자기 부상 열차 (Maglev)

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자기 부상 열차는 차륜이 없고, 전자석의 힘으로 공중에 떠 있는 상태로 일정한 궤도를 주행하는 열차입니다. 그렇기 때문에 마찰력에 의한 소음이나 마모가 없고, 공기저항 외에 다른 저항이 거의 없기 때문에 고속으로 주행할 수 있습니다. 독일의 Transrapid와 일본의 HSST가 대표적인 자기 부상 열차입니다. 독일 열차는 선형 동기전동기를 사용하고 2004년 중국 상하이 노선에 상용화 모델을 적용하였습니다. 일본은 선형 유도전동기를 사용하고 2005년 나고야 노선에 적용하였습니다.

 

자기 부상 열차

자기 부상 열차의 정의

자기 부상 열차의 가장 큰 장점은 고속주행입니다. 처음에는 200~300km/h를 목표로 개발에 들어갔지만, 도시 교통에 적용하기 위해 100km/h 시스템도 함께 개발하였습니다. 경량 전철에서 상용화하려는 모델은 저속 주행 모델입니다. 소음과 진동이 전혀 없기 때문에 정밀 제어가 가능합니다. 

 

자기 부상 열차는 궤도 위를 일정한 위치에 떠서 운행하고 고속이기 때문에 선로 전환기를 사용하지 않고, 주행로 자체를 움직여 방향 전환을 해야 합니다. 

 

자기 부상 열차의 원리

기본적으로 자기 부상 열차는 전자석의 반발력에 의해 움직입니다. 열차에 부착한 U자 모양의 전자석에 전기를 흘려보내면 반발력이 생겨 일정한 높이로 궤도 위에 부상하게 됩니다. 전류의 크기를 제어하여 일정한 높이를 유지하며 추진력은 선형 유도 전동기에서 얻습니다. 유도전류와 이동 자계의 상호 기전력으로 힘이 발생하게 되는 것입니다.

 

궤도는 표면에 알루미늄판을 붙이고, 전자석의 반대 방향의 힘을 발생시켜 열차를 지지합니다.

 

자기 부상 열차 시스템의 특징

자기 부상 열차의 특징은 다음과 같습니다.

• 전자석의 반발력으로 열차 하중을 견디기 때문에, 궤도에 부하가 적습니다. 선로 건설 비용이 적고 유지보수가 수월합니다.
• 차륜의 마찰이 없어 속도제한이 적어 고속으로 운행이 가능합니다.
• 친환경적인 교통 시스템으로 쾌적한 승차감을 제공합니다.
• 저속 주행에서는 에너지소비가 일반 철도와 비슷하지만, 고속주행에서는 탁월한 에너지 효율을 보여줍니다.

우리나라 자기 부상 열차

우리나라에서도 도시형 자기 부상 열차 개발에 매진하였습니다. 1989년 현대 로템의 HML-01 개발을 시작으로 HML-03 모델까지 개발이 완료되었습니다. 각 모델의 특징으로, HML-02는 우리나라 최초의 유인 자기 부상 열차로서 최고속도 50km/h 속도로 8명의 승객을 취급하였습니다. HML-03 모델은 대전 엑스포 기간에 약 12만 명의 승객이 이용하였습니다. 

 

1989년부터 과학기술부 아래 국책 연구개발사업을 진행하였습니다. 1단계 사업에서는 선형 유도추진 방식의 시험 모델 KOMAG-01호를 개발합니다. 94년부터 시작된 2단계 국책 연구개발 사업에서는 UTM-01을 개발, 약 1km의 시험선에서 주행에 성공합니다. 3단계 사업에서는 무인운전 자동화를 중점적으로 개발하고 99년에 종료됩니다. 

 

현재는 2016년 인천국제공항 셔틀 열차로 운행 중이며, 영업거리 6.1km 6개 역을 취급하고 있습니다.