Neuer Sensor macht’s möglich 02.04.2024, 13:30 Uhr

Raketenwissenschaftler erhöhen Sicherheit von chinesischen Hochgeschwindigkeitszügen

Ein chinesisches Forschungsteam, das sich normalerweise mit Hyperschallraketen beschäftigt, hat einen hochempfindlichen Sensor entwickelt, der die Sicherheit des Hochgeschwindigkeitsnetzes in China erheblich verbessern könnte. Die neue Technologie soll ein vollständiges Bild der Radumdrehungen eines Zuges liefern.

chinesischer Hochgeschwindigkeitszug

Das chinesische Hochgeschwindigkeitsnetz ist das schnellste der Welt, die Sicherheit der Züge ist ein wichtiges Thema.

Foto: PantherMedia / dspguy

Chinas Hochgeschwindigkeitsbahn ist die schnellste der Welt. Die Züge fahren derzeit rund 350 km/h, bald sollen sie jedoch mit 400 km/h unterwegs sein. Sicherheit ist bei solchen Geschwindigkeiten ein wichtiges Thema. Mit Hilfe spezieller Sensoren soll diese nun verbessert werden, wie die South China Morning Post (SCMP) schreibt. Dem Artikel zufolge basiert die derzeitige Technologie auf kleinen Sensoren, die an den Rädern der Züge angebracht sind und die Verformungen sowohl der Gleise als auch der Räder selbst aufzeichnen.

Ein Forschungsteam rund um Feng Xue vom Institut für Festkörpermechanik an der Fakultät für Luft- und Raumfahrttechnik der Tsinghua-Universität in Peking hat festgestellt, dass die bestehende Technologie jedoch nicht ausreicht, da sie nur Bruchstücke von Informationen von verschiedenen isolierten Punkten erfasst. Sie haben nun einen neuen Sensor entwickelt, der die Sicherheit der chinesischen Hochgeschwindigkeitszüge erheblich verbessern soll.

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Ringförmiger Sensor soll die Sicherheit erhöhen

Um die Sicherheit der chinesischen Hochgeschwindigkeitszüge zu verbessern, hat das Pekinger Forschungsteam den Einsatz einer neuen Technologie vorgeschlagen, die ihrer Meinung nach besser für extreme Bedingungen geeignet ist. Damit, so Feng, könne ein vollständiges Bild der Situation gewonnen werden.

Das Team einen großen ringförmigen Sensor entwickelt, der hauchdünn ist und sich perfekt an die Innen- und Außenwände der Räder des Zuges anpasst. Die Forschungsarbeit von Feng und seinem Team wurde im Januar in der Zeitschrift Scientia Sinica Technologica veröffentlicht, wie die SCMP berichtet.

Den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zufolge kann der Sensor nicht nur bisher unbemerkte Radverformungen messen, sondern den Ingenieuren auch helfen, winzige Fehler im Gleis mit bisher unerreichter Genauigkeit zu lokalisieren.

Rad-Schiene-Kräfte von Hochgeschwindigkeitszügen in Echtzeit messen

Das Forscherteam betont auch, dass der neue Sensor die seit langem bestehende Forderung der Hochgeschwindigkeitsindustrie nach einem Ein-Punkt-Sensor erfüllt, der die Daten beim Fahren auf kurvenreichen Strecken „verzerren“ kann.

„Die Sicherheit der Züge zu gewährleisten und die Instandhaltungskosten zu senken, ist angesichts des ausgedehnten Hochgeschwindigkeitsnetzes von entscheidender Bedeutung für den Schienenverkehr“, schreiben Feng und sein Team in der Zeitschrift.

Und weiter: „In Kombination mit drahtloser Sensortechnologie können unsere flexiblen Rad-Schiene-Kraftsensoren die Rad-Schiene-Kräfte von Hochgeschwindigkeitszügen in Echtzeit und kontinuierlich messen. Dies ist ein entscheidender Schritt für die nächste Generation von Hochgeschwindigkeitszügen in China“.

Feng Xue und seine Projekte

Feng Xue arbeitet auch an einem Sensorprojekt, das von der National Natural Science Foundation of China finanziert wird. Dabei geht es um die Entwicklung von Sensoren für Hyperschallfahrzeuge im Weltraum, die sich mit mehr als siebenfacher Schallgeschwindigkeit fortbewegen können.

Die hohen Temperaturen und Drücke beim Hyperschallflug können das Fahrzeug verformen, was Feng und sein Team verhindern wollen. Sie untersuchen die Mechanismen des Versagens von Festkörpern und Strukturen in extremen Umgebungen.

Die Forschung umfasst komplexe Tests, für die das Team Sensoren entwickeln muss, die flexibel sind und auch unter extremen Bedingungen funktionieren.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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