中学生のための雑学うんちく集

新幹線は新型になればなるほど、先頭車両の鼻が長くなってきていますが、これは最高速度が速くなるにつれ様々な問題が出てきて、それらをクリアするために形に改良を加えた結果です。

初代新幹線の０系と東北新幹線のＥ５系では、先頭車両の形は全く異なっています。東北新幹線Ｅ５系の先頭車両は、全長２６.５メートルあるのですが、傾斜部分は１５.０メートルもあります。しかし、団子っ鼻と呼ばれた初代新幹線０系は、先頭車両の全長２５.１５メートルに対して、傾斜部分は４.７メートルでした。

この傾斜部分は、空気抵抗を減らすためには、先端を細くする必要があるためです。空気抵抗を減らす目的は、空気抵抗が少なければ省エネ運転できるという理由もありますが、一番大きな理由は、「トンネル・ドン」対策です。

この「トンネル・ドン」とは、新幹線がトンネルに高速で突っ込むと、圧縮された空気の波がトンネル内に発生します。この波が音速でトンネル内を突き進み、その圧縮された空気がトンネルを出るとき「ドーン」と大きな音を発生させてしまうのです。この時の音は、付近の家の窓をガタガタと揺らすほどの威力があります。

この圧縮された波による音を抑えるために、側面に穴を開けたフードをトンネルの入り口に取り付けていました。これにより、空気の波を外に逃がすことが出来ていたのですが、新型新幹線が登場し最高速度が上がるにつれて、そのフードだけでは不十分になってきていました。

そのため、トンネル側だけで対策をとるのではなく、新幹線自体にも対策を施す必要があり、新型新幹線が登場するたびに先頭車両の鼻が伸びることになりました。

最新の研究では、鼻を伸ばすだけでなく、くちばしのような形にすることで空気の波を軽減させる作用があることが分かってきていますので、東海道新幹線・山陽新幹線・東北新幹線のＥ５系は、そのような特性を活かした形となっています。