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zoom RSS とてつもなくいい加減なTGV−POSの加速力計算

<<   作成日時 : 2007/06/08 21:33   >>

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何年かぶりに鉄道ジャーナル誌を買ってみました。その中に574km/hを記録したTGV-POSの特性曲線があったので、お遊びで加速時間を計算してみました。もちろん、対象は営業編成です。

別途TGV-POSの編成質量を調べると423tということなので、この数値を使います。人間が377人乗ることを考えるともうちと増えるんですが、それは面倒なので無視します。さて、特性曲線から適当に数値を読み取ってグラフ化しました。そこから適当にフィッティングして350km/hまでの牽引力と走行抵抗を数式化します。見比べてもさほど変ではない程度なグラフを作ります。こんなんです。

画像


勾配は0‰として、牽引力−走行抵抗を編成質量で割った値が加速度になります。この場合単位はkN/tになりますから、単位変換するとm/s^2です。つまりは、出てきた数値に3.6を掛けると良く見るkm/h/sの値になります。(ちなみに、よくあるkgf/tを単位変換すると0.0353km/h/sになります)

でもって、数式化したので、dv/dt=f(v)という微分方程式を解けば、任意の速度までの加速時間とその速度まで加速する走行距離が分かるのですが、それは面倒なので、表計算ソフトで5km/h刻みの一定加速度で計算します。(刻みを無限小にすれば積分ですし)

で、やってみると、0-320km/h加速に要する時間は314秒、走行距離は約18kmになりました。0-300km/hだと加速時間260秒、走行距離13kmなので、やはり高速域での加速はつらいですね。最後の20km/hの上乗せに約5kmを要する訳ですから。


ちなみに試験編成は268tで出力は同じとして、走行抵抗が問題なのですが、車軸数に比例するとして試験編成は3連接客車なので動力車が8軸に客車が4台車8軸の合計16軸。営業編成は客車8両だったと思うので9台車で18軸の合計26軸。てことは走行抵抗は16/26かな?これで計算してみると、均衡速度が400km/hになってしまうので多分どこかが極端に間違ってます。ヾ(^^; まあ、走行抵抗は速度の2乗に比例して増える上に、300km/hくらいではほぼ空気抵抗ですから、実際問題としては、走行抵抗はグラフのデータをそのまま使う方が妥当でしょう。となると、フィッティング式作りなおしだな。(笑)

とりあえず350km/hくらいまで計算してみると、加速時間は270秒で加速に要する距離は15kmとなります。通常編成の0-320km/hよりはマシですがやはり高速加速はつらいですねぇ。と思ったら、編成質量と入れてる数式とか色々と間違ってたので、修正。(^^; ついでに580km/hまで出るように走行抵抗を適当にいじってみると、183秒、約11kmになりました。575km/hまでは136kmもかかるのでどこかが間違っているのは間違いないでしょうけど。

とりあえず、40‰勾配ありで18.4kmの試験線で0-581-0km/h加減速をやってのけるリニアには是非とも頑張ってもらいたいものです。(ってこれが言いたかったんかい!)ていうか真面目な話、中央新幹線を作ると、平均でも10‰前後、多分あちこちに20‰級の勾配が出来る勾配路線になることは必定なので、鉄軌道じゃホントに350km/h運転が出来るか怪しいんですよねぇ。

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