JR北海道、これからどーすんの?その2 :「ドル箱路線信用回復 他」・・・「北斗」の件② | 余生庵 カラスの晴耕雨・読ぶろく…クンセイが肴

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 「記事更新頑張りましょう」といったコメントにはお返事できま
  せん。

JR北海道、信用回復なるか?その2、「北斗」の件②

※何度も申しますが、私は鉄道大好き人間ですので、途中鉄道機関について多少ひどいことを申し上げるように聞こえても、エールと思っていただければ幸いかと存じます。


 皆様、初めまして。
私、ナント、先刻、JR北海道がキキューソンボーの状況に曝されていると伺いまして、日高管内・平取(びらとり)町から、このシリーズの語り部をかって出て参りました「アイヌ犬の犬四郎」と申します。
あれ?何かオカシーですか??

皆様にJR北海道の現況などのイクバクかなどお伝えできればと愚考しております次第であります。
それで、その1から皆様に説明申し上げておりましたのに、紹介が遅れて失礼いたしました。
では、いきましょー。

「ドル箱路線」と申しましたのは、10/2の記事で、今後30年経つ(平成7[1995]年→37[2025]年)と、道民は560万人から441万人になるという推計値(あくまでも一つの予測値にすぎません)をお示ししましたが、JR北海道内で、先の30年間、駅勢人口が減りそうもない鉄道沿線は<札幌・千歳>間しかないようなのです。そうすると、必然的に、札幌発函館行き特急、室蘭行き特急、あるいは空港快速(エアポート)の信頼だけは何とか取り返しておかなければならないと思いますでしょ?

え?2025-2030年ころ新幹線は札幌に到達するはずではなかったのかって?
10km以上のトンネル延長だけで檜山トンネル(以下Tと略、函館・八雲間20km)、内浦T、昆布T(長万部・倶知安間、各15km,10km)、二ツ森T、後志T(倶知安・新小樽間、各12km,18km)、手稲T(新小樽・札幌、18km)・・・・とまあこれだけあり・・・
出水、地盤不安定など、不測の事態に阻まれて工事は延びて行くとゆーこともあるカモ?

下の表には載せませんでしたが、モチロン、倶知安町の「羊蹄T,7.5km」など羊蹄山の伏流水対策は万全なんですもんネ!!?
*********北海道新幹線10km以上のトンネル************
檜山T(函館・八雲間、延長20km)
内浦T(長万部・倶知安間、延長15km,)
昆布T(長万部・倶知安間、延長10km)
二ツ森T(倶知安・新小樽間、延長12km)
後志T(倶知安・新小樽間、延長18km)
手稲T(新小樽・札幌間、延長18km)
**************************************************
その、室蘭・函館方面の信用回復後の交通網再編については、難しい問題も内包されておりまして、両市とも2025年には1995年の人口の60-70%程度になるといわれており、函館は20万人、室蘭は6万人となる見込みです。室蘭は高速バス網が、札幌から2社入っておりますので、JR特急が現在のまま居座っても(5輌編成5往復)いずれ輸送量の供給過剰となるでしょう。
室蘭特急は消滅の公算が強いように思います。
ひょっとしたら、特急より停車駅が多く、所要時間が同じ程度、しかも往復割引付き快速便をはしらせたら・・・車輌はもちろん全電動車化した785系。ただし、現在非電動車のところは2個モーターで・・・
◎現行編成:電動車x3(920KW=230KWモータ4個車x1+760KW=190KWモータ4個車x2)
+非電動車x2、編成重量196.9ton, 1ton当たりのパワーは
3M2T,(920kwx1+760kwx2=2440kw→2440/196.9=12.39kw/ton
快速電車には、上記の非電動車に230kwモーターを2個搭載
3M2m,(2440kw+230x2x2=2900kW→2900kw/196.9ton=14.73kw/ton)になります。
m:2個モーター、M:レギュラーの4個モーター車。

また、脱線、してしまいましたので、脱線ついでに・・・

結局、需要(+)として残ると思われる千歳・室蘭線廻り函館特急は、
札幌から①函館行きになるのか、②長万部行き新幹線接続便となるのか、③新八雲行き・雲石(八雲・熊石)峠経由江差行きバス便に接続となるか・・・
①の列車は②③のお仕事もできますので、①がメインになりますか?
でも①は鬼門の八雲・落部、大沼近郊といった地盤が悪いところを走りますから・・・

といったところでとどめておくつもりでしたが、記事をあまりにもチンタラ書いているうちに、
<実はこの記事少しずつ、10/1から継ぎ足しで書いているんです>ここJR北海道で、新たに、軌道幅が基準幅±誤差幅より大幅(20mm以上)に広がっている個所がごろごろ出て参りまして・・・はじめ970ヶ所・・・次110ヶ所・・・後から後から・・・

単に直線コースで広がっている場合、チョットのカーブがあれば曲線抵抗(後述)などでそちら側に広がります、そして、ポイント脱線事故も起こりました。
ポイント号数が小さすぎて(号数が小さいほど、分岐角が急)そこに充分減速していない車輌が侵入するだけで広がっていきます。

内浦湾の防護壁も一部崩れたようです。 

もう「一見悪いところ・悪くなりそうなトコロ」はでてしまったような気がいたします。
するとトーゼン改善点は見えて参ります。

①設計出力ギリギリで走らせていた「火を噴いた車輌達」→大出力エンジン車(トップスピードが大きくなる)を作成。
設計最高速度の70-80%程度の出力で運転。(「途中故障しても、2台エンジンカットなどでも充分時刻表に遅れず走ることができる」ということも条件に入れるべきでしょうか?)。

ハイブリッド車で低燃費・・・なんてのが素敵なのですが、私には仕掛けが分かりませんので現行の特急ディーゼル車のスケールアップ版というのを考えてみたいと思います。

現在JR北海道の最強のディーゼル特急は「スーパーとかち」などに使われておりますキハ261系-1000番台で、各車エンジンは460PSx2(N-DMF13HZJ)、変速機は「N-DT261A(140km/hr対応)」であります。

このHZシリーズ、
元々「シリンダ径Xストリークが130x160mmで排気量12.7L」から発展、
次が、HZAの132.9x160mm、排気量13.3Lで450 or 460PSとなりました。

ただ、どーも、私は古い生き物でして、このシリンダの内径を広げて排気量を増やして出力アップを狙うやり方を、「ボア・アップ」と申しまして、自動車ですと、シリンダ内筒も交換するこのやり方は「車検が通りません(車とテツドー車輌をいっしょくたにしてどーするつもりだ?)」。

一方、シリンダ内径そのままに、シリンダを上下に伸ばし、ピストン運動を長くしてパワーアップする方法を「ストローク・アップ(まんまぢゃないか!というご批判はなしにしてください)」と申しまして、燃焼室の排気をうまく処理しなければ、次に入ってくる混合気に少し汚れが混ざってしまうという欠点があるものの、こちらは車検が通ります。

では、どーして、車検にとーらないようなエンジン改造をして、パワーアップを狙ったのか?
ボア・アップしますとシリンダが肥満児に近くなります(スクエア型またはボックス型とも呼んでいます)が、そーすることによって、エンジン内筒の往復運動が短くなり、ひいては速い往復運動からゆっくりの運動まで対応がしやすくなって、エンジンの動きとしては万能に近くなります。一方ストローク・アップエンジンはスバヤイ運転には向きませんし、内筒の上限・下限位置でのスピードダウンの距離が長く効率がよくありません。
ボア・アップを採用した改造経緯にはそういった理由があったのではと、私は邪推致しました。

しかし、そのお話とは別に、さらに、DMF系の進化は続いているようで、HZBでは同じシリンダ径ながら燃料噴射装置を変えたか、排気システムを強化したか、ターボチャージャーのブースタ圧をアップさせたか?530PSエンジン車があります。
それでもですねー・・・多分これでうまく行ったら次を狙う・・・という考えと思いますが・・・
まー一つの案ですから、・・・この530PSエンジン2台搭載して140PS/台増し、これが7輌で走ると980PS+ですか?

では、私は違った方法を考えます。260/280系は2軸駆動車ではないので、先頭車の先頭台車は強度上問題がなければ2軸駆動。6両以上の編成で中間にも2軸駆動車を1台入れたいですね。
新エンジンを開発するより、既存のエンジンに変速システムのみ強化した方が、信頼度は高いはずですし、開発時間は短く済むはずです。

4輌編成[①先台車に460x2PS,後台車に460PS][②460x2][③460x2][④①に同じ]
  460PSx10=4600PS
  *名寄以北は先頭車の第3エンジンはカット。全車第6シリンダカット→3680から3066PSに
  *名寄以南は全排気量の80%運転とする=3680PS(丁度以前の力行運転)でMAX130km/hrを
                           狙う
7輌編成[①先台車に460x2PS,後台車に460PS][②460x2][③460x2][④①に同じ][⑤460x2]       
      [⑥460x2][⑦①に同じ]
 460x20=9200PS
*名寄以北は先頭車と4号車の第3エンジンはカット。
 全車第6シリンダカット→6440から5366PSに
  *名寄以南は全排気量の80%運転とする=7360PS(丁度以前の力行運転時より大であれば) 
   MAX130km/hrを狙えるでしょう。

 *もちろん、こんなデカイエンジンをしょって運転してください、なんて申しません。
   将来的には、ハイブリッドでもっと高出力車が出てきたらそれを使って下さいという意味を     
   込めて、デカ排気量の車輌を作って見ました。
 ◇4輌編成型の場合1ton 当たりどのくらいパワーが使えるか計算してみたいと思います。
   車重は細かいことを申しますときりがありませんので、一律42ton/輌としました。
   ・従来型:460x2x4/42x4=21.9PS/ton  ・新型:(460x2x2+460x3x2)/42x4=27.4PS/ton
 ◇7輌編成型
  ・従来型:460x2x7/42x7=21.9PS/ton  ・新型:(460x2x4+460x3x3)/42x7=26.6PS/ton
 ◆785系電車(s・カムイ、5輌編成、電動車x3+非電動車x2:3M2T)との比較
  ・編成重量:189.5・・・・tonですが計算上200tonにしちゃいますよ。
  ・定格出力:先に計算した通り、230x4KW/輌x1+190x4kw/輌x2=2440KW→3317.5PS
       (0.7355KW=1PS)
           これ以外に、電車には1時間定格出力、30分定格出力、瞬間出力があります。
    最後の出力は、交流波は基準(カタログ値)のルート2倍(=1.414・・・・)の力が出ますの
      で、最後の3317.5PSを1.4倍したいと思います。4644.4PSとなり、編成重量で割ると
    23.2PS/tonとなって、強化したはずの新型のディーゼル車とさして変わらないパワーを
    得ることも可能なのがおわかりいただけたかと思います。

     おそらく、この値の大きさは「起動加速力」のカタログ値を大きく上回るのに役立ってい
     るのに違いありません。内燃車は、おおむね、特に加速力についてはカタログ値通り
     なのです。
  
    ※驚くべきは、電車の「火事場の馬鹿力」とでもいうのでしょうか?外(架線)からいくらでも
  パワーを取ることができますので、ほんの一瞬(・・・いや二瞬くらいでしょーか?)であれ
     ば、乗用車で言うと、レッドゾーンを越えての運転が可能です。
  特に、ディーゼルカーと比べ、スタートダッシュの差にはカタログ値等当てにならないくら
  いの実力差があります。

    次に、どーも、日本人てーやつは、昔から、悲劇のヒーローですとか、小さくても力持ちです
  とか、 柔よく剛を制す、など小さくて強いものに憧れますね・・・
  
  もーだいぶ古い話ですが、当時としては、スンゴク新しい技を積んだ「ED60」という直流電
  気機関車が誕生しました(昭和33[1958]年)。EF60級に相当する力もあり「アトム機関車」な
  んて呼んでいました。車重はEF66の丁度60%でした。
      これからはそーゆー時代ではなくなる。万全なものを、ヘビーな装備なものを作って、そい 
   つをある程度手抜き運転して事を進めた方がいーのではということでショか?

  ぢゃ、ちなみに「世界に名だたる巨砲・巨艦、戦艦大和(1937年起工)は日本人が作ったも
     のではないみたいではないの?!」と仰せのあなた!そー!!あなたですよ!!!


  それは大いなる勘違いであります。46センチ3連装砲9門。確かにあれだけの主砲を乗せ
  た国の主要戦闘艦は他の国には存在しません。
 
  しかし、ほぼ同じクラスの戦艦を見てみますと、例えば、アイオワ級(米国、1940年起工、主 
  砲40.6cm,全長271m、基準排水量は大和の80%・・・etcetc)などみてみますと、「実にコンパ 
  クトに仕上がっている
」のがおわかりいただけるかと思います。
  大和の全長は263mでありますが、同じ程度の兵装を搭載した場合、他国の技術では全長
     300mを越えていたであろうとする学者さんが大半を占めます。これだけの「小型」に仕上が
  ったのも、当時の造船技術のボス、南雲造船技術中将(のち東京帝大教授を経て同大学
     長)の手腕によるところが大きいと言われています。

  スイマセン、脱線の話をするのに、脱輪やら、船の話になって。

  さて、今後、私が申し上げたような人口動向に合わせたケチケチ列車が走るか、でっかく作
  って、6-8割程度の力で操縦して、それを継続するのかどちらかで行くのでしょう・・・であれ
  ば、故障はずーーーと少なくなると思いませんか?

  もう、判断しなければ、そろそろ困るのではありませんか?
   え?JR北海道はそんな金はないはずだ??そーいえば、今回の一連のソードーでそれがば 
  れちゃったんでしたものね。

   それでは、前回シリーズの補足に曲線抵抗・トンネル抵抗というのをやりたいと思っているの 
 ですが、その前に、今201系ディーゼルカー3連+731系電車3連が唯一協調運転を行ってい
 る例ですが本当に両者の馬力数が釣り合っているかどうか検討してみましょう。
◇やり方は今までと全く同じです。
*201系 450PSx2/輌x3輌 with 118.0ton
    450x2x3/118=22,88PS
*731系
  230KWx4/100ton=9.2kw/ton→9.2/0.7355=12.51PS(1PS=0.7355kw)
    架線からの瞬間最大馬力は→12.51x1.4=17.51PS/ton

   でも、実際に乗ってみると・・・
  朝方は小樽から札幌方に向かって、731-3連+201系-3連で参ります。
  発車直後は、どー贔屓目に見ても、731が201をひぱっていて、後から201が後ろから押して  
 以前の蒸気機関車の後補機のように押しているという感じでしょうか。
 731、201どちらに乗っても変わりません。
 上の計算では起動加速度(前回シリーズ、10/19をご覧下さい)やら、電車の起動時の瞬間ば
  か力を入れても731系、17.51PS/ton<201系、22.88PS/tonとどー考えたって電車が不利なの
 に、実際は電車の勝ちー!になりますね。

 こーゆー時は私が説明するより「名著」を御一読ください。
 「鉄道メカニズム探求、Can Books, 辻村 功 著、JTBパブリッシング、2012年、
 特に「定格出力,PP93-95」と題した昭和50年の電車特急・ひばりとディーゼル特急・つばさの
  時刻表での所要時間の差が、引張力ー時間曲線を描くと、どのように反映されるかの説明が
  初心者でもわかりやすく説明されているのがうれしいです。
 
さて私はここで平取に帰る予定でしたが、内浦湾で護岸がはげ落ちたので、ついでに曲線抵抗、トンネル抵抗の話をしていけと、カラスからの命令がありましたので、やっていくことにいたします。

今回、JRさんは、軌道の点検、管理すらできなくなっていたようですね。
それは、予算や人手不足でやる気がうせてしまうような保線区・保守体制になってしまったといった、不幸な一面もあったようですが。

全体を通して言えることは、

①車のトラブルが相次ぎましたけれど、(中には、ミス隠しなんてのもありましたが)、次第に一極集中化が進む中、「どのような車を作るべき時」も近づきつつあります。
いわゆる新旧交代の時期で(例えばキハ40-48系などの引退時期の検討)、ことは車を直せばいいというだけではすまないようです。・・・まして年較差が他三島のJR社より大きい北海道の場合はなおさら難しいとは思いますが・・・
ですから、けちな軽量車か、遠距離は大エンジン車で走らせようという魂胆です。

②軌道幅が狂いの限界上限値20mm/1067mmを越えているので、木製枕木からPC枕木(コンクリート枕木)に早く変えるべきである、という声が多数のところから上がってきていますが、こちらも次項にありますように、路盤が流出する場合もあり、枕木だけ取り換えても何ともしがたいではありませんか。
ここでもやはり、年較差が厳しいので、軌道下に水たまりができれば季節により氷結→膨張・縮小を繰り返し、路盤を早期に崩壊させてしまいます。
枕木も、コンクリートにしてみたところで、裏面から傷が入って、そこから浸水・氷結すれば、水の量によっては、弾性が木より劣るコンクリートは簡単に亀裂くらいなら入ります。
ここは、イニシャル・コストは高いですが、交換時期まで長持ちして結局得をするといわれている「スラブ軌道・・・(高架鉄道などに使われている、路盤とそれに広い板+軌道を直接乗せるような線路の敷き方)」を使いませんか?
そーすれば、万が一、路盤がわずか」流れても、軌道自体は繋がっていますので、応急処置ですぐ仮復旧できますし、次の対策用にもっと強固な線形が確保できると思われます。

③築堤、海岸・河川護岸のホーカイもしくはそれに類するもの。
  10月22日、函館線落部・石倉間の内浦湾に面した、高さ5m、暑さ1-2mのコンクリート製護岸壁の、海面に近い部分縦0.6x横1.6mに亘って貫通。中の土砂も流出とありました。1945年の完成後2年に1度点検に廻るようなって規則だそうですが、完成以来68年間補修なしで使われるづけられていたというのです。

たまたま、私が買い求めた「鉄道ピクトリアル誌、1991年3月臨時増刊号「特集・北海道の鉄道」のなかに、廃線・路線変更についての泰斗、堀 淳一先生が執筆された「地形図でみるJR線の路線変更区間の記録」という記事がありましてpp67-83)、さらに野田追(昭和34年「野田生」に改称、「野田生ー落部ー石倉」と続きます)から石倉の複線化と路線変更の様子を、大正6年昭和28,38,53年の4回の地図から考察されつつ、さらに個人的推論を重ねるなど手法を駆使され岸辺の様子も描いておられます。
国鉄・北海道支社さんが、複線化・路線変更に苦労された場所(堀先生・筆)に対して、新聞では「昭和20年以来何もせず」とありましたが、明治の設備を改良したかどうか?という報道は??考察されていませんでした。
初代・北海道鉄道の管理状況は如何なものだったのでしょうか?いわゆる「山線」を使っていた鉄道ですから、機関車は重量級のカマが使われていたはずです。

新聞の倒れそうな電信柱、穴のあいたコンクリート壁からの土砂流失は、特に電信柱については、防護壁からチョイと距離があり、国鉄ばかりではなく、初代・北海道鉄道さんにも何らかの責任があるような気がしてなりません。

推論ばかり申し上げていても問題は解決になりません。
いまは、何かあっても当時の国鉄北海道支社とJR北海道は何もしなかったであろうということしか言えません。

いっそのこと、海岸壁を固めるのではなく、沿岸漁業・干潟に影響がなければ、特に波が強いところは防波堤にしちゃうってーのはいかがなんでしょーか?

それでは、済んでしまったことは、いくつか文句を付けるのにとどめ、
前回シリーズで、車重に関係ないので省略させていただいていた、まず曲線抵抗を追加させていただきます。。

<曲線抵抗>

列車が曲線を走行すると、外側のレールとフランジが接触したり、外側と内側のレールの長さが異なることを吸収するために車輪が滑ったりします。
このことから直線区間を走行している時に比べて列車抵抗が増大します

この力を曲線抵抗といいます。多数の要因を受けます。
一般に<モリソンの式>が使用されています。

モリソンの式
:曲線抵抗(N/ton)=gx1000x(車輪とレールの摩擦係数x(軌間mm+台車間距離m)----☆
    ☆式を2x曲線の半径mで割ります

これではあまりにも「クドクド」なので、我が国の学者さんたちが作った(JR在来線を用いて作製)簡素化した式は、

日本在来線式曲線抵抗=(定数)xg÷その地点の曲線半径  となりました

◎モリソンさんの式も日本流の式も、曲線抵抗は半径に反比例することが最重要でしょうか
◎じゃ、「日本流の定数K」はどうやって計算するの?あるいは決めているの?」
Kは定数で、JR在来線では800を使っているということです。
そーしますと、曲線抵抗は、半径800 mのカーブでは9.8 N/t、400 mのカーブでは19.6 N/t 程度になります。

<トンネル抵抗>
トンネル内走行時は、風圧の影響などにより走行抵抗のうちの空気抵抗が増大します。
この増加分をトンネル抵抗と呼び、トンネルの断面積や車両の形状・速度などの値によって影響されます。

◎新幹線の場合
・270 km/hで複線断面のトンネルに突入:
   30 - 50 N/t程度の抵抗増大→3 - 5 ‰程度の上り勾配に相当
◎在来線列車の場合
・160 km/hで単線断面のトンネルに突入:
   80 - 120 N/t程度の抵抗増大→8 - 12 パーミル程度の上り勾配に相当

実際の計算式:走行抵抗の式そのものをトンネル区間用に別に設定。
          しかも車輌形式別です。
例)
新幹線100系電車のトンネル内での走行抵抗計算式
  rr = g(1.273 + 0.001v + 0.0002569v2)・・・

今回は突然乱入し、しかも、長丁場をお読み頂きありがとう存じました。
本来ですと、本シリーズは終わるはずだったのですが、カラスがどーしても
「北海道・鉄道不要論に対する反論」をぶちまけ・・・いやさらっとだよな?

さらっとと申しております。次回この予定です。

私は平取に帰ります。
皆様、機会がありましたら、アイヌとアイヌ犬の聖地、平取に是非お越しください。

 「北斗」の件②と「北斗の犬」 終了  
 次回「北海道・鉄道不要論に対する反論」予定です・・・よ・て・い・・・