Hochgeschwindigkeitszug

Es gibt verschiedene Definitionen der Geschwindigkeit, die ein Zug mindestens erreichen muss, um als Hochgeschwindigkeitszug zu gelten, und dem Internationalen Eisenbahnverband zufolge ist die Richtlinie 96/48 der Europäischen Union eine ziemlich weite Definition.[1] Diese Richtlinie definierte im Jahr 1996, dass Hochgeschwindigkeitszüge auf eigens ausgebauten Strecken rund 200 km/h, auf eigens gebauten Strecken mindestens 250 km/h, und in geeigneten Fällen über 300 km/h erreichen müssen.[2] Die Technischen Spezifikationen für die Interoperabilität (TSI) der Europäischen Union von 2002 übernahmen die Richtlinie, nahmen aber Züge aus, die rund 200 km/h auf eigens für Hochgeschwindigkeitszüge gebauten Strecken fahren.[3] Die Änderung der Richtlinie im Jahr 2004, nach der Züge mit einer Höchstgeschwindigkeit von 190 km/h oder höher als Hochgeschwindigkeitszüge gelten, übernahm die neue TSI von 2008.[4] Auf einer Schnellfahrstrecke muss ein Hochgeschwindigkeitszug mindestens 250 km/h fahren können.[5] Diese Geschwindigkeit wird auch im Merkblatt des Internationalen Eisenbahnverbands über Vorschriften in Europa angegeben.[6]

Triebfahrzeuge für den Hochgeschwindigkeitsverkehr haben überwiegend Elektroantrieb, kontinuierlich gespeist aus einer Oberleitung. Antriebe durch Dieselmotoren oder Gasturbinen wurden des Öfteren erprobt, bilden aber aufgrund ihres vergleichsweise hohen Leistungsgewichts die große Ausnahme.

Um hohe Geschwindigkeiten zu erreichen, wird eine große Antriebsleistung installiert, oftmals nahe 10.000 kW, und zugleich in Leichtbauweise konstruiert. Ersteres ist durch heutige Leistungselektronik mit Frequenzumrichtern für Drehstrom-Asynchronmotoren leichter geworden als früher.

Die Leichtbauweise ähnelt der beim Bau großer Verkehrsflugzeuge: Leichtmetall wird als Blech, Strangpress-Profil und Guss eingesetzt. Mit flächenbündig eingeklebten Fensterscheiben aus Sicherheitsglas wird eine glatte Oberfläche des „Rumpfs“ erzielt, um den Strömungswiderstand niedrig zu halten.

Die für ihre Masse äußerst stark motorisierten Züge sind so auch in der Lage, wesentlich größere Steigungen zu überwinden als herkömmliche Züge. Reine Schnellfahrstrecken können so freier trassiert werden, was Baukosten einzusparen hilft. Allerdings muss die Leistung auch geliefert und selbst bei höchsten Geschwindigkeiten sicher übertragen werden, was neben speziellen Schnellfahr-Oberleitungen (siehe unten) auch Schnellfahr-Stromabnehmer erfordert, die aerodynamisch und möglichst leicht konstruiert sind. Viele ICE entnehmen ihren Fahrstrom über zwei Stromabnehmer (an jedem Ende des Zuges einer), was Vorkehrungen erfordert, damit die Fahrdrahtschwingungen, die vom vorderen Bügel ausgehen, den hinteren nicht stören.

Um die Steigfähigkeit zu gewährleisten und die hohen Leistungen überhaupt auf die Schiene zu bringen, werden meist mehr angetriebene Achsen vorgesehen als bei einem herkömmlichen elektrischen Zug (Ausnahme ist beispielsweise der ICE 2, wenn die Halbzüge geteilt sind). Man baut also einen Triebzug, der an beiden Enden je vier bis sechs angetriebene Achsen hat, oder gleich einen Triebwagenzug mit Allachsantrieb in allen (Shinkansen) oder in jedem zweiten Wagen (ICE 3).

Ein geringer Luftwiderstand und geringe Windgeräusche spielen eine weitere wichtige Rolle; die Außenhaut der Züge wird möglichst glatt, die Wagenübergänge möglichst fugenlos vorgesehen. Die Zugenden werden im Windkanal getestet, wobei Gestaltung (Design) und Marketing eine wichtige Rolle spielen, da Hochgeschwindigkeitszüge als Aushängeschild des jeweiligen Betreibers gelten. Die Fahrzeuge werden druckertüchtigt gebaut, um die außen bei Tunnelportalen und Zugsbegegnungen auftretenden Druckstöße von den Ohren der Insassen abzuhalten.

Für das wichtige Laufwerk werden Jakobs-Drehgestelle oder herkömmliche Drehgestelle eingesetzt, jeweils mit Vor- und Nachteilen.

Luftfederung hat sich heute weitgehend durchgesetzt, sie ist regelbar, dämpft und hält die ungefederten Massen niedrig. Auch Schlingerdämpfer werden verbaut.

Um den Sicherheitsanforderungen zu genügen, sind auch leistungsfähige Bremsen erforderlich. Elektrisches Bremsen (mit Widerständen und/oder regenerativ) an den Antriebsachsen wird ergänzt durch Scheibenbremsen, Magnetschienenbremsen und in letzter Zeit auch Wirbelstrombremsen.

Hochgeschwindigkeitszüge im regulären Betrieb erreichen derzeit Geschwindigkeiten von bis zu 350 km/h. Der erste Zug mit dieser Endgeschwindigkeit ging Ende Dezember 2009 in der Volksrepublik China auf einem Abschnitt der Schnellfahrstrecke Peking–Hongkong zwischen den Städten Wuhan und Guangzhou in Betrieb. Die Züge der Baureihen CRH2 und CRH3 benötigen für die 1000 Kilometer lange Strecke drei Stunden. Am 30. Juni 2011 wurde die wichtige 1318 Kilometer lange Schnellfahrstrecke Peking–Shanghai in Betrieb genommen, die der neue CRH 380A (auch: Harmony Express, deutsch: „Zug der Harmonie“) bei fünf Zwischenhalten in knapp fünfeinhalb Stunden befährt.

Der Anschaffungspreis eines Hochgeschwindigkeitszuges mit 350 Sitzplätzen wird vom Internationalen Eisenbahnverband mit 20 bis 25 Millionen Euro angegeben. Die Instandhaltungskosten liegen bei rund einer Million Euro pro Jahr, bei einer jährlichen Laufleistung von etwa 500.000 Kilometern. Höheren Betriebskosten stehen höhere Einnahmen durch (im Vergleich zu konventionellen Zügen) etwa doppelt so hohe Laufleistungen und höhere Preisbereitschaften durch höhere Komfortniveaus gegenüber. Für den Betrieb von hundert Kilometern Hochgeschwindigkeitsstrecke werden demnach typischerweise zwischen 13 und 15 Züge gebraucht.[7] Die Werte schwanken zwischen rund sechs Zügen (USA) bis zu rund 25 Zügen (Frankreich).[8]

Der Geschwindigkeitsrekord von 574,8 km/h wird durch den aus dem französischen TGV abgeleiteten V150 gehalten.

Bei Testfahrten wurde in China mit einem CR450 im Juni 2023 die Höchstgeschwindigkeit von 453 km/h erreicht.[9] Bei dem Versuch waren zwei Züge auf der Bahnstrecke Fuzhou–Zhangzhou im Einsatz, die sich auf der Meizhou Bay Bridge begegneten. Die dabei erreichte Differenzgeschwindigkeit betrug 891 km/h.[10]

Die Zentren der Entwicklung sind Asien und Europa.[11]

Beispiele für Hochgeschwindigkeitszüge auf der Langstrecke (über 800 km Distanz), die fast durchgehend Schnellfahrstrecken für mindestens 250 km/h befahren, sind in Europa der Frecciarossa zwischen Turin und Neapel, der AVE zwischen Barcelona und Málaga, der TGV zwischen Lille und Marseille sowie ehemals der Eurostar zwischen London und Marseille (mit Ausnahme des Eurotunnels).[12]

Nach einer Studie des Bahnberatungsunternehmens SCI hatte der chinesische Hersteller CRRC im Jahr 2016 bei der Herstellung von Hochgeschwindigkeitszügen bereits einen Weltmarktanteil von 69 %, die japanische Konsortien (Kawasaki und Hitachi) 9 %, der französische Hersteller Alstom 8 % und der deutsche Siemens-Konzern 3 %. Die restlichen 11 % verteilten sich auf Bombardier, CAF, Talgo und AnsaldoBreda. 2007 bis 2009 lag der Marktanteil der chinesischen Hersteller erst bei 14 %. Der hohe Marktanteil von CRRC ging vor allem auf die Produktion für den chinesischen Binnenmarkt zurück, es wurde jedoch eine stärkere Exportorientierung für die Zukunft erwartet.[13]

Die meisten Hochgeschwindigkeitszüge verwenden klassische Radsätze mit zwei fest auf die Radsatzwelle aufgepressten Rädern. Eine Ausnahme ist der Hersteller Patentes Talgo, der für die antriebslosen Wagen Losradsätze verwendet, bei denen keine torsionssteife Verbindung zwischen linkem und rechtem Rad besteht.[14]

Die meisten Hochgeschwindigkeitszüge verkehren auf Normalspur, Ausnahmen sind Spanien und Russland. In Spanien verkehren unter den Bezeichnungen Alvia Intercity-Züge, die sowohl auf Bestandsstrecken in iberischer Breitspur als auch auf normalspurigen Hochgeschwindigkeitsstrecken verkehren können. Die Umspurung erfolgt während der Durchfahrt mit ca. 15 km/h durch eine Spurwechselanlage.[15] Russland verwendet Hochgeschwindigkeitszüge, die auf der russischen Breitspur verkehren. Indien plant für den Einsatz von Hochgeschwindigkeitszügen den Bau von Normalspurstrecken.[16] China fährt auf Normalspur, verwendet aber teilweise Wagenkasten, die breiter als die europäischen Versionen des gleichen Zuges sind. So hat der Velaro CN von Siemens wie der Velaro RUS Wagenkästen mit einer Breite von 3265 mm statt den in Europa üblichen 2924 mm,[17] was die Anordnung von zwei Sitzen auf einer Seite und drei Sitzen auf der anderen Seite des Mittelgangs erlaubt.

Die folgenden schienengebundenen Hochgeschwindigkeitszüge sind alle für eine Geschwindigkeit von mindestens 190 km/h im regulären Einsatz vorgesehen.

• Hubert Hochbruck: Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge. In: Eisenbahntechnische Rundschau. Jahrgang 64, Heft 5, S. 14–27.
• Eberhard Jänsch: Mischverkehr auf Neubaustrecken. In: Eisenbahntechnische Rundschau. Jahrgang 64, Heft 5, S. 28–32.
• Yuanfei Shi, Peter Mnich: Chinesischer HGV/IC-Verkehr mit „vernünftigen“ Betriebsgeschwindigkeiten. In: Eisenbahntechnische Rundschau. Jahrgang 64, Heft 5, S. 34–43.

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Wiktionary: Hochgeschwindigkeitszug – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Literatur von und über Hochgeschwindigkeitszug im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Hochgeschwindigkeitszüge der Welt

1. General definitions of highspeed. Internationaler Eisenbahnverband, 12. April 2013, abgerufen am 4. Mai 2014.
2. Richtlinie 96/48/EG des Rates vom 23. Juli 1996 über die Interoperabilität des transeuropäischen Hochgeschwindigkeitsbahnsystems, abgerufen am 5. Mai 2014
3. Das transeuropäische Hochgeschwindigkeitsbahnsystem – Leitfaden zur Anwendung der TSI für das Hochgeschwindigkeitsbahnsystem gemäß Richtlinie 96/48/EG des Rates. Amt für Veröffentlichungen der Europäischen Union, Luxemburg 2004, ISBN 92-894-6300-7, S. 15/16 (17/18) (online [PDF; 525 kB; abgerufen am 10. Mai 2014]). Das transeuropäische Hochgeschwindigkeitsbahnsystem – Leitfaden zur Anwendung der TSI für das Hochgeschwindigkeitsbahnsystem gemäß Richtlinie 96/48/EG des Rates (Memento vom 16. Mai 2014 im Internet Archive)
4. Entscheidung der Kommission vom 21. Februar 2008 über die technische Spezifikation für die Interoperabilität des Teilsystems „Fahrzeuge“ des transeuropäischenHochgeschwindigkeitsbahnsystems , abgerufen am 18. Januar 2014
5. High-speed Europe – a sustainable link between citizens. Amt für Veröffentlichungen der Europäischen Union, Luxemburg 2010, ISBN 978-92-79-13620-7 (europa.eu [PDF; 7,3 MB; abgerufen am 10. Mai 2014]).
6. Bestimmungen zur Sicherung der technischen Verträglichkeit der Hochgeschwindigkeitszüge. 2. Auflage. Leaflet 660. UIC, 2002, ISBN 2-7461-0214-5 (online [abgerufen am 10. Mai 2014]). Bestimmungen zur Sicherung der technischen Verträglichkeit der Hochgeschwindigkeitszüge (Memento vom 12. Mai 2014 im Internet Archive)
7. John Glover: Global insights into high speed rail. In: Modern Railways. Band 66, Nr. 734, 2009, ISSN 0026-8356, S. 64–69 (englisch).
8. High speed rail – Fast track to sustainable mobility. Internationaler Eisenbahnverband, Paris Februar 2008, S. 12 f. (28-seitige Broschüre).
9. Zug mit 453 km/h : China im Rausch der Geschwindigkeit orf.at, 9. Juni 2023, abgerufen am 10. Juni 2023.
10. NN: Trans-sea high-speed railway speed record in China. In: OSJD Bulletin 4–5/2023, S. 64.
11. High speed rail – Fast track to sustainable mobility. Internationaler Eisenbahnverband, 2012, ISBN 978-2-7461-1887-4 (online [PDF; 15,5 MB; abgerufen am 7. Mai 2014] Zweijahresbericht). High speed rail – Fast track to sustainable mobility (Memento vom 8. Mai 2014 im Internet Archive)
12. High speed rail – Fast track to sustainable mobility. Internationaler Eisenbahnverband, 2010, ISBN 978-2-7461-1887-4 (online [PDF; 4,3 MB; abgerufen am 7. Mai 2014]). High speed rail – Fast track to sustainable mobility (Memento vom 8. Mai 2014 im Internet Archive)
13. Chinas Schnellzüge bedrohen Zukunft von ICE und TGV. In: Die Welt. 5. August 2016, abgerufen am 6. August 2016.
14. Yunfan Wei: Spurführungsregelung eines aktiv gelenkten Radpaars für Straßenbahnen. S. 14 (kit.edu).
15. Alberto García Álvarez: Automatic track gauge changeover for trains in Spain. September 2010, S. 11 (81.47.175.201 [PDF]).
16. Arunendra Kumar: High Speed Rail Project in India from Mumbai to Ahmedabad. S. 2 (englisch, ihra-hsr.org [PDF]).
17. Alex, er Nazarov, Oleg Nazarov, Marion Protze: Broad-gauge Velaro fleet relaunches Russia's high speed programme. 1. November 2006, abgerufen am 13. April 2020 (englisch).
18. Kai Mudra: ICE rast mit Tempo 330 durch den Thüringer Wald. 13. Oktober 2016, abgerufen am 29. Juni 2020 (deutsch).
19. JR East: FASTECH 360 新幹線電車用 駆動装置・集電装置 東洋電機技報 Nr. 114. (PDF; 264 kB) In: Toyo Denki. September 2006, archiviert vom Original am 3. Juni 2013; abgerufen im September 2006.
20. SJs lokförare sprängde 300 kilometersvallen. SJ AB, archiviert vom Original am 23. Juli 2014; abgerufen am 3. November 2013 (schwedisch).
21. Neue Triebfahrzeug-Generation für chinesische Bahn. In: Eisenbahn-Revue International. Nr. 11, 2000, ISSN 1421-2811, S. 511.
22. Korrigenda und Nachtrag. In: Eisenbahn-Revue International. Nr. 12, 2000, ISSN 1421-2811, S. 549.
23. Neuer ICE 407 auf Testfahrt mit 357 km/h. zi communications inc, archiviert vom Original am 28. Dezember 2013; abgerufen am 27. Juni 2014.
24. SJs lokförare sprängde 300 kilometersvallen. SJ, archiviert vom Original am 23. Juli 2014; abgerufen am 3. November 2013 (schwedisch).
25. CRH380B und CRH380BL Hochgeschwindigkeitszug in China (abgerufen am 2. Juni 2014)
26. Geschwindigkeitsrekord eines Hochgeschwindigkeitszugs (abgerufen am 2. Juni 2014)
28. Intelligence market. In: Railway Gazette International. Band 171, Nr. 1, 2015, ISSN 0373-5346, S. 16 f. (railwaygazette.com).