DE3631377A1 - Laufstrecke einer magnetschwebebahn in einem vakuumisierten rohr - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das bekannte elektromagnetische Schwebebahnprinzip, deren Laufstrecke dadurch verbessert werden soll, daß diese in ein großes hochvakuumisierte Stahlrohr (1) hineingelegt werden soll. Dadurch lassen sich durch die niedrige Luftdichte sehr hohe Reisegeschwindigkeiten erreichen.

Bekanntlich ist die erforderliche Antriebsleistung eine Funktion der dritten Potenz der Schwebegeschwindigkeit der Kabine (2) und hängt u. a. wiederum praktisch von der Luftdichte und dem c _w -Wert (Kabinenwiderstandsbeiwert) ab. Kritisch betrachtet kann die bekannte elektromagnetische Schwebebahn die an ihr gesteckten Ziele u. zwar schneller Verkehr zwischen den Städten und Ländern nicht ganz vollkommen erfüllen. Sie läuft praktisch nur mit der doppelten Geschwindigkeit schneller moderner Reisezüge; also etwa 400 km/h. Außerdem ist die Laufstrecke sehr sperrig und erfordert ein spezielles Fundament für die Verlegung, also sind in dieser Konstruktion nicht alle vorhandenen Möglichkeiten voll ausgeschöpft.

Um seinen Zweck vollkommen erfüllen zu können, sollte es das Ziel sein, Geschwindigkeiten zu erreichen, die den Passagierflugzeugen und anderer Typen in ihrer Größe ebenbürtig sind.

Diesem Ziel steht nun die hohe Luftwiderstands-Leistung der Kabine als einzige Einflußgröße entgegen, die bekanntlich von der dritten Potenz der Kabinengeschwindigkeit abhängig ist, wie Eingangs erwähnt.

Um das vorstehend genannte Ziel zu erreichen, muß also der Luftwiderstand wesentlich reduziert werden. Dies kann dadurch erzielt werden, daß die gesamte Laufstrecke in ein vakuumisiertes Stahlrohr (1) verlegt wird.

Um dann den äußeren Luftdruck der Atmosphäre von rd. 1 bar zu wiederstehen, muß das Stahlrohr (Laufstreckenrohr); wir denken dabei an einem Rohrdurchmesser von ca. 5 Metern und mehr, durch Sicken und Rippen versteift werden.

Wie die Skizze des Laufbahnquerschnittes Fig. 1 zeigt, soll die magnettragende schwebende Kabine (2) nach bekanntem Prinzip durch drei Magnetführungen (3) zwecks zentrischem Ausgleich geführt werden. Solch eine Rohrbahn kann zum Beispiel in einem Graben, der nachträglich wieder zugeschüttet werden kann oder unter Flußläufen verlegt werden. Die damit im Vakuum gekappselte Bahn ist somit der Umgebung jeglicher Belästigung durch Lärm, Staub, Eisbildung, Fahrbahnhindernissen u. a. m. entzogen. Außerdem ist die Rohrbahn vor großen Wärmedehnungen infolge Sonneneinstrahlung geschützt.

Das notwendige Vakuum soll durch mehrere Vakuumpumpstationen erzeugt werden, die in entsprechenden größeren Entfernungen angeordnet sind.

Für die Herstellung der fensterlosen Kabinen (2) mit sehr niedrigen erreichbaren c _w -Werten und den sorgfältigen Türabdichtungen steht uns die moderne Flugzeugbau- Technologie zur Verfügung.

Auf durchgehenden Bahnhöfen zum Aus- und Einsteigen der Fahrgäste sollen keine Luftschleusen in der Laufstrecke Verwendung finden, sondern das Aus- und Einsteigen der Fahrgäste könnte einfach, wie die Fig. 2 deutlich macht, folgendermaßen von statten gehen:

In den Stationsflanschen (4) auf den Bahnhöfen des Laufstreckenrohres werden teleskopartige rechteckige profilierte Durchgangsstutzen (5) angeschoben. Die Stationstüren (6) dichten durch die Druckunterschiede ab.

Sobald sich die Kabine (2) der Station nähert Fig. 2 und die Kabinentüren (7) die gleiche Position wie die der Durchgangsstutzen (5) haben, werden die Durchgangsstutzen hydraulisch oder elektrisch an die Kabinentüren angedrückt, verriegelt und dabei abgedichtet.

Dann wird das Luftausgleichsventil (8) in der Stationstür (6) geöffnet und der Raum zwischen den Türen gelüftet. Auf diese Weise lassen sich dann die Kabinen- (7) und die Stationstüren (6) mühelos öffnen.

Nach Beendigung des Aus- und Einsteigevorganges werden beide Türen wieder geschlossen, der Durchgangsstutzen (5) wieder eingezogen und die Kabine (2) für die Abfahrt freigegeben.

Zur Herstellung des erforderlichen Vakuum's in der Laufstrecke Fig. 3 und Anschluß der Vakuumpumpen müssen an den Pumpstationen besondere Ansaugkammern (9) vorgesehen werden. (siehe Fig. 3)

In diesen befinden sich zur Ansaugkammern hin, die öffnenden Rückschlagklappen (10). Bei der Durchfahrt der Kabine durch die Ansaugkammer kann außerdem zusätzlich die durch den Staudruck der Restluft entstehende Druckwelle in der Ansaugkammer durch die leicht öffnenden Rückschlagklappen (10) abgebaut werden.

Falls erforderlich müssen Kompensatoren, Trennschieber u. a. m. in der Laufstrecke zwecks Reparaturen, Begehungen u. a. m. vorgesehen werden.

Der niedrige c _w -Wert und die geringe Luftdichte im Vakuum lassen, bei gleicher Antriebsleistung bekannter Schwebebahnen vorausgesetzt, Geschwindigkeiten von über 1000 km/h zu, wie die Berechnung zeigt, die bis an die Schallgeschwindigkeit in der atmosphärischen Luft heranreichen, wenn man ein Vakuum von 95% voraussetzt, was einer Meereshöhe von ca. 20 km (Flughöhe) entsprechen würde. Die aufzubringende große Vakuumpumpenleistung für einen bestimmten Zeitraum wird dabei nur einmal zur Herstellung des erforderlichen hohen Vakuum's benötigt. Sie würde dann zum Antrieb der Kabinenbahn zur Verfügung stehen.

Claims (2)

1. Magnetschwebebahn dadurch gekennzeichnet, das selbige in einem hochvakuumisierten Rohr (Laufstrecke ) (1) betrieben werden kann.

• 1.1 Die Laufstrecke nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die magnettragende Kabine (2) zur zentralen Führung in einem runden Stahlrohr (1) sich fortbewegt in dem drei oder mehrere Magnetführungen (3) in inneren Rohrumfang verteilt angeordnet sind.
• 1.2 Vakuumisierte Laufsstrecke nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von kreisrunden Stahlrohren (1) andere runde Querschnittsformen z. B. ovale, elliptische u. a. Verwendung finden.
• 1.3 Vakuumisierte Laufstrecke nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß hochgasdichter Stahlbeton gegebenenfalls mit gasdichter Auskleidung nach Anspruch 1.2 Verwendung findet.
• 1.4 Laufstrecke nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß diese in mehrere größere Streckenabschnitte durch Einbeziehnung von Bahnhöfen (Stationen) unterteilt ist, zwischen denen sich die Anschlüsse (9) für die Abpumpstationen zur Erzeugung des Vakuum's befinden.
• 1.5 Rückschlagklappen (10) nach Anspruch 1.4 dadurch gekennzeichnet, daß diese u. a. auch bei Herannahen der schwebenden Kabinenbahn (2) den noch verbliebenen geringen Staudruck abbauen können.

2. Druckausgleichsprinzip zwischen den Kabinen- (7) und Stationstüren (6) dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgangsstutzen (5) mit der Stationstür (6) und die Kabine (2) mit den Kabinentüren (7) hydraulisch oder elektrisch angedrückt und verriegelt werden und durch betätigen des Luftausgleichsventiles (8) in der Stationstür (6) vollständiger Druckausgleich zwischen der Kabine (2) und dem Zugang sichergestellt ist.