Shinkansen heißt „neue Stammstrecke“ und meint das neue Gleisnetz auf dem die Züge fahren, die wir immer als Shinkansen bezeichnen. Da die Shinkansenzüge nur auf Shinkansengleisen fahren können ist das durchaus berechtigt.

Abmessungen

Die Wagenlänge des Shinkansen beträgt 25m. Die Endwagen sind dabei wegen der Spitze etwa 2-3m länger. Beim Tokaido-Shinkansen mit seinen 16 Wagen ergibt sich ein Zuglänge von über 400m. Andere Züge fahren mit 12, 10 oder nur 8 Wagen.

Die Spitze der Züge ist primär für die Aerodynamik. Sie beinhaltet aber auch wesentlich Steuerungstechnik und das Cockpit. Die Länge variiert stark. Die größte Buglänge mit 15m hat die 500er-Serie.

Die Wagenbreite beträgt 3,38m. Die Züge sind damit 47cm breiter als die deutschen Züge und dies bemerkt man. Bei 5 Sitzen in einer Reihe sind das immerhin knapp 10cm pro Sitz. Reisen in der zweiten Klasse ist da wirklich entspannend.

Die Wagenhöhe variiert und liegt bei etwa 3650mm. Bei Doppelstockwagen sind es etwa 4490 mm. Das ist das Maximum, das die Oberleitungen erlauben.

Mini-Shinkansen: Der Minishinkansen fährt auf ehemaligen Kapspurstrecken. Die Wagenlänge ist wegen der geringeren Kurvenradien nur 20 m. Die Züge fahren nur mit 8 Waggons und sind damit 160 m lang. Bis Morioka fahren Tohoku-Shinkansen und AKita-Shinkansen zusammen, als 8+8 Gespann mit 360 m Länge.

Damit die Bahnsteige nicht umgebaut werden mussten, wurde die Wagenbreite auf  2,95 m reduziert. (Dies ist übrigens die Breite deutscher Züge). Dies führt dazu, dass diese Züge einen etwa 20cm Abstand zum Bahnsteig haben, wenn sie an einem Bahnhof halten, der für die breiteren Normalspurzüge konzipiert wurde. Um diese Lücke zu überbrücken, klappen an den Zügen kleine Trittbretter aus.

Immer die gleiche Wagenreihung

Die Wagen sind fest gekoppelt. Man kann weder einzelne Wagen ergänzen noch abkoppeln. Das hat den Vorteil, dass die Wagenreihung fest ist und nicht wie in Deutschland immer wieder wechselt oder vom Plan abweicht.

Ein weiterer Vorteil ist, dass alle Züge den immer gleichen Aufbau haben. Dies macht Sachen sowohl am Bahnsteig als auch im Zug einfacher, da es immer die gleichen Zugpläne verwendet werden können. Am Bahnhof bekommt man so gleich bei Ankunft am Bahnsteig eine schnelle Orientierung wo der Wagen sein wird, in dem sich der reservierte Sitzplatz befindet. Dies ist vor allem beim Tohoku-Shinkansen wichtig, da es hier gekoppelte Züge gibt, die zum Beispiel in Fukushima oder Morioka getrennt werden.

Immer die gleiche Türposition

Da auch die Türpostion über alle Zugtypen identisch sind in die Zugreihung immer exakt die gleiche ist, kann man am Bahnsteig die Position von jeder Tür von jedem Wagen markieren. Ein nerviges herumlaufen auf dem Bahnsteig nach Einfahrt des Zuges entfällt. Man steht immer (!) richtig.

Ein kleines Detail zu diesem Erfolg fehlt: Der Zug muss exakt stoppen. Hierfür hat der Triebwagenführer Markierungen auf dem Bahnsteig mit deren Hilfe er den Zug Zentimetergenau zum Halt bringt.

Keine Lokomotive / Antriebstechnik

Die Shinkansenzüge haben keine Lokomotive. Sie sind wie der deutsche ICE Triebwagenzüge. Anders als der ICE haben sie zudem keinen Technik-Waggon. Alle Waggons haben Sitzplätze.

Der Antrieb ist auf viele Achsen des Zuges verteilt. Der Shinkansen hat aber auch keinen Allradantrieb. Der Anzahl der angetriebenen Achsen schwankt zwischen den Zügtypen, aber im Schnitt sind 50% der Achsen angetrieben. Bei den Baureihen 0, 200, 500 und 800 sind alle Wagen, aber nicht jede Achse angetrieben. Bei den anderen Serien gibt es antriebslose Wagen im Verbund. (Nähere Infos hierzu schreibe ich zu den einzelnen Zugtypen.)

• Triebwagentechnik (keine Lokomotive); dadurch bessere Beschleunigung, höherer Wirkungsgrad, weniger Last für den Bahnkörper
• Steigung von 2,5% bei 160 km/h möglich (bei Ausfall max. einer Wartungseinheit)
• spezielle Stromabnehmer für hohe Geschwindigkeiten (sonst Trennung von Fahrdraht unter Lichtbogen, Knall und Schäden)
• Verbindung der Stromabnehmer untereinander auf dem Zugdach gegen Lichtbogen bei Kontaktverlust

Radreifen: Die Achsformel ist Bo’Bo‘ bzw. 2’2′ mit einem Drehgestellachsabstand von 2.5 m. Der Abstand der Drehgestelle ist 17,5 m. Die Radreifen haben einen Durchmesser von 910mm (Baureihe 0, 100, 200, E4) oder 860mm.

Bei allen Zügen sind die Reifen leicht konisch, um den Zug besser um die Kurve zu kriegen. Allerdings besteht dann die Gefahr von Huntington-Schwingungen, die den Zug entgleisen lassen können und sogar das Gleis zerstören können. Der Shinkansen ist so schnell, dass der Konuswinkel des Konus sehr klein sein muss. Die Radreifen des Shinkansen sind optimiert für Hochgeschwindigkeit.

Neigetechnik: In Kurven sind die Gleise geneigt, um höhere Geschwindigkeiten zu erlauben. Neuere Zugtypen kippen zusätzlich den Zug. Das Neigen wird beim N700 mit Luftdämpfer in der Sekundärfederung am Fahrwerk realisiert. Die maximalen Neigewinkel betragen: N700 bis 1°, E5 und E6 bis 1,5°, Prototyp FASTECH 360 bis 2°.

Diese Zugneigetechnik wird nicht nur beim Shinkansen benutzt, sondern findet auch bei den Ltd.Express auf der alten (Kapspur)-Strecken Anwendung.

Traktion: Bei Stahl-auf-Stahl ist die Reibung sehr gering, daher laufen die Züge so effizient. Der Nachteil ist aber eine sehr schlechte Beschleunigung und eine maximale Steigung von 4%. Wie beim Auto hilft auch hier  der Antrieb vieler Achsen über den Zug verteilt.

Stromabnehmer (Pentagrapg)

25.000 V ist ein Menge. Der Shinkansen benötigt zudem 12.000.000 W. Da kann man rechnen wie man will: Es fließen Ströme von 480 A. Das bringt aber ein neues Problem: Funken. Bei normaler Zügen mit knapp 3000V sind kleiner Kontaktverluste unschön, aber kein Problem. Bei den Daten des Shinkansen entsteht ein Lichtbogen, der die Oberleitung zerstören kann. Daher ist der Stromabnahmer (Pentagraph) ein Spezialkonstruktion.

Der Abnehmer ist ein langer Hebel mit einem Federmechanismus. So ist gewährleistet, dass immer eine konstante Kraft den Abnehmer gegen den Fahrdraht drückt, egal wie weit er weg ist.

Schnabeltier und Tunnelknall

Der aktuelle Zugtyp auf der Tokaido-Strecke ist die 700er-Serie. Zu hat eine sehr auffällige Form an der Zugspitze. Die Schnauze, die an ein Schnabeltier erinnert, vermeidet den Tunnelknall.

Der Tunnelknall entsteht in Tunneln bei hohen Geschwindigkeiten. Der Zug treibt Druckwellen vor sich her.  Ist der Tunnel lang, werden diese Schockfronten immer steiler und stärker. Am Tunnelausgang entlädt sich die in der Schockfront gespeicherte Energie in einem lauten Knall. [wikiDE]

Zur Vermeidung, können bauliche Maßnahmen am Tunnelausgang die Schockfront brechen oder schwächen. Ein andere Möglichkeit ist eine aerodynamisch optimierte Form der Zugspitze.

(Die Wagen sind, auch wegen der Druckwelle in Tunneln, druckdicht. Die Fenster lassen sich nicht öffnen.)

Immer in Fahrtrichtung

Die Sitze im Zug sind immer (!) in Fahrtrichtung. Sie werden am Endbahnhof automatisch in Fahrtrichtung gedreht, können aber manuelle zu Gruppen gedreht werden.

Zugkopplung

Auf der Tohoku-Strecke werden zwei verschiedene Züge gekoppelt, z. B. der Tohoku-Shinkansen nach Shin-Aomori und der Mini-Shinkansen nach Akita. Die ist eine Kopplung von E5- und E6-Zügen. Weitere Paarungen gibt es mit den Joetsu-, Nagano- und Yamagata-Shinkansen.

Beispiel: Es fährt eine E5-E6-Zugkopplung von Tokyo nach Morioka. Dort wird die Kopplung getrennt und der Akita-Shinkansen (E6) fährt alleine weiter. Hierbei handelt es sich zudem um eine Kopplung von Shinkansen und Mini-Shinkansen.