Почему у скоростных поездов такой нос?

Эта отличительная особенность высокоскоростного поезда сразу бросается в глаза. Кто-то скажет, что такая конфигурация нужна для лучшей обтекаемости, однако, не все так просто. Над формой локомотива долгое время работали инженеры, а потом и дизайнеры. Но изначально такого носа у поезда не было.

Разработка проектов скоростных магистралей в Японии стартовала за месяц до того, как столица Страны Восходящего солнца в 1959 году официально стала местом проведения очередной Олимпиады. Открылась линия как раз к ее старту в 1964-м. Через восемь лет открыли еще одну. Длина маршрута тогда составляла 515 км с семнадцатью станциями.

Проблема

Она появилась неожиданно: сначала все было хорошо: пассажиров устраивала скорость, комфорт, малое время в пути и сравнительно невысокая цена проезда. Но была одна неприятность: после выхода поезда из тоннеля раздавался мощный хлопок, по громкости сравнимый с моментом преодоления самолетом звукового барьера. И это доставляло неудобство не только пассажирам, но и жителям близлежащей округи. При этом в густонаселенной стране таких тоннелей было немало, а искать другое жилье просто негде.

Решение

Первые попытки техническим способом решить проблему, модернизируя тоннель и рельсовый путь, успехом не увенчались. Тогда за дело взялся замначальника технического развития высокоскоростных поездов Эйдзи Накацу. Неожиданно ему помогло его увлечение орнитологией. Наблюдая за зимородком, японец заметил, что тот, ныряя в воду за добычей со скоростью до 40 км/ч, практически не образует брызг. Оказалось, что все дело в форме клюва птицы. Итогом наблюдений и выводов Накацу стало создание головного вагона по «образцу» зимородка.

Подобное решение человеческих проблем через обращение к флоре и фауне в науке называется биомимикрией. Это использовал в своих проектах еще Леонардо да Винчи, таким же путем пошел и Накацу, модернизируя поезд. И это японскому инженеру удалось! При этом не только снизилась громкость хлопка при выходе из тоннеля, но и увеличилась скорость поезда. Бонусом стало уменьшение потребления электроэнергии на 30% из-за снижения лобового сопротивления воздушному потоку. А еще поезд стал быстрее проходить повороты, изгибы ж/д полотна. Время в пути стало еще меньше. Например, сейчас маршрут Син-Хакодате — Син-Аомори длиной 2000 километров состав с «клювом птицы» впереди проходит за 11 часов. С того момента, когда пригодились наблюдения любопытного Накацу, прошло более полувека. А головные вагоны высокоскоростных японских (и не только) поездов и сегодня имеют форму клюва зимородка.