2023/08/13

リニアは停電しても必要な浮力を維持出来ますの？

私は、どうしてリニアの消費電力は多いのかを記し、TDKの第35回「リニアモーターカー」の巻の「図2　8の字型浮上コイルの原理」を見て、リニアの浮上・案内コイルの誘導電流は、リニアモーターカーの推進力にって発生する事が分かり、リニアモーターカーよ、やはりお前もか(2)の「追記4:」で「軌道側にある浮上・案内用コイルは超電導磁石の磁場の変動で発生する電流を利用しているので、停電が起きてもクエンチと同じ事にはならないようですが、」と記してしまいましたが、Yahoo!知恵袋(工学)でリニアモーターカーの浮上・案内コイルの仕組みの質問に答えるために浮上・案内コイルの仕組みを定めて考えて見たところ、浮上・案内コイルの誘導電流は、リニアモーターカーの超電導磁石の移動による変動磁場以外によっても発生する事に気が付き、リニアモーターカーの安全性に対し新たな疑問が湧いてきました。

どういう事かというと、山梨県立リニア見学センターのリニアの仕組みの「■ビーム方式」の説明図を見ると、浮上・案内コイルの外側に推進コイルがあり、浮上・案内コイルの誘導電流は推進コイルの変動磁場によっても発生する事に今頃になって気が付いたからです。

私は、推進コイルの変動磁場によっても発生する浮上・案内コイルの誘導電流がなくなれば、浮上力や案内力になんらかの影響があるのは間違いないと思いますし、推進コイルの変動磁場も浮上力や案内力になんらかの影響を与えるのも間違いないと思いますので、リニアモーターカーが高速走行中に停電が発生したら、何かやばい事になる可能性があるのではないかと思ったのですが、いかがでしょうか?

それと、JR東海(?)の緊急時の対策の「停電時の対策」を見ても、「リニア中央新幹線の全電源喪失はあり得ない」という意味の説明がなされていて、高速走行時に実際に停電が起きたらどうなるのかという説明は見当たりませんでしたが、リニア中央新幹線で全電源喪失が起きたらどうなってしまうのか心配になるのは私だけですかね?

※Yahoo!知恵袋[q11284380126]で質問して見ました。

※下の画像は、スタジオジブリのサイトのこちらから入手したものです。

2023/05/07

「「超電導リニア」計画3年延長」だそうです

さらに開発継続へ「超電導リニア」計画3年延長で「高温超電導磁石」など実用めざす(乗りものニュース 2023.03.16)だそうですが、現在の超電導リニアには、リニアモーターカーよ、やはりお前もかで指摘した、ヘリウムの価格の問題や冷却に必要な電力が多いという問題をJR東海が何とかしなければならないと思ったから、リニア中央新幹線の開業を3年遅らせてなんとかしようという事なのでしょうかね。

それと、ヘリウムの冷却を止めるために高温超電導磁石を使った場合、現在使用している超電導磁石よりもクエンチが起きやすくなるのではないかと心配するのですが、私がこのような心配をすのは、私が妄想癖を持っているからでしょうかね(笑)

※Yahoo!知恵袋[q10279557910]で質問して見ました。

※下の画像は、スタジオジブリのサイトのこちらから入手したものです。

2022/10/30

どうしてリニアの消費電力は多いのか

ネットを見ていたら、アルゴの円盤というものを見つけ、この原理を理解しようとしていたら、リニアの消費電力が多い理由が分かったと思ったので、この事を簡単に記しておきたいと思います。

アルゴの円盤の原理については、ネオマグ株式会社の【アラゴの円板】の「アゴラの円板の原理」の説明図が分かりやすいので見てもらいたいのですが、自己誘導による起電力によって渦電流が最大になる時間に遅延が生じ、「H」と記されている永久磁石の磁束の中心は右側に少し寄りになり、回転速度が速くなればなるほど右寄りの度合いが強くなり、永久磁石の磁束の中心が右側の磁極の方向が反転している渦電流の中心に近づくことになります。*1

この事は何を意味するのかというと、永久磁石の反発力が回転方向だけではなく、円盤と直交した方向にも反発力が働く事になり、リニアモーターカーは浮上するためにこの原理を使っていると思われます。

リニアモーターカーが一定の速度まで到達しなければ浮力を得られないのは、この原理を使っているからだという事になると思いますが、リニアモーターカーは左右方向の反発力に対してこの原理をそのまま使い、上下方向の浮力に対しては、渦電流を発生させるコイルを8の字にして渦電流の回転方向を反転させて反発力を引力に変えて浮力を得ているようです。*2

ここで本題に入りますが、リニアモーターカーの消費電力が多いのは、スピードを出すから空気抵抗が多いという事だけではなくて、軌道内にある浮上・案内コイルに渦電流を発生させるエネルギーはリニアモーターカーの推進エネルギーから得ているため、リニアモーターカーは交流の渦電流を発生させながらを電磁的な抵抗力を受けて走っているようなものであり、リニアモーターカーの浮上に寄与しなかったエネルギーは、浮上・案内コイルの熱エネルギーと電磁波のエネルギーになって消えて行くからという事になるのではないでしょうか。*3 *4

これらのエネルギーがどれほどかは分かりませんが、上の内容から考えれば、多大なエネルギーが必要になるのは間違いないし、発生する電磁波も健康に対して無視出来ないレベルになる可能性があるのではないでしょうか。

また、浮上・案内コイルと推進コイルは軌道内に一緒に埋め込まれているため、浮上・案内コイルの磁場の影響が推進コイルに及んで推進効率も低下する事になるのではないでしょうか。*5

*1 分かりやすい高校物理学の部屋の自己誘導の原理を見てください。

*2 TDKの第35回「リニアモーターカー」の巻の「図2　8の字型浮上コイルの原理」を見てください。

*3 リニア新幹線の消費電力(新電力比較サイト)を見てください。

*4 浮上・案内コイルに発生させる渦電流が交流である事は、HSTの動き出したリニア中央新幹線計画の「■リニアモーターカーの仕組み」(説明図)を見て確認してください。

*5 山梨県リニア見学センターのリニアの仕組みの「直付け方式」を見てください。

追記:(2023/5/7)

リニアは超電導磁石の冷却や誘導集電方式のために消費電力が多いという事もある事を記すのを忘れてしまいましたが、これらの件についてはリニアモーターカーよ、やはりお前もかを見てください。

※Yahoo!知恵袋[q12273345207]で質問して見ました。

追記:(2023/8/12)

浮上・案内コイルに発生させる渦電流が交流である事が分かりましたので、本文を訂正して*4の注釈をを挿入しました。

※下の画像は、スタジオジブリのサイトのこちらから入手したものです。

2022/09/25

リニアはトンネル内ですれ違っても大丈夫っすか?

リニアの横風による超電導磁石の発生の影響を調べていたら、南信リニア通信のリニアの「すれ違い走行試験」 それほど重要？というものを見つけたのですが、リニアのトンネル内のすれ違い実験を行ったという根拠は見当たりませんでした。

どうして私がトンネル内のすれ違い実験にこだわるのかというと、トンネル内では空気の逃げ場が少ないため、すれ違う2台のリニアの車両が発生させる空気の圧力がお互いの車両にもろに作用して、リニアの車両が大きく傾き、リニアの車両に搭載されている超電導磁石と傾いた側の軌道側のコイルが接近し、リニアに搭載に搭載されている超電導磁石に大きな磁場がかかって超電導状態が崩壊してクエンチが起きる可能性があるのではないかと考えるからです。

そして、もし私の考えが正しければ、リニアはすれ違い時は減速せざるを得ないので所要時間が増え、減速してもすれ違い中にクエンチが発生する可能性が通常走行時よりも高まる可能性があるのではないでしょうか。

追記:

車体側も常電動磁を使った石上海リニア(上海トランスラピッド)は単線ですが、すれ違い時に車体が軌道に接触する事を防ぐために単線にした可能性があるのではないでしょうか。

尚、超電導磁石が磁場に弱い事は、超伝導電磁石#概要(Wikipedia)を見てください。

※Yahoo!知恵袋[q13268667353]で質問して見ました。

※下の画像は、スタジオジブリのサイトのこちらから入手したものです。

2022/08/10

リニアの用地取得が進んでいないのは残土問題のせい?

ＪＲ東海のサイト内にある

https://company.jr-central.co.jp/chuoshinkansen/linear/_pdf/business-progress.pdf

によると、リニアの用地取得が進んでいないようですが、“地中の環境改変”だけでは済まないリニア工事の実態 〜トンネル残土があちこちに山積み、大鹿村の現状を視察しました(NACS-J 2019.06.10（2019.06.14 更新)）によると、「残土の置き場を受け入れる地権者と、それを拒む地権者との間で、埋めることのできない分断が生じている様子が伺われました。」という事だそうなので、リニアの用地取得が進んでいない事と残土問題は、何か関連している可能性があるのではないでしょうか。

尚、リニアの工事による残土の問題については、リニア残土　微量ウラン ＪＲ東海　公表せず 岐阜　日吉トンネル工事(赤旗 2019年8月5日)やリニア残土の御嵩町民説明会 町外開催のＪＲに不信感(朝日新聞 2021年7月3日)や【論文】迷走を続けるリニア中央新幹線の残土処分(自治体問題研究所 2021年12月2日)

やリニア残土に基準超のヒ素　岐阜県、ＪＲに防止策要請(産経新聞 2022/3/14)も見てください。

※下の画像は、スタジオジブリのサイトのこちらから入手したものです。

2022/08/01

リニアは中止してお金をローカル線に回すべきでは?

最近、ローカル線の存続問題が話題になっていますが、リニアは私がリニアモーターカーカテゴリーで力説している通り、様々な問題があって開業にこぎつけられるかどうか分からないと思いますし、仮に開業にこぎつけたとしても、新型コロナによる社会変容や消費電力の多さ等によって黒字化は不可能ではないでしょうか。

したがって、リニアの工事を中止して、リニアのためのお金をローカル線の存続や他の交通手段の転換のために使ったほうが国民全体のためになると思うのですが、いかがでしょうか。

※Yahoo!知恵袋[q14265696794]で質問して見ました。

※下の画像は、スタジオジブリのサイトのこちらから入手したものです。

2021/11/08

リニアモーターカーよ、やはりお前もか(4)

リニアモーターカーよ、やはりお前もか(3)の続きですが、ネットでリニアモーターカーのクエンチの対策を調べていたところ、Joe & Santaroさんのリニアの強引無理ニア #2：浮上なのに車輪が4種類！？という記事を見つけました。

個人のブログの情報なので、何処まで正しいかは分からないのですが、もしこの情報が正しいとすると、クエンチ対策は結局のところ、主に金属製の「緊急着地輪」と「案内ストッパ輪」だけがたよりという事になると思えると思われます。

これらの金属製の輪だけで時速500km/hで走行しているリニアモーターカーを150km/hまで減速してタイヤが出せるまでもち耐えられるのだろうかと心配になるのは私が無知だからなのでしょうか。

また、上記の情報を見て、リニアモーターカーは、地震による揺れに対して具体的のどれくらいまで耐えられるのかという事も心配になるのも私が無知だからでしょうか。

※Yahoo!知恵袋[q11278559946]で質問して見ました。

※Yahoo!知恵袋[q13278903613]でも質問して見ました。

※Yahoo!知恵袋[q10279248130]でも質問して見ました。

※下の画像は、スタジオジブリのサイトのこちらから入手したものです。

2021/08/22

リニアモーターカーよ、やはりお前もか(3)

リニアモーターカーよ、やはりお前もか(2)の続きですが、JR｢超電導リニア｣の技術は本当に完成したのか(東洋経済 2020/12/28)の全てをよく見て見たところ、現時点ではどうなっているのか分かりませんが、リニアモーターカーはクエンチや車両の電力供給のための誘導集電(=非接触供給)の問題以外にも問題があった(?)事が今頃になってよく分かりました。

尚、取材をされた川辺謙一さんは、超電導リニアの不都合な真実という著作を著していますので、リニアモーターカーの真実(?)についてもっと知りたい方は、こちらの著作を読まれたほうがいいかもしれないですね。

追記:

リニアモーターカーのトイレの件ですが、JR東海のFAQ 中央新幹線計画についてによると、「現在山梨実験線を走行している車両の編成は、すべてトイレがあります。なお、試乗の際などは、運営の都合上車内のトイレのご利用をご遠慮いただく場合があります。」という事だそうです。

追記2:

夢のリニア中央新幹線、乗ってみてわかった「実現への不安」(現代ビジネス 2019.9.14)というものもありましたので、どうか見てください。

また、リニアモーターカーよ、やはりお前もか(4)も見てください。
※下の画像は、スタジオジブリのサイトのこちらから入手したものです。

2021/07/28

リニアモーターカーよ、やはりお前もか(2)

JR東海のFAQ 中央新幹線計画についてというものを発見しましたので、リニアモーターカーよ、やはりお前もかの続きとして、「超電導リニア技術について」の「Q9 クエンチを克服したのでしょうか。」の回答に対する私の疑問をここで記しておきたいと思います。

私の疑問は、

(1)「これまで山梨リニア実験線においてクエンチ現象を起こしたことは一度もありません。」と回答しているが、JR｢超電導リニア｣の技術は本当に完成したのか(東洋経済 2020/12/28)のP2に「1999年8月に山梨リニア実験線でクエンチが起きて車両が停止したとことを報じる新聞報道もあります」と記されているのはどういう事なのか。

(2)「「クエンチ」は、宮崎実験線で確認されていた現象で、車両の走行に伴う振動に起因して発生することが明らかになっておりました。」と回答しているが、振動に起因して発生するのであれば、大地震でクエンチが発生するという事ではないのか。*1

また、クエンチは、超電導磁石の材質的な欠陥や、超電導磁石の温度上昇でも発生するはずだが、どうしてクエンチの原因が「車両の走行に伴う振動」だけであるかのような回答をするのか。

(3)「クエンチ現象が発生して、車両を浮上・案内させる力がなくなった場合でも、さまざまな安全装置で車両本体とガイドウェイが接触することを防止しており、車両本体が損傷することはありません。」と回答しているが、具体的にどのような対策を行っているのか。

(4)「また、自動的にブレーキが作動し、これらの対策について、人工的に模擬クエンチを起こしての確認も完了しており、安全に全く問題はありません。このように、クエンチは克服したと考えています。」と回答しているが、「人工的に模擬クエンチ」というのはどのように起こしたのか。

といった所ですが、いかがでしょうか。

*1 「車両の走行に伴う振動」で軌道上の常電動磁石と車体側の超電導磁石の距離が近づきすぎると、超電導磁石に対する外部磁場が強くなるので、磁力線が超電導磁石内を貫いて超電導状態が崩壊してクエンチが発生するという事なのかもしれないですが、衆議院でのリニアモーターカー山梨実験線にかかわる諸問題に関する質問主意書(平成三年五月七日)によると、「宮崎の実験線では、百時間に一回以上のクエンチ現象が起きています。」という事だそうです。

追記:

リニアモーターカーよ、やはりお前もか(3)も見てください。

追記2:

超電導磁石が磁場に弱い事は、超伝導電磁石#概要(Wikipedia)を見てください。

追記3:

本日(2021/7/28)は埼玉で大停電が起きていますが、停電になったらクエンチと同じ事にならないのでしょうか。

追記4:(2022/9/15→2022/10/25訂正)

軌道側にある浮上・案内コイルは超電導磁石の磁場の変動で発生する誘導電流を利用しているので、停電が起きてもクエンチと同じ事にはならないようですが、誘導集電による電源供給が停止するので、車内のバッテリーで車両のタイヤを出してきちんと停止するまで車体を制御出来るのかどうかわからないのではないかというネット情報があるようでし、少なくとも推進コイルを使った急ブレーキを使う事は出来なくなりますよね。

追記5:(2023/8/13)

「追記4:」の浮上・案内コイルの停電時の挙動の考察が完全に誤っていましたので、「追記4:」の「軌道側にある浮上・案内コイルは超電導磁石の磁場の変動で発生する誘導電流を利用しているので、停電が起きてもクエンチと同じ事にはならないようですが、」という意見は撤回させていただきますが、詳しい話はリニアは停電しても必要な浮力を維持出来ますの？を見てください。

※下の画像は、スタジオジブリのサイトのこちらから入手したものです。

2021/03/28

リニアモーターカーよ、やはりお前もか

リニアモーターカーについてネットを調べたところ、いまさらになりますが、リニア実験線出火事故の原因は何か？安全性への不安の声も(DIAMOND online 2019.12.2)という情報を見つけましたが、この情報を見て、JR東海のリニアモーターカーの開業の実現に疑念の目を向けるのは私だけでしょうか。

それと、リニアモーターカーは車両側に超伝導電磁石(Wikipedia)を搭載していますが、時速500km/hで走行中に何らかの原因で超電導状態が突然崩壊して浮力が失われたり、リニアモーターカーの浮力が大地震の地震動に負ける等して、万が一車体と軌道が接触してしまったら、ただでは済まないのではないでしょうか。*1 *2

リニアモーターカーは車両側に搭載されている超電導磁石を液体ヘリウムで冷却し続ける必要がありますが、非常にエネルギー効率が悪くて新幹線の約4倍の電力が必要であるという話があり、原発を稼働する必要があると言う人もいるようです。*3

また、近年ヘリウムの値段が国際的に高騰しているし、日本の少子高齢化や人口減少や新型コロナによる社会変容もあるし、車内の電磁波を心配されている人も多いと思うので、何とか開業にこぎつけたとしても、全く採算が合わなくて直ぐに廃止になり、リニアモーターカーの建設費のつけが国民にのしかかるのは間違いないのではないでしょうか。

さらに、リニアモーターカーの車両や軌道から発生する電磁波が乗客や沿線住民の健康にどのような影響を与えるのか未だ分かっていないし、リニア残土微量ウラン ＪＲ東海公表せず 岐阜日吉トンネル工事(しんぶん赤旗 2019年8月5日)という話もあるようです。

尚、運が悪ければ、リニアモーターカーはコンコルドのように廃止前に大事故が起きてしまう可能性があると思うのは私だけでしょうか。
*1 超電導状態が崩壊して浮力を失う事を「クエンチ」と呼ぶようですが、詳しい話は、JR｢超電導リニア｣の技術は本当に完成したのか(東洋経済 2020/12/28)を見てください。

*2 1991年の10月に、リニアモーターカーの宮崎実験センターで実験車両が全焼したとか、1999年8月に山梨リニア実験線でクエンチが起きて車両が停止したという情報もありますので、ネットで調べてください。

*3 リニア新幹線の消費電力(新電力比較サイト)を見てください。

追記:

「クエンチ」とは、超電導状態が部分的にでも崩壊すると、その部分の温度が急上昇して連鎖的に超電導コイル全体の超電導状態が崩壊してしまう現象を表す言葉のようです。

追記2:

リニアモーターカーはパンタグラフがない事を思い出したのですが、パンタグラフがないという事は、リニアモーターカー内の液体ヘリウムの冷却やエアコン等に必要な大量の電力をリニアモーターカーに非接触供給するために、軌道側に相当強い電磁波(=変動磁場)を発生させなければならないのではないでしょうか。

また、リニアモーターカーは10cmも浮上するため、リニアモーターカー軌道の沿線に放出される電磁波や車内の電磁波は相当強くなり、乗客や乗務員や沿線住民に多大な健康被害を与えるという事はあり得ないのでしょうか。

追記3:

リニアモーターカーよ、やはりお前もか(2)も見てください。

※下の画像は、スタジオジブリのサイトのこちらから入手したものです。