中国の3世代の列車が同じフレームに！中国の鉄道速度の反撃

制作：中国科学普及協会

著者: Shi Chang (物理化学博士)

プロデューサー: 中国科学博覧会

「CCTVニュース」の公式微博によると、一部のネットユーザーが最近、山東省青島で在来線、「和合」号、「復興」号の3世代の列車が同時に線路を走る珍しい写真を撮影したという。異なる発展形態の列車が同じフレーム内に現れ、まるで「並行する時間と空間」の現実版のようでした。

中国の3世代の列車が同じフレームに

（写真提供：CCTVニュースWeibo動画アカウント）

「中国の温度」から「中国のスピード」まで、三世代の列車の登場は、時代の進歩を映し出す衝撃的な絵であるだけでなく、中国の自主的な革新能力と科学技術の進歩の輝かしい証言でもあります。従来の列車から現在の復興列車まで、中国の列車は長年にわたってどのような変化を遂げてきましたか?

在来線：時のざわめき

「ビール、飲み物、ミネラルウォーター、ピーナッツ、メロンの種、八宝粥、そして腕と足を所定の位置に保ってください。」在来線の電車に乗ったことがある人なら、この文章はきっと聞き覚えがあるでしょう。高速列車やEMUが登場する前は、従来型の列車は常に鉄道の「王様」でした。異国の地をさまよう人でも、詩歌や遠い場所を夢見る旅人でも、「グリーントレイン」はいつでも行きたいところに連れて行ってくれます。現在、在来線は単なる交通手段ではなく、多くの人々にとって懐かしさや当時の思い出を運ぶものとなっています。

普通速列車の正式名称は普通速列車で、速度が低い旅客列車を指します。通常の状況では、通常速度は時速 120 キロメートル程度に過ぎませんが、K で始まる快速旅客列車、T で始まる特別快速旅客列車、Z で始まる直通特別快速旅客列車など、一部の急行列車は時速 160 キロメートルに達することもあります。

緑の電車

（写真提供：veerフォトギャラリー）

従来の列車で最も印象的なのは、おなじみのホーン音に加えて、初期の列車の先頭から上がる白い蒸気や黒い煙です。在来線電車の先頭部からなぜ蒸気や黒煙が出るのでしょうか？機関車から出る白い蒸気は実は水蒸気です。当初、従来の列車の動力は主に石炭を燃料とする蒸気ボイラーから供給されていました。ボイラーで石炭などの燃料が燃焼し、水を熱して蒸気を発生させ、その蒸気がピストンを動かして列車を前進させます。

技術の発展に伴い、ディーゼル機関車は徐々に蒸気機関車に取って代わり、従来の列車の主な動力源になりました。ディーゼル機関車は燃料としてディーゼルを使用します。ディーゼルエンジンが発電機を駆動し、発電機が列車を動かします。この過程で、燃料の不完全燃焼により黒煙が発生します。

ディーゼル機関車

（写真提供：veerフォトギャラリー）

現代では、電気機関車が在来線の列車の主流となっている。電力網からの電力に依存し、変圧器を使用して高圧電気を低圧電気に変換してモーターを駆動し、列車の安定した運行を実現します。同時に、環境の観点から見ると、電気機関車はより環境に優しいと言えます。

ハーモニー：時代の力強い声

2004年に、わが国は列車の高速化の需要に応えるため、海外から高速電車の技術を導入し、数年にわたる研究開発と製造を開始しました。 2007年、中国の6番目の大規模な鉄道の高速化が正式に始まり、中国のハーモニー高速鉄道が正式に運行を開始し、中国の高速鉄道分野の空白を埋めました。

複数の技術を導入し、カーブで追い越しをする戦略は、中国の高速鉄道の発展に時間を稼いだが、技術的な互換性の問題ももたらした。例えば、異なる技術プラットフォームに基づいて開発された車両モデルの動作プラットフォームと関連部品は相互に通信することが難しく、実際の操作とメンテナンスに大きな課題をもたらします。これを基に、中国の多くの研究開発機関が外国技術の封鎖を突破し、車体、台車などの技術の自主開発を徐々に実現し、中国標準のEMU列車ネットワーク制御システムのハードウェアとソフトウェアの独立性を実現し、列車に「中国の頭脳」を搭載した。

Harmonyの登場により、すべての人の旅行に質的な飛躍がもたらされ、旅行時間が短縮されるだけでなく、乗車時の快適性も大幅に向上しました。一般的に、D で始まるハーモニー EMU 列車の速度は 200 ～ 250 km/h ですが、G で始まる列車はより高速な EMU 列車であり、300 ～ 350 km/h の速度に達することができます。ハーモニー列車はなぜより高速な速度を出せるのでしょうか?

高速列車

（写真提供：veerフォトギャラリー）

高度な電力システム: ハーモニー列車は高度な電気牽引技術を採用しています。列車全体の各車両には駆動モーターが装備されており、より大きな牽引力を発揮するとともに、列車の安定性と安全性が向上します。

空気抵抗の低減: ハーモニー列車の前面は、「弾丸の頭」に似た流線型のデザインを採用しています。この設計により、高速走行時の列車の空気抵抗が軽減されるだけでなく、列車と線路の間の力が高まり、列車の脱線を防止します。同時に、高速走行時の安定性と快適性を確保するために、車体構造とサスペンションシステムも慎重に設計されています。

完全なインフラ: 中国の高速鉄道インフラは、シームレス鋼レール、バラストレス軌道、高架橋、トンネルなど、非常に完備しています。これらの設備は、ハーモニー列車の高速運行をしっかりと保証します。

高速鉄道橋

（写真提供：veerフォトギャラリー）

復興：未来への序曲

復興号は、中国が完全な知的財産権を持ち、自主開発した新世代の高速列車です。まさに「中国の赤ちゃん」です。最高運転速度は約350km/hに達します。復興の研究開発は、国内の多くのハイテク技術を統合し、牽引、ブレーキ、ネットワーク、台車、車軸などの主要技術で画期的な進歩を達成しました。この過程で、中国の鉄道科学研究チームは多くの技術的困難を克服し、独立した知的財産権を持つ高速鉄道技術システムを形成しました。

復興号は、ハーモニー号に比べて、より先進的な低抵抗の流線型フロントエンドを採用し、車体全体もより滑らかで、運行中のエネルギー消費も低くなっています。

復興列車

（写真提供：veerフォトギャラリー）

復興号は乗客により良い乗車体験も提供します。普通の列車の混雑した光景とは異なり、復興号の車内は特に広々としており、座席の間隔は1メートル以上あります。さらに、列車内はWi-Fi完備で、乗車中は無料でご利用いただけます。あらゆる細部に渡って Made in China の強さが表れています。

復興列車の内部

（写真提供：veerフォトギャラリー）

将来の列車は他にどのような技術的進歩を達成するでしょうか?

超高速列車技術：高温超伝導磁気浮上技術は、高温超伝導材料の革新的な応用により、列車の非接触サスペンションと効率的な推進を実現し、摩擦抵抗を大幅に低減します。この技術を列車に適用することで、高速鉄道の速度がさらに向上すると期待されています。

猛スピードの列車

（写真提供：veerフォトギャラリー）

環境保護・省エネ技術：再生可能エネルギーや太陽エネルギー、風力エネルギーなどのクリーンエネルギーを電源として使用し、化石燃料の使用を減らし、二酸化炭素排出量を削減します。例えば、燃料電池は電車に電力を供給しますが、これは環境に優しいという利点があるだけでなく、降雪などの悪天候でも電車に電力を供給することができます。

軽量設計と材料の適用：炭素繊維複合材料などのより軽くて強い材料を採用することで、列車の重量を軽減し、エネルギー消費を削減し、列車の運行効率を向上させることができます。

結論

3台の車が並んで走る、時代の象徴。従来のスピードから調和、そして復興へと、中国の鉄道は国の大きな飛躍を目撃してきた。これは単なる技術の進歩ではなく、人々の闘争と革新の精神の反映でもあります。今後、鉄道技術は次々と進歩し、より効率的で便利、そして環境に優しい移動手段が登場することを期待しています。

参考文献:

1.Raghunathan RS、Kim HD、Setoguchi T. 高速鉄道車両の空気力学[J].Progress in Aerospace Sciences、2002年。

2. 孫章。 「復興」は中国の鉄道に新たな時代をもたらす[J]。サイエンス、2017年。

3. 薛俊、方明。チャイナハーモニーCRH EMU [J]。中国科学技術投資、2008年。

4.徐仁華。東風8Bディーゼル機関車[J]。鉄道機関車と電車、1998 年。