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Der Luftkissenzug von Jean Bertin. Die Technologie des AÈROTRAIN

Hausarbeit 2011 19 Seiten

Ingenieurwissenschaften - Fahrzeugtechnik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Jean Bertin

3. Die elastische Schürze

4. AÉROTRAIN Expérimental 01 & AÉROTRAIN Expérimental 02

5. AÉROTRAIN I-80 & AÉROTRAIN I-80 HV

6. Vor- und Nachteile des AÉROTAIN

7. Fazit

8. Anhang

9. Literaturverzeichnis

1. Einleitung

„Es sind mit dieser Gleitschiene Fahrzeuge mit

Geschwindigkeiten von 700 bis 800 km/h geplant“

W. Just, 1961

Am Morgen des 2. März 1969[1] erhob sich in der Nähe der französischen Stadt Toulous ein Passagierflugzeug in den Himmel, um kurze Zeit später mit einem Knall die Schallmauer zu durchbrechen. In der zivilen Luftfahrt hatte an diesem Morgen das Zeitalter des Reisens mit Überschallgeschwindigkeit begonnen. Die Concorde sollte bis zur Einstellung des Linienbetriebs im Jahre 2000 unzählige Geschwindigkeitsrekorde brechen und noch heute gilt sie als Meilenstein auf dem Gebiet der Luftfahrttechnologie.

Doch während die Concorde Ende der 60er Jahre schneller als der Schall durch die Lüfte jagte, bewegte sich auf französischem Boden ein Vehikel ebenfalls mit rasanter Geschwindigkeit. Der Ingenieur Jean Bertin arbeitete mit seinem Team zu diesem Zeitpunkt mit Hochdruck an der Entwicklung eines neuartigen Hochgeschwindigkeitszuges. Das besagte Fahrzeug bewegte sich jedoch nicht auf konventionellen Schienen, wie andere Züge dies überwiegend tun, sondern schwebte auf einem Luftkissen wenige Zentimeter über einer Trasse aus Beton. Der Name des Zuges: AÉROTRAIN.

Doch wer war Jean Bertin und was machte seinen Luftkissenzug einzigartig? Von welchem Interesse war die neuartige Technologie und was wurde aus dem AÉROTRAIN? Diese Fragen sollen im Rahmen dieser Hausarbeit beantwortet werden.

2. Jean Bertin

Jean Bertin wurde im Jahre 1917 geboren und studierte bis 1938 an der École Polytechnique, einer angesehenen Elitehochschule in Frankreich. Nach Abschluss seines Studiums auf dem Gebiet der Aeronautik an der École Nationale Supérieure de l'Aéronautique in Toulous im Jahre 1944 wurde er Mitglied der Staatlich französischen Gesellschaft zur Entwicklung von Flugmotoren (Société Nationale d'Études et de Construction de Moteurs d'Avion), wo er unter anderem an der Entwicklung von

Flugzeugantrieben beteiligt war. Im Jahre 1955 gründete er zusammen mit einigen Kollegen die Firma Bertin et Cie, deren Ziel es war, das Wissen auf dem Gebiet der Aeronautik vor allem für den Ziviltransport nutzbar zu machen. So meldete er 1962 das Patent für das sogenannte Terraplane BC4 an, dessen „Technik der elastischen Schürze (deren Prinzip im folgenden Kapitel erläutert wird) unter verschiedenen Formen auf der ganzen Welt bekannt wurde, und die praktische Entwicklung der Aerogleiter (…) stark beschleunigte“ [2]. Kurz danach entwickelte er zusammen mit seinen Mitarbeitern den ersten Prototypen eines Luftkissenzuges, welcher an eine Führungsschiene gebunden war und auf einem durch einen Kompressor erzeugten Luftkissen schwebte. Das schwebende Fahrzeug erhielt seinen Vorschub durch einen Propeller, welcher von einem Flugzeugmotor angetrieben wurde. In den folgenden Jahren wurde diese Technologie immer weiter entwickelt und es entstanden neu und verbesserte Prototypen. 1974 beschleunigte das Team um Bertin einen dieser Prototypen auf genau 430 km/h und brach damit den Weltrekord für die mit spurgebundenen Fahrzeugen erzielte Höchstgeschwindigkeit. Dennoch kam der AÉROTRAIN nie über die Testphase hinaus und so wurde der Versuchsbetrieb und die Forschungen Ende der 70er Jahre völlig eingestellt [3]. Als Grund hierfür ist unter anderem die starke Konkurrenz durch den TGV (Train à Grande Vitesse) zu nennen. Von der Geschichte des AÉROTRAIN zeugen heute nur noch zwei erhaltene Prototypen (von einer im Verkehrsmuseum Sinsheim ausgestellt ist), Überreste der verfallenen Teststrecke sowie diverse Gedenktafeln. Jean Bertin starb am 21. Dezember 1975 in Neuilly-sur-Seine [4].

3. Die elastische Schürze

„Der Aerozug ist ein Fahrzeug, das von einem Luftpolster getragen wird und eine Führung aufweist“, man spricht in manchen Fällen auch von einem geführten Aerogleiter. Der Vorschub solcher Fahrzeuge kann durch unterschiedliche Antriebssysteme erfolgen, z.B. durch Propeller, Strahlentriebwerke oder Linearmotoren. Wir wollen uns jedoch auf die für den Auftrieb notwendigen Luftpolster und deren Erzeugung konzentrieren.

Bereits Anfang der 1960er Jahre forschte die Firma Ford an einem Gleitschienensystem, dem Ford Levapad (Siehe Anhang, Abb. 1), das die Vorteile des Luftkissens für den Schienenverkehr nutzbar machen sollte. „Der um die Schiene herumgreifende Schuh bekommt seine Stabilität um die Mittellage dadurch, daß bei einer Störung nach der Seite oder nach oben die Spalte ungleichmäßige Dicken bekommen, womit verschiedene Drücke und somit rückführende Kräfte entstehen“ [5]. Dieses System hat jedoch den Nachteil, dass es sehr anfällig für äußere Einwirkungen (z.B. Windböen) ist. Außerdem umschließt die Führungsvorrichtung des Fahrzeuges die Schiene, was u.a. sehr aufwendige Weichenanlagen erfordert. In der Praxis bewährte sich eine Fahrbahn mit dem Querschnitt in Form eines umgekehrten T (siehe Anhang, Abb. 2), da dies das Profil ist, „bei dem die Zentren der störenden Stöße und die der Korrektur die kleinsten Abstände besitzt“ [6]. In der Regel sorgen bei solchen System horizontale und mit Reifen versehene Führungsräder, die die vertikale Führungsschiene umfassen, dafür, dass das Fahrzeug in der Spur gehalten wird.

Um das zum Gleiten notwendige Luftkissen zu erzeugen, eignet sich die von Jean Bertin entwickelte Luftkissenhaube mit elastischer Schürze. „Ohne allzusehr auf Einzelheiten eingehen zu wollen, kann gesagt werden, daß ein Aerogleiter ein Fahrzeug mit einem gegen den Boden gewendeten Hohlraum ist, in den durch einen Luftverdichter Luft gedrückt wird (siehe Anhang, Abb. 3). Das Gleichgewicht stellt sich ein, wenn der Druckverlust des um den Peripherieschlitz austretenden Luftstroms gleich dem Überdruck des Auftriebs wird. Es ist klar, daß abgesehen von allen anderen Verlusten (…) die kinetische Energie der Luft, die auf diese Weise entweicht, verloren geht“ [7]. Der Energieverlust wird also um so größer, je höher die Flughöhe ist. Soll nun ein Luftkissenfahrzeug mit Luftkissenhaube ein Hindernis von z.B. 50 cm überwinden, so ist es notwendig, dass die Flughöhe über der Höhe des zu überwindenden Hindernisses liegt, in unserem Falle also bei über 50 cm. Diese Flughöhe würde einen enormen Treibstoffverbrauch erfordern. Um jedoch die Wirtschaftlichkeit eines Aerogleiters zu sichern, ist die Fahrt möglichst nahe der Oberfläche vorauszusetzen [8]. Um diesem hohen Energieverlust entgegenzuwirken, versah Bertin die Luftkissenhaube mit einer elastischen Schürze.

Wie sich auf der stark vereinfachten Darstellung (Skizze 1) erkennen lässt, legt sich die elastische Schürze (rot eingezeichnet) um das Hindernis und gewährleistet so einen minimalen Peripherieschlitz von nur wenigen Millimetern, wodurch der Luftaustritt - und somit der Energieaufwand - minimiert werden kann.

Skizze 1:

Der Vorteil gegenüber einfachen Luftkissenhauben besteht darin, dass der aufgebaute Luftdruck lediglich so groß sein muss, um das Fahrzeug anzuheben und den geringen Verlust der durch die minimalen Peripheriespalten am unteren Ende der Schürze ausströmende Luft auszugleichen. Gegenüber dem und Luftfilmgeräten (siehe Anhang, Abb. 4), das eine sehr ebene Auflagefläche benötigt, kann die Luftkissenhaube mit elastischer Schürze auch auf Fahrbahnen mit Unebenheiten operieren. Zusätzlich können Dank der elastischen Schürze auch eventuelle Höhenunterschiede der Fahrbahn ausgeglichen werden, ohne die Fahreigenschaften des Fahrzeuges wesentlich zu beeinflussen Bei allen Prototypen des AÉROTRAIN kamen mehrere Haubenluftkissen mit kreisförmigen elastischen Schürzen zum Einsatz. Die Schürzen verliefen nach unten zu leicht konisch, wodurch sie hydrostatisch stabil waren [9].

[...]


[1] vgl.: Brian Calvert: Flying Concorde. Shrewsbury 1981, S. 235.

[2] Jean Bertin, Paul Guienne, Charles Marchetti: Gegenwärtige Aussichten der Luftkissenfahrzeuge. In: Organ der wissenschaftlichen Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt e.V.: Zeitschrift für Flugwissenschaften. 14. Jahr gang, 1966. S. 350.

[3] vgl.: Bruno Latour: ARAMIS or the Love for Technology. Cambridge 1996, S. 13.

[4] vgl.: Vincent Guigueno: Building a High-Speed Society: France and the Aérotrain,1962-1974. In: Journal of Transport History. Volume 49, Number 1. 2008, S. 23.

[5] W. Just: Vertikalflugzeuge und Luftkissenfahrzeuge. Eine Übersicht über die verschiedenen Arten, ihre Start- und Landebahnen sowie Probleme der Steuerung und Stabilität. Stuttgart 1961. S. 214.

[6] Bertin 1966, S. 357.

[7] Bertin 1966, S. 350.

[8] vgl. Bertin 1966, S. 355.

[9] vgl.: edb., S. 353.

Details

Seiten
19
Jahr
2011
ISBN (eBook)
9783656859475
ISBN (Buch)
9783656859482
Dateigröße
1 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v285686
Note
Schlagworte
luftkissenzug jean bertin technologie aèrotrain

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