国鉄591系電車
ブレーキ装置は鉄道運転規則における、非常制動による制動距離600 m 以内停止を達成するため、機械的なブレーキに全面的には頼らず、発電ブレーキを常用することとされ、空気ブレーキは補助的なものとされている。
発電ブレーキは界磁チョッパ制御であるMc1車側2台車(CS41とMT58Xの組合せ)では、界磁チョッパ制御により発電ブレーキを作動させる方式であり、再粘着制御は界磁電流を絞り込むことにより行なわれる。従来型の抵抗制御であるMc3車側2台車(CS42とMT59Xの組合せ)では、4基の電動機をそれぞれ独立した主抵抗器につなぎ、4群の発電ブレーキ回路を構成している。そのため、1基の電動機で滑走が発生しても電流の低下を検知して個別に再粘着可能である。
空気ブレーキの指令は、当時の新性能電車では電磁直通空気ブレーキが一般的であったところ、あえて、キハ181系気動車と同系のCLE電磁自動空気ブレーキが採用された。これは、ブレーキの反応速度向上や滑走距離短縮、艤装の簡略化による機器の軽量化を達成することが目的であったとされている。
まだ、台車の制輪子は当時耐熱性に優れたレジン制輪子が摩擦係数や寿命の面で未成熟であり、一方で従来の鋳鉄制輪子は最高速度から制動をかけると溶融してしまいフェード現象を起こす可能性があること、全車電動台車でディスクブレーキを搭載できないことから、レジン制輪子のダブルシュー構造としている。
591系電車(591けいでんしゃ)は、日本国有鉄道(国鉄)が1970年(昭和45年)に試作した高速試験用の交直流特急型電車である。登場当初は1形式1両のみであったため(経緯は後述)、クモハ591形電車(くもは591がたでんしゃ)とも呼称された。
試験終了後の1973年(昭和48年)、同年にガスタービン動車のキハ391系も試験がひと段落した。キハ391系は591系と構造は異なるが同様に連接式構造の低重心車体・自然振子式車体傾斜を採用していたが、試験ではこれに起因する不具合があったことや、消音装置の効果を高めるためガスタービンエンジンを床上ではなく床下に収めたい都合上、今後計画していた量産車では20 m 級ボギー車による1M1Tのユニットを採用することとなった。
しかし、20m 級車両での4軸駆動は駆動系が長くなり、車体傾斜(自然振子)の動きを阻害する可能性があったため、量産形式の制作に先立ち591系の車体を流用したガスタービン2次試験車を制作する計画が持ち上がった。
この改造では、Mc(クモハ591-1)をMc、Mc'(クモハ590-1)をTcとし、Mc床下に川崎重工業KGR1400ガスタービンエンジン(1,100 PS/19,000 rpm)を搭載し、床上の四隅には吸排気装置や電源装置・機関冷却装置を搭載、Mcの台車は新製し、ブレーキ装置や冷房装置は流用する計画であった。
しかし、同年10月に発生した石油危機、投入候補であった伯備線や田沢湖線の電化決定により、国鉄のガスタービン車開発は正式な中止アナウンスこそなかったものの、フェードアウトしていくこととなり、591系を使用した2次試験車は落成しなかった。
その後も591系は長い間岡谷駅構内に留置されていたが、1980年(昭和55年)3月26日付で廃車され、同年秋頃に長野工場で解体された。なお、DT96のうち1台は大阪市港区の交通科学博物館で展示されていたが、同館の閉館後の行方は不明。
年が明けて1971年(昭和46年)に入ると、1月に仙台駅 - 青森駅間を直線区間は最高速度135 km/h 、曲線区間は本則+35 km/hで走行する耐寒耐雪試験が行われた。2月には運転室の高さや機器配置など、人間工学にかかる試験や主変圧器のサージについての定置試験も行われている。