Een trein zonder wielen

DOOR EEN ONTWAAKT!-MEDEWERKER IN HONGKONG

AL VOORDAT de passagiers in Shanghai (China) in de gloednieuwe gestroomlijnde trein zijn gestapt, voelen ze aan dat dit geen gewone treinreis gaat worden. Dat gevoel wordt nog versterkt wanneer de trein geruisloos het ultramoderne station verlaat en vlot en soepel een snelheid van zo’n 430 kilometer per uur bereikt, waarmee het de snelste commerciële spoorlijn ter wereld is. De afstand naar de internationale luchthaven Pudong bedraagt dertig kilometer en wordt afgelegd in slechts acht minuten. Maar er is iets heel bijzonders aan deze trein: hij heeft geen wielen!

De lijn Shanghai-Pudong is ’s werelds enige commercieel geëxploiteerde spoorverbinding die gebruikmaakt van magnetische levitatie (maglev). De trein wordt volledig ondersteund door een magnetisch veld en rijdt dus niet op metalen wielen. En in plaats van een menselijke machinist heeft de trein apparatuur die zijn precieze locatie constant in de gaten houdt en doorgeeft aan een centraal besturingscentrum. Vandaaruit wordt de trein door menselijke operators — die gebruikmaken van computers — met uiterste precisie bestuurd.

Magneetzweeftrein tegenover conventionele trein

De bouw van deze speciale trein en de baan ervoor brachten een aantal technische uitdagingen met zich mee. Tussen de bewegende trein en de baan bevindt zich bijvoorbeeld slechts een kleine luchtspleet. Vanwege de zachte grond in Shanghai moesten ingenieurs speciale verbindingen in de baan opnemen die kunnen worden bijgesteld om  het natuurlijke verzakken van de grond te compenseren. Ze moesten ook rekening houden met de geringe vervorming waaraan betonnen balken onderhevig zijn, waaronder het uitzetten en krimpen door temperatuurverschillen.

Toch biedt de zweeftreintechniek heel wat voordelen. Bij deze trein hoor je bijvoorbeeld geen lawaai van een motor of van wielen. Ook stoot hij geen schadelijke stoffen uit. De baan en het materieel vergen minder onderhoud. En als vervoermiddel voor passagiers is het energierendement van de trein ongeveer drie keer zo hoog als van een auto en vijf keer zo hoog als van een vliegtuig. Voor het zweven van de trein is zelfs minder energie nodig dan voor de airconditioning! Daar komt bij dat er met deze trein steilere hellingen en scherpere bochten kunnen worden genomen dan met zijn tegenhanger op wielen, zodat er minder veranderingen in het landschap hoeven te worden aangebracht.

Met al deze voordelen lijkt het misschien verbazingwekkend dat er niet meer van dit soort lijnen zijn aangelegd. Dat komt onder andere door de hoge aanloopkosten. De Chinese autoriteiten hebben zelfs een voorstel voor een dergelijke verbinding tussen Shanghai en Peking in de ijskast gezet omdat de aanleg ervan twee keer zo duur zou zijn als van een normaal hogesnelheidstraject. Een magneettreinverbinding zou ook niet in het bestaande Chinese spoornetwerk kunnen worden geïntegreerd.

De magneettrein van Shanghai maakt gebruik van Duitse techniek en in Duitsland, Japan en elders wordt ook nog steeds onderzoek gedaan naar magnetische levitatie. In december 2003 vestigde de Japanse magneettrein tijdens een testrit een wereldrecord met een snelheid van 581 kilometer per uur. Voorlopig is de trein in Shanghai nog steeds uniek als commerciële onderneming.

Terwijl de trein Pudong verlaat voor de terugreis naar Shanghai hebben alle passagiers alleen nog maar oog voor de digitale snelheidsmeter in hun coupé, omdat ze benieuwd zijn wanneer de topsnelheid is bereikt. Veel passagiers missen tijdens hun eerste rit zo veel van het landschap dat ze een tweede rit willen maken. Terwijl ze het landschap aan zich voorbij zien flitsen, begrijpen ze helemaal waarom deze trein wel een ’vliegtuig zonder vleugels’ wordt genoemd.

[Kader/Diagrammen op blz. 24, 25]

HOE WERKT MAGNETISCHE LEVITATIE?

Elektronisch gereguleerde elektromagneten (1) die aan de randen van elke wagon zijn bevestigd, alsook magneten aan de onderkant van de baan (2), tillen samen de trein op totdat er tussen de twee sets magneten bijna anderhalve centimeter ruimte zit. Andere magneten (3) houden de trein zijwaarts op zijn plaats. Spoelen (4) in de baan produceren een magnetisch veld waardoor de trein wordt voortgedreven.

Om elektriciteit te sparen, krijgt slechts dat stuk van de baan (5) waar de trein zich op dat moment bevindt, spanning vanuit het centrale besturingscentrum. De stukken waarop de trein moet versnellen of een helling op moet, worden van meer spanning voorzien. Wanneer de trein vaart moet minderen of in de tegengestelde richting moet gaan, wordt de magneetrichting van de spoelen in de baan omgedraaid.

IS DE TREIN VEILIG?

Hoewel de magneettrein zich met zeer hoge snelheden verplaatst, is de kans dat hij zal ontsporen zeer klein omdat de naar onderen doorlopende zijwanden (6) de baan grotendeels omsluiten. Veiligheidsgordels zijn niet vereist en passagiers kunnen zich vrij bewegen, zelfs als de trein op kruissnelheid is. Wanneer de stroom zou uitvallen, produceren speciale remmen die door accu’s in de trein worden aangedreven een tegengesteld magnetisch veld waardoor de snelheid afneemt tot tien kilometer per uur. Dan landt de trein voorzichtig op zijn ’glijders’ en komt hij geleidelijk tot stilstand.

Zijn de krachtige magneten van de trein riskant voor de gezondheid, bijvoorbeeld voor passagiers met een pacemaker? Uit testresultaten blijkt dat er geen reden tot bezorgdheid is. Het externe magnetische veld is zelfs zwakker dan dat van sommige conventionele treinen.

[Illustraties op blz. 24, 25]

Ruim 430 kilometer per uur!

[Illustratieverantwoording op blz. 24]

Pages 24 and 25: All photos and diagrams: © Fritz Stoiber Productions/Courtesy Transrapid International GmbH & Co. KG