□本格的にやりますと、キョーカショ2冊分程になりますので本気になってやる気は全くありません。
□それともう一つ：構成についてですが
お話の中心は「列車走行抵抗」ですが、この抵抗は「列車抵抗の一部です。
また理論的なことが苦手な方、
話の構成を
「列車抵抗の分析」
①少し理論的なことを書きます。ただし走行抵抗については書きません
②①のまとめを書きます
③走行抵抗の実際を書きます
④走行抵抗のまとめを書きます
※理論的なことが苦手な方は②と④だけ読めば話がわかっていただけるように書いてみたいと思います・・・かけるかな・？
また、嘘みたいなホントーの話ですが、「走行抵抗」は全世界的golden standardがなく、自国の研究者たちが自国流のstanndardを決めるという、
まー、こーゆー時代になっても、いまだ世界基準の算出方法が決まっていないといった「モヤモヤした分野」です。
その中にあって、戦前、主に「帝国鉄道庁→鉄道省工作局・車輌課長、同電気車主任から課長時代」、国内の鉄道車輌の国産化の推進、走行抵抗公式の算出と国内の標準仕様化に心砕いた工学博士・朝倉希一(アサクラ・キイチ)氏[明治16(1883)年-昭和53(1978)年]の存在を皆様に知っていただくべく、記事を書きました。
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Ａ 列車抵抗の分析 ①
◇列車が線路上を走行する際に発生する、進行を妨げようとする抵抗の総称を列車抵抗とよんでいます。
◇列車抵抗は通例次の5種に区別され、単独または必要に応じ合計して算定されます。
① 発車の際に起る抵抗：出発抵抗。
② 平坦・直線路を一定の速度で運転するときに起る抵抗：走行抵抗
③ 勾配を運転するために起る抵抗：勾配抵抗
④ 曲線路を運転するために起る抵抗：曲線抵抗
⑤ 列車を加速するために起る抵抗：加速抵抗
◎列車抵抗は出発抵抗をはじめ走行抵抗・勾配抵抗・曲線抵抗・加速抵抗ともすべて列車重量1t当りについての単位重量です。
◎以上のうち、出発抵抗(Starting resistance）だけは、常時発生しているものではありませんので、少し説明させていただきます。
＜出発抵抗＞
車輌は、静止状態から、走り始めると、車軸は軸受けに密着している状態から、ある程度隙間ができて回転していく状態といーますか、離れて浮いた感じに変わっていくわけです。
そのため、動き始めは、＜金属同士がほぼ直接すれ合う比較的大きい抵抗＋冷え固まった機械油の抵抗＞があって、従来の機関車および客貨車では重量1tにつき7～10kgを要し、時としては15kgを要することもあります（以下の抵抗重量も車輌本体1ton当たりの値です）。
電気機関車では在来車輌に比べて電動機支軸・歯車伝動機構等など構造上複雑な分だけ幾分大きく10～15kg程かかり、時として20kgに及ぶこともあります。
普通客貨車の出発抵抗は8kg/tを用い、電気機関車では10kg/tを多用しています。
この値は、車両の停止している時が長ければ長いほど増大する傾向です・・・ま、あたりまえといえば、あたりまえです。
◎走行抵抗は次に少し詳しく触れますので、先に勾配抵抗を・・・
＜勾配抵抗＞
列車が上り勾配に差し掛かると、その地点傾きにより、重力のうちの勾配平行方向の成分が
が列車の進行を押し止める向きに働きます。この力を勾配抵抗といいます。
◆＜勾配抵抗＞を上の文章通りに考えた場合・・・
①列車重量をW (t)、重力加速度をg (m/s2) 勾配の角度をθとすると、
この力はWg sinθと表現することができます。
θが十分小さい範囲ではsinθ≒tanθであることを利用して、鉄道において
勾配の程度を表すために一般に用いられている千分率（パーミル）に置き換え
ると、
◎h パーミルの勾配での勾配抵抗はWghで表される。
同様に
◆10 パーミル勾配では98 (N/t)
◆25
パーミル勾配では245 (N/t) の勾配抵抗が働きます。
当然、登り勾配では列車を減速させる方向に、下り勾配では列車を加速
させる方向に働きます。
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ニュートン |
Ｎ |
１ｋｇの質量の物体に１ｍ／ｓ２の加速度を与える力 |
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そーですね、何やかや言っても、比率の問題ですから・・・
◆735系3連、編成重量：105.2ton
◆連接車、編成重量：79.1ton
◆■連接車＋付属制御車：111.71ton
＊勾配抵抗は車体重量と勾配の角度に比例する。
３者がどこの勾配（斜度θ）にとまっても、勾配抵抗は、「同じ路線を走っている限り」
105.2xtan θ：79.1ｘtan θ：111.71ｘtan θ という式ですので、車体重量の絶対値、あるいは比率だけで決まります。
735系を１とすると、どの勾配でも連接車だけで走れば79.1/105.2=0.75連接車＋付属制御車で走れば1.06と各々25%減、6%増の負担で走ることになります。
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＜曲線抵抗・トンネル抵抗＞
車重に無関係なので省略します。
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＜加速抵抗＝起動加速度＞
735系は１M2Tで、2.2km/hr/sec,,連接車は全電動車、重量25%減量、735系電車と同一電動機ですので同一加速抵抗と考えました。
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さて、問題の＜走行抵抗＞です。
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②その前に走行抵抗以外の「列車抵抗」のまとめです。
◇列車が線路上を走行する際に発生する、進行を妨げようとする抵抗の総称を列車抵抗とよんでいます。
◇列車抵抗は通例次の5種に区別され、単独または必要に応じ合計して算定されます。
① 発車の際に起る抵抗：出発抵抗。
停車時から走行時に変わる時だけに発生する抵抗です。
車輪と車軸が接触している状態から走り出して両者が完全に離れてしまえばなくなりま
す。車体が多ければ抵抗は大。
② 平坦・直線路を一定の速度で運転するときに起る抵抗：走行抵抗→次項にゆずります
③ 勾配を運転するために超る抵抗：勾配抵抗
その地点の鉄道勾配(‰)の大小が、勾配抵抗の大小と車体重量が関与。
勾配抵抗は車体重量と勾配の角度に比例する。
④ 曲線路を運転するために起る抵抗：曲線抵抗
このほかにトンネル抵抗が、車体重量に無関係ですので、今回は省略しました。
⑤ 列車を加速するために起る抵抗：加速抵抗＝起動加速度
今回の比較車輌の性能がほぼ同じ程度なので検討しませんでした。
| 走行抵抗以外の「列車抵抗」 おしまい・・・次回は「走行抵抗」についてです |