TGVの開発

TGV （フランス語：Train à Grande Vitesse、高速列車）^{[1]はフランスの高速鉄道サービスです。}フランスにおける高速鉄道構想は、最初のTGVが運行を開始する約20年前に生まれました。当時、1960年頃には、革新的なコンセプトが考案されました。超高速と急勾配を組み合わせることで、緩やかなジェットコースターのように既存の地形に沿って走行する鉄道を実現するというものです。通常の用途では1～2%の勾配が急勾配とみなされるのに対し、最大4%の勾配も実現可能となり、より柔軟かつ低コストで新線を敷設することが可能になります。その後数年間、この非常に一般的なアイデアから、従来の「車輪付きレール」車両から脱却する傾向にある様々な高速輸送コンセプトが生まれました。実際、当時のフランス政府は、ベルタンのエアロトレインのような、より「近代的な」空気クッション式または磁気浮上式の鉄道を支持していました。一方、鋼鉄製の車輪付きレールは行き詰まった技術と考えられていました。同時に、フランス国鉄（ SNCF ）は、ガスタービンを動力源として、非電化区間の在来線列車の速度を時速180～200km（時速110～125マイル）に引き上げようとしていました。当時はエネルギー価格が比較的安く、ガスタービン（元々はヘリコプター用に設計）は、より大きな出力を求めるニーズを満たすコンパクトで効率的な手段でした。1967年のTGSプロトタイプに続き、SNCFは1970年3月、パリ - シェルブール路線でETG（Elément à Turbine à Gaz、ガスタービンユニット）ターボ列車にガスタービン駆動を導入しました。

高速化への欲求とターボトレイン計画の成功という二つのアイデアは、1960年代後半に融合し、1964年の日本の 新幹線高速鉄道の開業によってさらに推進されました。この二つのアイデアは、高速ガスタービンユニットの可能性を探るため、SNCFと産業界による共同プログラムに具体化されました。1967年に開始されたこのプロジェクトは、「新インフラにおける鉄道の可能性」と題され、コードネームはC03でした。ETGの前身となる実験車両X4300 TGSは、1971年10月に最高時速252km（157mph）の試験走行に成功し、有望な結果を示しました。 SNCFが構想していた超高速路線は時速250～300km（時速155～186マイル）の速度を必要としていたため、SNCFはアルストム・アトランティック社に高速鉄道のコンセプトを試験するための特別な高速ターボ列車の試作機を製造させました。こうして誕生したのが、ターボ列車TGV 001（Train à Grande Vitesse、つまり高速列車001の略）です。

TGV 001ターボトレイン

TGV 001ターボトレインは、牽引力、車両力学、ブレーキ、空力、信号、そして高速化に必要なその他の技術を網羅する大規模な研究プログラムの試験列車でした。当初はアクティブ・ティルト・システムを搭載した2号機の建造が計画されていましたが、実際に製造されたのは1両のみでした。ティルト・バージョンの研究は完了していましたが、ティルト・システムの取り付けに技術的な問題があったため、建造には至りませんでした。

TGV 001は、2台の動力車とその間の3台のトレーラーで構成され、列車全体が永久連結されていました。すべての車軸は電動モーターで駆動され、軸重が小さく、パワーウェイトレシオが高いという利点がありました。電気牽引によって、特に高速走行時に効果的なダイナミックブレーキも可能になりました。各動力車には、一定速度で稼働するタービン（TURMO IIIGと、その後、Sud AviationのSuper Frelonヘリコプターで使用されたTURMO X）が1組搭載されていました。タービンは減速機段に接続され、その出力軸でオルタネーターを駆動していました。タービン駆動装置の他に、動力車には、牽引モーターの制御装置、ダイナミックブレーキグリッド、信号およびブレーキ装置などが搭載されていました。

TGV001は連節式で、隣接する車両が共通の台車上に搭載されていました。これにより（車体の運動を連結することで）安定性が向上し、重心と同じ高さに空気圧式二次サスペンションを配置するスペースが確保されたため、カーブでの横揺れが減少しました。5,227回に及ぶ約50万キロメートルに及ぶ試験走行において、TGV 001ターボトレインは175回で時速300 km（186 mph）を超え、1972年12月8日には最高速度318 km/h（198 mph）に達しました。これは当時（そして現在も）、非電気式列車の世界速度記録でした。TGV 001の試験走行はプロジェクトC03の貴重な部分であり、現実的な環境で新しいコンセプトを実証し、高速運転に関する広範なエンジニアリングデータを提供しました。

電力

1973年の石油危機により、将来の高速列車を化石燃料で駆動することは経済的に不可能と思われた。要件は完全電気運転へと変更され、大規模な再設計と試験プログラムが実施された。1974年4月、「ゼブロン」の愛称で呼ばれるZ7001実験用電気鉄道車両の試験が開始された。ゼブロンは、事故で損傷したZ7115を改造したものだった。この車両を用いて、車体搭載型の主電動機と三脚式カルダン変速機を備えた新型Y226ロングホイールベース動力車（量産TGVのY230の前身）が開発・試験された。主電動機の車体搭載は大きな革新であり、動力車の質量を大幅に（3,300 kg）削減し、非常に高い臨界速度と並外れた軌道安定性を実現した。ゼブロン社は、後にTGV南東線のAM-PSEパンタグラフとなる2段式高速パンタグラフと、新型渦電流レールブレーキの開発にも携わった。渦電流レールブレーキは、レールに接触することなく磁気保持力を発揮する。しかし、高効率と低摩耗の実現は期待されていたものの、レールの過熱問題がそれを上回り、この設計は頓挫した。ゼブロン社の非空気圧式サスペンションは極めて満足のいくものであったため、TGV 001の空気圧式サスペンションに代わり、新型高速列車に採用された。

ゼブロンは20ヶ月間で約100万キロメートルを走行し、そのうち2万5000キロメートルは時速300キロメートル（186マイル）を超える速度で走行しました。ゼブロンの最高速度は時速309キロメートル（192マイル）でした。1976年にフランス政府から全額出資を受けたC03計画は、その見通しが良好でした。その後まもなく、 パリからリヨンまでの高速電気鉄道の建設が開始されました。

スタイリング：新しくて違うもの

初代TGVの内外装のデザインは、工業デザイナーのジャック・クーパーによるものです。彼は1931年にイギリスで生まれ、その後フランスに移住しました。1950年代半ば、彼は数年間、ペンシルバニア鉄道のGG1電気機関車などを手がけたアメリカ人デザイナー、レイモンド・ローウィの下で働きました。アルストム社で働き始めた1968年、ジャック・クーパーは早くも「列車に見えない列車」のデザインを依頼されました。彼はTGV 001ターボトレインの内外装をデザインし、その後まもなくTGVのデザインが誕生しました。1975年には、クーパーは20年後のTGVデュプレックスに似た列車のデザインを描いていました。クーパーの列車外装デザインはすぐに採用されましたが、座席からドアノブに至るまで、内装デザインを練り直す際に何度も設計図を描き直しました。

数多くのデザイン要件は時に相反し、クーパーは最適な解決策を見つける必要がありました。室内空間は、居心地が良く快適で、安らぎと静寂に満ち、清掃や修理が容易で、かつすべてがスムーズに統合され統一感のある雰囲気を醸し出す必要がありました。一定のステータスと高級感を保ちつつ、すべての乗員が快適に過ごせるようにする必要がありました。そして、全体的な目標は、リラックスしながらも楽しめる室内空間をデザインすることでした。

1970年代後半には、最初のTGVの設計が完了しました。最初の量産編成は1976年11月4日に発注されました。その後20年間で、クーパー社が設計した世界的に有名なTGVの先頭部は600台以上も製造されました。

直前の問題

1978年7月28日、ベルフォールのアルストム工場からTGV試作編成2編成が出荷されました。これらは後にTGV南東鉄道の編成01と02となりますが、試験運用では無線コールサインにちなんで「パトリック」と「ソフィー」という愛称が付けられていました。その後数ヶ月にわたる試験運用で、これらの編成には15,000以上の改修が加えられましたが、トラブルゼロとは程遠いものでした。特に高速振動の解消は困難な問題でした。新型車両は巡航速度では全く快適ではありませんでした。解決策の発見は遅れ、運行スケジュールも若干遅延しました。最終的に、一次サスペンションスプリングの下にゴムブロックを挿入することで問題が解決することが判明しました。台車の高速安定性に関するその他の問題は、当初パリからリヨンまでの新線の最初の区間が開通する予定だった1980年までに克服されました。最初の量産編成である編成03は、1980年4月25日に納入されました。

1981年には、発注された87編成のTGV列車の納入が順調に進んでおり、その際、編成16は、コード名TGV 100作戦（目標速度100メートル/秒、時速360キロメートル）という、大々的に宣伝された世界記録走行に使用されました。1981年2月26日、編成16は、完全に安全に時速380キロメートル（時速236マイル）の速度に達し、目標を超えました。これは、1955年3月28日にフランスの電気機関車CC 7107とBB 9004のペアによって達成された時速331キロメートル（時速206マイル）という以前の記録とは全く対照的でした。自殺行為と呼ぶ人もいるであろうこれらの記録挑戦で、線路はひどく損傷し、列車は脱線寸前まで危険な状態になりました。

1981年9月27日、当時のフランス大統領フランソワ・ミッテラン氏による開通式の5日後、大々的な宣伝の中、有料旅客を乗せた最初のTGVがパリを出発しました。こうして、フランスにおける高速地上輸送の長い伝統が始まりました。

参考文献

この記事は元々、 GFDLライセンスの TGVweb の資料に基づいています。

1. 「フランスの新設計TGV列車の内部を見てみよう」euronews.com 2025年3月13日. 2025年6月27日閲覧。