夏の暑すぎる日には、電車のクーラーが機能しなくなるかもしれない。冬の寒すぎる日には、雪でドアが凍り、乗客が車内に閉じ込められたり、車外に締め出されたりするかもしれない。湿気によってトイレの洗浄機能がダメになる可能性もあるだろう。あるいはみぞれが入り込み、電車の警笛が鳴らなくなるかもしれない。窓ガラスが太陽光を増幅し、車内が温室のように暑くなってしまうこともあり得る。

ロンドンの善良な市民たちは、きっとこういった状況を歓迎しない。それゆえ同市の交通局は、2018年に開通するエリザベス線を走る新車両のために、特別なテストを行うことにした。

エリザベス線で使われる予定の列車は、ボンバルディア・トランスポーテーションが英国のダービーで組立て、テストしてきたものだ。しかしダービーには適切な試験用の施設がない。そこで同社は、数台の列車をトラックとフェリーに載せ、遠く離れたウィーンへと送った。そこには、ほかに類を見ない気象風洞装置があるのだ。

天候条件を劇的に変化させ、あらゆる種類の車両をテストできる気象風洞装置は、世界各地に存在する。しかし、オーストリアのウィーンにある「Rail Tec Arsenal」はそのなかでも特別だ。56年前に開設され、2003年に改良が施され、現在は欧州の大手鉄道製造業者が共同で運営しているこの公共研究施設は、世界最長の列車試験用風洞装置と謳われている。

この施設は、車両試験版のイートン校のようなものだ。世界中の交通機関が、現実世界への準備をさせるべくここに列車を送りこんでくる。ドイツ鉄道、米国のニュージャージー・トランジット、サウジアラビアで敷設が進むリヤド・メトロ、そしてカザフスタン鉄道までもが、列車をこの風洞装置でテストを行った。鉄道車両メーカーがRail Tec Arsenalを選ぶ理由は、この場所が全長約100mの列車でも収まる規模をもつからだ。

人工の雪にさらされた車両を、エンジニアがチェックしている。

あらゆる極限状態をつくりだす

ロンドンを走る予定のボンバルディア製の車両に対しては、9日間にわたってさまざまな天候条件下での過酷な試験が行われた。テストでは、エンジニアたちが、車輪、モーター、ドア、ワイパー、警笛、暖房および冷房システムなど、車両の主要な機構部分の動作チェックを行う。悪天候時の乗客の体験をよりよく理解するために、車両全体にはセンサーが取り付けられた。

「このテストは、極端な天候条件によって影響を受ける可能性のあるすべてのシステムが、期待通りに動作し機能するかチェックできるように設計されています」と、ボンバルディアのエリザベス線プロジェクト主任エンジニアを務めるマーティン・ウィルソンは言う。

この能力判定テストは本当に過酷なのかって？ 摂氏マイナス45度の氷のように冷たい強風や60度の熱風に晒されながら、じっと我慢することを想像してみるといい。

この環境をつくり出すために、風洞上部にある大型ファンが熱交換器に空気を送り込む。熱交換器は、テストしたい条件に応じて加熱冷却できるブライン溶液で満たされており、これによって温度が変化した空気は風洞下部に送られ、時速およそ306kmの速さで吹き付ける。その後空気は風洞上部に戻り、この循環プロセスが再びはじまる。

だが実際のところ、ボンバルディア製の車両がここまで過酷な条件でテストされることはない。風力は最大でも毎時約113km、温度は摂氏マイナス25度から40度までの間だ（それでもこれらの数字は、普段は温暖なロンドンにとって極限的な条件である）。

車両はさらに、軽い雪、重く湿った雪、雨やみぞれが混ざった雪などにもさらされる。蒸気の水分含有量を高めれば湿度が上がり、乾燥した空気を送り込めば湿度が下がり、すべてを干上がらせる。湿度と寒さを組み合わせることもできる。雪の粉は風洞下部の天井部分、あるいは可動式の装置に取り付けられたノズルから噴き出す。

3つ目のテストは、光の“拷問”だ。風洞の壁に取り付けられた約60mの「ソーラーフィールド」が太陽光に似た光線を発し、1平方メートルあたり最大1,000ワットの熱で車両の屋根と窓を焼く（この風洞装置では、車両の生産国の太陽の軌道に応じて、光線が当たる角度を実際に調節することもできる）。最悪のシナリオでは、車両を極度の熱に晒したり、未処理のガラス窓を通じて運転手の視界を奪うことも可能だ。

Rail Tec Arsenalで気象風洞装置のオペレーションを指揮する機械エンジニアのガブリエル・ハラーは、車両試験の世界では、このソーラーフィールドは珍しいものだと話す。「新しい試験方法を常に開発し、製品を改善できるように取り組んでいます」。鉄道事業者にとって省エネルギーの手段を見つけることはこれまで以上に重要になっているため、車両試験は以前より重要視されているのだ。

試験合格

幸いにも、ボンバルディア製の車両設計に調整は必要なかった。エリザベス線のこの車両はすべて期待通りに動作したという。これは、車両とともにウィーン入りしたボンバルディア英国チームにとってもうれしいニュースだった。「エンジニアにとって、この車両がうまく動作するのを確認できたのは喜ばしいことです。これこそわたしたちエンジニアの目的であり、究極のゴールなのです」と、ウィルソンは述べる。室内で大雪に見舞われるという体験も、彼にとっては、この仕事から得られる特典のようなものだろう。