Chinas drei Zuggenerationen im selben Bild! Chinas Gegenangriff auf die Eisenbahngeschwindigkeit

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Shi Chang (PhD in Physikalischer Chemie)

Hersteller: China Science Expo

Laut dem offiziellen Weibo von „CCTV News“ haben einige Internetnutzer kürzlich ein seltenes Foto von drei Zuggenerationen gemacht, nämlich konventionellen Zügen, „Harmony“-Zügen und „Fuxing“-Zügen, die gleichzeitig auf den Schienen in Qingdao, Shandong, fuhren. Die Züge unterschiedlicher Entwicklungsformen erschienen im selben Rahmen, wie die reale Version von „paralleler Zeit und Raum“.

Chinas drei Zuggenerationen im selben Rahmen

(Fotoquelle: CCTV News Weibo-Videokonto)

Von der „chinesischen Temperatur“ bis zur „chinesischen Geschwindigkeit“ ist das Erscheinen dreier Zuggenerationen nicht nur ein schockierendes Bild des Fortschritts der Zeit, sondern auch ein brillantes Zeugnis für Chinas unabhängige Innovationsfähigkeit und seinen wissenschaftlichen und technologischen Fortschritt. Welche Veränderungen haben die chinesischen Züge im Laufe der Jahre durchgemacht, von herkömmlichen Zügen bis hin zu den heutigen Fuxing-Zügen?

Konventionelle Züge: Das Summen der Zeit

„Bier, Getränke, Mineralwasser, Erdnüsse, Melonenkerne und Acht-Schätze-Brei, und halte deine Arme und Beine an Ort und Stelle.“ Wenn Sie schon einmal mit einem herkömmlichen Zug gefahren sind, kennen Sie diesen Satz bestimmt. Vor dem Aufkommen von Hochgeschwindigkeitszügen und Elektrotriebzügen waren konventionelle Züge immer die „Könige“ auf den Schienen. Egal, ob Sie ein Wanderer in einem fremden Land oder ein Reisender sind, der sich nach Poesie und fernen Orten sehnt, der „grüne Zug“ kann Sie immer dorthin bringen, wo Sie hin möchten. Heutzutage sind herkömmliche Züge nicht mehr nur ein Transportmittel, sondern für unzählige Menschen auch ein Träger von Nostalgie und Erinnerungen an die damalige Zeit.

Der vollständige Name des Normalgeschwindigkeitszugs lautet „Normalgeschwindigkeitszug“ und bezeichnet einen Personenzug mit geringerer Geschwindigkeit. Unter normalen Umständen beträgt die Normalgeschwindigkeit nur etwa 120 km/h, und einige Schnellzüge können 160 km/h erreichen, darunter Schnellzüge, die mit dem Buchstaben K beginnen, Sonderschnellzüge, die mit dem Buchstaben T beginnen, und direkte Sonderschnellzüge, die mit dem Buchstaben Z beginnen.

Grüner Zug

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Das Beeindruckendste an konventionellen Zügen ist neben den bekannten Röhrchengeräuschen der weiße Dampf bzw. schwarze Rauch, der aus der Front der frühen Züge aufsteigt. Warum steigt aus der Vorderseite eines konventionellen Zuges Dampf oder schwarzer Rauch auf? Der weiße Dampf der Lokomotive ist tatsächlich Wasserdampf. Anfangs wurde die Energie für konventionelle Züge hauptsächlich von kohlegefeuerten Dampfkesseln bezogen. Im Kessel wurden Kohle und andere Brennstoffe verbrannt, wodurch Wasser erhitzt und Dampf erzeugt wurde, der den Kolben in Bewegung setzte und so den Zug vorwärts trieb.

Mit der Weiterentwicklung der Technologie haben Diesellokomotiven nach und nach die Dampflokomotiven ersetzt und sind zur Hauptantriebsquelle für konventionelle Züge geworden. Diesellokomotiven verwenden Diesel als Kraftstoff. Der Dieselmotor treibt den Generator an, der wiederum den Zug antreibt. Bei diesem Vorgang entsteht durch unvollständige Verbrennung des Kraftstoffs schwarzer Rauch.

Diesellokomotive

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

In der heutigen Zeit sind Elektrolokomotiven zum Standard bei konventionellen Zügen geworden. Sie beziehen den Strom aus dem Stromnetz und wandeln mithilfe von Transformatoren Hochspannungsstrom in Niederspannungsstrom um, um Motoren anzutreiben und so einen stabilen Betrieb der Züge zu gewährleisten. Gleichzeitig sind Elektrolokomotiven aus ökologischer Sicht umweltfreundlicher.

Harmony: Die starke Stimme der Zeit

Um der Nachfrage nach schnelleren Zügen gerecht zu werden, führte mein Land im Jahr 2004 Hochgeschwindigkeits-EMU-Technologie aus dem Ausland ein und begann mit einer mehrjährigen Forschungs-, Entwicklungs- und Produktionstätigkeit. Im Jahr 2007 begann offiziell die sechste große Beschleunigung des chinesischen Eisenbahnnetzes und der Hochgeschwindigkeitszug Harmony wurde offiziell in Betrieb genommen, um die Lücke im chinesischen Hochgeschwindigkeitszugsektor zu schließen.

Obwohl die Strategie der Einführung mehrerer Technologien und des Überholens in Kurven Zeit für die Entwicklung der chinesischen Hochgeschwindigkeitszüge verschafft hat, brachte sie auch Probleme mit der technischen Kompatibilität mit sich. Beispielsweise ist die Kommunikation zwischen den Betriebsplattformen und den zugehörigen Teilen von Fahrzeugmodellen, die auf der Grundlage unterschiedlicher technischer Plattformen entwickelt wurden, schwierig, was große Herausforderungen für den tatsächlichen Betrieb und die Wartung mit sich bringt. Auf dieser Grundlage haben zahlreiche chinesische Forschungs- und Entwicklungseinheiten die Blockade ausländischer Technologien durchbrochen und schrittweise die unabhängige Entwicklung von Wagenkasten, Drehgestell und anderen Technologien realisiert. Außerdem haben sie die Unabhängigkeit der Hard- und Software des standardmäßigen chinesischen EMU-Zugnetz-Steuerungssystems erreicht und so ein „chinesisches Gehirn“ in die Züge eingebaut.

Das Aufkommen von Harmony hat für jedermann einen qualitativen Sprung beim Reisen bedeutet, da nicht nur die Reisezeit verkürzt, sondern auch der Fahrkomfort erheblich verbessert wurde. Im Allgemeinen haben die Harmony EMU-Züge, die mit D beginnen, eine Geschwindigkeit von 200–250 km/h, während die mit G beginnenden Züge schnellere Hochgeschwindigkeits-EMU-Züge darstellen, die Geschwindigkeiten von 300–350 km/h erreichen können. Warum kann der Harmony-Zug eine höhere Geschwindigkeit haben?

Hochgeschwindigkeitszüge

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Fortschrittliches Antriebssystem: Der Harmony-Zug nutzt fortschrittliche elektrische Antriebstechnologie. Jeder Waggon des gesamten Zuges ist mit einem Antriebsmotor ausgestattet, der für mehr Traktion sorgt und gleichzeitig die Stabilität und Sicherheit des Zuges verbessert.

Geringerer Luftwiderstand: Die Vorderseite des Harmony-Zuges weist ein stromlinienförmiges Design auf, das einem „Kugelkopf“ ähnelt. Diese Konstruktion verringert nicht nur den Luftwiderstand des Zuges bei hohen Geschwindigkeiten, sondern erhöht auch die Kraft zwischen Zug und Gleis, um ein Entgleisen des Zuges zu verhindern. Gleichzeitig wurden auch die Wagenkastenstruktur und das Federungssystem des Zuges sorgfältig entwickelt, um die Stabilität und den Komfort des Zuges bei Fahrten mit hoher Geschwindigkeit zu gewährleisten.

Vollständige Infrastruktur: Chinas Hochgeschwindigkeitsbahninfrastruktur ist sehr vollständig und umfasst nahtlose Stahlschienen, schotterlose Gleise, Hochbrücken und Tunnel usw. Diese Einrichtungen bieten eine solide Garantie für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb der Harmony-Züge.

Hochgeschwindigkeits-Eisenbahnbrücke

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Fuxing: Auftakt zur Zukunft

Fuxing ist ein Hochgeschwindigkeitszug der neuen Generation, der von China unabhängig und mit allen Rechten am geistigen Eigentum entwickelt wurde. Es ist ein echtes „chinesisches Baby“. Die maximale Betriebsgeschwindigkeit kann etwa 350 km/h erreichen. Die Forschung und Entwicklung von Fuxing hat eine große Zahl heimischer Hochtechnologietechnologien integriert und Durchbrüche in Schlüsseltechnologien wie Traktion, Bremsen, Netzwerk, Drehgestell und Achse erzielt. Während dieses Prozesses überwand das chinesische Forschungsteam für die Eisenbahn viele technische Schwierigkeiten und entwickelte ein Hochgeschwindigkeitszug-Technologiesystem mit unabhängigen Rechten am geistigen Eigentum.

Im Vergleich zum Harmony-Zug verfügt der Fuxing-Zug über eine modernere, stromlinienförmigere Frontpartie mit geringerem Widerstand, die Gesamtkarosserie ist zudem glatter und der Energieverbrauch während des Betriebs ist geringer.

Fuxing-Zug

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Der Fuxing-Zug bietet den Fahrgästen außerdem ein besseres Fahrerlebnis. Anders als in den überfüllten Zügen ist der Innenraum des Fuxing-Zuges besonders geräumig, mit einem Sitzabstand von über einem Meter. Darüber hinaus ist der Zug vollständig mit WLAN ausgestattet, das während der gesamten Fahrt kostenlos zur Verfügung steht. Jedes Detail kann die Stärke von „Made in China“ demonstrieren.

Das Innere des Fuxing-Zuges

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Welche weiteren technologischen Durchbrüche werden die Züge der Zukunft erzielen?

Technologie für Ultrahochgeschwindigkeitszüge: Die Hochtemperatur-Supraleiter-Magnetschwebetechnologie basiert auf der innovativen Anwendung von Hochtemperatur-Supraleitermaterialien, um eine berührungslose Aufhängung und einen effizienten Antrieb der Züge zu erreichen und so den Reibungswiderstand erheblich zu reduzieren. Durch den Einsatz dieser Technologie in Zügen dürften weitere Durchbrüche bei der Geschwindigkeit im Hochgeschwindigkeitsverkehr erzielt werden.

Raserzug

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Umweltschutz und Energiespartechnologie: Nutzen Sie erneuerbare Energien oder saubere Energie wie Solarenergie und Windenergie als Energiequellen, um den Einsatz fossiler Brennstoffe zu reduzieren und den Kohlenstoffausstoß zu verringern. Beispielsweise erzeugen Brennstoffzellen Strom für Züge, was nicht nur den Vorteil hat, umweltfreundlich zu sein, sondern Züge auch bei Unwettern wie Schneefall mit Energie versorgen kann.

Leichtbauweise und Materialeinsatz: Durch den Einsatz leichterer und festerer Materialien, wie beispielsweise Kohlefaserverbundwerkstoffen, kann das Gewicht des Zuges reduziert und dadurch der Energieverbrauch gesenkt und die Betriebseffizienz des Zuges verbessert werden.

Abschluss

Drei nebeneinander fahrende Autos, ein Zeichen der Zeit. Von der konventionellen Geschwindigkeit zur Harmonie und schließlich zur Wiederbelebung haben Chinas Eisenbahnen den großen Sprung nach vorn miterlebt, den das Land gemacht hat. Dies ist nicht nur ein technologischer Fortschritt, sondern auch ein Ausdruck des Kampfgeistes und der Innovationskraft der Bevölkerung. In der Bahntechnik wird es in Zukunft eine Reihe technologischer Durchbrüche geben und wir freuen uns auch auf effizientere, bequemere und umweltfreundlichere Reisemöglichkeiten.

Quellen:

1.Raghunathan RS, Kim HD, Setoguchi T. Aerodynamik von Hochgeschwindigkeitszügen [J].Fortschritte in der Luft- und Raumfahrtwissenschaft, 2002.

2. Sonne Zhang. „Fuxing“ läutet eine neue Ära für Chinas Eisenbahnen ein[J]. Wissenschaft, 2017.

3. Xue Chun, Fang Ming. China Harmony CRH EMU [J]. Chinesische Investitionen in Wissenschaft und Technologie, 2008.

4. Xu Renhua. Diesellokomotive Dongfeng 8B [J]. Eisenbahnlokomotiven und elektrische Triebwagen, 1998.