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時速360km!JR東「超高速新幹線」の技術革命

2019年春のデビューに向けて開発が進められているJR東日本の新幹線試験車両E956形ALFA-X(アルファエックス)。JR東日本の公式サイトでは「さらなる安全性・安定性の追求」「快適性の向上」「環境性能の向上」「メンテナンスの革新」をコンセプトとして、ビッグデータやAIなどを活用して開発を進めている。

その中でも注目すべきは営業運転での最高時速360kmの可能性を技術的に検証するということだ。ALFA-Xの開発は次世代型新幹線のプロトタイプであると同時に、北海道新幹線の札幌延伸を視野に入れた技術開発も行う。その中には快適性や速達性といった要素もあり、時速360km運転もそのテーマの1つだ。ところで最高時速360kmといえば、2005~2009年にかけてJR東日本が高速試験車両E954形FASTECH(ファステック)360S(フル規格新幹線)、E955形FASTECH360Z(ミニ新幹線)による速度向上試験を実施したことがある。試験の結果、時速360km運転は実現しなかったものの、最高時速を320kmに引き上げて、営業用車両のE5系、E6系が登場した経緯がある。

そこでFASTECH360の試験結果を振り返りながら、ALFA-Xが時速360kmを実現するために現在公表されている技術の考察と、新たに採用される技術の予想をしてみたい。


このFASTECH360による試験では、営業最高時速360kmに対していくつかの課題が残った。その1つが非常制動時の課題だ。新幹線に限った話ではないが、非常制動は停電時を考慮して基礎ブレーキのみで行うのが原則だ。時速360kmからの非常制動距離の目標はE2系の時速275kmからの非常制動距離である4000m以内。これはスピードアップしても性能が悪化してはならないという現状非悪化のルールに基づくものだ。

FASTECH360は、非常制動時の発熱による反りが少ない中央締結方式ブレーキディスクと、反ったディスクに柔軟に接触して高い摩擦係数が得られる分割式ブレーキライニングを採用。さらに熱の影響を受けやすい油圧部品を取り除いて、新幹線初の空圧式ブレーキキャリパを採用した。さらに空気抵抗増加装置を搭載。車体にはネコミミとも呼ばれる抵抗板を格納し、非常制動時には空気シリンダを用いて屋根上に展開する構造とした。
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先頭列車は長い鼻の形をしており、反対側は現在E5系と同様の丸みを帯びた鼻の形をしている。騒音の原因となる狭いトンネル進入時に発生する圧力波を防ぐためだ。高速列車が高速で狭いトンネルに進入する際、トンネル内の空気が急に圧縮され、圧力が高くなり、列車がトンネルを抜けると驚異的な騒音を吐き出すため、トンネルと線路周辺での騒音苦情が絶えない。走行試験で時速398㎞を記録したが、ノイズの問題を解決できず、現在E5系の高速列車の最高速度は時速320㎞に制限された。

目標は、2030年に予定されている北海道新幹線を札幌まで結ぶ延長区間で時速360㎞運行を実現するもので、地震が頻繁に発生する地域の特性を勘案し、高速走行中に車両の脱線を防ぎ、乗り心地を高めるための揺れ低減装置も搭載する予定だ。 またJR東海も2020年走行を目標に「N700S」を開発している。小型化で発生した空間にはリチウムイオン電池を搭載し、地震発生で鉄橋やトンネルで停止した場合でも乗客が避難することができるところまで自らのエネルギーを使って運行する。またトイレも使用できるようにするという。

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[ 2018年09月04日 09:14 ] カテゴリ:日本経済 | TB(0) | CM(0)
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