NGT-FuN: Forschungsinfrastruktur NGT-Fahrwerk

Rendering des NGT-Fahrwerks
©DLR Rendering des NGT-Fahrwerks

Im Projekt „Next Generation Train“ (NGT) werden Konzepte, Methoden und Technologien für einen doppelstöckigen Ultra-Hochgeschwindigkeitszug in Leichtbauweise entwickelt. Der Fahrwerkstechnologie kommt hierbei eine Schlüsselrolle zu. Geplant ist ein neuartiges, strukturoptimiertes Einzelrad-Einzelfahrwerk mit mechatronischer Spurführung und radnahem Direktantrieb. Im virtuellen Entwurf, in der Simulation und in Experimenten mit einem Modell im Maßstab 1:5 hat sich das Konzept  als vielversprechender Ansatz erwiesen.

Als nächster Entwicklungsschritt wird nun ein funktionsfähiger Prototyp im Maßstab 1:1 des NGT-Fahrwerks gebaut und anschließend als Forschungsinfrastruktur NGT-Fahrwerk (FuN) für DLR interne und externe Forschungsaktivitäten zur Verfügung gestellt. Ab 2022 soll FuN dann zunächst drei Jahre lang in jährlich zwei Messkampagnen auf externen Rollprüfständen betrieben werden. Darüber hinaus ist die weitere Erprobung in einem Schienenfahrzeug auf Test- und Prüfanlagen vorgesehen.

 

Der Integrationsprüfstand

©DLR Rendering des Prüfstandes

Am Ende der gegenwärtigen Aufbauphase des Projekts NGT-FuN in 2021 wird der M1:1 Prototyp des NGT-Fahrwerkes  in einem Montage- und Integrationsprüfstand zur Verfügung stehen. Dieser Aufbau, Fahrwerk im Integrationsprüfstand, ermöglicht eine einfache, qualitative Funktionsprüfung der Sensorik, der Aktuatorik sowie der Steuerungs- und Automatisierungstechnik.

Neben diesen qualitativen Experimenten mit stark herabgesetzter Leistungsaufnahme ist der Aufbau dazu geeignet, das Fahrwerksprinzip Besuchern im Labor oder auf einem Messestand, z.B. auf der Innotrans 2022, zu demonstrieren.

Gegenwärtig wird die Gestaltung des Integrationsprüfstandes mit Hilfe von Mehrkörpersimulation der vier verschiedenen Anwendungsszenarien virtuell erprobt:

  • Szenario 1: Geradeauslauf des Fahrwerkes, mittig im Spurkanal positioniert
  • Szenario 2: Geradeauslauf des Fahrwerkes mit vorgegebener Lateralposition im Spurkanal
  • Szenario 3: artifizieller, durch Regelung aufgeprägter Wellenlauf des Fahrwerks mit steuerbarer Frequenz und Fahrgeschwindigkeit
  • Szenario 4: das Fahrwerk folgt einer vorgegebenen transienten Trajektorie, die einer stochastischen Gleislagestörung nachempfunden ist

 

Projektziele

  • Validierung und Demonstration der drei im NGT-Projekt vorgeschlagenen Basisinnovationen für Schienenfahrzeug-Fahrwerke
    • mechatronische Spurführung

    • Leichtbau

    • radnaher Direktantrieb

  • Ertüchtigung von NGT-Projektergebnissen für den Technologie-Reifegrad (TRL) 6
  • Bereitstellung von Infrastruktur für Forschungsaufgaben im Bereich Predictive Maintenance, Life-Cycle-Cost Reduktion, Automatisierung und Mechatronik