SCMaglev Magnetschwebebahn (Chuo Shinkansen) in Japan

Maglev Serie L0 der ersten Generation – 03.06.2015 © Wikipedia: Maryland GovPics (CC BY 2.0)

Japans SCMaglev in der Übersicht

Japans Magnetschwebebahnen sind unter dem Akronym „Maglev“ bekannt, abgeleitet vom englischen Begriff „magnetic levitation“. Andere Namen sind „SCMaglev“ (Superconducting Maglev) und „Linear Motor Car“. Im Laufe der Jahrzehnte entstanden verschiedene Fahrzeuge, bei denen sich während der Entwicklung der Magnettechnik das sogenannte Elektrodynamische Schweben (EDS) durchgesetzt hat.

Ein wichtiger Schritt war der Bau einer 18,4 Kilometer langen Versuchsstrecke, die 1995 fertiggestellt wurde. Im Dezember 1997 beschleunigte die Magnetschwebebahn MLX01 auf beeindruckende 531 km/h. 1998 folgte eine weitere Bahn vom Typ MLX01. Damit waren Begegnungsfahrten mit bis zu 1003 km/h möglich. Außerdem stellte diese Baureihe mit einem neuen End- und Mittelwagen am 2. Dezember 2003 den lange gehaltenen Rekord von 581 km/h auf. Zwischen 2011 und 2013 erneuerte und verlängerte man die Yamanashi Maglev Test Line genannte Versuchsstrecke auf 42,8 Kilometer. Zeitgleich bauten Mitsubishi Heavy Industries und Nippon Sharyo die Serie L0. Nun waren neue Rekorde möglich; unter anderem begegneten sich zwei Magnetbahnen mit einer relativen Geschwindigkeit von 1026 Kilometern pro Stunde. Am 21. April 2015 stellte dieser Prototyp mit 603 km/h einen immer noch bestehenden Weltrekord für Hochgeschwindigkeitsbahnen auf.

Unter dem Namen „Chūō Shinkansen“ wird seit Dezember 2014 eine 286 Kilometer lange, tunnelreiche Strecke von Tokyo nach Nagoya gebaut. Ursprünglich sollte der Betrieb mit Fahrgästen 2027 beginnen, doch geologische Schwierigkeiten und Proteste verzögern das Projekt auf unbekannt. Darüber hinaus ist geplant, die Magnetschwebebahn bis Osaka zu verlängern. Doch das ursprüngliche Zieldatum 2045 ist inzwischen in weite Ferne gerückt.

Entwicklung der Magnettechnik bei Japan Air Lines

In Japan startete die Magnetbahnentwicklung zwei Jahre später als in Deutschland. Die Befürworter versprachen einen niedrigeren Geräuschpegel und dabei schnellere Geschwindigkeiten als die einige Jahre zuvor eingeführten Shinkansen-Züge. Die Fluggesellschaft Japan Air Lines (JAL) witterte ein gutes Geschäft mit dem „Fliegen in Höhe Null“ und stieg 1971 mit westdeutscher Technologie in die Entwicklung ein. Es entstand 1975 ein Fahrzeug mit entsprechendem Tragsystem, das letztendlich allerdings nur wenig mit der deutschen Entwicklung gemein hatte. Ein Jahr später fand im Forschungszentrum der Fluggesellschaft in Yokohama die erste Personenbeförderung statt – wenn auch nur über eine Distanz von 200 Metern. Ein Jahr später erreichte eine Weiterentwicklung, der HSST-01, bei Kawasaki in der Nähe von Tokyo 150 km/h. Ziel war eine Flughafenverbindung von Tokyo nach Narita. Interessanterweise wurde das Fahrzeug durch magnetische Anziehungskraft zum Schweben gebracht und mittels eines Induktions-Linearmotors beschleunigt, so wie es beim Transrapid der Fall ist. Im Februar 1978 verbuchte die JAL eine Rekordgeschwindigkeit von 308 km/h, allerdings nur mit Hilfe eines Raketenantriebes.^[1] Doch die Konkurrenz schlief nicht …

Entwicklung der Magnettechnik bei Japan National Railways

ML-100

ML100 - Maglev Versuchsfahrzeug. Ausgestellt auf dem Gelände von RTRI in Kokubunji, Tokyo. © 10.10.2015 DAJF (CC BY-SA 4.0)

Ein Jahr nach dem Beginn der Entwicklungsarbeiten von JAL stiegen die Japan National Railways (JNR) als Mitbewerber in die Erforschung der Magnetschwebetechnik ein.^[1] Das erste Fahrzeug, das unter Federführung von JNR entstand, bekam den Namen ML-100; ML steht für Magnetic Levitation. Dieser Prototyp wurde anlässlich des hundertjährigen Bestehens der Japanischen Eisenbahn gebaut – daher die Nummer 100 – und konnte 1972 der Öffentlichkeit präsentiert werden. Das Fahrzeug mit vier Sitzplätzen war 7 Meter lang, 2,5 Meter breit und 2,2 Meter hoch. Die Fahrbahn dazu hatte die Form eines auf dem Kopf stehenden „T“ und befand sich beim Railway Technical Research Institute. Der Antrieb erfolgte über einen linearen Induktionsmotor (LIM: Linear Induction Motor). Dieses futuristisch aussehende Gefährt erreichte jedoch nur bescheidene 60 km/h.^[2]

Miyazaki Maglev Test Track

In Miyazaki auf Kyushu entstand bis 1977 eine Teststrecke, die zwei Jahre später auf 6,9 Kilometer verlängert wurde. Dieser Ort war ideal: keine Bebauung, eine Abhängigkeit von einer unterstützungswilligen Bevölkerung, die Nähe zur herkömmlichen Eisenbahn, um für PR-Aktionen leicht erreichbar zu sein, eine stabile Stromversorgung sowie gute Wetterbedingungen, um so viele Tests wie möglich durchführen zu können.^[3] Die Fahrbahn ähnelte wieder einem umgedrehten „T“. Für den Antrieb und das Schweben sollten supraleitende Magnete verwendet werden; das bedeutete einen Abstand zwischen Fahrzeug und Fahrweg von 10 Zentimetern. Unebenheiten in der Fahrbahn konnten somit problemlos ausgeglichen werden.^[1]

ML-500, ML-500R

ML-500 im Verkehrsmuseum in Osaka. © 10.06.2006 Bakkai (CC-SA 3.0 Unported)

Anfang 1977 wurde das zweite Versuchsfahrzeug fertiggestellt und bekam die Baureihennummer ML-500. Die Nummer 500 war optimistisch gewählt, denn diese Magnetbahn sollte bis Tempo 500 beschleunigen. Der Prototyp war unbemannt.^[3] Als problematisch stellte sich die Kühlung der Magnete dar. Um den Supraleiteffekt zu erzielen, war eine Kühlung auf minus 269 Grad Celsius notwendig. Dies geschah mit flüssigem Helium, das sich jedoch während der Fahrt erwärmte und wieder in den gasförmigen Aggregatzustand wechselte. Es musste also wieder verflüssigt werden. Ein Gefriersystem an Bord löste das Problem. Im März 1978 erreichte das JNR-Fahrzeug 301 km/h. 1979 kam ein zweites Testfahrzeug mit dem Namen ML-500R auf die Strecke, das eine Kühleinrichtung für Helium hatte. Am 06.11.1979 erreichte es 201 km/h.^[1] Große Rekordfahrten fanden jedoch mit dem bis 1979 modifizierten ML-500 statt und endeten am 21.12.1979 bei fulminanten 517 km/h mit einem Höhepunkt.^[4]

Das Aus für Japan Air Lines

Es war Zeit für eine Zwischenbilanz: zwei konkurrierende Systeme konnten auf Dauer nicht gefördert und bezahlt werden. Da die JAL nicht mit solch spektakulären Geschwindigkeiten aufwarten konnten, entschied sich die japanische Regierung für die JNR. Daraufhin verkaufte die JAL die Patente ihres Magnetschwebesystems. Ein Fahrzeug mit der Bezeichnung HSST-03 für den mittelschnellen Betrieb konnte auf der Expo 1986 in Vancouver besichtigt werden. Dessen Weiterentwicklung endete 2005 mit einer 8,9 Kilometer langen Linie in Nagoya.^[1][5]

MLU001

Nach dem großartigen Erfolg mit dem ML-500 störte den Ingenieuren der mittige Balken im Fahrweg, der wertvollen Platz im Fahrzeuginneren kostete und die Stabilität beim Schweben beeinträchtigte. Daher baute man die Teststrecke zu einem Trog in Form eines „U“ um. Nun saßen die Spulen für den Antrieb und die Fahrzeugführung nicht mehr links und rechts am Balken, sondern links und rechts an den Seiten vom Trog.^[3] Die Spulen für das Schweben befanden sich aber weiterhin im Boden des ehemaligen Fahrbalkens.^[1] Parallel dazu bauten die Techniker eine neue Magnetschwebebahn, die im November 1980 fertig wurde und mit Fahrgästen besetzt werden konnte. Im Endwagen gab es 8 Sitze, der Mittelwagen beinhaltete weitere 16 Sitzplätze. ML stand weiterhin für Magnetic Levitating, das U bezog sich auf die U-Form der Fahrbahn. Der MLU001 bestand anfangs aus zwei Sektionen, die bis 1982 um eine weitere Sektion mit 8 Sitzplätzen erweitert wurde. Das Testprogramm umfasste Messungen der Fahrdynamik bei absichtlich eingerichteten Fehlstellen in der Fahrbahn.^[6]

MLU002

1987 ersetzte der weiße MLU002 mit seinem roten Fensterband seinen Vorgänger. Dabei handelte es sich um einen einteiligen Prototypen mit 44 Sitzplätzen. Neu waren seine beiden Drehgestelle, die sowohl die Räder als auch die supraleitenden Spulen zum Schweben beinhalteten. Die Räder waren wie beim Vorgänger weiterhin für Geschwindigkeiten im unteren Geschwindigkeitsbereich notwendig, in dem die Bahn noch nicht schweben konnte. Die Drehgestelle sollten einen besonders hohen Fahrkomfort sowie ein problemloses Durchfahren von Weichen ermöglichen. Seine Höchstgeschwindigkeit erreichte er mit 394 km/h. 1991 kam es bei einer Testfahrt zu einem Brand, der den MLU002 zerstörte. ^[7]

MLU002N

Der verbrannte MLU002 wurde durch ein optisch nahezu identisches, aber nun mit dunkelblauen Zierstreifen versehenes Fahrzeug ersetzt. Es erhielt die Bezeichnung MLU002N. Man legte die Magnetschwebebahn bereits für den kommerziellen Betrieb aus. Neu waren Scheibenbremsen sowie aerodynamische Bremsen in Form von ausklappbaren „Ohren“. Die beiden Drehgestelle mit den Rädern und den supraleitenden Magneten waren nun verstärkt montiert. Die Spulen an den Seitenwänden der U-förmigen Trasse sollten nun nicht nur für das Schweben und Führen der Magnetschwebebahn, sondern auch für deren Antrieb zuständig sein. 1995 erreichte der weiße MLU002N mit seinem dunkelblauen Fensterband auf der Miyazaki-Teststrecke bemannt 411 km/h und unbemannt 431 km/h.^[8]

Yamanashi Maglev Test Line

Für weitere Rekordfahrten wurde zwischen 1990 und 1995 die Yamanashi-Teststrecke gebaut, die etwa 100 Kilometer westlich von Tokyo liegt.^[9] Die zweispurige Strecke war zu Beginn 18,4 Kilometer lang, wobei 16 Kilometer durch Tunnel führten.^[10] Der Spurmittenabstand beträgt 5,8 Meter, der minimale Kurvenradius liegt bei 8000 Metern. Endlich konnte man die Magnetschwebebahnen ausgiebiger testen, denn nun gab es viele Tunnel sowie Steigungen bzw. Gefälle von bis zu 40 Promille. 2008 begannen die Renovierungsarbeiten an der 18,4 Kilometer langen Trasse; gleichzeitig fiel der Startschuss für die Bauarbeiten, um diese zu verlängern.^[11] Im September 2011 mussten auch die Testfahrten vorerst eingestellt werden. Bis dahin hatten die Magnetschwebebahn-Prototypen insgesamt 877.000 Kilometer abgespult gehabt.^[12] Erst im August 2013 konnte die nun 42,8 Kilometer lange Yamanashi Maglev Line mit dem Maglev L0 der Serie eingeweiht und offiziell in Betrieb genommen werden.^[13]

Die Anlage ist für die Öffentlichkeit zugänglich, um sich ein Bild vom SCMaglev-Projekt machen zu können. Es ist ein echtes Highlight, die Magnetschwebebahn bei bis zu 500 km/h am Besucherzentrum vorbeirauschen zu sehen. Gegen Eintritt bekommen die Besucher eine besonders gute Sicht auf die Trasse. Darüber hinaus gibt es einen Raum, in dem man sich näher über die Technik und Physik der Magnetschwebetechnik informieren kann. Im „Maglev Theatre“ kann man anhand eines Maglev-Modells im Maßstab 1 zu 87 auf einer 17 Meter langen Trasse eine Simulationsfahrt erleben. Natürlich gibt es noch ein Souvenirladen.^[14][15]

Maglev MLX01 (3-Sektionen Bahn)

Maglev MLX01-1 „double-cusp head“, SCMaglev und Railway Park Museum, Nagoya. © 20.03.2011 Wikipedia: Morio (CC BY-SA 3.0)

1995: Endwagen 1, Mittelwagen 11, Endwagen 2
Das erste Fahrzeug für die neue Yamanashi Maglev Teststrecke wurde von den japanischen Firmen Mitsubishi Heavy Industries und Nippon Sharyo, einer Tochter von JR Central, gebaut.^[16][17] 1995 verließ die dreiteilige Magnetschwebebahn die Werkshallen. Die Endsektion hat die Nummer MLX01-1 und ist an ihrer delfin-förmigen Nase zu erkennen, die zur Spitze hin flach zuläuft. Im Englischen wird von einem „double-cusp head“ gesprochen.^[18] Dann folgt ein Mittelwagen „normaler“ Länge mit der Nummer 11. Endwagen 2 hat eine andere, keilförmige Kopfform – den sogenannten „aero-wedge head“. Bei den Japanern hatte sich in jener Zeit der Name „Linear Motor Car“ durchgesetzt, wenn sie von ihrer Magnetschwebebahn redeten.^[14] Das „X“ im MLX steht übrigens für „eXperimental“.^[18] Im Frühjahr 1997 fingen die ersten Versuchsfahrten mit einem Drei-Sektionen-Fahrzeug an. Die Tests beinhalteten „die Sicherheit bei hohen Geschwindigkeiten, das Bremsvermögen, die Geschwindigkeitskontrolle, die Optimierung der Stromkonverter, usw.“^[9] Herausragend war der 12. Dezember, als der Geschwindigkeitsmesser 531 km/h anzeigte.^[19]

Maglev MLX01 (4-Sektionen Bahn)

Maglev MLX01-2 mit „aero-wedge head“ bei Kōfu © 24.11.2005 Wikipedia: Yosemite (CC BY-SA 3.0)

1997: Endwagen 3, Mittelwagen 21 (lang) und 12, Endwagen 4
1997/98 war ein zweites Fahrzeug aus vier Sektionen betriebsbereit. Es hieß ebenfalls MLX01. Endwagen Nummer 3 besaß wieder einen keilförmigen Kopf („aero-wedge head“). Der Mittelwagen 21 war besonders lang, der Mittelwagen 12 dagegen hatte die Standardlänge. Am anderen Ende des Maglev befand sich der Endwagen 4 mit einem „double-cusp head“. Mit zwei Bahnen, die zumindest teilweise aus jeweils 3 Sektionen bestanden, konnte das Verhalten bei Begegnungsfahrten studiert werden.^[9] Es wurde aber auch schon ein 5-teiliger Maglev gebildet. Am 16. November 1999 erlebten 18 mutige Menschen in beiden Fahrzeugen hautnah die relative Begegnungsgeschwindigkeit von 1003 km/h. Damit stand dem Regelbetrieb von 500 km/h schnellen Maglev-Bahnen technisch gesehen nichts mehr im Weg. Eine weitere bemannte Weltrekordfahrt fand am 14. April 1999 mit 552 km/h statt. Der Maglev bestand aus 2 End- und 3 Mittelwagen, die mit 10 Tonnen Gewicht beladen wurden, die 140 Fahrgäste simulierten, sowie 13 Personen.^[9] Ein bedeutender Tag war der 2. Dezember 2003, als ein bemannter Maglev die bis dato höchste Geschwindigkeit erreichte: 581 km/h.^[20] In ähnliche Regionen stieß bisher nur der TGV mit 574,8 km/h vor – aber das als Rad-Schiene-Fahrzeug!^[21]

Maglev MLX01 (2-Sektionen)

MLX01-901 (001) auf der Yamanashi-Teststrecke. © 23.11.2005 Yosemite~commonswiki (CC BY-SA 3.0)

2002: Endwagen 901, Mittelwagen 22
Ab Juli 2002 kamen zwei neue Wagen auf die Yamanashi Maglev Teststrecke.^[22] Der Endwagen 901 mit einer extrem langgezogenen Kopfform ersetzte den delfin-förmigen Endwagen MLX01-1 des 1995 gebauten 3-Sektionen-Zuges.^[23] Im darauffolgenden Jahr erreichte diese Konfiguration eine neue Höchstgeschwindigkeit: Am 02.12.2003 gab es eine bemannte Rekordfahrt mit 581 km/h. Dieser Wert hatte bis April 2015 Bestand.^[24][25][26] 2009 wurden die beiden Sektionen MLX01-901 und MLX01-22 umgebaut. Der langgezogene Bug wurde gekürzt und die rundlichen Seiten am Dach wichen eckigeren. Seitdem heißen sie Endwagen 901A und Mittelwagen 22A. Dieses neue Design floss in den späteren Prototypen der Baureihe L0.^[27][28]

Maglev L0 (5–12 Sektionen)

Maglev Serie L0, 5-teilig. © 05.09.2013 Saruno Hirobano (CC BY-SA 3.0)

Betriebsbeginn: 2013
Während die Yamanashi Maglev Teststrecke gesperrt werden musste, um die Trasse auf 42,8 Kilometer zu verlängern, wurde eine neue Magnetschwebebahn gebaut. Im August 2013 nahm JR Central die verlängerte Trasse wieder in Betrieb. Von nun an stand der neue, fünfteilige SCMaglev der Serie L0 für Messfahrten zur Verfügung. Man erkennt das Fahrzeug an der neuen Kopfform, die dem Endwagen 901A des MLX01 sehr ähnlich sieht. Diesmal sind beide Endwagen identisch. Schon am 29.08.2013 erreichte die Magnetbahn 505 km/h – offenbar aber in einer vier Sektionen kurzen Konfiguration. Das Highlight war jedoch die Weltrekordfahrt am 21. April 2015, als der L0 mit sagenhaften 603 km/h durch die Tunnel preschte. Bis 2015 sollten weitere neun Mittelwagen folgen, um eine 299 Meter lange Einheit zu bilden. Mit dem L0 soll das Verhalten von langen Bahnen in langen Tunneln analysiert werden. Auch die Einwirkungen auf die Umwelt möchte man erforschen, schließlich soll die Magnetschwebebahn so umweltfreundlich wie möglich betrieben werden. Zudem möchte man die Unterhalts- und Wartungskosten weiter reduzieren, wofür Messwerte unabdingbar sind.^[29][30] Bei der oben genannten Demonstrationsfahrt berichteten Techniker und Journalisten von einem akzeptablen Vibrationspegel, aber Außenstehende bemerkten eine Schockwelle, einen heftigen Windstoß sowie ohrenbetäubenden Lärm.^[30]

Maglev L0 (2 Sektionen)

Maglev L0-950 © 29.08.2020 Saruno Hirobano (CC BY-SA 4.0)

Betriebsbeginn: 2020
Hitachi baute einen neuen End- sowie einen Mittelwagen. JR Central stellte die beiden Sektionen im Frühjahr 2020 der Öffentlichkeit vor. Bis dato absolvierte der siebenteilige L0-Prototyp aus 2013 Versuchsfahrten, bei dem nun ein End- sowie ein Mittelwagen gegen die beiden neuen Sektionen ausgetauscht wurden. Die verbesserte Kopfform soll den Luftwiderstand um 13 Prozent senken, und damit einher auch den Geräuschpegel sowie den Energieverbrauch verringern. Die alten Sektionen versorgten die Innenbeleuchtung und die Klimaanlage noch mit einem Gasturbinen-Generator. Die neuen Wagen nutzen eine kontaktlose, induktive Energieübertragung zwischen Fahrbahn und Fahrzeug.^[31][32]

Mittelwagen 10 (M10)

Betriebsbeginn: 2025
Der Maglev-Prototyp der Serie L0 bekam 2025 einen neuen Mittelwagen, den JR Central im Februar der Presse vorstellte. Der „M10“ ist durch seine silberfarbene, unlackierte Außenhaut mit einem goldfarbenen Zierstreifen zu erkennen. Er ist so konstruiert, dass er hinter einem der beiden Endwagen eingereiht werden muss. Die Oberfläche ist mit einem Film aus feinen Rillen überzogen; die Struktur entspricht die einer Haut von einem Hai. Das aufwendige Verfahren soll den Luftwiderstand um immerhin ein Prozent senken, und damit auch den Energieverbrauch. Ab Sommer 2025 sollen erste Testfahrten mit dem M10 erfolgen.^[33]

Übersicht wichtiger Rekordfahrten

Die Technik des japanischen Maglev

Warum sich das Elektromagnetische Schweben nicht durchsetzte

Im Prinzip gibt es zwei Arten, um Bahnen zum Schweben zu bringen. Der deutsche Transrapid nutzt das sogenannte Elektromagnetische Schweben (EMS) auf Basis von magnetischer Anziehung.^[1] Das Schweben „geschieht durch einzeln geregelte Elektromagnete im Fahrzeug und den beidseitig unterhalb am Fahrweg angebrachten […] Statoren. Dabei ziehen die Elektromagnete das Fahrzeug von unten an den Fahrweg heran, die Führmagnete halten es seitlich in der Spur. […] dann wird der Antrieb im Fahrweg zugeschaltet, das Fahrzeug wird angetrieben. Der Strom in der dreiphasigen Wicklung der Statorpakete erzeugt ein elektromagnetisches Wanderfeld, von dem das Fahrzeug berührungsfrei mitgezogen wird.“^[36]

Für Japan kam diese Art des Schwebens nicht infrage, denn der Transrapid umklammert seinen Fahrweg. Außerdem beträgt der Abstand zwischen den Magneten der Bahn und denen der Trasse nur ein Zentimeter. Die Fahrbahn muss also hervorragend eben sein. In tektonisch aktiven Regionen wie Japan stellt jede kleinste Veränderung der Fahrbahn ein Unfallrisiko dar; der Transrapid kann nicht über kleine Absenkungen oder Verschiebungen durch Risse „hinüberschweben“, was ein Aufprallen an den Kanten zur Folge haben könnte. Ein Eisenbahningenieur bezog sich auf die Entgleisung eines TGV bei 300 km/h, als sich das Gleisbett durch Unterspülung abgesenkt hatte, und meinte: Es habe sich gezeigt, „dass mit Verlassen des Fahrwegs Energie umgelenkt oder sogar abgebaut werden könne. […] Der Aufprall auf eine nahezu starre Masse habe dagegen ‚katastrophale Folgen für Fahrzeug und Insassen.‘“^[37]

Japans SCMaglev nutzt das Elektrodynamische Schweben

In Japan hat sich das Elektrodynamische Schweben (EDS) gegenüber dem elektromagnetischen Schweben (EMS) durchgesetzt. Wie funktioniert der japanische Maglev, der auch „Linear Motor Car“ genannt wird? Der Maglev steht in einem Betontrog. In der linken und rechten Wand der Fahrbahn sind jeweils zwei verschiedene Arten von Spulen eingebaut: Die eine ist für das Schweben und das Spurhalten des Fahrzeugs zuständig, die zweite Spulenart dient als Langstatormotor (Linearmotor) und beschleunigt das Fahrzeug.

Im Fahrzeug selbst sind supraleitende Magnete eingebaut. Dazu werden Spulen mit flüssigem Helium auf minus 269 Grad Celsius heruntergekühlt. Dann wird ein Strom von 700.000 Ampere eingespeist. Wegen der starken Kühlung, die permanent aufrecht erhalten werden muss, weist das Material keinen elektrischen Widerstand mehr auf. Diesen Zustand nennt man Supraleitung. Der Strom in den Spulen erzeugt ein sehr starkes Magnetfeld, das beim Fortbewegen der Bahn in den Spulen für das Schweben und Spurhalten ein Magnetfeld induziert und das Fahrzeug ab etwa 150 km/h anhebt. Bis 150 km/h rollt die japanische Magnetschwebebahn auf Gummirädern, die nach Einsetzen des Schwebezustands ins Fahrwerk eingeklappt werden. Die magnetischen Kräfte in den Spulen der Fahrbahn sowie der Magnetbahn sorgen dafür, dass die Bahn etwa 10 Zentimeter über dem Boden des Troges schwebt. Kleinere Unebenheiten in der Fahrbahn werden durch den großzügigen Abstand zur Bahn problemlos ausgeglichen. Beim Abbremsen geschieht der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge. Ab 150 km/h „landet“ die Bahn wieder auf ihren Rädern und bremst induktiv bis zum Stillstand.^{[18][38][39][40]}

Externer Link: Ein hervorragendes Video auf Youtube zeigt die Funktionsweise des EDS beim japanischen Maglev.

Vorteile des japanischen SCMaglev

Die Vorteile einer Magnetschwebebahn im Vergleich zu Hochgeschwindigkeitszügen oder Flugzeugen werden bereits im Artikel über den deutschen Transrapid ausführlich vorgestellt. Im Vergleich zum Transrapid mag der große Abstand zwischen Fahrzeug und Fahrbahn bei Erdbeben ein Vorteil sein, weil er mit 10 Zentimetern zehnmal größer ist als bei der in Deutschland entwickelten Magnetschwebetechnik. Die starken Magnetfelder gleichen Gewichtsveränderungen und Unebenheiten aus und die Bahn stabilisiert sich bei hohen Geschwindigkeiten selbst. „At high speeds, the induced repulsive force becomes vigorous and stable so that the air gap is increased to around 100 mm and reliable for the variation of the load, so it is unnecessary to control the air gap and magnetic field. The air-gap can cope with small and medium structural irregularities or structural deformations. Therefore, EDS is highly suitable for high-speed operation.“^[41]

Nachteile des japanischen SCMaglev

Das Hauptproblem war lange Zeit, die starke Kühlung der Magnete aufrechtzuerhalten. „Von außen drang zu viel Wärme in die Magnete ein. Nach aufwendigen Versuchen hat man die Magnetstruktur verstärkt, Abschirmungen gegen Strahlungswärme verbessert und Maßnahmen gegen das Fine skidding supraleitender Drähte ergriffen – nun sind die Produkte sehr stabil.“^[42] Inzwischen gelingt es den japanischen Ingenieuren, mit sogenannten Hochtemperatur-Supraleitern den Energieaufwand für das Kühlen der Magnete zu reduzieren; dafür reicht flüssiger Stickstoff statt flüssiges Helium.^[43][44] Problematisch sind die hohen elektromagnetischen Streufelder, die für den Menschen gesundheitsschädigend sein können. Daher muss die Fahrgastzelle speziell abgeschirmt werden.^[45] Ein weiterer Nachteil der japanischen Magnetschwebetechnik ist die Notwendigkeit von Rädern unterhalb von Tempo 150^[46] (gemäß anderen Quellen: 100 km/h^[41] bzw. 120 km/h^[32]). Diese verschleißen mit der Zeit ähnlich wie die Räder eines Flugzeugs – jedoch nicht ganz so schnell.

Chuo Shinkansen: Tokyo – Nagoya – Osaka

Ausbau des Tokaido-Shinkansen oder eine neue Maglev-Strecke?

Die Erforschung der Magnetschwebetechnik dient der Entwicklung serienreifer Bahnen für den Personenverkehr. Bereits am 9. März 2000 stufte das damalige Verkehrsministerium die japanische Magnetschwebebahn als kommerziell einsetzbar ein.^[47] Alsbald kristallisierte sich eine Anwendungsstrecke für die Hochgeschwindigkeitsbahn heraus: Tokyo – Nagoya – Osaka. Die Hochgeschwindigkeitszüge auf den Tokaido-Shinkansen kommen seit Jahren an ihre Kapazitätsgrenze. Täglich befördern sie auf dieser Relation 360.000 Fahrgäste, also 12 Mal so viel wie mit dem Flugzeug.^[15] An einen vierspurigen Ausbau ist nicht zu denken, es fehlt der Platz, und die Kosten wären enorm. Außerdem sind die Bogenradien recht eng, weswegen die Bullet Trains auch nur eine Spitzengeschwindigkeit von höchstens 285 km/h erreichen können. Ein weiteres Manko: Die Strecke führt durch ein tektonisch sehr aktives Gebiet, weil ein nördlicher Streckenverlauf zu bergig war. Der Bau vieler Tunnel wäre notwendig gewesen, was man aus Kostengründen Ende der Fünfzigerjahre als inakzeptabel einstufte. Ein Erdbeben kann also leicht die Tokaido-Trasse beschädigen und den Verkehr zwischen den drei größten Städten Japans zum Erliegen bringen.^[48] Nicht unerwähnt bleiben soll die Tatsache, dass die Tokaido-Schnellfahrstrecke generalsaniert werden müsste, was abschnittsweise Streckensperrung und Langsamfahrstellen zur Folge hätte.^[49]

2007 bot der Präsident der Zentraljapanischen Eisenbahngesellschaft, Masayuki Matsumoto, eine ideale Ergänzung zum Tokaido-Shinkansen an: „Wir würden gerne bis 2025 den kommerziellen Betrieb zwischen den Ballungsräumen Tokyo und Nagoya aufnehmen. Dies ist die meist befahrene Strecke in Japan“.^[50] Außerdem war eine Verlängerung bis Osaka angedacht. Die Baukosten von ungefähr 78 Milliarden US-Dollar für das gesamte Projekt sollten JR Tokai, die nationale Regierung und lokale Regierungen aufbringen.^[50] „Central Japan Railway […] rechnet für die Verbindung mit jährlich 88 Millionen Passagieren, wobei 72 Millionen von der existierenden Hochgeschwindigkeitsverbindung Tokio–Osaka kommen sollen, die derzeit 143 Millionen Menschen im Jahr befördert.“^[17]

Chuo Shinkansen Maglev Line

Bauphase 1: Abschnitt Tokyo – Nagoya

Ende 2010 bekam die Central Japan Railway Co. (JR Tokai) grünes Licht für das Megaprojekt. Zu diesem Zeitpunkt schätzte man die Baukosten für die insgesamt 438 Kilometer lange Strecke auf bereits 94 Milliarden US-Dollar^[49] bzw. 80 Milliarden Euro.^[51] Es war geplant, den Abschnitt zwischen Tokyo und Nagoya 2025 in Betrieb zu nehmen. Die Parameter der 285,6 Kilometer langen Magnetschwebebahn-Trasse haben es in sich: 246,6 Kilometer, also 86 Prozent, liegen in Tunneln. 23,6 Kilometer führen über Viadukte, weitere 11,3 Kilometer über Brücken. Lediglich 4,1 Kilometer sind quasi ebenerdig. Der minimale Kurvenradius liegt bei 8000 Metern, die maximale Steigung beträgt 4 Prozent. Der Spurmittenabstand beider Fahrbahnen liegt bei 5,8 Metern.^[52] Da die Strecke durch mehrere geologische Falten führt, müssen Maßnahmen getroffen werden, dass Erdbeben und tektonische Verschiebungen die Infrastruktur nicht stark beschädigen können.^[53] Es ist daher kein Wunder, dass für die Konstruktion der Strecke samt drei zusätzlicher Bahnhöfe, einem Betriebshof sowie einem Betriebswerk gut 38,13 Milliarden US-Dollar veranschlagt wurden,^[52] was damals etwa 50 Milliarden Euro entsprach.^[54] Zum Vergleich: Die 292 Kilometer lange Transrapid-Strecke von Hamburg nach Berlin hätte letzten Zahlen zufolge etwa 9 Milliarden Mark gekostet, was inflationsbereinigt mit Stand August 2025 etwa 7,48 Milliarden Euro entspräche.^[55][56] Die Serienzüge sollen auf dem Versuchszug L0 basieren und mit bis zu 505 Kilometern pro Stunde Fahrgäste befördern.^[53] Die heutigen Bullet trains der Serien N700(A) und N700S benötigen auf den Tokaido Shinkansen bei einer Spitzengeschwindigkeit von 285 km/h etwa 1 Stunde 33 Minuten.^[57] Mit dem Maglev wären Tokyo und Nagoya nur noch 40–42 Minuten voneinander entfernt.^[52]

Ein bedeutender Tag war der 17. Dezember 2014, als in Shinagawa und Nagoya zeremoniell der Baubeginn an der rund 286 Kilometer langen Magnetschwebetrasse eingeläutet wurde. Für die Bauarbeiten wurde ein Zeitfenster von rund 10 Jahren eingeplant, plus einem Puffer von zwei Jahren für die Test- und Zulassungsfahrten. 5,5 Billionen Yen, umgerechnet 41,8 Milliarden Euro (Umrechnung Stand 18.12.2015) waren nun einkalkuliert^[58] und 2027 sollte der kommerzielle Betrieb aufgenommen werden.^[59] Doch dann kam Kummer auf. In der Präfektur Shizuoka kam es aus Umweltschutz-Gründen zu Widerständen gegen den Tunnelbau. Landwirte befürchteten, dass Wasser in den Tunnel strömen und dadurch der Wasserpegel im Fluss Oi sinken könnte. Damit wäre der berühmte Tee- und Orangenanbau in der Region gefährdet.^[32][48] Im Frühjahr 2024 korrigierte JR Central seine Prognose, da die Präfektur Shizuoka immer noch Schwierigkeiten machte, obwohl nur ein kurzer Abschnitt der Trasse durch dieses Terrain führt. Erst 2034 – oder sogar noch später – könnte erst der Betrieb mit Fahrgästen beginnen.^[60] Im Januar 2025 kamen schlechte Nachrichten aus der Präfektur Gifu. Eine Gemeindestraße sei um mehr als drei Zentimeter abgesackt, weil Aushubarbeiten beim Tunnelbau den Boden über dem Tunnel gelockert haben. Zusätzliche Stahlrohre und -bolzen sollen den Tunnel verstärken. Dafür hat die Präfektur Shizuoka einen neuen Gouverneur bekommen, der dem Maglev positiver gegenübersteht und den Widerstand aufgegeben hat.^[61]

Bauphase 2: Abschnitt Nagoya – Osaka

Der zweite, 152 Kilometer lange Abschnitt zwischen Nagoya und Osaka sollte ursprünglich im Jahr 2035 in Betrieb gehen.^[62] Die Fahrzeit von Tokyo nach Osaka mit der Magnetschwebebahn würde etwa 67 Minuten dauern.^[49] 3,6 Billionen Yen (zirka 26,8 Milliarden Euro Stand 20.09.2013) waren für den Bau veranschlagt worden.^[56][63] Im Oktober 2014 korrigierte man die Zahlen auf 3,5 Billionen Yen und das Eröffnungsdatum auf 2037^[60] bis 2045^[52] Mit Stand 2025 ist noch nicht einmal ein Termin für den Baubeginn des zweiten Abschnitts in Sicht.

Northeast Maglev: Baltimore – Washington Rapid Rail

Die USA bekundeten Ende der Neunzigerjahre großes Interesse an der Magnetschwebetechnik Made in Germany. Bis zu sieben Bundesstaaten hätten sich 1999 in Washington für den Bau von Transrapid-Strecken beworben.^[64] Ein Favorit war eine Transrapid-Trasse zwischen Washington und Baltimore.^[65] Doch weil sich Deutschland in den 2000er Jahren von der Magnetschwebebahn abwendete, starb auch das Interesse am deutschen Transrapid.

Nur wenig später kam die Konkurrenz zum Zuge. Der damalige Premierminister Japans, Shinzō Abe, hatte bereits 2014 die japanische Magnetschwebe- Technologie US-Präsident Barack Obama vorgestellt, um die Fahrtzeit zwischen Washington und New York auf eine Stunde zu verkürzen.^[17] „Bei einem Treffen mit Obama bot Abe sogar an, bei der Finanzierung einer Magnetbahn-Strecke zwischen Washington und New York zu helfen und die Technologie selbst umsonst zu liefern.“^[17] Dass eine Magnetschwebebahn auf dem Nordostkorridor notwendig ist und auch gut ausgelastet wäre, war man sich sicher: „Straßen sind verstopft, Bahnen sind verstopft, der Luftraum ist verstopft. Im Nordosten der USA stößt der wichtigste Ballungsraum der Welt an die Belastungsgrenze.“^[66] Freilich gab es seinerzeit dort bereits Hochgeschwindigkeitszüge der Gattung Acela, aber die marode Gleisinfrastruktur hätte mit 151 Milliarden US-Dollar instandgesetzt werden müssen – ohne eine merkliche Steigerung der Kapazität.^[66] Das Projekt „Northeast Maglev“ in den USA startete 2016. Man rechnete vor, dass Washington und Baltimore mit dem Maglev nur 15 Minuten voneinander entfernt wären. Die 311 mph, bzw. 500 km/h schnellen Bahnen würden zwischen Washington und New York nur eine Stunde benötigen.^[67] Konkrete Angaben zur Streckenlänge wurden nicht publiziert. Northeast Maglev dümpelte jedoch jahrelang vor sich hin. Umweltschützer kritisierten wiederholt die schädlichen Umwelteinflüsse, die der Bau der Trasse mit sich bringen würde, gerade im Hinblick auf Schutzgebiete und Wildtiere.^[68] Zweimal wurde das Projekt pausiert – zuletzt am 24. August 2021. Im August 2025 kam nun das endgültige Aus. Es wäre mit 20 Milliarden US-Dollar zu teuer.^[67]

2025 gehen zwar die ersten Exemplare des Acela II in Betrieb, aber „die Gleise, auf welchen die neuen Hochgeschwindigkeitszüge rollen sollen, sind […] alt“.^[69] Eine echte Hochgeschwindigkeitsstrecke werden die Bewohner im Einzugsgebiet des Nordostkorridors auf absehbarer Zeit nicht zu Gesicht bekommen – wenn überhaupt.

Quellenangaben

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