鉄道と軍隊（２１）─弾丸列車と幻の機関車
機関車の開発
１９４０（昭和１５）年といえば皇紀２６００年、神武天皇が位に就かれて２６００年という。ゼロ戦がどうして零式艦上戦闘機かというと、この年に制式化されたからだ。２６００の末尾をとった。それまでは日本号を使って、明治３８年式小銃とか大正１１年式軽機関銃などといっていた。それが大正天皇の皇太子が天皇になられると（大正１５年＝昭和元年）混同するおそれがあり、皇紀を採用したものである。
「弾丸列車」は予算の裏付けを受けて具体的計画が立てられた。着々と準備は進み、英米蘭を相手にした戦争が始まって４カ月、ついに新丹那トンネルの掘削が始まった。すでに１５年の記念式典にあわせて計画された東京オリンピック。そのメイン・スタジアムの建設でも必要な鉄骨が集まらなかったという状況でよく建設に着手したものだ。工期は１５年と見積もられた。当時の国鉄内の気分では、東海道だけはとりあえず開通しても、さらに前途は長い、機関車製造はそう急ぐことはないというものだったらしい。当時の鉄道記者の思い出である。
当時の日本内地の大型蒸気機関車といえば、３気筒のＣ５３と２気筒のＣ５９だった。Ｃ５９は最新の機関車だったが、２０年前に製造されたＣ５１のボイラーを大型化しただけだった。これは大きな怠慢だった。欧米では、この２０年間で機関車の製造技術は大きく進歩していた。１９２５（大正１４）年にアメリカから輸入したＣ５２くらいしか外国技術に触れたことがなかった。
では満鉄のパシナは参考にはできないか。でも最高速度は時速１３５キロでしかない。ふつうの運転では１２０キロ程度が最高である。水平で直線の区間では１５０キロで突っ走りたい、そういう新幹線用機関車には遅すぎる。その頃、満鉄にはパシハという機関車もあった。１９３０年代の後半は世界的に機関車技術が進歩した時代である。国内の狭軌鉄道と異なって、標準軌間を使っている満鉄はそうしたことに敏感だった。
満鉄のパシハ
「あじあ」は当時としては背伸びした列車だったから、パシナを標準的な急行用の機関車にすることはできない。すでにパシコはあったが、それを増産するより新しい技術で新しい急行用機関車を製造しようとパシハを開発した。動輪直径は１８５０ミリと小さくし、ボイラーはパシナとパシコの中間の大きさとし、輸入鋼材を使わなかった。ボイラーの圧力もパシナより１平方センチあたり１キロ下げた。
ただし、この機関車パシハには技術的なハイライトがあった。それは動輪ばかりかすべての車軸の軸受けにローラーベアリングを装着したことだ。今では誰もローラーベアリングなど珍しくもないが、当時はその小さな歪まない鋼鉄の球を造るのは大変だった。これの採用で、アルコ社で造られた機関車は２Ｄ２の軸配置で動輪直径は７３インチ（１８５４ミリ）で、最高速度時速１４２キロを出した。いままでの常識では直径１インチ１マイルだった。７３マイルとは約１１７キロである。それが３０キロ近くもスピードが上げられたのは軸受けのおかげだった。
ローラーベアリングは軸を小さな鋼鉄球で取り囲む。抵抗は減り、軸を軽やかに回すことができる。１９３７（昭和１２）年にこれを採用したのはアメリカだが、それと同じころに満鉄はこれに飛びついた。ヨーロッパ諸国より早い実施だった。
ところが大変なのはこのガタが許されない精密さだった。足回りの工作精度をとにかく上げるしかない。動輪の軸の間隔と、動輪どうしを結ぶ鉄棒、カップリング・ロッドの長さはまったく一致させるしかなかった。
合わなければ回転がぎくしゃくしてしまう。当時のわが国の工作精度は一般にひどく低かった。まともな工作機械は高価だったし、検査器具にも大枚をはたこうという気持ちもあまりなかった。ガタのきたような中古プレス機や同じような旋盤を欧米から買い付けてきていたのだから、仕方もない。
とうとう第１と第３動輪のクランクピンにはローラーベアリングを使うことを諦めることにした。少しのガタなら適当な遊びを作っておいて、そこで吸収するためである。どうにもならない「貧しさ」がわが国技術の底にはあった。同じように戦車の砲塔を旋回するためには、このローラーベアリングが最もいい。ターレット（砲塔）の下部を支える円筒形の受けはベアリングが最適である。軽く操作することができる。これがわが国の戦車にはできなかった。代わりに丸い鉄材のコロを敷きつめた。ボールに比べると工作は容易だが、どうしても重くなるし、摩擦も増える。人力で回転させる軽戦車の砲塔はコロで支えられていたのが実態である。
それでもパシハは成功作だった。航続距離も大きく伸びて、８６０キロも走り続けることができた。それまでの機関車は平均しておよそ３００キロを１日で走った。８６０キロといえば東京と広島間である。パシハは１７両が造られ、急行「はと」などを牽引して満洲を駆けた。
国鉄の技術者たちは当然、満鉄に資料を要求した。１．８５メートルの動輪にローラーベアリングを使う、あるいは２メートルの動輪にこれまでと同じにプレーンベアリングを使うか。どちらが良いのかといったことだけでも大変な価値があった。
巨大動輪とドイツの「０５」
齋藤充氏の『蒸気機関車の挑戦』によれば、動輪径を検討したメモがあるという。それを参照しよう。１７５０ミリの動輪をもつＣ５３が時速９５キロを出した時と、２メートルの動輪径をもつパシナが時速１１０キロを出した時の条件をそのまま１５０キロで運転した場合にあてはめてみたという。すると、回転数をそのままにして必要とする動輪の直径は、それぞれ２７６０ミリ、２７２０ミリとなった。どちらもおよそ９フィートである。それほどの大きい動輪は歴史上でも１台しかなかった。ゲージは７フィート（１７７８ミリ）という超広軌である。大きな１軸だけの動輪の間にボイラーが挟まれているという形式だった。それを近代蒸気機関車の動輪の上にボイラーが載るといった形にしたら、とてものことに安定感など得られるわけもない。
このころドイツには「０５」といわれた高速機関車があった。ベルリン－ハンブルクの間、約２９０キロを５両の軽い客車を牽いて平均速度１２０キロほどで走った。連続で出せる高速は時速１４０キロだった。この機関車の動輪直径は２３００ミリ。これから換算すると、１５０キロを出すには２４６０ミリの直径が要るとなった。同じころ、日本と同じく狭軌（１０６７ミリ）の南アフリカにも大型高速機関車があった。その動輪直径は１８３０ミリで、それを標準軌に換算すれば２４６０ミリとなる。そこから新しい機関車の動輪直径は２４５０ミリとしようと、いったんは決まったらしい。
しかし、実際に残るデザイン図を見る限り、動輪直径は「０５」と同じ２３００ミリになっている。「０５」とはどんな機関車だったか。１９３０年代の初めにはドイツでは「０１」型が走り始めた。最高速度は１３０キロである。１９３２（昭和７）年にはドイツ国鉄当局はメーカーに対して、２５０トンの列車を牽き最高時速１７５キロを出す機関車の計画を出すように要求した。「０５」はその答えの１つだった。エンジンは３気筒、動輪直径２３００ミリ、軸配置は２Ｃ２、ハドソンと呼ばれた形式でボイラーは２０気圧という強力さである。
１９３６（昭和１１）年から「０５」が牽く特急が走り始めた。４両の軽量客車と食堂車の５両編成で列車は平均時速約１２０キロで走った。蒸気機関車が牽引する定期列車の速度記録は英国からドイツ
に移った。最高運転速度は１５０キロで、最高速度は１７５キロといわれた。最高速が速ければ運転時刻が遅れても途中で取り返すこともできる理屈だ。これがさらに最高速度２００キロを出すように命令された。ドイツの国威発揚である。そして、英国からは疑わしいと抗議されたが、２００．４キロというきわどい数字を残した。
ＨＣ５１、日本の「０５」
Ｈというのは新幹線を表す。５０以上は旅客用の機関車の分類である。軸配置は２Ｃ２のハドソンである。３気筒エンジンを積んだ。
このＨＣ５１はドイツの０５に比べると、要求されたものはいささかきつかった。列車の走行距離がせいぜい３００キロの０５と、１０００キロ近いＨＣ５１、０５は列車重量が２５０トンだったのにＨＣ５1は４５０～７００トンである。走行距離を伸ばすのはテンダー（炭水車）を大型化して多くの石炭と水を積めばいい。また、停車回数を増やせばいい。列車重量を増やすには、牽引力を増やすことで対応できる。つまりパワーアップである。
軸配置は０５もＨＣ５１も２Ｃ２のハドソン、３気筒、ボイラー圧力は２０気圧、動輪直径は２３００ミリとまったく変わらない。牽引力を増やす工夫は大きさである。軸重、つまり全体の重量を車軸の数で割ったものだが、０５の１９．５トンに対して２８トンとかなり大きい。満鉄のパシナも２４トンだったからさらに重い。３気筒のシリンダーも大型化している。０５の直径４５０ミリを５７０ミリにし、ストロークも６６０ミリから７００ミリへと太く、長くした。容量はおよそ１．７倍である。ボイラーもこれに対応してアメリカ型の燃焼室付き、火床面積でも１．７倍、伝熱面積で１．５３倍、過熱面積で１．８３倍ととにかく力が出るようにすべて大きい。
それらを支えるのは炭水車（テンダー）である。６輪のボギーで石炭２０トン、水５０トンを積む。これまでの機関車の２倍以上あった。運転時の重量は機関車１６０トン、テンダー１１７トンに達し、合計２７７トンはドイツの０５の１．３倍、わが国最大のＣ６２の２倍以上になる。
計画書類と図面しかないのでこれ以上の詳細は分からない。たとえばローラーベアリングである。工作上の難しさはパシハで知られていた。しかも、アメリカでもドイツでもプレーンベアリングでも十分、１４０キロや１５０キロといった高速運転は実現している。
高速運転の問題は動輪の回転数である。しかも左右両方のシリンダー（２気筒）、３気筒なら３つ目が車体の中央に置かれる。回転数が上がることは、それらすべての中で激しくピストンが動くことだ。ドイツの０１型は時速１３０キロで毎分３４５回転、０５では１５０キロで同３４６回転である。これに対してわが国のＣ５９で時速９５キロに同１９０回転、満鉄のパシナで１１０キロ同２９２回転という経験しかなかった。
パシナの高速運転実験では速度１３６キロで回転数は３６０に達した。すると激しい震動と車体のねじれがあったという。これを克服するには、動輪の軸受け、ピストンやバルブギア（これらは往復運動に関わる）、そして回転運動にするクランクロッドなどの工作、設計などで難問があった。発揮する力が大きくなればそれだけ、車体、車台（フレーム）にかかるトルクや応力も増えてくる。経験もない。見本も少ない。技術陣の意気は高かっただろうが実際のところ、製造、運転になったときにどれほどの物ができただろうか。
（以下次号）
（あらき・はじめ）
（２０１７年（平成２９年）１月１１日配信）