일본국유철도 E10형 증기 기관차

1. 개요

일본국유철도 E10형 증기 기관차는 일본국유철도가 1948년에 제작한 2-10-4형 탱크 기관차이다. 오우 본선의 이타야 고개 구간의 4110형 증기 기관차를 대체하기 위해 개발되었으며, 5량이 제작되었다. E10형은 일본국유철도의 마지막 신형 증기 기관차였으나, 실린더 견인력에 비해 중량이 부족하고 공전이 자주 발생하는 등 기술적인 문제와 운용상의 어려움으로 인해 1962년에 폐차되었다. 현재 E10 2호기가 오메 철도 공원에 보존되어 있다.

2. 개발 및 제조

오우 본선 이타야 고개 구간은 급경사였기 때문에 다이쇼 시대에 제작된 4110형 증기 기관차가 투입되었다. 그러나 4110형은 노후화, 태평양 전쟁으로 인한 정비 불량, 석탄 품질 저하, 견인력 및 속도 문제 등으로 한계에 직면했다.

이를 대체하기 위해 1948년에 E10형 증기 기관차 5량이 기샤세이조에서 제조(제조번호 2445 - 2449)되었다. E10형은 일본국유철도의 마지막 신형 증기 기관차였다.

2.1. 개발 배경

오우 본선 후쿠시마역-요네자와역 사이 이타야 고개는 급경사 구간으로, 다이쇼 시대에 제조된 4110형 증기 기관차가 운용되었다. 그러나 4110형은 노후화와 태평양 전쟁 중 정비 불량, 석탄 품질 악화, 견인력 및 속도 저하 등의 문제로 운용에 어려움이 있었다.

4110형 교체는 이전부터 검토되었으며, 전쟁 중에는 2-10-4식 차륜 배치를 채택한 KE10형이 설계되기도 했다. 1946년에는 4110형 기관차의 현상태 조사가 이루어졌고, 니와사카 기관구에서는 역방향 운전이 가능하고 D51형 정도의 보일러를 갖추며, 전장 15m 이내, 동륜상 중량 60 - 65t의 E형 또는 E1형 탱크식 기관차로 대체해야 한다는 의견이 제시되었다.

당시 이타야 고개는 전철화 공사가 진행 중이었으나, GHQ의 중지 명령으로 공사가 지연되었다. 그 사이 4110형의 노후화는 더욱 심각해졌고, 9600형이나 8620형이 지원되었지만 8620형은 공전이 많고 증기압도 오르지 않아 4110형이 더 안정적이었다.

결국 4110형 전체를 교체하는 대신, 전철화 완료까지만 운용할 목적으로 소수의 기관차를 제작하기로 결정했다. KE10형 설계를 바탕으로 니와사카 기관구와 차량 제조업체의 의견을 반영하여 2-10-4형 탱크 기관차를 계획하고 기샤세이조에 발주하여 5량(제조번호 2445 - 2449)이 제조되었다. E10형은 이후 등장한 국철의 신형 증기 기관차 중 유일하게 기존 차량의 개조가 아닌, 순수하게 새로 제작된 마지막 일본국유철도의 신형 증기 기관차이다.

2.2. 제조 과정

오우 본선 후쿠시마역-요네자와역 간 이타야 고개의 급구배 구간에서 사용되던 4110형 증기 기관차는 노후화와 성능 부족으로 교체가 필요했다. 과거에도 교체 논의가 있었고, 전쟁 중에는 운수성 내부에서 2-10-4식 차륜 배치를 적용한 KE10형이 설계되기도 했다.

1946년에는 4110형 기관차의 현상태 조사가 이루어졌고, 데바 기관구에서는 역방향 운행이 가능하고 D51형 정도의 보일러를 갖추면서 전장 15m 이내, 동륜상 중량 60 - 65t의 E형 또는 E1형 탱크식 기관차를 요구했다. 당시 이타야 고개는 전철화 공사 중이었으나, GHQ의 명령으로 공사가 일시 중단되었다가 재개되었지만, 그 사이 4110형의 노후화는 더욱 심각해졌다.

결국 4110형 전체를 교체하는 대신 전철화 완료까지 임시로 사용할 소수의 기관차를 제작하기로 했다. KE10형 설계를 바탕으로 데바 기관구와 차량 제조업체(기샤세이조)의 의견을 반영하여 2-10-4형 탱크 기관차를 설계, 기샤세이조에 발주하여 5량(제조번호 2445 - 2449)을 제조했다. E10형은 일본국유철도에서 순수하게 새로 제작된 마지막 증기 기관차이다.

3. 구조

E10형은 선륜 1축, 동륜 5축, 종륜 2축을 갖춘 2-10-4 차륜 배치를 가지고 있다. 니와사카 기관구의 의견을 반영하여 터널 내 연해 방지를 위해 보일러를 뒤로 한 역행 운전이 가능하도록 설계되었다. 곡선 통과를 쉽게 하기 위해 제1동륜은 6mm 정도의 횡동을 허용하고, 제2동륜은 타이어의 플랜지를 6mm 얇게, 제3·제4동륜은 플랜지리스 차륜으로 제작되었다.

3.1. 특징

4110형은 선륜·종륜이 모두 없고 동륜만 있었지만(0-10-0), E10형은 4110형보다 더 크게 설계되어 선륜 1축, 종륜 2축을 가진 2-10-4(1E2) 형식이 되었다. 제1동륜은 6mm 정도의 횡동을 허용하여 곡선 통과를 용이하게 했다. D52형과 비교하면 길이는 짧지만 같은 굵기의 보일러를 갖추고 있으며, 카탈로그상 견인력은 21.7tf로 일본 증기 기관차 중 가장 크다.

--

니와사카 기관구의 요구를 반영하여 터널 내 연해(煙害) 방지를 위해 보일러 쪽을 뒤로 하고 주행하는 후진 운전을 전제로 설계·제조되었다. 기관사석은 탄고 쪽을 향해 왼쪽에 배치되었으며, 역전기와 계기판도 탄고 쪽에 장착되었다. 근대형 증기 기관차로는 드물게 제연판(디플렉터)을 장착하지 않았다.

이후 가나자와 기관구 전속 시, 보일러 방향을 앞으로 하는 운전사석 주변 기기 배치를 변경했지만, 운전사석 위치는 그대로 유지되어 일본 증기 기관차로서는 드물게 우측 운전대가 되었다.

3.2. 기술적 문제

E10형은 4110형보다 더 크게 설계되었지만, D52형에 비해서는 길이가 짧았다. 하지만 같은 굵기의 보일러를 갖추고 있었고, 카탈로그 상의 견인력은 21.7tf로 일본 증기 기관차 중에서 가장 컸다. 그러나 실제로는 실린더 견인력에 비해 중량이 부족했고, 동력 역전기 채용으로 인해 공전이 자주 발생했다.

4. 운용

E10형은 1948년 시운전을 거쳐 이타야 고개에서 운용을 시작했으나, 1949년 이 구간이 직류 전철화되면서 다른 노선으로 이전되었다. 히사쓰선 히토요시역 - 요시마쓰역 간에 잠시 투입되었으나, 대형 기관차로 인한 곡선 통과 시 횡압 과대 문제로 부적합 판정을 받고 D51형으로 대체되었다. 이후 호쿠리쿠 본선 이스루기역 - 쓰바타역 간에서 운용되다가 1955년 신구리가라 터널 개통으로 급경사 구간이 없어지면서 1957년 마이바라 기관구로 전속되었다.

마이바라 기관구에서는 마이바라역 - 다무라역 간의 짧은 구간을 왕복 운행했다. 그러나 전시 규격 자재 사용으로 인한 부품 불량, 측면 수조로 인한 보일러 검수 곤란, 예비 부품 확보의 어려움 등 여러 문제가 발생했다. 결국 다른 노선에서 D50형이나 D51형 증기 기관차로 대체되면서, E10형은 1962년 영업 운전을 종료하고 폐차되었다.

4.1. 운용상의 문제점

E10형은 시험 운행에서 33‰ 경사에서 4110형의 1.5배인 270톤을 견인했지만, 실린더 견인력에 비해 동륜 중량이 부족하고 동력 역전기 조작이 어려워 4110형보다 공회전이 잦았다. 급곡선 구간에서는 견인력이 떨어지는 등 기대만큼의 성능을 발휘하지 못했다. 선로 횡압 과대로 동륜 타이어 이완 문제도 5량 중 3량에서 발생했다.

1948년 시운전 후 이타야 고개에서 운행을 시작했지만, 1949년 이타야 고개 구간 직류 전철화로 다른 노선으로 이전되었다. 히사쓰선 히토요시역-요시마쓰역 구간에 투입되었으나, 대형 기관차로 인한 곡선 통과 시 횡압 과대 문제로 부적합 판정을 받고 D51형으로 대체되었다. 이후 호쿠리쿠 본선 이스루기역-쓰바타역 구간에서 운용되다가 1955년 신구리가라 터널 개통으로 급경사 구간이 없어지면서 1957년 마이바라 기관구로 전속되었다.

마이바라 기관구에서는 마이바라역-다무라역 간 짧은 구간을 왕복 운행했다. 그러나 전시 규격 자재 사용으로 인한 부품 불량, 측면 수조로 인한 보일러 검수 곤란, 예비 부품 확보 어려움 등 여러 문제가 발생했다. 결국 다른 노선에서 D50형이나 D51형 증기 기관차로 대체되면서, E10형은 1962년 영업 운전을 종료하고 폐차되었다.

5. 보존

E10형은 소수만 제조되었고, 강력하고 거대한 탱크식 기관차라는 특수성 때문에 사용하는 곳이 드물었다. 일본 전국을 돌아다니며 운행했지만 결국 퇴출당하는 불우한 형식이었다. 14년밖에 운용되지 못하고 폐차되었으나, 폐차 시기가 마침 철도 90주년 사업 시기여서 E10 2호기가 도쿄도 오메시의 오메 철도 공원에 정태 보존되고 나머지는 해체되었다. E10 1호기 대신 E10 2호기가 보존된 이유는 보존 결정이 내려졌을 때 E10 1호기가 이미 폐차 및 해체되어 있었기 때문이다.

6. 기타

쓰루가역 미도리의 창구에서 가끔 상영되는 쓰루가 역의 역사나 역 주변, 호쿠리쿠 본선의 철도사를 소개하는 DVD에서, E10형이 달리고 있는 모습과 연결 작업을 하고 있는 E10형의 귀중한 컬러 영상을 볼 수 있다. 이를 통해 E10형이 활약하고 있을 때의 모습을 관찰할 수 있다.