De Zoch kütt

Schauen wir aus 2035 etwa 20 Jahre zurück! Chaotisch war sie, die Zeit zwischen 2010 und 2020: Etliche Religionskriege und ›Energiewenden‹, Arbeitskräftemangel und -überschuss, Armutsmigration im Großen und im Kleinen. Nur eines war klar: Die Transportmittel mussten sparsamer werden – auch die Eisenbahn. Und sie wurde.

30. März 2015

Die neuesten Schienenfahrzeuge bestehen 2035 aus einem Grundgeflecht von Hohlprofilen nach dem Voronoi-Prinzip und sind mit mehrlagigen Stahl-Sandwich-Blechen mit nanodressierter, Schmutz abweisender Hai-Außenhaut endlos umwickelt und beplankt. ›Knautschzonen‹ und ähnliche konstruktive Sicherheitsvorkehrungen sind unnötig, weil Unfälle technisch ausgeschlossen sind.

Alle Wagenkästen sind grundsätzlich Doppelstockwagen (Dostos) und fensterlos. Folien-Bildschirme als Innendisplays mit Multi-Funktion simulieren Fenster und Aussicht perfekt durch Übertragung per streichholzkopfgroßen Außenkameras. Die Bestuhlung mit filigranen Lochblechsitzen mit selbstanpassender Sitzauflage sind leicht und flexibel in ihrer Anordnung und vakuumfixiert.

Die Fahrgestelle der Züge bestehen aus lasergenerierten Einzelrädern, sind ohne durchgehende Starrachsen ausgeführt und werden mit Radnabenantrieben direkt angetrieben. Die Fahrstromerzeugung erfolgt in den Triebköpfen, die bei Bedarf durch ›Power-Cars‹ verstärkt werden.

Der Strom wird während der Fahrt induktiv aus dem Fahrweg getankt. Wo die Infrastruktur fehlt, sorgen Brennstoffzellen und Hybridantriebe für den Vortrieb. Eine externe, induktive Energiezufuhr ist aber nur noch in Ausnahmefällen nötig. Fahrdrähte, Masten und die gesamte Struktur der elektrischen Energiezufuhr sind unnötig geworden. Die Höchstgeschwindigkeit ist auf 400 km/h begrenzt. Wirbelstrombremsen gewinnen kinetische Energie beim Abbremsen zurück (Kers-System) und dienen als Haltebremsen.

Die Signal-, Sicherheits- und Steuerungstechnik wurde weltweit standardisiert, optimiert und perfektioniert und wird generell mehrfach redundant computergesteuert. Extern und on-board, ausfallsicher. Präzi¬sionsradar, Sonar, Bewegungssensoren, Laser- und Infrarot-Sensoren, 3D-Videoüberwachung mit Bildauswertung, Infrarot- und Wärmebild-Kameras, Schienensensoren, Schienen als Sensoren und redundante Satelliten-Überwachung (GPS, Galileo) garantieren absolute Sicherheit vor Unfällen.

Das Schienenprofil wurde optimiert und die Fahrwege werden als Sensoren genutzt und tragen zum Sicherheitskonzept bei.

In Basis-Szenario von 2010 war eine Trägerbauweise mit trapezförmigem, wabenähnlichem Gitter aus Hohlprofilen als Grundstruktur prognos-tiziert worden. Mit speziellen Sandwich-Stahlblechen wendelförmig beplankt. Doch noch in der Entwicklungsphase wurde dieses Konzept modifiziert, da einerseits Lasersintern (vulgo: 3D-Druck) so kostengünstig und andererseits – nach dem kurzen Fracking-Hype, der aber nur zu mehr Verbrauch und einem enormen Zeitverlust führte – Energie so teuer wurde: Die Natur wurde zum Vorbild – Bioforming ist angesagt.

Als Grundstruktur nutzen wir heute, 2035, eine Festigkeitsstruktur nach dem Voronoi-Prinzip. Voronoi – eine natürlich gewachsene Struktur, ähnlich Finiten Elementen. Diese Tragstruktur aus Verbindungen mit optimaler Festigkeit ist von der Natur abgeguckt und mathematisch definiert: Voronoi-Stukturen sind dreidimensional, bei optimaler Festigkeit. Aufgebaut und strukturiert wie Schäume und Schwämme. Knochen von Wirbeltieren, Zellmembranen von Pflanzen als Vorbild, Libellenflügel und die Muster von Giraffenfellen als Grundlagen des Designs.

Für Luxusjachten war dieses Prinzip 2015 schon verwirklicht, für Flugzeuge bereits angedacht – für Schienenfahrzeuge konkret entworfen. Im Grunde waren alle Technologien, die wir heute, 2035, industriell für Hochgeschwindigkeitszüge einsetzen, bereits 2015 verfügbar – und bereit zum ›Verfügen‹.

Die fensterlose Kabine mit Displays wurde zunächst im Flugzeug verwirklicht.

Schon vor 2015 wurde in Europa und den USA an fensterlosen Passagier-Flugzeugen, im Inneren mit Bildschirmen bestückt, gearbeitet. Ein Rumpf ohne Fenster ist nicht nur leichter, sondern bringt auch produktionstechnisch viele Vorteile.

Das Designbüro Technicon Design Inc., Frankreich, hatte bereits 2014 ›Ixion‹ vorgestellt – das Konzept eines fensterlosen Geschäftsflugzeugs: Statt Glasscheiben verfügt dieser Businessjet über flexible Panorama-Bildschirme, auf die die Umgebung von äußeren Kameras übertragen wird. Die Passagiere können aber auch ihre individuelle Ansicht wählen: Den Flug über Paris oder sogar das Weltall. Auch Videokonferenzen oder Spielfilme können gezeigt werden.

Das ›Centre for Process Innovation‹ in Sedgefield, England, arbeitete schon um 2010 an Innenräumen von Flugzeugen, die ohne Fenster auskommen. Und 2014 waren die dafür notwendigen biegsamen Displays marktreif. Fachleute am Fraunhofer-Institut IAO in Stuttgart hatten am Modell sogar transparente fensterlose Kabinen samt Displays erforscht.

Alles schon da gewesen

Einen biegsamen Folien-Bildschirm zum Einrollen hatte LG Display, Seoul, schon 2014 vorgestellt: ein OLED-Display (organische Leuchtdiode, Organic Light Emitting Diod). Der biegsame Bildschirm lässt sich funktions¬fähig bis zu einem Radius von drei Zentimetern einrollen. Wie ein großer Laptop-Bildschirm (18") kann er transparent oder intransparent sein.

Noch größere rollbare Displays (bis 60") und mit Ultra-HD-Auflösung standen bereits 2017 zur Verfügung. Entwickler der ›Aalto Univerity‹ in Finnland hatten bereits 2015 eine flexible, berührungssensible Folie entwickelt, die aus jedem konventionellen Display einen berührungsempfindlichen Touchscreen macht. Mit der Folie, hauchzart und dünn, konnten dann Objekte ›umwickelt‹ werden und so Touch-Funktion erhalten.

Wer will schon durch die Röhre schauen?

Lange umstritten, ähnlich wie einst der Transrapid, ist der ›Hyperloop‹, ein Rohrpost-System mit Eigenantrieb, 2013 vorgestellt vom Tesla-Erfinder Elon Musk. Für Blechhersteller und -verarbeiter sicher ein ›förderungswürdiges‹ Kon¬zept mit vielen Material- und Liefermöglichkeiten. Konsequent wurde der ›Zug‹, hier in ein unendliches Tunell versetzt – eine starke Blechröhre, bis zu 1 500 km lang – umweltverträglich auf Stützen über der Autobahn. Bänder, Bleche, Rohre und Profile in Hülle (!) und Fülle. Das Hyperloop-Konzept sieht vor, die Transportkapseln mit Tempo 1 200 km/h reibungsarm auf Luftkissen durch eine teilevakuierte Röhre zu befördern. Der Antrieb erfolgt über Linearmotoren und Turbinen.

In den dünn besiedelten, subtropischen Regionen Amerikas, Asiens, Afrikas und Australiens dürfte der Hyperloop bis 2050 das Flugzeug als Kurz- und Mittelstreckenverbindung weitgehend ersetzt haben. In Nordafrika erhofft man sich dadurch sogar einen erheblichen Aufschwung und so einen deutlichen Rückgang religiös-sozialer Spannungen. In Europa behindern etliche lokale Bürgerproteste und die dichte Besiedelung den Aufbau der Infrastruktur.

Auf Stützpfeilern werden, in zwei nebeneinanderliegenden Fahrröhren aus Stahl, die Passagier-Kapseln bewegt. Die sind – anders als im ursprünglichen Konzept – groß genug, um auch PKWs, Lieferwagen und Container aufzunehmen. Schon die megameterlange Doppelröhre lässt Blechlieferanten und Rohrhersteller in Entzücken fallen.

Aus dem Fenster schauen will bei Schallgeschwindigkeit in Bodennähe niemand.

Wolfgang G. Trapp

Fachjournalist aus Swidwin (PL)