Wie auf Wolken reisen

News: Wie auf Wolken reisen

Trotz ihres Namens konnte die berühmte Dampflok 'The Flying Scotsman' niemals wirklich fliegen. Aber genau dieses Kunststück wollen nun japanische Wissenschaftler vollführen, indem sie Züge zum Schweben bringen. Unter Ausnutzung des Effekts, dass sich ein Luftkissen unter fliegenden Objekten bildet, wenn sie sich dem Boden nähern, wollen die Forscher Züge entwickeln, die sich nahezu reibungsfrei fortbewegen. Dadurch sollen die Wagen nur einen Bruchteil der Energie benötigen, die Magnetschwebebahnen verbrauchen.

Der so genannte wing-in-ground(WIG)-Effekt, den man beobachten kann, wenn ein Blatt Papier zu Boden fällt und kurz vor der Landung an der Oberfläche entlang schießt, soll der Schlüssel zur Lösung sein. In der gleichen Weise wollen die Wissenschaftler des Institute of Fluid Science der Tohoku University in Sendai einen Zug durch minimalen Energieaufwand vorwärtstreiben. Außer dem Luftwiderstand hätte das Gefährt keine weitere Reibung zu überwinden.

Die Forscher entwickelten und testeten bereits ein etwa acht Meter langes Modell: den Aerotrain. Er ist mit zwei Paar Flügeln ausgestattet, eines vorn und eines hinten, jeweils mit stabilisierenden vertikalen Rippen an den Enden. Das Modell besitzt keinen Motor, sondern wird in seiner Bahn von einem Lastwagen angeschoben. In kürzlich durchgeführten Tests hob es – den WIG-Effekt ausnutzend – bei einer Geschwindigkeit von 50 Kilometern pro Stunde ab.

Die flache Bahn des Gefährts ist an beiden Seiten von Wänden umgeben. "Ein wing-in-ground-Effekt tritt auch an diesen begrenzenden Wänden auf," erklärt der Leiter des Projektes Yasuaki Kohama, "wodurch sich der Aerotrain quasi selbst steuert."

Für die Entwicklung ihres fliegenden Zuges haben sich die japanischen Wissenschaftler die Erfahrungen der Russen, die schon seit Jahren an WIG-Fahrzeugen auf Wasser forschen, zu Nutze gemacht. Kohama ist jedoch der Überzeugung, dass ein sich solch ein Gefährt auf Land sehr viel weniger Energie verbrauchen wird als auf Wasser."Je näher man an die Oberfläche gelangt, desto effizienter wird es. Über dem Meer läuft man Gefahr, von hohen Wellen getroffen zu werden, daher kann man nicht den maximalen WIG-Effekt ausnutzen." Da an Land nicht mit Wellen zu rechnen ist, kann der Aerotrain fünf bis zehn Zentimeter über dem flachen Untergrund schweben.

Das nächste Ziel des Wissenschaftlers ist es, die zum Abheben benötigte Geschwindigkeit zu verringern, so dass die Zeit, die der Zug den Untergrund berührt, minimiert wird. Das verringert die Reibung und senkt somit den Gesamtenergiebedarf. Kohama hofft, somit zu einem Schadstoffausstoß von 3,6 Gramm Kohlendioxid pro Person und Kilometer zu gelangen. Der vergleichbare Wert des von der japanischen Regierung geförderten Magnetschwebebahn-Projektes beträgt 12,2 Gramm Kohlendioxid. In einiger Zeit soll der Aerotrain so weit entwickelt sein, dass er allein von umweltfreundlichen Energien angetrieben werden kann. So könnten Solaranlagen oder Windturbinen entlang der Strecke den Zug bewegen.

Gegenwärtig arbeitet das Team am Bau eines Arbeitsmodells, dass drei Paar Flügel und zwei Propeller aufweist und sich selbst auf eine Geschwindigkeit von 150 Kilometern pro Stunde bringen können soll. Danach haben sich die Forscher vorgenommen, einen Zug für sechs Passagiere zu konstruieren, der eine Geschwindigkeit von etwa 300 Kilometern pro Stunde erreicht. Bis zum Jahr 2020 wollen sie sogar einen Zug entwickelt haben, der 335 Personen fasst und sich mit einer Spitzengeschwindigkeit von 500 Kilometern pro Stunde fortbewegt.

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