직류-급행특급 [특급형] E351계(특급 슈퍼아즈사) - JR동일본

[787-ARIAKE]

E351계 S편성(8/4량편성 총 60량, 마츠모토 차량센터) 편성정보 보러가기

1. 츄오선 특급 "아즈사"의 파워업

 90년대까지 츄오본선 도쿄~시오지리~마쓰모토간을 운행하던 직류형 특급 차량은 "아즈사"로서, 183, 189계가 운행하고 있었다. 그러나 183, 189계는 점점 노화되어 갔고, 서비스가 열악해져 서비스 업그레이드의 필요성이 대두되었다. 그래서 JR동일본에서는 급곡선 구간이 많은 츄오본선 구간의 시간 절감과 함께 서비스의 향상을 도모하기 위해 신형차량을 개발했다. 그것이 바로 "슈퍼 아즈사"로 불리는 E351계 차량이다. 슈퍼 아즈사 E351계는 1993년 츄오본선의 다이어 개정으로 화려하게 데뷔, 183-189계와 소요시간 및 서비스를 차별화시키며 손님들을 끌어모으기 시작했다.

- E531계 "슈퍼 아즈사"의 로고 엠블렘 부분. 

2. JR동일본이 최초로 채용한 틸팅열차

  E351계는 JR동일본의 열차로서는 최초로 틸팅기술을 도입하였다. 381계의 자연진자식보다 훨씬 업그레이드된 제어부 진자식 틸팅대차를 도입했으며, 이 틸팅기술은 차체의 원심력을 이용해서 커브를 돌 때 자연적으로 열차의 차체를 3~5도 정도 기울여 곡선구간에서의 주행속도를 높이는 기술이다.

  381계 등의 종래의 틸팅차량은 커브에 들어선 뒤 차체를 기울이기 때문에 승차감이 나빠지는 단점이 있었다.381계 운행시는 기울어지는 각도 때문에 멀미하는 사람도 많았다고 하는데, 그러나 슈퍼 아즈사는 곡선 앞에 설치된 지상자와 미리 입력된 선로조건을 바탕으로 곡선구간에 들어서기 전에 미리 차체를 기울이고 경사각도를 자동으로 조절하기 때문에 승차감이 조금은 나아졌다. 팬터그래프 또한 틸팅으로 인한 이선현상을 방지하기 위해 대차와 연결된 구조로 되어 있다. 이 틸팅장치는 곡선이 많은 하치오오지-마츠모토 구간에서만 동작하며 하치오오지 서쪽이나 오오이토선 구간에서는 작동하지 않도록 되어있다.

 추진장치에는 VVVF-GTO인버터를 채용하였으며, 1인버터가 4개의 모터를 제어하는 구조이다. 정속제어 장치도 갖추고 있으며, 급구배의 돌파를 위해 강력한 150kW급 전동기를 장비하였다. 그래서 최고속도는 130km/h, 곡선구간 돌파속도는 제한속도+25km/h이다. 그리하여 산악 및 곡선구간이 많은 츄오선에서도 표정속도 90km/h를 달성할 정도가 되며 마츠모토~신주쿠간을 2시간 25분에 잇는다. 제동의 경우는 대차 내부에 제동장치를 넣을 공간이 협소하여 동력대차 또한 차륜 디스크 제동장치를 갖췄다. 운전실은 고운전대 구조여서 상당히 전망이 높으며, 운전석에는 운전자의 편의를 위해 원핸들 마스콘을 장비하였으며, 모니터화면은 2개가 설치되어 있어 운전, 차량 쌍방의 정보를 상시적으로 표시해 주고 있다.

- E531계의 틸팅대차. 

- 팬터그래프는 틸팅대차와 연동되어 있다. 차체가 아닌 차체 위에 있는 받침대에 올려져 있는 이유는 그 때문. 

3. 8량편성 + 4량편성의 관통형 선두차로 연결

  슈퍼 아즈사호는 12량 편성이 기본인데, 이것은 다시 8량편성과 4량편성으로 분리된다. 마쓰모토역에서 가끔 슈퍼 아즈사호는 오오이토선으로 연장운행도 들어가는데, 이 때 마쓰모토역에서 8량이 분리되어 오오이토선으로 들어가게 되는 것이다.  이 8량과 4량은 관통형 선두차로 연결되어 있어 두 편성 사이를 서로 오갈 수 있다.

  보통 E351계는 슈퍼 아즈사호로 많이 뛰지만, 그 외에도 홈라이너 오다와라, 오하요라이너 신주쿠(구 쇼난라이너) 등 라이너열차로도 사용되고 있다.

- E531계의 관통형 부분. 거의 12량으로 운행되기 때문에 보기는 어렵다. 

4. 넓은 시트피치를 보장하는 실내

  E351계는 틸팅시의 무게중심을 유지하기 위해 차체 형상이 달걀형으로 되어 있다.(그래야 옆면이 터널과 부딪치지 않는다) 따라서 실내공간도 많이 부족하게 마련이며, 비행기처럼 위아래가 둥글둥글해 창가에 앉은 사람은 조금 불편할 지도 모른다. 또한 틸팅열차라는 특성 때문에 차체를 저중심화시켜 공조장치 및 각종 기기들을 차 바닥으로 끌어내렸다. 그린샤-보통차 모두 2+2 시트배열이며, 시트의 피치는 보통차는 97cm, 그린샤는 116cm로 넉넉하다.(옆에는 좁지만 앞뒤는 그리 좁다는 느낌을 받지는 않을 것이다)

 실내 시설은 <아즈사>호와 비교해 봤을 때 많은 발전을 보여, 보통차에도 암 테이블을 비치하여 도시락 등을 섭취할 때도 도움을 준다.(팔걸이 안에 장착되어 있기 때문에 좌석을 회전시켜 마주보게 한 때도 테이블을 펼 수 있는 장점이 있다.) 그린샤에는 간접조명을 채용하여 실내 분위기를 높였으며, 각 차량에는 전광판이 있고 자동판매기, 다목적실 등도 있다. 또한 라디오전파 복사장치를 달아 난청지역에서도 라디오를 들을 수 있으며, 스키를 타는 손님들을 위해 일부 차량에 수하물칸을 설치하였다.

- 차체는 틸팅 작동시 무게중심을 고려해 아랫쪽이 불룩한 구조로 되어있다 381계도 이렇게 되어있다.

- E351계의 그린샤. 잘 보면 칸막이 흔적이 보이는데 이것은 금연차와 흡연차를 구분했던 칸막이. 

- E531계의 보통차. 왠지 좁아진 느낌이다. 

5. 2차 증비분 투입 - 1000번대 

  1993년에 최초로 투입된 E351계는 미비점이 많아 1995년에 2차 증비분 차량이 나오면서 많은 개조가 되었다. 2차차에서 달라진 점은 공조장치가 아랫부분으로 이동되었고(현재의 E257계와 같이) 틸팅 실린더의 출력 증강, 팬터그래프 형상변경, 억속회생 발전브레이크 장비(1차 도입분도 이것은 같이 개조된다. 정속주행장치도 따라왔다.) 등이 달라졌으며, 최초로 IGBT소자를 채용하여 저소음을 도모하였다. 이렇게 해서 나온 2차 도입분은 1000번대가 되었다.

  현재는 5편성 60량이 마츠모토 차량센터에서 활동중이며, 앞으로의 증비는 계획되지 않고 있다. JR동일본의 일본차량(주)에서 생산한 몇 안되는 차종이기도 하다.(E2계, E351계, 215계 정도 뿐임)

- E351계의 상징과도 같은 앞면의 LED 애칭표시기. 실은 전조등, 미등이 모두 이 애칭표시기에 있다. 

6. JR동일본 최초이자 최후의 틸팅 열차.

 E351계 차량은 터널에서의 틸팅 동작시에 차체가 벽면에 부딪치는 등 자잘한 문제점을 노출했다.(물론 이는 양산형 개조단계에서 해결되었다.) 또한 틸팅열차는 레일에 걸리는 부담이 크기 때문에 레일보수비에 대한 부담도 만만치 않고,(물론 후에 나온 383계와 키하283계는 자기조타기능 대차를 도입해서 이를 해결했다) 생각보다 틸팅의 효과도 크지 못해(곡선통과속도가 +25km/h이며 이는 283계의 40km/h에 비해 훨씬 낮은 수준) 개발자들의 애를 태웠다.

 사실 JR동일본은 틸팅열차를 개발하고 있었으며 실제로 1995년부터 TRY-Z라는 E991형 시험차를 개발해서 최고속도 160km/h, 곡선통과속도 +45km/h급의 틸팅열차를 개발하려는 목표를 가졌지만, 별 성과를 얻지 못하고 1999년에 폐차하였다. 또한 JR동일본의 선로상에서는 곡선구간을 빠르게 돌파하여 소요시간에서 이득을 볼 수 있는 노선이 그리 많지 않다. 결국 JR동일본은 틸팅차량의 개발을 중단시켰으며, E351계의 후속 차량으로 도입된 E257계는 틸팅기능은 탑재하지 않았으며 E351계는 계속해서 츄오본선을 대표하는 특급열차로 활약했다. 

 E351계는 2015년부터 후속 차량인 E353계가 도입되며 2018년 4월 모든 차량이 퇴역, 보존차량 없이 전차량 폐차되었다. 

- 글 : 김성수

- 사진 : 김성수, CASSIOPEIA님, 일철연 공동사진DB