ko ko ko ko en ko ko ko en ko ko en ko ko ko en ko tr ko ko ko ko ko ja ko ko ko ko ko ko ko ko ko hu en ko en ko en en ko en en en ko en ko en ko en ko en en ko ko en en ko en ko es en ko en ko en en ko en en en ko en en ko en ko en ko ko ko en ko ko en ko en en ko en ko ko en en ko en en ko en en en en en en ko en ko ko ko ko ko ko ko ko ko ko ko ko ko ko en ru ko ko en en es es ko ko
미래를 달린다! 자기부상열차로 전 세계를 일일 생활권으로!
쉽게 이해하는 화학용어 4 #폴리머와 #모노머
[생활 속 원소 이야기 5] 탄소와 수소의 조합으로 이뤄진 플라스틱
폐플라스틱에서 새로운 자원으로, 재생 플라스틱의 미래!
플라스틱 생산부터 재활용까지! 차세대 촉매 기술의 모든 것!
미래를 달린다! 자기부상열차로 전 세계를 일일 생활권으로!
2016. 3. 28. 08:00
열차를 타면 목적지로 가다 보면 선로와의 진동과 소음 때문에 불편하셨던 적 많으시죠? 저 역시 덜컹거리는 열차를 타면서 불편했던 적이 한두 번이 아니었던 것 같아요. 차가 막힐 걱정도 없고, 많은 사람들이 탈 수 있고, 열차만의 낭만도 느낄 수 있는 다양한 장점이 있는데 진동과 소음은 견디기 어려울 때가 있어요. 그런데 다른 열차들과 달리 진동과 소음이 전혀 없는 열차가 있다고 해요.
바로 공중부양하는 열차! 자기부상열차인데요. 작은 차도 아니고 많은 사람들을 실어나르는 긴 열차가 공중부양을 한다니 정말 신기하죠? 그런데 얼마 전 우리나라에도 이런 자기부상열차가 개통되었다고 해요. 바로 2016년 2월 3일에 개통한 인천 자기부상열차인데요. 모두 알고 계셨나요? 아직 우리에게는 생소한 자기부상열차에 대해 알아보아요.
자기부상열차란 바퀴와 선로의 마찰로 전진시키는 기존의 열차와 달리 자기력을 이용해서 열차를 선로 위에 낮은 높이로 부상시켜 움직이는 열차를 말한다고 해요. 자기부상열차가 움직이기 위해서는 열차를 선로로부터 띄우는 힘과 열차를 원하는 방향으로 진행시키는 두 가지 힘이 필요한데요. 열차를 움직이는 원리는 밑에서 좀 더 자세하게 다루기로 하겠습니다. 선로 위에 부상해서 달린다고 해서 공중부양하는 열차로도 불리는데요. 최근 세계 여러 나라에서 개발이 활발하다고 하는데요, 자기부상열차를 상용화한 곳은 독일과 일본 업체가 있으며, 우리나라도 자기부상열차의 상용화를 국책사업으로 선정해서 인천국제공항 일대에 무인 자기부상철도를 개통하게 되었어요.
자기부상열차는 크게 두 가지로 나눌 수 있어요. 하나는 자석과 자성체 간의 인력을 이용한 방법인 흡인식이고, 다른 하나는 자석 양극의 반발력을 이용하는 반발식이에요.
▲ 흡입식 자기부상열차(출처: https://en.wikipedia.org/)
흡인식 자기부상열차를 자세히 보면 일반 열차와 조금 다른 점이 있는데요. 그것은 열차의 아랫부분에 대차(Bogio)가 설치되어있습니다. 이 부분이 레일 아랫부분의 부상전자석으로 이어져 있어요. 이 전자석에 전력을 공급하면 자기력이 발생하게 되어 전자석과 철로 만들어진 레일 간에 서로 끌어당기는 힘인 흡인력이 생겨 열차가 위로 뜨게 됩니다. 이때 전자석과 레일이 붙으면 레일 아랫부분과 붙게 되어 자기부상열차로서의 역할을 못하게 됩니다. 따라서 거리를 측정할 수 있는 캡센서와 제어기로 전자석과 철레일의 거리가 0.8~1cm 정도 되도록 전자석에 흐르는 전류를 제어한다고 압니다.
▲ 반발식 자기부상열차(출처: https://en.wikipedia.org/)
반발식 자기부상열차에는 한번 전류가 흐르면 영구 전류가 흐르는 초전도 전자석이 여러 개 들어있어요. 레일도 마찬가지로 초전도 전자석이 연속으로 배치된 코일로 구성되어있어요. 열차가 이동하여 열차 속 자석이 코일의 윗면을 지나가게 되면 전자기 유도 원리에 의하여 코일의 자기극과 열차 속 자석은 같은 극이 돼요. 따라서 열차의 자석이 N극일 때에 레일 속 코일도 같은 N극이 되어 반발력을 갖게 되며 서로 밀어내게 돼요. 이때의 앞의 전자석은 S극인데요. 다시 열차가 앞으로 이동하게 되면 전자기유도에 의하여 전자석이 S극이 N극으로 바뀌고 또다시 반발력이 작용하여 열차가 부상된 상태를 계속 유지하게 됩니다. 반발식 자기부상열차는 위의 흡인식 자기부상열차와 다르게 전류를 제어하여 레일 간격을 따로 유지하지 않아도 되는 장점이 있어요.
초전도는 절대온도 0도 (섭씨273도)정도의 낮은 온도에서 금속이 전기저항을 갑자기 잃는 상태를 말합니다. 초전도체는 전기저항을 잃고 전류를 무제한으로 흘려 보내는 도체의 역할을 하는 물질을 말해요. 초전도가 되면 저항이 없어 전력 손실이 생기지 않아 효율적으로 대량의 에너지를 쓸 수 있어요. 또한 초전도체가 되기 전에 내부에 있던 자기장을 밖으로 밀어내는 성질을 지니고 있어서 자석 위에 떠오르는 자기부상현상도 지니고 있습니다. 따라서 이런 자기부상현상이 자기부상열차에 이용된다고 해요.
* 초전도체 자세히 알아보기 ▶ http://www.chemidream.com/502
자기부상열차는 다양한 장점을 지니고 있어요. 자기부상열차의 가장 큰 특징 중 하나는 철로와의 마찰력이 없다는 것인데요. 그로 인하여 60~65dB 정도로 소음이 매우 적고, 진동이 거의 없어 승차감이 좋다고 해요. 또한 마찰력이 없으니 평균 250km/h의 고속으로 운행이 가능한데요, 일본의 야마나시 실험선에서는 최고시속 603km/h의 기록도 나왔다고 해요. 또한 마찰에 의한 마모도 거의 없어 유지 및 보수 비용도 다른 열차들에 비해 적게 든다고 해요. 또한 자석이 레일을 감싸기 때문에 탈선 위험이 거의 없다는 점도 장점 중 하나예요.
앞에서도 언급했듯이 우리나라에도 자기부상열차가 개통하였는데요. 바로 인천국제공항 자기부상열차입니다. 인천국제공항 자기부상열차는 세계에서 세 번째로 상용화된 자기부상열차이면서 세계에서 두 번째로 상용화된 도시형 자기부상열차입니다.
▲ 인천국제공항 자기부상열차(출처: https://namu.wiki/)
인천국제공항 자기부상열차의 특징 중 하나는 외부 디자인이 매우 아름답다는 점이에요. 첨단기술을 상징하는 벌집 구조와 한국의 미를 느낄 수 있는 도자기 곡선의 조합으로 아름답고 세련된 디자인을 느낄 수 있답니다. 외형이 노란색의 벌집 구조를 띠고 있고 에코비(ecobee)라는 별명도 갖고 있다고 합니다. 특히 인천 국제공항 자기부상열차는 자연과 어우러졌을 때 더욱더 아름다운 것 같아요.
▲ 미스트 윈도우를 적용한 내부(출처: http://urbanmaglev.tistory.com/)
인천국제공항 자기부상열차는 전 구간을 고가로 다니는데요. 이로 인하여 열차가 건물 사이를 지날 때에 사생활 침해를 가져올 수 있어요. 하지만 인천국제공항 자기부상열차는 미스트 윈도우 시스템을 통하여 사생활이 침해되는 것을 막는다고 해요. 미스트 윈도우는 열차가 건물과 밀접한 곳을 지날 때에 유리가 불투명하게 변하여 사생활을 보호하는 기술인데요. 미스트 윈도우는 인천국제공항 자기부상열차가 합동청사역과 국제업무단지를 지날 때에 볼 수 있다고 하네요.
▲ 인천 자기부상열차 노선도(출처: http://www.airport.kr/)
현재 인천공항 자기부상열차의 시범노선은 인천국제공항-장기주차장-합동청사-국제업무단지-워터파크-용유역으로 총 6개의 역이 운행되고 있습니다. 인천공항 자기부상열차의 총 거리는 6.1km로 소요시간은 각 역사별로 2분씩 약 12분 정도 소요된다고 해요. 현재 오전 9시부터 오후 6시 사이에 운행되고 있고, 배차 간격은 약 15분 정도입니다. 이용운임은 당분간은 무료로 운행된다고 하니까 친구들과 재미삼아 놀러 가보는 것도 좋을 것 같아요. 또한 분실문센터도 운영하고 있는데요. 대중교통을 이용하다 보면 물건들을 분실하는 경우가 종종 있죠. 혹시 인천 자기부상열차 내에서 물건을 분실하였거나 혹은 다른 사람의 분실물을 발견하였다면 인천국제공항 홈페이지 접속 (http://www.airport.kr) > 고객센터 > 유실물센터에 들어가서 조회 또는 등록을 하실 수 있어요.
자기부상열차 기술은 지금까지 많은 발전을 이뤘고, 현재 많은 곳에서 활발한 연구가 진행되고 있어요. 자기부상열차에서 더욱 발전하여 진공상태의 터널을 자기부상열차로 달려 시속 700km/h~ 1,000km/h 정도의 빠른 속력을 낼 수 있는 튜브트레인도 연구되고 있다고 해요. 이 정도의 속도는 항공기의 속도와 거의 비슷한데요. 튜브트레인이 개발되면 지금까지 열차로 긴 시간 동안 수송하던 것을 튜브트레인을 통하여 빠른 시간 내에 수송할 수 있게 되어 전 세계 일일 생활권을 가능하게 해줄 꿈의 교통수단이라고 해요. 앞으로 자기부상열차가 빠르게 발전해서 전 세계를 열차로 여행할 수 있는 날이 왔으면 좋겠어요.
* 이 콘텐츠의 모든 저작권은 한화케미칼 공식 블로그 케미칼드림에 있습니다.
구독하기 한화솔루션 케미칼 부문 공식블로그
개통, 고속주행, 공중부양, 기차, 낭만, 대차, 마찰, 무인 자기부상철도, 미스트 윈도우, 민지현, 반발력, 반발식, 벌집구조, 분실물, 분실물센터, 사생활, 사생활보고, 선로, 소음, 에코비, 연구, 열차, 운행정보, 인천, 인천 자기부상열차, 인천국제공항, 자기력, 자기부상열차, 자석, 전류, 전자석, 진동, 철로, 초전도, 초전도 전자석, 초전도체, 탈선, 튜브트레인, 흡입식
봄철 불청객! 알레르기 종류별 예방법! 2016.04.01
류현진도 궁금해하는 메이저리그 재미있게 보는 방법! 2016.03.31
바닷물을 마실 수 있다? 해수담수화로 물부족 해결한다! 2016.03.24
커피 맛있게 먹는 방법! 화학으로 풀어보는 커피 맛의 비밀! 2016.03.22
@ 2022 Hanwha Solutions Chemical Division Corporation. All rights reserved.