高速列車もあれば、超高速列車もある
スピード重視の製品ポートフォリオを備えたWabtecは、その両方で優れています
はじめに
この記事を読むのにかかる 5 分ほどの間に、日本またはヨーロッパのどこかの超高速 (VHS) 列車が少なくとも 25 km 1 以上走行したことになります。中国ではさらに遠い。これは、時速250キロメートル（kph）以上、または時速155マイル以上（mph）で移動するVHS列車は非常に速く走るからです。
そして今日では、時速250キロという速さは、ほとんど表面に出ていません。
ヨーロッパ (英国、フランス、ドイツ、イタリア、スペイン) からアジア (日本、中国) まで、世界中の VHS 列車がスピードの限界を押し上げています。中国は現在、時速450キロで商用サービスを目的とした列車の試験を行っています。
列車の速度記録が下がり、さらに重要なのは商用サービスに採用されるところならどこでも、Wabtecのイノベーションが花開くでしょう。ワブテックは文字通り、前から後ろ、上から下まで、VHS列車のいたるところに存在し、最先端のパンタグラフ、ブレーキ、ドア、HVACシステムを提供しており、高速鉄道の複数の要件を引き続き満たしています。
- 安全性 — エラーの余地がないため、VHSには精密な設計が必要です。
- 空気力学 — 気圧や金属を曲げる圧力を考えてみてください。
- 快適性 — 乗客はそのような圧力を聞いたり感じたりしたくありません。
- コスト — イノベーションのコストがチケット価格を手の届かないところに押し上げるわけにはいきません。
鉄道の移動手段にはすべて同じ要件が伴いますが、簡単に言えば、超高速は力を倍増させるものです。
Wabtecの交通エンジニアリング担当副社長であるPaolo Pagliero氏は、「忘れてはいけない」と振り返ります。「空力抵抗は速度とともに放物線状に増加するため、kphが2倍になると抵抗が4倍に増加します。最高速度でVHS列車に作用する空力力は、ほとんど想像を絶するものであり、そのような列車がトンネルに入ったり、近接してすれ違うときにかかる圧力も想像を絶します。」
これらすべてが困難に思えるかもしれませんが、Wabtecがこの複雑な設計と製造の最前線に立っているのは当然のことです。
成長を続けるダイナミックな市場であるVHSレール
現在、VHS 鉄道への関心は高く、米国やインドなどの多様な新興市場から、ヨーロッパやアジアの先駆者市場まで広がっています。たとえば、欧州委員会は2030年までに高速鉄道の旅客数を2倍にし、2050年までに3倍にする計画を立てています。
こうした野心的な目標には、航空旅行に匹敵する、そしてそれに匹敵する乗客体験を提供するより高速な列車の建設など、継続的な設計革新だけでなく、速度を重視して構築された鉄道輸送ネットワーク、つまり「インフラストラクチャ」も必要です。現在、少なくともヨーロッパでは、後者の方が大きなボトルネックとなっています。
パグリエロは次のように付け加えています。「今日のヨーロッパでは、高速鉄道の『航空交通管制』問題に似た問題が発生しています。多くの国では、高速鉄道と超高速鉄道は低速の地域鉄道と同じ線路を共有しています。つまり、これらの高速列車は最適とは言えないほど運行する必要があります。同じことが、頻繁に停車する路線を走る高速鉄道にも当てはまります。列車が全速力で到達して走るまでにかかる時間とエネルギー、そして停止するのに必要な時間と距離を考慮すると、VHS列車は必然的に低速で運行しなければならないことがよくあります。」
こうしたハードルがあるにもかかわらず、VHS 列車の需要は依然として強く、多くの事業者は、VHS 列車が最終的に設計どおりの速度で移動する時間が長くなるだろうという賭けをヘッジしています。
「鉄道事業者は、新しい列車の購入を 40 年間の投資と見なしていることを忘れないでください。そのため、自社の路線が現在超高速移動に最適化されていなくても、国内、そしてヨーロッパの場合は国境を越えたインフラがそれに応じて進化したら、その体験を提供できる列車を確保したいと考えることがよくあります」とパグリエロ氏は言います。
VHS鉄道ネットワークの構築には、主要な鉄道ハブの下に新しいトンネルを建設することから、超高速のみに最適化された新しい路線の設計まで、最終的には大規模なインフラ投資が必要になります。
レイルウェイ・ガゼット・グループのシニア・エディター、クリス・ジャクソン（Chris Jackson）は、「比較的人口密度の高い国々に高速鉄道を通すのは難しい仕事です」と述べています。「最終的に成功するかどうかは、強力な政治的支援にかかっています。「私たちはこれを実現してほしい」という政治的意思がなければ、実現しないでしょう。」
HS2用のパンタグラフなどなど
英国ではハイスピードツー（HS2）鉄道プロジェクトがバーミンガムとロンドンの間の225 km（140 m）のルートを定常速度330 kph（205 mph）、ピーク速度360 kph（220 mph）で数百万人の乗客を誘導しようとしています。鉄道網はまだ建設中ですが、HS2の関係者はすでに日立アルストムのコンソーシアムに、新しい鉄道用に54本の電気高速列車を設計および建設する契約を締結しています。
一方、そのコンソーシアムは、新しい列車のパンタグラフ、ブレーキ、ドアの提供にワブテックを選びました。
「日立アルストムは、成功を収めたETR1000モデルをベースに、HS2用の新しい列車を設計中です。このモデルはイタリアとスペインの高速ネットワークで走り、最高速度は時速400kmに達します」とPagliero氏は言います。「ETR1000の主要コンポーネントを提供してきたワブテックの経験は豊富で、それがHS2プロジェクトへの選択につながりました。」
日立-アルストムの新列車はHS2向けに特注生産されているため、ワブテックはプロジェクト用にまったく新しいパンタグラフデザインを開発する予定です。これは、現在世界中の90,000を超える列車で運用されている150種類以上のパンタグラフモデルに加えられます。
「ワブテックのパンタグラフ・イノベーションは他に類を見ません」と、ワブテックのパワーコレクション担当パンタグラフ・システムズ・エンジニアリング・リーダーであるアダム・ハジェックは言います。「特に高速では、ワブテックのパンタグラフによって列車が1955年にさかのぼる世界速度記録を樹立し、最近では1990年と2007年にそれぞれ515 kphと574 kphという記録的な速度を達成しました。」
Wabtecのパワーコレクション担当パンタグラフ製品開発リーダーであるフィリップ・ジェフロイは次のように付け加えています。「HS2プロジェクトの新しいパンタグラフは、私たちのデザインアプローチの俊敏性を強調する機会を与えてくれます。私たちはまったく新しい列車を設計しています。つまり、ルーフトップがまったく新しくなり、それに伴って新たな統合も難しくなります。このような課題に対処するには、お客様の日立アルストムとの緊密な連携による「共同設計」アプローチが必要です。VHS 列車のルーフトップでこれまで設計されていなかったパンタグラフの空力損失を減らしたい場合、それだけでは実現できません。」
同様に、ワブテックは、新型VHS HS2列車のドアの設計上の課題を克服する方法を革新しています。
ワブテックのドア・エンジニアリング・ディレクター、ニコラス・マンジョル（Nicolas Mangeol）は次のように説明しています。「イノベーションとは、必ずしも車輪の再発明ではなく、実証済みの技術を新しい課題に適用する方法を知ることです。「HS2では、サービス実績のある高性能インフレータブルシールを、高速運転時の一般的な空気力学的衝撃に対応できるように改造しています。
「トンネルを通過したり別の列車を横断したりするときの大きな音や耳への圧迫感など、乗客は経験したことがあるかもしれません。インフレータブルシールは最適な気密性を確保し、騒音を低減し、乗客に不快感を与える可能性のある急激な圧力変動を防ぎます。これは、超高速走行時の安全性と快適性の両方を実現する鍵となるドアシステムの多くの特性の1つにすぎません。」
VHSイノベーションはチームスポーツです
HS2のパンタグラフで日立アルストムが行っているように顧客と協力してイノベーションを行う場合でも、フランスのトゥール、イタリアのピオッサスコとアヴェリーノ、ドイツのライプツィヒにある自社のデザインハブで「単独で進める」場合でも、ワブテックの高速イノベーションの実績に勝るものはありません。
たとえば、ETR1000のブレーキシステムを開発する際、ワブテックは高速での緊急停止をシミュレートする広範なテストを実施しました。テスト中、ワブテックのディスクブレーキは華氏900度（480°C）に達し、問題なく作動し続けました。このような徹底的なテストと、VHS列車用の製品を含むすべての製品にワブテックが組み込んでいる過酷な条件への耐性は、災害の回避と人命救助に役立ちます。
「こんなに高速で走ると、すべてが極端になります」とパグリエロは締めくくります。
このような極端な状況での運転と革新へのこのような取り組みが、ワブテックがブレーキシステムを HS2 と契約することになったのも偶然ではありません。
世界中で勝利を収めました。
極端と言えば、高速鉄道旅行の誰もが認める新たなフロンティアは中国です。大陸のインフラのボトルネックが速度を低下させていることを覚えていますか？ほとんどの場合、中国にはそれがありません。
中国は、時速350～360キロの移動を容易に支える北京-上海高速鉄道を建設し、先に述べたように、次世代のVHS列車の商用運行を450kmで試験しているところです。開発の初期段階には時速600キロの列車についての噂もありますが、それはまた別の機会にしましょう。
今のところ、VHS鉄道の旅が話題になっている場所や話題になっている場所では、Wabtecは超高速の夢を安全で快適で魅力的な商業的現実に変えるために積極的に革新を行っているということです。そして、それを証明する契約が世界中で結ばれています。
1 時速300キロの速度を仮定します。