ダイナモメーターカー

動力計車は、機関車の性能のさまざまな側面を測定するために使用される鉄道 保守用の車両です。測定対象には、牽引力（引っ張る力）、出力、最高速度など が含まれます。

最初の動力計車は、おそらく「コンピューターの父」チャールズ・バベッジによって1838年頃に作られたものであろう。^{[1] [2] [3]}イギリスのグレート・ウェスタン鉄道で働いていたバベッジは、機関車と列車の間に客車を置き、連続的に動くロール紙にデータを記録した。記録されたデータには、機関車の牽引力、客車の軌跡のプロット、客車の垂直方向の揺れなどが含まれていた。この作業は、イギリスの軌間標準化をめぐる論争においてグレート・ウェスタン鉄道の立場を支持するために行われた。

アメリカでは、ペンシルバニア鉄道が1860年代に動力計車の使用を開始しました。^[4]アメリカで最初の近代的な動力計車は、1874年にP.H.ダドリーによってニューヨーク・セントラル鉄道向けに製造されました。

初期の車両では、バネと機械的な連結のシステムを使用して、車両の前部連結器をスケールとして効果的に使用し、連結器にかかる力を直接測定していました。車両には、列車の速度を測定する手段もありました。後期のバージョンでは、油圧シリンダーとラインを使用して、力を記録装置に伝達しました。

現代のダイナモメーター車では通常、電子式ソリッドステート測定装置やひずみゲージなどの計測機器が使用されています。

LNER の動力計車は、 1938 年にNo. 4468 マラードの速度記録を記録するために使用され、イギリスのヨークにある国立鉄道博物館に保存されています。この動力計車は、他の 2 台の動力計車とともに、イギリス国鉄の1948 年の機関車交換試験にも使用され、2 台とも保存されています。

もともとシカゴ・バーリントン・アンド・クインシー鉄道に属していた車両は、ウィスコンシン州グリーンベイにある国立鉄道博物館に保存されています。シカゴ・ミルウォーキー・セントポール・アンド・パシフィック鉄道向けに製造された車両は、イリノイ鉄道博物館に保存されています。^[5]

動力計車の主な目的は機関車の出力を測定することですが、通常は煙室データ、スロットル設定とバルブカットオフ、燃料燃焼率、水使用量などの他のデータも収集され、機関車の全体的な性能と効率を判断します。

データは、通常、牽引力と速度の記録ロールに時間インデックス付きの連続紙に記録されます。初期の車では、これらのデータから手動でパワーが計算されました。後期の車の中には、パワーを直接記録するための機械式積分器を備えたものもありました。 ^[4]

この車両の別の用途は、動力計付き車両による走行に基づいて特定の鉄道路線の積載量を評価し、勾配や曲率がその路線の容量と結果として生じる電力要件に与える影響を記録することであった。^[4]

ダイナモメーターカーの動作原理は、パワーが力と距離の時間積に等しいという基本方程式に基づいています。

${\displaystyle P={\frac {F\cdot d}{t}}}$

この式は、次のように簡略化できます。電力と力の積、速度。

${\displaystyle P=F\cdot {\frac {d}{t}}=F\cdot V}$

つまり、機関車の瞬間的な出力は、連結器の引っ張り力を測定し、それに現在の速度を掛けることで計算できます。

${\displaystyle P=50,000~{\text{lbf}}\cdot {\frac {30~{\text{mi}}}\cdot {\frac {5280~{\text{ft}}}{\text{mi}}}\cdot {\frac {\text{h}}{3600~{\text{s}}}}=2,200,000~{\frac {{\text{ft}}\cdot {\text{lbf}}}{\text{s}}}}$

馬力に変換すると次のようになります。

${\displaystyle P=2,200,000~{\frac {{\text{ft}}\cdot {\text{lbf}}}{\text{s}}}\cdot {\frac {1~{\text{hp}}}{550~{\text{ft}}\cdot {\text{lbf}}/{\text{s}}}}=4,000~{\text{hp}}}$

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