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新幹線に使われている技術は動物がヒントに(自由研究にもいいですね)

新幹線は最新鋭の技術が使われています。sinkan.jpg
安全に関してはもちろん言うまでもないのですが
スピードを上げることによって難しくなってくるのは
騒音の問題です。

それを抑えるために、様々なヒントを動物からもらっています。
こえれは、新幹線のみならず人間の世界に役だっています。

ネイチャーテクノロジーと呼ばれます。

新幹線の場合の幾つかを見て行きましょう。

パンタグラフの騒音


新幹線は電車ですから、電気を得るために必ず高圧線と触れる部分が必要になります。
それがパンタグラフですね。

新幹線のボディーからはみ出す形になるので、風をまともに受ける
つまり、音を立てる原因
になるということです。

数を減らすこともされています。
やはり、運行スピードを上げてくると騒音の問題となりました。

それを解決するためにヒントとなった動物が、”フクロウ”です。
fukurou.jpg
夜行性で音もなく近づいて獲物を狩る鳥。
人間の耳には羽音は聞こえないくらい静かです。
その秘密は、フクロウの持つ羽にあると言われています。

羽の柔らかさが他の鳥と明らかに違うのと、ふちの部分が櫛状になっています。
(写真でしか見たことはないのですが・・・)
kusihane.jpg
このデザインを応用して、パンタグラフをさあセル支柱の横にギザギザ模様がついています。
これです、わかりやすくするため、色をつけてあります。
本当はこんな色ついていません。
pantagurafu.jpg
これがあると、進行方向の後ろ側にできる空気の渦(=音の元)が減って
空気がスムーズに流れます。

これで3割程度の音が減るようです。

ぱっと見た感じは、そんな機能を持ったものに見えないんですけどね。

トンネルの騒音 とんねるどん


トンネルも騒音の大きな原因になります。
トンネルドンと呼ばれる現象があります。

新幹線がトンネルを抜ける直前に、出口側で”ドン”と大きな音がします。

これは、新幹線がトンネルの中の空気を押し出しているんですね。
力を受けて圧縮された空気が衝撃波となって、トンネルの出口から開放されるのです。

それを少しでも和らげるために今の先頭車両の形があるのです。
非常になが〜い鼻先になっていますよね。
kawasemi.jpg
あの形のヒントは カワセミ なんです。

カワセミは水の中にいる魚を餌にしています。

水の中に飛び込むときに、ほとんど水しぶきが上がりません

ハイスピードカメラじゃないと、飛び込んだ瞬間がわかりにくいのでわかりにくい
というよりおもいっきり”バシャっ”てなってるように見えますね。(^_^;)


その形を参考に新幹線の形が出来ています。

ちなみにこの先頭の車両の外装板金は人手で作られています。

先頭車両の微妙なカーブは職人の手仕事によるものです。
手打ち職人が一枚の金属の板からハンマーで微妙なカーブを叩きだしています。

金型を作るほどの量産でないことも要因ですね。
そんなことしていたら、新幹線の価格2倍くらいになっちゃうのでは・・・

新幹線でトンネルで 耳が・・


これも似たことが原因です。
新幹線が高速でトンネルに入るので、空気を押しつぶします。
つまり、気圧が上がるのです。

新幹線の中の気圧も、外側から押されるので気圧が上がります。

人間の鼓膜は、その内側と外側の圧力が同じ状態が普通の時です。

外側だけが気圧が上がった状態になると、鼓膜がうまく震えなくてボーっとした感じになるんですね。

通常は自然に調整されるのですが、急激な変化に追従できない時があります。
山にのぼるときとか、海に潜るときとか も起こる現象です。
耳抜きが出来れば、すぐに戻りますよ。

新幹線の騒音規制


新幹線の騒音に関してはちゃんと取り決めがあります。

新幹線の沿線 線路(高架)があるところから、200mの中にある地域に対して騒音の限界値が決められています。

区分があって 簡単に分けると 住宅地と商業地・工業地 で多少基準が異なります。

住宅地:70db(デジベル)以下 
商業地・工業地:75db以下

この70dbという数字ではピンと来ないのですが、

よく例えて言われるのが、掃除機をかけている時の音くらいになります。
(掃除機もばらつきはいろいろありますが・・・)

300キロを超えるスピードは、騒音を抑える技術があってこそ成り立つものです。

最新技術の新幹線でも、いろんな技術があつまったものです。
この動物や自然のものを生かしたネイチャーテクノロジー含めて
自由研究として調べてみても面白いですね。

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オーロラ爆発とは 発生する理由や原因は

オーロラは、地球の両極(北極と南極)の付近で見られる神秘の自然現象。

なんとなくイメージとしては、非常に寒いところにある国でしか見られないと思われれます。
しかし、日本だと、見られないかというとそんなことはありません。
やはり北には行かなければならないですが。
北海道だと見ることができます
オーロラを見るのに条件的に、いろいろ難しい所あるとは思いますが、
海外へ行くよりもはるかに手軽であることは間違いないです。

ただ自然が相手ですので、思い通りにならないのは仕方ないですね。

オーロラは、宇宙からも見ることができます
スケールが違います。
一度生でこんな地球見てみたいですね。
きっと人生観が変わります。

オーロラ爆発とは


言葉からすると、とても危険なものような感じを受けてしまいます。
オーロラの爆発ですから

ただ、爆発つの使い方が違うんです。
英語だと auroral breakup となります。

breakup:
@分散; 分裂,解体
A崩壊,破壊

空が崩壊して、オーロラが降り注ぐような雰囲気を感じます。

爆弾の爆発だと、explosionという単語になります。

日本語でも、爆発という言葉を次のように使ったりします。
「爆発的に増える」

オーロラ爆発


オーロラが短時間で非常にたくさん密度が濃く光り輝く状態を言います。

夜であっても、昼間のような明るさを体感するほどです。
それが数分間続きます。
当然のことながら、いつも見られるものではないので、
見ることが出来た人は非常に運がいいといえるでしょう。
ourorabakuhatu.bmp
ただ、2011年から太陽の活動が活発になり、それまでに比べて近年かなり頻繁に見られる現象になっています。

オーロラの発生する原因


オーロラは、人類としてかなり昔から観測していました。
だんだんメカニズムも解明されてきてはいますが、未だに完全に理解できていません

発光現象自体は、プラズマ現象で理解することができます。
気体(空気と言ったほうがわかりやすいでしょうか)の元素に、エネルギーを持った電子などのような粒子がぶつかると、そのエネルギーを蓄えます。

そのままでは、不安定なので再びエネルギーを放出します。
その時にエネルギーを光として放出します。

それがたくさん集まって、光っている状態になります。

これがオーロラの発光の原理 になります。

では何故、そのようなエネルギーが、大気に与えられ
場所がある程度特定な場所となるのか。

この辺りが、完全に説明しきれる部分ではないのが現状です。

先程少し書きましたが、
オーロラのもととなるエネルギーを送ってきているのは、太陽です。

太陽風と呼ばれ、電離した粒子(簡単にいえばエネルギー)を出しています。
光もその一種 電磁波になります。

そのエネルギーが、地球の磁場に引かれて大気に入ってきて、より加速されます。
そして大気と衝突をしてプラズマ現象をおこします。
(※地球が大きな磁石であることは理科で習いましたよね。だからN極が北を指すわけです。)

それが、オーロラですが、何故地球の決まった場所で起こるのかはまだ謎です。

宇宙の謎は、まだまだ人知の及ばない現象がたくさんあります。


オーロラツアーも探せます。。
温泉見ながらというのは、無いですが




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