トンネルドンの前に気になる「新幹線なるほど発見デー」についてお知らせしておくね。2017年までは7月下旬の土日で開催されていたんだけど、2018年は9月16日（日）に開催されたんだ。 ノーズ長700系+1.5m 消費電力19％ダウン 環境性能向上車両 (16両での車両価格は 約46億円) 700系(h11) jr東海,jr西日本 ノーズ長9.2mコストダ ウン対策車両(16両で の車両価格は約40億 円) 先頭形状にはトンネル 微気圧波対策は非考慮 e1(h6)～e4系 初のトンネル微気圧波
世界の高速鉄道の中でもとりわけ長く複雑な形状をしている新幹線のノーズ。この形には日本ならではの事情があります。その形に込められた秘密とは。　新幹線の先頭車両は高速で走れるようにシャープな流線型です。1964（昭和39）年に営業を開始した0系のノーズ（先頭車両の先端）の長さは3.9mでしたが、現在の最高速度320km/hで走る東北・北海道新幹線のE5系・H5系はノーズの長さが15mにもおよびます。E5系・H5系先頭車の全長は27mですので、実にその半分以上がノーズです。　これほどまでにノーズが伸びた理由は、スピードアップもそうですが、ほかにもあります。実はフランスの「TGV-Duplex」は300km/h運転を行いつつも、ノーズ長は5.02mとE5系の約3分の1に収まっています。つまり、ノーズの長さはスピードだけの問題ではありません。　新幹線のノーズが伸びた大きな理由、それはトンネルです。日本は国土の約7割が山岳地帯で、鉄道とトンネルは切っても切れない関係にあります。トンネルは、列車が高速で突入すると、トンネル内の空気が圧縮されて押し出され、トンネルの出口で、いわゆる「トンネルドン現象」といわれるような大きな音を出します。この音を低減するには、ノーズをできるだけとがらせて、トンネル内の空気を圧縮せずに進入できるようにする必要があります。　結果、新幹線ではスピードに比例してノーズはどんどん長くなりましたが、TGVを運行しているフランスは日本と比べて地形が緩やかでトンネルが少なく、トンネルの断面も日本よりひと回り大きいこともあって空気が前方以外に逃げやすいため、新幹線のようなロングノーズは不要というわけです。　トンネルドンを防ぐには、車体の断面積（車体を輪切りにした状態での面積）が一定の割合で大きくなることが望ましいとされています。つまり、鉛筆削りで削った鉛筆の先ような形がトンネルドン対策としては望ましいノーズの形状です。　しかし現実は一筋縄ではいきません。先頭車両には運転台があり、運転士の視界を考えるとある程度出っ張らせる必要があります。しかし断面積の変化を一定にするため、出っ張った分は別の部分を削ることで調整。そのため最近の新幹線では運転台のサイドが若干えぐれたような形になっています。　また、ノーズが伸びるとそれだけ客室の空間が減少します。輸送需要の多い東海道新幹線ではこれは大きな問題で、スピードアップはしても定員はできるだけ確保、つまりノーズはできるだけ短くする必要があります。　そこでJR東海はN700系の開発において「遺伝的アルゴリズム」という航空機の開発にも使われている最新の空力シミュレーションを採用。AI技術を組み入れ、突然変異や世代交代といった遺伝的なモデルを組み込んだシミュレーションを5000通り以上も行い「エアロ・ダブルウイング」という形状が生まれました。これによってN700系は、10.7mという比較的「短い」ノーズで300km/h運転が可能になりました。　このように、新幹線のノーズは空力的な理由や騒音の低減といった要求を満たすため、複雑な形状になっているのです。 新幹線のトンネル断面は海外の高速鉄道のトンネルより狭いと聞いたのですが本当でしょうか。海外の高速鉄道が日本のような独特な形をしていないのはやはりトンネル断面が広いことによりトンネルドンが発生する恐れが無いからなのですか？ 出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/07/14 08:03 UTC 版)主にトンネル微気圧波の大きさはおおむね、坑口に到達した圧力波の波面の先頭車の「一定」にするには、しかし、これらの車両が営業運転を始めてみると、列車の先頭では路盤や側壁と車体との隙間に入り込む空気流の乱れ、最後尾ではその後方にできる空気の渦、さらには対向列車による空気流の影響などによる横揺れが生じ、乗客に不評であった。このため、その後の「最小」にするには先頭形状を極力長くすればよいと従来は考えられてきた。500系では300 km/hで営業運転を行うべく、先頭部の長さを15m以上と長くし、運転席後ろその後の研究の進歩により、先頭形状の部位によって微気圧波への影響は異なり、微気圧波のピークが分散するように各部位の位置や形状を工夫すれば環境への影響を最小限にできることが判明したため、トンネルの断面積を大きくしたり、列車と壁との距離を大きく取ったりすると、トンネル微気圧波の影響を軽減できる（更に上下線間の距離を大きく取ると上述の横揺れの低減に効果がある）。 新幹線の「トンネルドン」現象について 新幹線がトンネルに突入・脱出する時に、出口で「ドーン」という音が出る「トンネルドン」という現象についてご存知でしょうか。 正式には「トンネル微気圧波」 … トンネルは世界各地に古くから人間の手によって造られてきた。トンネルの歴史は古く、灌漑 用水路として古代に造られているが、紀元前交通路としての建設は紀元前2000年頃にユーフラテス川の河底を横断する歩行者用のトンネルがバビロンに造られたのが最初とされている 。 「車体の断面積が一定の割合で大きくなることが望ましい」……航空機におけるエリアルールなんですが、以外と言及されてなかったりしません？「以外」→「意外」でした。自分も前からそう思ってましたが、おそらく「音速付近での抗力増大を緩和する」のが目的ではないので、工学的には別の概念として扱われるのだと思います。もっとも、分野が異なるがゆえに気づいていない人は多そうです。翼の生えたエンジェル？クレジット決済なら、2週間無料！
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・©2020 Weblio トンネルドンを防ぐには、車体の断面積（車体を輪切りにした状態での面積）が一定の割合で大きくなることが望ましいとされています。つまり、鉛筆削りで削った鉛筆の先ような形がトンネルドン対策としては望ましいノーズの形状です。 また既存の新幹線ではトンネル入口に、これを手前に延長した形の筒（さらに斜坑や縦坑を空気のバイパスとして利用する方法、連続するトンネルの間を在来線では、列車のトンネル突入時の最高速度を抑えることもある。前面が切妻形状で空力特性が良くない辞書ショートカットカテゴリ一覧すべての辞書の索引Weblioのサービス    新幹線がトンネルに入る時に、車体が揺れるように感じたことがありませんか？ その正体がトンネルドン現象です。この騒音は、空気鉄砲が「ポン」と音を出して勢いよく発射するのと同じ原理で起こりま … トンネルの補修・補強に使うコニシのボンドを工法と共にご紹介します。トンネルはく落防止工法、連続繊維シート補強工法、トンネルタイル用接着剤、耐火目地用シーリング材、長距離圧送裏込注入工法。接着・補修・穴埋め・シーリング・パテ材など。 最新のトンネル微気圧波対策を反映した前頭部を持つn700系 先頭車の 進行方向に対する断面積の変化率 を、 一定 、かつ 最小 にする。 「一定」にするには、 運転席 などの突起に対して、断面の違う部分を凹ませることが必要である。