Produktentwicklung: Das Zugkonzept der Zukunft

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Das gemeinsam vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dem Architekturbüro Andreas Vogler Studio (AV Studio) entwickelte Zugkonzept "Aeroliner3000" gehört zu den drei Finalisten des weltweit ausgeschriebenen Wettbewerbs "Tomorrow’s Train Design Today". Für die weitere Ausarbeitung ihres Konzepts erhalten die Partner DLR und AV Studio eine Förderung von 750'000 britischen Pfund.
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Das gemeinsam vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dem Architekturbüro Andreas Vogler Studio (AV Studio) entwickelte Zugkonzept „Aeroliner3000“ gehört zu den drei Finalisten des weltweit ausgeschriebenen Wettbewerbs „Tomorrow’s Train Design Today“. Für die weitere Ausarbeitung ihres Konzepts erhalten die Partner DLR und AV Studio eine Förderung von 750’000 britischen Pfund (rund 1’032′ 000 Euro). Im Zuge des Wettbewerbs waren Ingenieure, Designer und Architekten dazu aufgerufen, innovative Lösungen zu entwickeln, um den Schienenverkehr in Großbritannien fit für die Zukunft zu machen. Der Fokus lag dabei auf dem Hochgeschwindigkeitsverkehr und einem Zeithorizont von 30 Jahren. Insgesamt gingen 48 Einreichungen ein.

Ideen für den Innovationssprung

„Das Bahnsystem in Großbritannien steht vor einem Innovationssprung: In den nächsten Jahrzehnten wird die Zahl der benötigten neuen Züge drastisch ansteigen, weil alte Züge ersetzt werden müssen und gleichzeitig neue Hochgeschwindigkeitsverbindungen etabliert werden sollen“, fasst Dr. Joachim Winter vom DLR-Institut für Fahrzeugkonzepte in Stuttgart die Ausgangssituation zusammen. Aktuell gibt es in Großbritannien nur eine Schnellfahrstrecke. Sie verbindet London mit dem Eurotunnel unter dem Ärmelkanal. Entsprechend anspruchsvoll sind die Zielvorgaben des Wettbewerbs: Die Lösungsvorschläge sollen die Kosten deutlich reduzieren, die Passagierkapazität verdoppeln, Kohlenstoffdioxidemissionen senken und den Fahrgästen ein Maximum an Komfort bieten ohne dass daraus negative Auswirkungen auf die Sicherheit oder operationelle Zuverlässigkeit entstehen.

DLR-Projekt „Next Generation Train“ als Vorbild

Die Technologie des Aeroliner3000 basiert zu großen Teilen auf dem DLR-Zugkonzept „Next Generation Train (NGT)“. In diesem Projekt arbeiten Wissenschaftler aus elf DLR-Instituten interdisziplinär an zentralen Fragestellungen, wie die Hochgeschwindigkeitszüge der nächsten Generation noch schneller, sicherer, komfortabler und umweltverträglicher gemacht werden können. Sie berücksichtigen dabei eine Vielzahl von Aspekten – von der Leichtbaukonstruktion von Wagenkästen über das Fahrwerk und die Aerodynamik bis hin zu Energie- und Fahrgastflüssen sowie die Lebenszykluskosten.

„Für die erfolgreiche Teilnahme am Wettbewerb galt es, innerhalb des Systems Bahnfahren Innovation zu ermöglichen und im konkreten Fall einen doppelstöckigen Hochgeschwindigkeitszug das britische Lichtraumprofil zu konzipieren“, erklärt Andreas Vogler, Inhaber des gleichnamigen Münchner Architektur- und Design-Studios. Traditionell wird in Großbritannien ein kleineres Lichtraumprofil gefahren, das bisher keine doppelstöckigen Zugwagen zuließ. Das Lichtraumprofil ist eine konstruktive Vorgabe für die Bemessung eines Schienenfahrzeugs und bezeichnet den vorgeschriebenen lichten also freien Raum, der zum Beispiel zwischen dem Zug und Tunnelwänden oder Signalen vorhanden sein muss. „Wie der NGT ist auch der Aeroliner3000 ein von Grund auf neu gedachter Zug. Durch innovative Technologien und ein cleveres Design konnten wir mit dem Aeroliner3000 zeigen, dass ein hochkomfortabler, doppelstöckiger Hochgeschwindigkeitszug auch für das britische Schienennetz eine zukunftsträchtige Lösung darstellt“, fasst Andreas Vogler zusammen.

Mehr Passagiere, weniger Lärm und CO2-Emissionen

Die Doppelstockwagen des Aeroliner3000 bieten zwanzig Prozent mehr Sitzplätze im Vergleich zum im Wettbewerb gegebenen Referenzzug. Durch besseres Gepäck-Handling und eine optimierte Steuerung des Passagierflusses beim Ein- und Aussteigen ermöglicht das Konzept gleichzeitig, die Aufenthaltszeiten des Zuges in Bahnhöfen erheblich zu senken.

Konsequent angewendeter Leichtbau, der das Gewicht des Wagenkastens um 25 Prozent reduziert, sowie die aerodynamische Optimierung des gesamten Zuges sorgen für geringere Betriebs- sowie Unterhaltskosten und verringern den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid sowie die Lärmemissionen. Gleichzeitig ermöglicht der Leichtbauansatz des Aeroliner3000 erst die Realisierung eines Doppelstockwagens: Die Tragstruktur des Wagenkastens ist optimal auf die Anforderungen und Belastungen angepasst, sprich das „Gerippe“ des Wagenkastens weist nur noch die Struktur auf, die wirklich zur Stabilität benötigt wird. Auf diese Weise lässt sich das Innere des Wagens flexibler gestalten, beispielsweise hinsichtlich Design und Form des Zwischenbodens, und macht so ein zweistöckiges Konzept möglich.

Ziel: Technologietransfer in die Industrie

Mit dem Preisgeld wollen die Partner bis zum Ende des Wettbewerbs im Jahr 2016 das Konzept weiter ausarbeiten und ein Demonstrationsmodell eines Mittelwagens des Aeroliner3000 bauen. Mit dessen Hilfe soll vor allem der Fahrgastkomfort weiter untersucht werden sollen. „Unser Plan ist es, das Modell auf der internationalen Schienenverkehrsmesse InnoTrans 2016 in Berlin auszustellen und Hersteller für das Konzept zu begeistern“, so Joachim Winter zum weiteren Vorgehen. „Ziel des DLR ist es, aus Ideen Innovationen zu machen und ab einem bestimmten Reifegrad der von uns entwickelten Technologien, diese der Industrie zu übergeben.“

Der Wettbewerb „Tomorrow’s Train Design Today“ wurde ins Leben gerufen und finanziell gefördert im Zuge des „Future Railway Programme“ in Zusammenarbeit mit dem Royal Institute of British Architects (RIBA) und dem britischen Verkehrsministerium (Department for Transport, DfT). Das „Future Railway Programme“ ist eine gemeinsame Initiative des britischen Bahnnetzbetreibers Network Rail und der britischen Bahnaufsicht Rail Safety and Standards Boards (RSSB).

 

Das Konzept von DLR und Andreas Vogler Studio überzeugte die Jury des Wettbewerbs „Tomorrow’s Train Design Today“ und verspricht mehr Passagiere, weniger Lärm sowie geringere CO2-Emissionen. Quelle: DLR/AndreasVogler.

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