| ○減速度１３ｋm/ｈ/ｓ！驚異のPCC車 2003/12/24 |
| 二ヶ月前にシカゴのエバンストンの古本屋に注文した古本"Cars of Pacific
Electric Vol.1"が先週の土曜日にやっと到着した。船便でも通常1ヶ月もあれば到着するのだが、１１月はクリスマスギフトの発送があるから時間がかかるのであろう（あまりにも遅いので中近東に行く荷物でもまぎれて行方不明になったのだろうと本気で考えてしまったが）。自分へのクリスマスプレゼントと言う言葉が流行であるが、予期せぬ贈り物になってしまった。 この本、パシフィック電鉄の３冊組みの車両集の一冊目で、近郊用の車両中心に収録されている。詳細は、年明けにでもPEのページの中で紹介していきたいが、PCC車の紹介のところにあった加減速の数字が目を引いた。そこには 加速 ４．５ｍｐｈ/ｓ 減速 ４．５ｍｐｈ/ｓ 常用 ８．０ｍｐｈ/ｓ 最大 とある。単位がMph、すなわちマイル単位の時速であることに注目しよう。１マイル＝１．６kmであるから、これは、 加速 ７．２ｋｍ/ｈ/ｓ 減速 ７．２ｋｍ/ｈ/ｓ 常用 １２．８ｋｍ/ｈ/ｓ 最大 といっているのに等しい。阪神ジェットカーの加速が４．５ｋｍ/ｈ/ｓ、減速が５ｋｍ/ｈ/ｓであるから、これはとんでもない数字である。 ためしに、６００メートル以内での停止が義務付けられている日本の在来線内でどれくらいのスピードが出せるかどうかを計算してみることにした。 加速度a、速度mの時の列車の停止距離D（単位km）は、  で示される（筈）だから、これを展開すると ｍ×ｍ＝７２００×aＤ Ｄに６００メートル（D＝６/10）を放り込むと、 ｍ×ｍ＝４３２０×a という関係がでてくる（注）。 ＰＣＣの値を代入する前に、ａに色々な値をいれて遊んでみる。 a=2 m=92 a=3 m=112 （最高速度１２０キロの時、６００メートル以内に停車するには減速度３.４程度が必要になるらしい。このあたりが普通の電車の減速度か？） a=5 m=146 （阪神ジェットカー＋αの減速度なら在来線でも１５０キロ運転は可能らしい。高速域でちゃんとこの減速度がかかってくれればの話だが） さて、問題のＰＣＣ車であるが結果は以上のようになった、 常用（a=7.2) １７６キロから６００メートルで停車可能 最大（a=12.8) ２３５キロから６００メートルで停車可能 なんと、新幹線並みのスピードでも６００メートルで停車できてしまう。化け物のような減速度である。アメリカのような車万能社会で数都市でも路面電車が生き残っているのはＰＣＣ車のおかげだと言うが、それもこの性能を見ればうなずける話である。 ところで、ＰＣＣ車は、この驚異的な減速を実現するためにレールブレーキを、高加速を実現するために、ギヤ比を高めた高出力モーターを採用している。そのため、数百メートル毎に電停や信号のある併用軌道でのスピードアップや、自動車との衝突事故防止には高い能力を発揮するが、均衡速度は６５キロ程度、世間でよく言われている「高加減速車でのスピードアップ」を実現するためにはもっと大きいモーターを使わなくてはいけないことになってしまうが、これをやると莫大な設備投資が必要。「高加減速車でのスピードアップ」は、２０世紀初頭のイギリスのグレートイースタン鉄道の蒸気運転の通勤列車で試みられたが、このときも路盤強化に莫大な投資が必要な事が判明し断念、以来、さまざまな試みが行われているのだが、阪神のような特定列車限定の試みを除けば画期的な成果を残していないのが現状である。 また、計算上の結果からは在来線で新幹線を運転できてしまうような印象を受けるが、これも随分怪しい。２４０キロからかけるレールブレーキなんて恐ろしくて想像がつかないし、減速度１２と言うのは時速２０キロから５メートルで停止すると言うことで、かなり横方向に引っ張られる筈である。加減速は２とか３のレベルなら慣れの問題だが、１０にもなると、体への負荷が無視できなくなってくる。自家用車のように原則シートベルト着用ならいいが、普通の電車だとちょっと恐ろしい。ＰＣＣ車でこの性能を持たせたのは、単車運転なら乗客の状態を確認してブレーキをかける事が出来たからだと考えられる。ともかく、数字だけ一人歩きさせるのは要注意ということで．．．。 (注）ＰＣＣ車は直巻電動機を採用している。直巻電動機は低速で高トルク、高速で低トルクなので、一定の加速で加速できる速度域（定引張力域）は少なく、「この加速力で５０キロまで何秒」なんて計算をするのはさすがにナンセンスだろう。といって特性領域を計算するのは面倒。そのためここではバネや空気の圧力で調整がきくと想定できる減速の話に的を絞ることにした。 2004年1月11日 このネタを活用しようと再計算したら計算が間違っていた・・・。しかも、掛け算の部分で・・・（反省して修正）。 |