TEIL C

Andere elektrische Fahrzeuge

Weitere Technologien (I)

In dieser Rubrik stehen alle Technologien, die sich den vorangegangenen Rubriken nicht zuordnen ließen. Außerdem könnte man noch ein ganzes Kapitel mit Informationen über Aufzüge, Paternoster (die ich selbst sehr mag), Rolltreppen, Fahrsteige und ähnliches mehr schreiben, da auch diese fast ausnahmslos elektrisch betrieben werden. Ich werde mich aber nur kurz mit den entsprechenden historischen Vorläufern beschäftigen, um dann den vielfältigen Konzepten verkehrstechnischer Innovationen Raum zu bieten, die es aus Vergangenheit und Gegenwart zu vermelden gibt. Informationen über die Geschichte der eher konventionellen Systeme findet man z.B. auf den Seiten von theelevatormuseum.org.

Das Magazin Scientific American berichtet im April 1872 über den waagrechten Paternoster des Erfinders Alfred Speer, der diesen als Lösung für den verstopften Broadway in New York vorschlägt. Sein Entwurf unter dem Namen Speer’s endless traveling or railway sidewalk sieht erhöhte, 4,8 m – 5,4 m breite Fahrsteige vor, welche die Fußgänger entlang der Straße befördern. Der Gesamte Bürgersteig bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 16 km/h, gezogen von Kabeln, die von unterirdisch installierten Motoren angetrieben werden.

Für Passagiere, die nicht zu Fuß gehen möchte, gäbe es Sitze, dazu Kabinen für Regenwetter, und über erhöhte Bürgersteige soll man die Gebäude, an denen das ‚Förderband’ entlang läuft, auch direkt betreten können. Auf der Abbildung kann man gut erkennen, daß der Boden des kurventauglichen Bandes genauso aussieht wie die heutigen Kofferbänder an Flughäfen. Der Entwurf gewinnt zwar die Unterstützung von Politikern, und im Jahre 1873 und 1874 wird der Plan vom der staatlichen Gesetzgebung sogar genehmigt – scheitert letztlich aber an dem Veto von Gouverneur John Dix, dem das Ganze zu teuer ist.

Das möglicherweise erste Patent für eine Rolltreppe, die schon fast genauso aussieht wie unsere heutigen, allerdings noch keine Stufen hat, sondern aus einem Gummischrägband mit Holzplatten besteht, stammt von Jesse W. Reno aus dem Jahr 1892 (US-Nr. 470.918). Im Jahr zuvor hatte Reno auf Coney Island in Brooklyn bereits eine reitend zu nutzende Rolltreppe vorgeführt.

Vorläufer und Parallelentwicklungen finden sich in Patenten von Nathan Ames (1859), wo bereits Stufen zu sehen sind, George A. Wheeler (1887 beantragt, 1899 erteilt), der im allgemeinen als der eigentliche Erfinder von Rolltreppen zählt, und Charles D. Seeberger (1898), der mit seinem eigenen Patent keinen Erfolg hat und daher das von Wheeler kauft.

Auf der World’s Columbian Exposition 1893 (o. Chicago World’s Fair) in Chicago, Illinois, fährt nicht nur die erste elektrisch betriebene Hochbahn der Welt (Intramural Railway), sondern an den Ufern des Sees wird auch ein beweglicher Bürgersteig für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht (The Great Wharf). Dieser erlaubt es den Menschen, den Weg von einem Pier zum Casino auf einem Laufband zurückzulegen. Der weltweit erste elektrisch betriebene Personenfahrsteig hat zwei verschiedene Bereiche: einen, in dem Passagiere sitzen können, und einen, wo man stehen oder laufen kann. Gebaut wird er von einem Bergbauunternehmen, das Erfahrung mit der Bandbeförderung hat.

Sechs Jahre später zählt zu den Attraktionen der fünften Pariser Weltausstellung im Jahr 1900 unter anderem ein Rollteppich als ‚Straße der Zukunft’. Die Anlage besteht aus drei erhöhten Plattformen, von denen erste stationär ist, während sich die zweite mit mäßiger Geschwindigkeit und die dritte mit etwa 10 km/h fortbewegt. Zur Erleichterung des ‚Umsteigens’ gibt es auf den beiden bewegten Laufbändern Haltestangen.

Der Einsatz von Rolltreppen als ‚Stand der Technik’ erfolgt 1911 bei der U-Bahn in London, und schon 1914 installiert Otis auch in Japan die erste Rolltreppe im Mitsukoshi Department Store, einem großen Warenhaus in Tokio. Die erste Rolltreppe in Berlin wird 1925 im Kaufhaus Tietz eingebaut.

Die Beeler Organization, ein Beratungsunternehmen aus New York City, macht 1924 den Vorschlag, in Atlanta ein kontinuierliches Transit-System mit unterirdisch installierten beweglichen Plattformen zu errichten, dessen Design dem System der Pariser Weltausstellung ähnelt. Sehr interessant: Das vorgeschlagene Antriebssystem soll einen linearen Induktionsmotor verwenden! Das Personentransportsystem wird aber leider nicht gebaut.

Bis zum ersten kommerziellen Fahrsteig in den USA dauert es dann bis 1954, als in Jersey City, New Jersey, von Goodyear ein 84,5 m langer Speedwalk im Bahnhof der Hudson & Manhattan Railroad installiert wird. Er bewegt sich in einem Winkel von 10° aufwärts, mit einer Geschwindigkeit von 2,4 km/h. Der Fahrweg ist allerdings nur paar Jahre lang in Betrieb. Der erste Fahrsteig in einem Flughafen wird 1958 in Love Field in Dallas, Texas, installiert.

Den Einwohnern von Chicago selbst ist kaum bekannt, daß in ihrer Stadt ein umfangreiches U-Bahn-Netz besteht, das ausschließlich dem Frachttransport dient. Praktisch jedes Kaufhaus und jede große Firma hat eine unterirdische Verbindung zu dem U-Bahn-Güterverkehr. 150 Elektrolokomotiven und 3.300 Güterwagen liefern die Waren von den Güterbahnhöfen der Eisenbahn durch die 1,8 m breiten und 2,3 m hohen Tunnel direkt zu den unterirdischen Empfangsräumen der Geschäfte, wobei sie ein Frachtvolumen befördern, das der Tonnage von 5.000 Lastkraftwagen pro Tag entspricht.

Der Bau der Tunnel beginnt 1899, und das vollständige System der Illinois Tunnel Company – beinahe jede Straße der Innenstadt ist inzwischen untertunnelt – wird bereits 1906 fertiggestellt. Anfangs liegen die spannungsführenden Stromschienen im Gleisbett, später wurden Oberleitungen verwendet. Hauptgeschäft ist das Transportieren von Kohle für die Heizungen der Innenstadt. Als Ende der 1940er Jahre LKWs beginnen, dem Tunnelsystem dieses Geschäft streitig zu machen, und zusätzlich immer mehr Kunden von Kohle auf Erdgas umsteigen, verbleibt als fast einziger Markt das Abtransportieren der Asche aus der Innenstadt. Was irgendwie nach einem Managementfehler klingt. 1956 muß die inzwischen bestehende Chicago Tunnel Company ihren Konkurs anmelden, das Tunnelsystem wird aufgegeben und im Sommer 1959 werden die Zugänge verschlossen.

Eine Neuauflage der Förderbahn aus Chicago schlägt 1954 der Amerikaner Frank Tinsley vor, um New York von all dem störenden Motorenlärm und Abgasgestank zu befreien. Statt dessen sollen sich Fußgänger einfach in Kapseln setzen, die auf motorisierten Bürgersteigen befestigt sind, um zum Zielort ihrer Wahl zu gelangen.

Tatsächlich meldet die Zeitung Reading Eagle am 25. Nov. 1954, daß die Firma Passenger Belt Conveyors Inc., eine Tochter der Goodyear in  Akron, Ohio, den Auftrag bekommen hat, für knapp 3,9 Mio. $ zwischen dem Times Square und der Grand Central Station in New York einen unterirdische Verbindung zu bauen, mit der das Gedränge an der Oberfläche umgangen werden kann.

Dabei sollen statt langer U-Bahn-Züge kleine Kabinen eingesetzt werden, die auf einem Endlosband zwischen beiden Stationen kursieren. Für den Ausbau des Tunnels sind weitere 1,1 Mio. $ vorgesehen. Das System sei schon einmal auf Versuchsbasis unter der 42nd Street eingesetzt worden – 33 Jahre zuvor.

Um einzusteigen, wird zuerst ein mit 2,4 km/h langsam laufendes Band betreten, von dem aus es in einem zweiten Schritt zu dem Band mit den Kabinen geht, das sich mit gleicher Geschwindigkeit fortbewegt. Sobald die Passagiere eingestiegen sind (es gibt 12 Sitz- und 5 Stehplätze), beschleunigt die Kabine auf 24 km/h und fährt die Strecke in etwa 2 Minuten. Das System soll etwa 12.000 Personen pro Stunde befördern können. Bislang habe ich nicht herausfinden können, ob das Projekt tatsächlich umgesetzt wurde.

Unter dem Namen Carveyor veröffentlicht die Firma im Jahr 1956 das Konzept eines aufgeständerten PRT-Systems als Vorschlag für den Transport zwischen der Innenstadt von Seattle und der Weltausstellung Century 21 Exposition, von dem auch noch eine graphische Darstellung existiert. Letztlich entscheiden sich die Verantwortlichen jedoch für eine ALWEG-Einschienenbahn (s.d.).

Sicherlich würden sich bei einer gezielten Suche noch viele weitere ähnliche Ideen, Vorschläge und Systeme finden lassen.

Die sogenannte Dual-Mode Technologie, die uns im Folgenden noch mehrfach begegnen wird, ist in den 1960er und 1970er Jahren zuerst in den USA in die Diskussion eingebracht worden. Hier in Deutschland wird der Begriff häufig für Hybrid-Fahrzeuge verwendet, was allerdings falsch ist. Tatsächlich handelt es sich um Verkehrskonzepte von Fahrzeugen, die sowohl individuell genutzt und gesteuert, als auch durch Anschluß an eine Fahrspur o.ä. im automatischen Betrieb genutzt werden können.

Unter der Leitung von Prof. David Gordon Wilson wird am Massachusetts Institute of Technology (MIT) zu dieser Zeit auch ein System zum automatisierten Transport auf Paletten entwickelt (Palleted Automated Transportation, PAT), bei dem sich Fahrzeuge und Waren auf selbständig fahrenden Trägerpaletten von Ort zu Ort bewegen.

Das PAT-System, gedacht um in dicht besiedelten städtischen Gebieten eingesetzt zu werden, wird auf Computern modelliert, außerdem eine Studie zur Verwendung in Boston erstellt und es werden mehrere kleine Funktionsmodelle gebaut. Das System wird 1972 patentiert (US-Nr. 3.673.966).

Für ein im Grunde gleiches System werden von Van Metre Lund 1995 gleich drei Patente beantragt. Seine Firma Autran Corp. in Evanston, Illinois, verfolgt das Automated Roadways (o. Autways) Konzept, bei dem sogenannte Carrier auf erhöhten Schienen automatisch operieren, um kleine Passagierkabinen, Frachtcontainer oder Autos zu ihren Zielen zu befördern. Eines der Patente wird Anfang 1997 erteilt (US-Nr. 5.590.603). Umgesetzt wird jedoch nichts.

In Deutschland wird ein ähnliches System unter dem Namen Autoshuttle bekannt. Es stammt von Andreas Steingröver und Rasmus Krevet aus Braunschweig und soll ebenfalls den Straßen- und den spurgeführten Verkehr integrieren, wobei Straßenfahrzeuge mit den Insassen und der Fracht in einzelnen durchsichtigen Kabinen individuell befördert werden. Das Konzept sieht vor, daß die Kabinen ohne Zwischenhalte mit einer konstanten Reisegeschwindigkeit von 180 km/h vom Start- bis zum Zielort fahren.

Um den Energieverbrauch zu senken und den Verkehrsfluß zu erhöhen werden strömungsgünstige Konvois gebildet, und an den Stationen verlassen nur die Kabinen, die an ihrem Zielort angelangt sind, den Konvoi auf einer starren Weiche. Sie bremsen auf einer gesonderten Spur, während die anderen Kabinen die entstandenen Lücken schließen und mit unverminderter Geschwindigkeit weiterfahren. In einem Prototypen wird an der TU Braunschweig eine vorteilhafte Konfiguration der Magnetschwebetechnik verwirklicht, die sich durch geringen Verschleiß, Geräuscharmut und niedrigen Energieverbrauch auszeichnet. Weiter ist das Projekt allerdings noch nicht gediehen.

Ein besonderes PRT-System stammt von dem russischen Ingenieur Anatoly E. Younitsky (auch Unitzky, Junizki) aus Gomel, Weißrußland, der sich seit 1977 mit dem Thema Hochgeschwindigkeitstransport beschäftigt und zeitweise ein Team von 100 Leuten unter sich hat.

1990 macht sich Younitsky mit seiner Firma IONITRAN selbständig und im Jahr 1995 stellt er sein String Railway Konzept in einem Text unter dem Titel ‚Earth and Space String Transport Systems’ vor, da das System seinen Ursprung tatsächlich als Raumfahrtprojekt der U.S.S.R. Federation of Cosmonautics hatte, bei dem es um einen Raketen-freien Transport ging (Planetary Transport Vehicle, PTV).

1997 schlägt der Innovator den Bau eine Linie nach Peking vor, um Taiwan mit Europa zu verknüpfen und eine Art ‚Backbone’ für den internationalen Transport zu schaffen, was mangels Finanzierung aber nicht umgesetzt werden kann.

Seinem Vorschlag zufolge sollen die Wagen der String Railway auf einem zweispurigen Gleis fahren, dessen rohrförmige Schienen durch Hunderte extrem hochgespannter Stahldrähte verstärkt und mit Zement verfüllt sind. Dabei hängt das effiziente und reibungsarme Schienensystem 3 - 30 m über dem Boden zwischen Pylonen mit einem Abstand von 30 - 100 m. Die Spannung der Stahldrähte sorgt dafür, daß zwischen den Stützpfosten eine maximale Durchbiegung von 5 cm entsteht, wenn ein Fahrzeug passiert.

Die angedachten Wagen des Unitskys String Transport (UST) Systems werden von Radnaben-Elektromotoren angetrieben, besitzen Stahl- oder Leichtmetallräder und sollen eine Geschwindigkeit von anfänglich 350 km/h erreichen – nach Weiterentwicklung des auch Saitenbahn genannten Systems sogar über 500 km/h.

1999 zeigt Younitsky ein Modell seiner Hochgeschwindigkeitsbahn im Maßstab 1:15, worüber auch die Prawda dreimal schreibt, doch danach ist alles wieder still.

Im Jahr 2001 kann der Erfinder ein Modell im Maßstab 1:5 präsentieren, das sogar vom Philippinischen Botschafter in Rußland sowie Vertretern der Botschaft von Malaysia begutachtet wird.

Ebenfalls 2001 wird in Ozery, etwa 100 km von Moskau entfernt, eine Demonstrationsanlage mit massiven Stahlpylonen errichtet, auf der mit einem modifizierten ZIL-131 Lkw erfolgreiche Versuchsfahrten durchgeführt worden sind.

Mit den 15 t des Lastwagens wird das Gewicht einer vollbesetzten Unibus-Kabine bzw. eines Unicar-Frachtwagens simuliert. Das 300.000 $ teure Projekt erhält hierfür 1998 und 2003 zwei Zuschüsse von UN-HABITAT, dem Wohn- und Siedlungsprogramm der Vereinten Nationen. Aktuelle Fotos zeigen die Anlage jedoch verlassen und verrostet. 2002 wird vom Gouverneur der Region Moskau zwar eine Arbeitsgruppe gegründet, die das System evaluieren soll, weitere Schritte entfalten sich daraus aber nicht.

Im Jahr 2004 wird die String Transport Unitsky Ltd. (STU) in Moskau gegründet, und das Ministerium für Wirtschaft der Russischen Föderation bestellt ein funktionierendes Modell im Maßstab 1:10, um es im russischen Pavillon auf der Weltausstellung EXPO 2005 im japanischen Nagoya zu präsentieren. Zwischen 2005 und 2007 gibt es viele Gespräche über die Implementierung eines Systems in den VAE, das nicht weniger als 5 Mrd. $ kosten soll – jedoch ohne daß etwas daraus wird. Für das Jahr 2008 ist eine Pilotstrecke in Khabarovsk, im Osten Rußlands, geplant, was aber abgebrochen wird, da Spezialisten der Moskauer Staatlichen Universität für Eisenbahnwesen dem Projekt eine negative Bewertung geben.

Ende 2008 wird mit einem Startkapital von 10.000 Rubel die STU-Dubna Ltd. gegründet, wobei es auch die Meldung gibt, daß dieses Kapital 2009 auf 3,8 Milliarden Rubel aufgestockt werden sollte. Ebenfalls 2009 wird das Institut für Verkehrssystemtechnik der Russischen Akademie der Wissenschaften in St. Petersburg Partner der STU Ltd., die im Dezember als ‚Projekt des Jahres der russischen Transportindustrie’ ausgezeichnet wird. Was dem Projekt aber auch nicht viel bringt. Younitsky wendet sich daraufhin nach New South Wales in Australien.

Im März 2010 gründet er in Sydney die String Transport Systems Ltd. (STS), um die String-Technologien im Transportverkehr der Bergbauindustrie zu implementieren, welche die Grundlage der australischen Wirtschaft bildet. Im Juni folgen gleich drei weitere spezialisierte Firmen: die String City Systems Ltd. für den Bereich Stadtverkehr, bei dem Pods zum Einsatz kommen sollen, wie sie uns in ähnlicher Form schon öfter begegnet sind; die Silk Rail Systems Ltd. für den Intercity-Hochgeschwindigkeitstransport; sowie die String Port Systems Ltd. für den Bau und die Anbindung von Tiefseehäfen in einer Entfernung von 5 - 10 km vom Ufer. Außerdem wird ein privates Unternehmen String Technologies Pty Unitsky Ltd. gegründet, welche das geistige Eigentum der Entwicklung hält, deren Wert zu diesem Zeitpunkt mit mit 1,034 Mrd. $ bewertet wird. Als Muttergesellschaft des Ganzen fungiert eine STU Pty Ltd.

Eine nun veröffentlichte Kostenschätzung geht von einem Preis von 50.000 $ pro km aus – was fast unglaubhaft niedrig ist. Selbst eingerechnet aller Trägerstrukturen, Stationen usw. schätzt Younitsky, daß die endgültigen Kosten seiner Hochgeschwindigkeits-Installation 3 bis 10 Mal geringer ausfallen, als die aller anderen Transportsysteme.

Interessant ist auch die aerodynamische Analyse: Das größte Problem für Landfahrzeuge mit hoher Geschwindigkeit ist der Luftdruck, der unterhalb des Fahrzeug erzeugt wird und dieses vom Boden abheben läßt. Formel 1 Rennwagen und andere Hochgeschwindigkeits-Landfahrzeuge bekämpfen diesen Effekt mit Hilfe von Spoilern und andere Design-Funktionen, um den Fahrtwind auf dem Dach des Fahrzeugs einzufangen und nach unten zu drücken. Die Vorteile des UST-Systems liegen auf der Hand, weil die Fahrzeuge ohne Rücksicht auf diesen Effekt optimal aerodynamisch designt werden können, da sich die Luft unter ihnen genauso frei bewegen kann, wie die Luft darüber.

Der Luftwiderstandsbeiwert des 2006 im Windkanal getesteten UST-Modells im Maßstab 1:10 beträgt sagenhafte 0,075 (zum Vergleich: der Toyota Prius und der Transrapid erreichen 0,26, während ein Hummer H2, der fast ohne Berücksichtigung der Aerodynamik konstruiert ist, 0,57 erreicht).

Da der Luftwiderstand die bei weitem größte Kraft ist, die beim Erhöhen der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Fahrzeugs überwunden werden muß, benötigen die UST-Wagen nur wenig Energie, um hohe Geschwindigkeiten zu erreichen. Um ein 20 Personen fassenden Wagen auf 200 - 250 km/h zu beschleunigen, reicht ein 80 kW Motor, und mit einem 200 kW Motor kann man auf bis 400 km/h kommen (wozu ein Bugatti Veyron, in den auch keine 19 Beifahrer passen, über 700 kW braucht).

Geplant ist nun der Bau einer mindestens 2 km langen Demonstrationsstrecke, die anschließend auf rund 8 km verlängert werden soll, um auch Hochgeschwindigkeitstest durchführen zu können. Die Kosten hierfür werden auf etwa 15 Mio. $ geschätzt, der Zeitaufwand auf 2,5 - 3 Jahre.

An dieser Stelle interessant ist das Dual-Mode-Konzept Biway, mit dem sich die jungen Designer Aleshina Ekaterina und Kamyshev Vitaly von der Saint-Petersburg Art and Industrial Academy an dem Michelin Design Wettbewerb 2010 beteiligen, da es eine modernisierte und weiterentwickelte Form des Younitsky-Systems darstellt.

Es handelt sich um ein umweltfreundliches, öffentliches Verkehrsmittel, das einzeln als elektrischer Bus auf Stadtstraßen fährt – oder sich auf einer aufgeständerten Autobahn mit zwei schmalen Fahrstreifen (strings) in einen modernen Zug verwandelt, sobald zwei oder mehr Busse miteinander kombiniert werden.

In diesem Fahrmodus werden die Busse von einer Art elektrischen Lokomotive voranbewegt, wobei sie gleichzeitig ihre relativ kleinen Onboard-Batterien für die autonomen Fahrtstrecken aufladen können. Die Spuren können an jedem Ort der Stadt leicht und mit sehr wenig Ressourcenverbrauch verlegt werden.

Durch persönliche Kommunikation erfahre ich im Juni 2016, daß es nun endlich Fortschritte zu vermelden gibt: Zum einen firmiert das Projekt jetzt unter dem Namen SkyWay.

Zum anderen wird der Bau einer SkyWay-Teststrecke in Marian Gorka in der Nähe von Minsk seit dem Februar 2014 per Crowdinvesting finanziert, und im August 2015 findet die Montage des ersten Trägers auf dem Gelände statt.

Im Oktober 2015 erfolgt die Einweihung des Null-Kilometersteins, und bis Februar 2016 werden der Transport- und Logistikkomplex errichtet sowie die insgesamt 17 Zwischenpfeiler gesetzt. Geplant ist die Fertigstellung der Teststrecke für den Stadtverkehr bis Ende dieses Jahres.

 

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