軽量車両の軽やかな走り - 真空で軽量鉄道車両を実現

軽量車両の軽やかな走り - 真空で軽量鉄道車両を実現

自転車を除き、どの輸送手段も運ぶ貨物より輸送手段の方が重いと言えます。もしそこを覆せれば、輸送手段にかかるエネルギーをより効率的に活用できるようになるでしょう。真空ポンプによって駆動される大気圧鉄道は、まさにこれに該当します。
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現在、車1台の重量は、コンパクトカーであっても1トン近くあります。車に2人乗車したとしても、エネルギーの90%近くが、車そのものの移動に消費されます。この例では、乗客による消費はわずか10%強を占めるに過ぎません。貨物を満載しても積載重量と車両重量の比が1:4を超えることは滅多にありません。これが飛行機の場合は鉄道などより更に効率が悪くなります。

車両駆動部の分離

従来型の車両の中で最も重い部品は、決まって駆動部です。唯一、自転車の場合だけは、乗客が駆動部の機能も果たすため、高い効率性が達成されます。しかし、モーターなどの駆動部を車両に搭載する必要が本当にあるのでしょうか?ルート上のどこかにモーターを設置して、そのパワーを離れた場所の車両に伝達する方が効率がよいと考えられます。これは、1世紀前のエンジニアが考案したアイデアです。最初の大気圧鉄道の路線は、1840年代にアイルランドとイングランドに建設されました。

基本的な考え方はシンプルです。レールの間にパイプを敷設し、その上部にスロットを設け、柔軟性のあるフラップで密閉します。パイプ内部には、パイプ口径に合うピストンが挿入されています。これを、パイプのスロットを通じて車両下部に固定します。ここで真空ポンプを使い、ピストンの前方を減圧します。こうしてピストンが引かれると、ピストンに固定された車両も引かれます。コンプレッサーを使い、後方から加圧で補助することも可能です。

2度目のトライで成功

19世紀の素材や密閉技術、真空技術では、パイプスロットの密閉や実用的な真空ポンプの運転が困難でした。技術の発展で、今ではこれらの問題が解消されています。ブラジルのエンジニア、Oskar Coesterは、1970年代に空気推進車両、「Aeromovel」の開発に成功しました。この輸送システムは、19世紀の大気圧鉄道と同じ原理で動くものです。

近代化された今回のバージョンでは、丸の代わりに長方形のパイプラインが敷かれ、内側にはピストンではなく、同じく長方形のプレートがあり、取り付けられた車両に推進力を伝えます。鉄道車両の前の真空と後ろの加圧の両方に、固定ポンプの力が使われています。1980年のハノーバーでの展示会で、テスト車両の走行が行われました。現在では、インドネシアのテーマパークでの全長3.2キロメートルの環状鉄道と、ブラジル ポルトアレグレの空港での全長1,000メートルの鉄道の2つのAeromovelが運用されています。今後もまだ設置計画があります。積載重量と車両重量の比を1:1にすることは通常の鉄道では驚異的なことですが、Aeromovelなら満員の場合でも不可能ではありません。

自重に加えて大量の石炭を運ばなければならなかった蒸気機関車にとって代わる技術としては、早い段階から疑問の声が上がっていました。ロンドンとクロイドンを結ぶ路線で、この大気圧鉄道は、1845年に時速160キロメートルという最高速度を記録しています。蒸気機関車がこの速度を超えるには、それから約60年もかかりました。にもかかわらず、ほとんどの大気圧鉄道路線の運行は、その後間もなく停止されました。

パイプスロットの密閉性の弱さが、決定的な弱点でした。スロットを密閉する目的のフラップには通常、牡牛の皮を石けんやタラ肝油などの物質で潤滑したものが使われていました。しかし、皮は凍ると固くなり、脆くなりました。さらに、使用されている潤滑剤にネズミが集まり、フラップを噛みちぎるという被害もありました。列車の運行状況を知らせる通信技術もなかったため、決められたスケジュールで真空ポンプを蒸気エンジンで作動させていました。そもそも効率の悪い蒸気エンジンでしたが、列車に遅れが生じると更に無駄な石炭が消費されることになりました。一部の列車では、始動や、プラットフォームの停車位置できっちり停止することが難しい場合もありました。このようなデメリットが重なったことと、蒸気機関車の進歩により、有望なこの技術は一旦終わりを迎えることになったのです。


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