Vom Fahrrad abgesehen sind alle Verkehrsmittel schwerer als das, was sie transportieren. Wäre es anders, würde die eingesetzte Energie viel effizienter genutzt. Genau das geschieht bei der atmosphärischen Eisenbahn, die von Vakuumpumpen angetrieben wird.
Ein Auto, selbst wenn es ein Kompaktwagen ist, wiegt heute deutlich mehr als eine Tonne. Selbst wenn es zwei Personen befördert, werden immer noch fast neunzig Prozent der Energie allein für die Bewegung des Fahrzeugs gebraucht. Kaum mehr als zehn Prozent entfallen bei diesem Beispiel auf die Passagiere. Das Verhältnis zwischen Nutzlast und Fahrzeuggewicht steigt auch bei voller Beladung selten über einen Wert von 1:4. Ähnlich ungünstige Verhältnisse finden wir auch beim Flugzeug, noch viel schlechtere bei der Eisenbahn.
Bordantrieb weglassen
Einer der schwersten Teile bei konventionellen Fahrzeugen ist immer der Antrieb. Das Fahrrad erreicht seine hohe Effizienz auch nur, weil der Passagier gleichzeitig als Antrieb fungiert. Aber muss der Motor überhaupt mitfahren? Es wäre doch viel besser, ihn irgendwo auf der Strecke zu installieren und seine Kraft über die Distanz an das Fahrzeug zu übertragen. Das dachten einige Ingenieure schon im vorletzten Jahrhundert. Die ersten atmosphärischen Bahnlinien entstanden bereits in den 1840er-Jahren in Irland und England.
Die Grundidee ist simpel: Zwischen den Schienen wird ein Rohr verlegt, das oben einen Schlitz mit flexibler Abdichtung aufweist. In dem Rohr befindet sich ein Kolben, der den Rohrdurchmesser fast ganz ausfüllt. Er ist an der Unterseite des Zugwagens befestigt, die Verbindung zwischen beiden führt durch die Abdichtung am Rohrschlitz. Eine Vakuumpumpe baut vor dem Zug einen Unterdruck auf. Der Kolben wird in diese Richtung gezogen und zieht den Wagen mit. Auf der Rückseite kann ein Kompressor mit Überdruck nachhelfen.
Erfolg im zweiten Anlauf
Im 19. Jahrhundert hatten Material und Technik noch nicht den Stand erreicht, der für eine ausreichende Abdichtung des Rohrschlitzes und einen effizienten Betrieb der Vakuumpumpen nötig gewesen wäre. Diese Probleme sind dank moderner Technologie jedoch behoben. So konnte der brasilianische Ingenieur Oskar Coester in den 1970er-Jahren das Aeromovel – das „Luftfahrzeug“ – entwickeln. Dieses Verkehrssystem funktioniert nach demselben Prinzip wie die atmosphärische Eisenbahn des 19. Jahrhunderts.
Die moderne Version besitzt zwischen den Schienen statt eines runden Rohrs einen rechteckigen Schacht und darin statt des Kolbens eine ebenfalls rechteckige Antriebsplatte. Die Leistung der stationären Pumpen wird sowohl für das Vakuum vor als auch für einen Überdruck hinter dem Zug genutzt. Ein Testfahrzeug fuhr bereits 1980 auf der Hannover Messe. Heute sind zwei Aeromovels in Betrieb: eine 3,2 Kilometer lange Ringbahn in einem indonesischen Themenpark und eine 1000 Meter lange Bahn auf dem Flughafen der brasilianischen Stadt Porto Alegre. Weitere Installationen sind geplant. Das Verhältnis zwischen Nutzlast und Fahrzeuggewicht erreicht bei voller Beladung des Aeromovel den rekordverdächtigen Wert von 1:1.
Luftiger Antrieb für leichte Züge
Schienenfahrzeuge mit Vakuumantrieb
Was hat den Erfolg der atmosphärischen Eisenbahn im ersten Anlauf verhindert?
Eigentlich sprach einiges für diese frühe Alternative zur Dampflokomotive, die neben dem eigenen Tonnengewicht auch noch große Mengen Steinkohle mitschleppen muss. Auf der Strecke London-Croydon erreichte die dortige atmosphärisch betriebene Eisenbahn 1845 eine Höchstgeschwindigkeit von 160 Stundenkilometern. Dieser Rekord wurde von einer Dampflok erst knapp 60 Jahre später überboten. Dennoch wurde der Betrieb aller atmosphärischen Strecken meist schon nach kurzer Zeit wieder eingestellt.
Eine entscheidende Schwachstelle war die Abdichtung des Rohrschlitzes. Sie bestand in der Regel aus Ochsenleder, das mit Seife, Lebertran und ähnlichen Mitteln geschmiert wurde. Allerdings wurde das Leder bei Frost hart und brüchig. Zudem lockten die verwendeten Schmierstoffe Ratten an, welche die Dichtung zernagten. Ohne Signaltechnik, welche den Zuglauf verfolgen konnte, arbeiteten die ohnehin wenig effizienten Dampfmaschinen für die Vakuumpumpen stur nach Fahrplan. Bei verspäteten Zügen wurde so ganz unnötig noch mehr Kohle verbraucht. Außerdem hatten die Züge zum Teil Schwierigkeiten mit dem Anfahren und dem punktgenauen Stoppen am Bahnsteig. Die Summe der Nachteile und die Fortschritte bei den Dampflokomotiven bereiteten dieser vielversprechenden Technik deshalb ein vorläufiges Ende.
Eigentlich sprach einiges für diese frühe Alternative zur Dampflokomotive, die neben dem eigenen Tonnengewicht auch noch große Mengen Steinkohle mitschleppen muss. Auf der Strecke London-Croydon erreichte die dortige atmosphärisch betriebene Eisenbahn 1845 eine Höchstgeschwindigkeit von 160 Stundenkilometern. Dieser Rekord wurde von einer Dampflok erst knapp 60 Jahre später überboten. Dennoch wurde der Betrieb aller atmosphärischen Strecken meist schon nach kurzer Zeit wieder eingestellt.
Eine entscheidende Schwachstelle war die Abdichtung des Rohrschlitzes. Sie bestand in der Regel aus Ochsenleder, das mit Seife, Lebertran und ähnlichen Mitteln geschmiert wurde. Allerdings wurde das Leder bei Frost hart und brüchig. Zudem lockten die verwendeten Schmierstoffe Ratten an, welche die Dichtung zernagten. Ohne Signaltechnik, welche den Zuglauf verfolgen konnte, arbeiteten die ohnehin wenig effizienten Dampfmaschinen für die Vakuumpumpen stur nach Fahrplan. Bei verspäteten Zügen wurde so ganz unnötig noch mehr Kohle verbraucht. Außerdem hatten die Züge zum Teil Schwierigkeiten mit dem Anfahren und dem punktgenauen Stoppen am Bahnsteig. Die Summe der Nachteile und die Fortschritte bei den Dampflokomotiven bereiteten dieser vielversprechenden Technik deshalb ein vorläufiges Ende.