Bahn und den Herstellern vorlegen. Von ultraleichten Materialien über nachwachsende Rohstoffe bis hin zur spiegelglatten Außenhaut ist alles gefragt, was Zeit und Energie spart.

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