In der Anlage des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Göttingen wird der Hochgeschwindigkeitszug der Zukunft entwickelt

Zu einer ordentlichen Modelleisenbahn gehört ein Tunnel. Das trifft auch für die Neue Anlage am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Göttingen zu.Aussergewöhnlich sind andere Aspekte: Die Zugmodelle im Massstab 1:25 bis 1:100 rasen - von einem Katapult beschleunigt - mit einem Tempo von fast 400 Kilometern in der Stunde (km/h) über die Schienen. Dabei durchqueren sie auf der 60 Meter langen Teststrecke nicht nur einen Tunnel, sondern müssen auch starkem Seitenwind standhalten.

"Mit dieser Anlage untersuchen wir die aerodynamisch optimale Form künftiger Hochgeschwindigkeitszüge", sagt Sigfried Loose vom DLR. "Sie ist weltweit einzigartig."

Gewöhnlich werden Zugmodelle in einem Windkanal getestet. Doch darin entsprechen die Verhältnisse nicht der Realität. Nur beim fahrenden Modellzug werden auch die Strömungsverhältnisse unter dem Zug korrekt wiedergegeben. Bisher konnten Zugkonstrukteure solche Effekte vernachlässigen. Aber je mehr sich Züge einem Tempo von 400 km/h nähern, desto relevanter werden die Strömungsverhältnisse unter dem Zug. Denn diese tragen entscheidend zum Luftwiderstand und zu Druckwellen bei, die ein Zug insbesondere bei Tunneleinfahrten verursacht. "Das lässt sich nicht allein mit Computersimulation untersuchen", sagt Peter Reinke vom Ingenieurbüro HBI in Bern, das sich unter anderem mit aerodynamischen Aspekten von Bahntunneln befasst. "Es braucht auch Messdaten von fahrenden Zugmodellen."

Rauscht ein Zug in einen Tunnel, spürt man das schon heute im Ohr. Schuld sind Druckwellen, die mit Schallgeschwindigkeit durch den Tunnel laufen. Besonders problematisch ist, wenn sich eine Druckwelle vor dem Zug ähnlich wie bei einem mit Überschall fliegenden Flugzeug aufteilt. Dann kann es am Tunnelausgang zu einem lauten "Protalknall" kommen. "Für solche Phänomene lassen sich mit der Anlage des DLR die physikalischen Grundlagen ermitteln", sag Reinke.

DLR-Modellstrecke ist auch für Schweizer Projekte interessant

Ein weiteres Ziel der Tests am DLR ergibt sich aus der Absicht, künftige Züge leichter zu bauen, um Energie zu sparen. Das DLR hat sich zum Ziel gesetzt, den Energieverbrauch pro Fahrgast gegenüber dem neusten deutschen Intercityexpress, dem ICE-3, zu halbieren. Erreicht werden soll das mit einem aerodynamisch optimierten Leichtbau-Doppeldecker, dem "Next Generation Train". Dieser wird trotz seines tonnenschweren Gewichts windanfällig. "Ohne aerodynamische Optimierung besteht die Gefahr, dass ihn Seitenwinde aus den Schienen heben", sagt Loose.

Drei Millionen Euro hat das DLR in die neue Modellstrecke investiert. "für die Schweiz könnte sie vor allem in einem längeren Planungshorizont relevant sein", sagt Reinke, "etwa für die Magnetschwebebahn Swiss Rapide Express oder Schienen-Neubauprojekte, die auch Tunnelstrecken hätten. "Wann genau ein Hochgeschwindigkeitszug der nächsten Generation seinen Dienst aufnehmen wird, ist aber noch völlig offen. Loose:" Das könnte noch 10-20 Jahre dauern."