ハンドルのない鉄道車両はなぜカーブを曲がれるのか？ 東京メトロと東大生研のワークショップで中高生が学ぶ【コラム】
鉄道、自動車の二刀流の東大生研
午後のワークショップが開かれた東大生研は、東大の付属研究機関。工学系の多彩な研究を手掛けます。
最近、本サイトでも研究成果を紹介させていただきました。2023年５月の「ソフトバンクグループが完全無人運転バスを公開」。東大で研究に参加したのは、今回のワークショップと同じ須田義大教授の研究室です。
鉄道と自動車、ジャンルは違っても、次世代のモビリティ（移動手段）を追求する姿勢は共通です。
円錐形の車輪は脱線しにくい
ワークショップのエッセンスも披露しましょう。実験で用意されたのは、①～④の４種類の車輪。本物の鉄道車両と違って、フランジ（つば）はありません。
カーブ状の坂になった線路をころがして、最も脱線しにくいのは？ 中学生の予想は、②か③が多数だったのですが……。
実は最も脱線しにくかったのは完全円すい形の①の車輪です。
「時には発想を変えて」（須田教授）
本物の鉄道車輪は、図のような円すい形。円すいは円を描くように丸く転がります。鉄道車輪は、左右それぞれが進行方向外側に丸く転がり、双方の力が打ち消しあって、まっすぐに進むのです。
カーブ区間、走行中の車輪は慣性で直進しようとしますが、レールが曲がっているので、車輪は外側にブレます。するとレールに接する面が外側にずれて、外側の車輪の方が半径が大きくなるので、車輪は自然にカーブを切るのです。
ワークショップでは、最後に日本の鉄道工学の第一人者・須田教授が特別講義。「鉄道は経験の積み重ねといわれるが、時に発想を変えることで、新しい発見や技術開発につながる場合もある」の言葉には、受講した中学生も深くうなずいていました。
記事：上里夏生
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