スイス連邦鉄道 Am 4/6 1101

ガスタービン電気機関車1101の概要

ガスタービン電気機関車1101は、世界で初めてのガスタービンを使用した電気機関車です。この機関車は1938年にスイスのブラウン・ボベリ社（BBC）によって開発され、スイス連邦鉄道（SBB-CFF-FFS）に向けて製造されました。主に非電化路線での運行を想定した実験機としての役割を果たしました。

歴史的背景

BBBB社は、1938年に初めて電気エネルギーを生産するガスタービン発電機セットを製造しました。この技術は、ヌーシャテル市の地下バンカーの非常電源としても活用されました。BBCは、ガスタービンを鉄道用機関車の動力源として使用する可能性を探り、出力1620kW（2170 hp）の機関車をスイス連邦鉄道に提案しました。この提案が受け入れられ、SBB-CFF-FFSはガスタービン技術を導入する試みを始めました。

機関車は6軸構造で、最高速度は110 km/h（68 mph）に設定され、全体の重量は92トンを超えないことが求められました。これは試運転を行うための重要な条件であり、さらにSBB-CFF-FFSは完成した機関車を使用しなければなりませんでした。スイス・ロコモティブ・アンド・マシン・ワークス（SLM）が機械部品の製造を担当し、BBCがプロジェクトの主導と資金提供を行っていました。

技術的な詳細

この機関車の設計には、ガスタービン関連のコンポーネントの信頼性を確保するために、既存の技術を最大限に活用する方針がとられました。特に、電気式駆動が選ばれた理由は、ディーゼルエンジンや蒸気機関と比較して優れたパワーウエイトレシオを持っていたためです。また、油圧トランスミッションは当時の技術では300 kW（400 hp）以上の出力には対応できないと考えられていました。

タービンは、空気圧縮機、燃焼室、タービン本体という構造で構成されています。空気圧縮機は約4500キロワット（6000 hp）の電力を必要とし、燃焼室には500℃（932°F）から600℃（1112°F）の温度で燃料が噴射されます。そして、生成されたガスはタービンに影響を与え、約6000キロワット（8000 hp）の力を生み出します。出力の一部は列車の運行に使用され、効率はタービンの負荷によって変動しました。

効率と性能

タービンの効率は、アイドル時から中負荷時にかけて上昇し、最高負荷で最大に達しましたが、電力伝送によるロスが影響し、従来のディーゼルエンジンと比較して低い効率ですという課題がありました。これは、この技術の普及が妨げられた一因とされています。

操作と安全対策

この機関車は運転開始時に電池を利用して補助的なディーゼルエンジンを起動し、その後タービンを回転させる仕組みです。タービンの出力を増加させる方法として運転士がパワーコントローラーを操作し、燃料の噴射量や回転速度を調整しました。安全面でも、温度が過度に上昇した場合のアラームシステムや、安全装置が装備されており、万が一の事態に備える工夫がなされていました。

運用と評価

ガスタービン電気機関車1101は1958年まで使用され、その後は新しい電気システムの実験用に改造されました。この機関車の効率の低さが影響して量産には至らず、同年までにスイスの非電化路線が消滅していったことも一因となっています。ガスタービン電気機関車は、他国でも試験運用が行われましたが、最終的には市場での普及は果たされませんでした。

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