Die Gefahr gefährlicher Schockwellen beim Verlassen von Tunneln ist seit langem eine Herausforderung für Hochgeschwindigkeitsbahnsysteme. Mit zunehmender Geschwindigkeit von Magnetschwebebahnen wird dieses Problem immer deutlicher und der Bedarf an wirksamen Lösungen steigt. Jetzt glauben Forscher, dass sie eine Schadensbegrenzungsmethode entwickelt haben, die Druckluft aus Tunneln ablassen könnte, bevor sie Menschen oder Wildtiere stört.
Forscher haben eine neue Methode entwickelt, um den „Tunnellärm“-Effekt zu reduzieren, der durch Hochgeschwindigkeitszüge beim Verlassen von Tunneln verursacht wird, berichtet The Guardian. Die Technologie könnte sich bald als entscheidend erweisen, da die nächste Generation von Magnetschwebebahnen Geschwindigkeiten von über 600 Meilen pro Stunde erreichen wird.
Ingenieure wissen seit langem, dass Hochgeschwindigkeitszüge beim Einfahren in Tunnel die Luft vor ihnen komprimieren. Diese Luft wird zum anderen Ende des Tunnels gedrückt, wo sie sich sammelt. Beim Ausfahren des Zuges wird die Druckluft gestört, wodurch eine Schockwelle entsteht, die dem Überschallknall ähnelt, der entsteht, wenn ein Flugzeug die Schallmauer durchbricht.
Flugzeuge müssen normalerweise Geschwindigkeiten von 762 Meilen pro Stunde erreichen, um einen Überschallknall zu erzeugen, während Züge ähnliche Schockwellen bei viel niedrigeren Geschwindigkeiten erzeugen können. Solche Schockwellen können nicht nur Menschen und Wildtieren Schaden zufügen, sondern auch die Infrastruktur beschädigen.
Bisher waren Tunnelschockwellen ein beherrschbares Problem, da die derzeit schnellsten Personenzüge, die mit etwas mehr als 200 Meilen pro Stunde fahren, Tunnel mit einer Länge von mindestens 6,4 km benötigen, um Schockwellen zu erzeugen. Aber Chinas jüngster Magnetschwebebahn-Prototyp hat Geschwindigkeiten von 600 Kilometern pro Stunde (etwa 590 Kilometer pro Stunde) erreicht und verkürzt die Tunnellänge auf nur 1,2 Meilen (etwa 2,9 Kilometer). Bei anderen Tests wurden Geschwindigkeiten von über 620 mph (etwa 990 km/h) erreicht, schneller als viele Flugzeuge.
Forscher sagen, dass die Installation eines 100 Meter langen porösen Schallpuffers am Tunneleingang und das Anbringen einer porösen Beschichtung im Inneren des Tunnels die Intensität des Tunnellärms um bis zu 96 % reduzieren kann. Das Material funktioniert, indem es Druckluft abgibt, bevor der Zug aus dem Tunnel rast.
Magnetschwebebahnen nutzen Magnetismus und Elektromagnetismus, um einige Millimeter über der Strecke zu schweben. Da es keinen physischen Kontakt mit der Strecke gibt, wird die Geschwindigkeit hauptsächlich durch den Luftwiderstand und den Komfort der Passagiere begrenzt, sodass extrem hohe Geschwindigkeiten erreicht werden können.
Die Shanghai Maglev Train Demonstration Line, die den Bahnhof Shanghai Longyang Road und den Bahnhof Pudong Airport verbindet, ist die weltweit erste kommerziell betriebene Magnetschwebebahn. Mit einer Geschwindigkeit von fast 270 Meilen pro Stunde hält er auch nach mehr als 20 Betriebsjahren immer noch den Rekord für den schnellsten elektrischen Personenzug.