新幹線の先頭車両はあの鳥のクチバシを応用して設計されている

前回、フクロウの持つ特徴が500系新幹線の騒音対策に活かされているという記事を書きました。

 

フクロウは羽ばたく時に音が少ない
フクロウの風切り羽根にはセレーションと呼ばれるギザギザがついています。これが空を飛ぶ時の空気抵抗を減らしているのです。
icon-link前回記事:新幹線にフクロウの羽根がデザインされているってどういうこと!?

 

そして、実はこの500系新幹線にはもう1種類、別の鳥の構造が活かされています

 

より速く!

より速く走る新幹線の開発の中で、騒音に対する課題は特に難しいそうです。日本の騒音に対する基準は世界で一番厳しいともいわれていますが、確かに住宅街のすぐそばを超高速の車両が走り抜けるなどということは日本ならではの問題なのかもしれません。

 

さらに、日本はご存じの通り、とても山の多い国
山陽新幹線においては、全線553.7キロの内、実に51%がトンネルなのだそう!
これは驚きです。

 

そしてそんなトンネルを超高速で走行する際、トンネルドンという嘘のような名前(※俗称)の現象が起こるのだそうです。

 

トンネルドン(トンネル微気圧波)
乗り物がトンネルに突入、および脱出する際に発生する、空気の圧力波のことである。特に、高速鉄道の列車がトンネルに突入した際に発生させた圧縮波が、長いトンネルにおいて音速で前方に伝わる際にトンネル内の拡散できない空気の抵抗によって圧縮強調されて衝撃波のようになり、それがトンネル出口で解放され、出口周辺に大きな発破音や振動を発生させることが問題になる。「ドーン」という砲撃のような音が出ることもあるため、「トンネルドン」などとも呼ばれる。
 icon-link 引用:wikipedia トンネル微気圧波

 

説明を読んでもなんだかよく分かりませんが、ドラえもんに出てくる空気砲みたいなものなんでしょう、、きっと。

 

とにかくこの圧力の差に高速で突っ込むことによって生まれる大きな音を緩和するために取り入れた動物がこちら。

カワセミです。

 

カワセミは空中から高速で水中にダイブします。空気中と水中で1000倍もの抵抗差が生じるのだそうです。それでも、飛び込む水しぶきは極めて少ないのがカワセミのすごいところ。

そのすごいカワセミのクチバシの部位を応用して設計されたのが500系新幹線の先頭形状。
このカワセミ型の形状の成果で走行抵抗が30%減り、トンネル出口での騒音が解決し、消費電力も15%減ったそうです。

 

すごいです。カワセミ。

 

すごいです。500系新幹線。

 

 

その後の新幹線

さて。

 

その後、500系新幹線の後継機も続々と投入されていますが、その車両たちの設計は一体どうなっているのでしょうか?

 

実は、

フクロウのパンタグラフカワセミの先頭形状

していません!!(驚)

 

パンタグラフに関しては、コストが大変かかるそうで後継機からは低コストで低騒音が実現された別デザインになったそうです。
そして、先頭形状もその独特の形状から運転席も客席も圧迫してしまうことから、別の設計へと改められたそうです。

(※画像は700系新幹線)

 

なんだか少し残念な気もしますが、今後も様々な分野において、動物たちから得るヒントもたくさんあるのでしょう。
それにフクロウやカワセミは、当時は最新だった技術を既に身体に持ち合わせているということは確かなことです。

 

改めて動物たちに感服ですね!!

 

 icon-link 前回記事:新幹線にフクロウの羽根がデザインされているってどういうこと!?