Järnvägen har länge varit en fascinerande och betydelsefull uppfinning. Idag är världen av lok, vagnar och signaler fylld med högteknologi. Digitalisering, automation, nya kommunikationstekniker och standarder, moderna material och tillverkningsteknik samt användning av maskininlärning och artificiell intelligens har potentialen att göra framtidens järnväg betydligt attraktivare och konkurrenskraftigare.
Dessa teknologier möjliggör högre kapacitet på spåren och ökad effektivitet, samtidigt som de lovar minskad energiförbrukning och förbättrad säkerhet, punktlighet och komfort.
För framtidens järnvägssystem
Det finns ett stort behov av framtidens teknologier och lösningar för järnvägen, och det är här Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) kommer in med sin forskning. En modern, klimatvänlig järnväg spelar en central roll i omställningen till mer hållbar transport.
Endast med ett attraktivt järnvägsalternativ kan människor lockas att byta från privatbilism och kortflygningar till tåg. Detta inkluderar även att flytta godstransporter från väg till räls. DLR forskar om infrastrukturella och driftsmässiga förutsättningar, utvecklar nya koncept som ökar kapacitet och arbetar med innovativa metoder för underhåll.
Hyperloop
En vision är Hyperloop, det framtida transportsystemet som utlovar snabbare resor än någonsin, men står inför stora tekniska utmaningar och frågor om genomförbarhet. På pappret verkar Hyperloop möjlig, men i verkligheten dyker det upp många hinder.
En av de största utmaningarna är kostnaden för att starta projektet och underhålla de lufttäta rören. Rören, som är gjorda av stål, påverkas av temperaturen och expanderar och krymper, vilket kan leda till rörliga fogar och mycket underhåll.
Europas Hyperloop
Dessutom finns frågor om markförvärv och säkerhet. Resenärer kan uppleva yrsel på grund av höga hastigheter, och rymden ombord är begränsad. Europas väg till Hyperloop I Europa jobbar flera grupper med Hyperloop-tekniken.
I Nederländerna har Hardt Hyperloop fått 15 miljoner euro från EU för att utveckla sitt koncept och har även öppnat ett upplevelsecenter. Foto: Hardt Hyperloop
Till 2050 siktar Hardt på att bygga ett globalt Hyperloop-nätverk som sträcker sig över 100 000 kilometer. Dock står utmaningar som finansiering, säkerhet och markförvärv i vägen för Hyperloops utveckling. Så länge dessa frågor inte är lösta, förblir visionen om att resa i en tub just en dröm.
TUM Hyperloop i Tyskland är nära att färdigställa bygget av en betongtub för Europas första Hyperloop-demonstrator i fullstorlek.
Hyperloops potentiella framtid är spännande, men den väg som leder dit är kantad med tekniska och ekonomiska utmaningar. Framsteg görs, men det återstår mycket arbete innan vi kan se Hyperloop bli verklighet.
Next Generation Train: Samla idéer och teknologie
Under ledningskonceptet "Next Generation Train (NGT)" utvecklar institutet för tyska rymd- och luftfartsforskning, DLR, sin vision för hur framtidens järnvägstrafik kan se ut som en viktig del av en hållbar och kapacitetsökande mobilitet. NGT-konceptet inkluderar nya teknologier inom drivning, aerodynamik, lättbyggnad, underrede, krockbeteende, klimatisering, automatisering, styrning och reglering.
Alla utvecklingar och koncept syftar till att bidra till järnvägens roll i omvandlingen av mobilitet. Resultatet är en hel familj av tåg: NGT HST (High-Speed Train) är en dubbeldäckare för höghastighetståg som når upp till 400 km/h NGT LINK är en interregional pendeltåg med två våningar som förbinder städer med varandra och med tätorter. NGT CARGO är ett snabbt, tyst och automatiskt godståg som sätts samman efter behov för att flexibelt, resurseffektivt och pålitligt transportera gods.
Regionala mobilitetskoncept
Konceptet för ”Next Generation Train” fortsätter att utvecklas, med nuvarande planer på framtida järnvägsstationer och logistikterminaler, samt framtidsvisioner om autonoma och behovsanpassade järnvägsbussar (NGT TAXI) och deras roll i regionala mobilitetskoncept.
Som grundande medlem i Horizon Europe Partnership EU-Rail arbetar DLR tillsammans med europeiska järnvägsoperatörer och industrin för att vidareutveckla järnvägssystemet. Totalt bidrar tretton DLR-institut med team, kunskap, forskningsanläggningar och entusiasm till forskning, utveckling och innovationstransfer för järnvägssektorn.
En osäker framtid för Maglev-tågen
Maglev-tåg, som svävar ovanför spåren med hjälp av elektromagneter, har länge fascinerat med sin potential att nå otroliga hastigheter. Denna kontaktlösa teknologi minskar buller, vibrationer och mekaniska fel. Det minskar också problem vid dåligt väder.
- Alla dessa problem kommer från den fysiska kontakten mellan hjul och räls, förklarar experten Laurence Blow, grundare av konsultgruppen MaglevTransport. Han menar att underhållet av Maglev-spåren är minimalt. Trots framgångar i vissa fall har Maglev-tågen ännu inte nått den mainstream-status som förväntades på 1970-talet.
Maglev-tåg ur series L0-950 2020.8.29 testas i Fuefuki city i japanska Yamanashi distriktet 2020. Foto: Wikipedia, kredit: Saruno Hirobano
Kostnadsfråga
- En teknik som har funnits i femtio år brukar antingen dyka eller lyfta, säger expeterma att "Maglev har liksom bara puttrat på, och folk återupptäcker det ständigt och blir väldigt upphetsade."
Kostnadsfrågor för innovativ järnväg Kostnaden har varit det största hindret för Maglev. Denna teknik kräver en egen infrastruktur, inklusive kraftstationer, och kan inte enkelt integreras i befintliga transportsystem.
Det misslyckade förslaget om en 1 300 km lång Maglev-linje mellan Peking och Shanghai 2005 belyser detta problem. En jämförelse görs med Japans Shinkansen, som trots höga hastigheter också kritiserats för att vara kapitalintensiv.
Fem gånger mer kraft
Forskarna Hidekazu Aoki och Nobuo Kawamiya noterar att Maglev i drift konsumerar fyra till fem gånger mer kraft än Tokaido Shinkansen. Begränsade marknadsmöjligheter För att bygga en huvudlinje för Maglev krävs tre kriterier: stora megastäder i båda ändarna, en distans på ungefär 800 km, och inga befintliga järnvägar.
- Det finns ett mycket begränsat antal fall där alla dessa kriterier uppfylls, säger forskaren Roger Goodall. Maglev-tåg saknar en tydlig grupp av anhängare inom transport- och investeringssektorn.
Motsägelsefullt
- Maglev konkurrerar med bilar, tåg, flygplan samt bussar och metrosystem, säger Laurence Blow, en långvarig förespråkare för Maglev i USA.
- Det har många naturliga fiender men inga naturliga vänner." Maglev har främst varit en produkt av vetenskapssamhället, där forskare inte dominerar transportsektorn. Urban transport – en ljuspunkt Trots de höga kostnaderna för långa sträckor finns det fortfarande möjligheter för Maglev inom urban transport, som Beijings Line S1.
Goodall menar att det finns många marknadsmöjligheter här:
- Med låg- till medelhastighetsmaglev i stadskärnor får man verkligen fördelarna med lågt buller och låga vibrationer.
Förbinder städer
Blow är övertygad om att Maglevs största potential ligger i "att förbinda städer", men tvivlar på att tekniken kommer att bli utbredd inom en snar framtid.
- Det är tveksamt om Maglev någonsin kommer att bli mainstream inom transportteknik, säger han och tillägger att Maglev "måste kämpa för allt den får". Denna framställning visar på både de revolutionära fördelarna och de ekonomiska hindren som Maglev-tågen står inför.
Medan tekniken fortsätter att vara en fascination, återstår det att se om dess potential någonsin kommer att realiseras i stor skala. Senaste årens satsning på framtida järnvägslösningar visar bland annat på tyska DLR:s engagemang för att driva framåt en hållbar och effektiv transportsektor möter morgondagens utmaningar och behov.
DLR:s arbete visar på ett åtagande att möta framtidens transportbehov genom att utveckla hållbara och effektiva järnvägslösningar. Medan Hyperloop och Maglev fortfarande kämpar med sina barriärer, fortsätter forskning och utveckling att driva på framstegen inom tågtransportens värld.
Från dröm till verklighet: Tågtransportens innovativa era
Järnvägen har alltid förändrat hur vi reser, och med dagens teknik är vi på väg mot en ny era av tågtransport. Med DLR:s forskning och utveckling av NGT-konceptet, och med Hyperloop-projekt som sakta tar form, står vi inför spännande möjligheter. Kanske är det snart dags att säga adjö till traditionella tåg och välkomna en framtid där tågresor är snabbare, tystare och mer hållbara än någonsin förr.
Källor: Hardt Hyperloop, tyska forskningsinstitutet DLR/ Konsultgruppen MaglevTransport och Horizon Europe Partnership EU-Rail