건설교통부는 국내기술로 독자 개발한 한국형 틸팅열차의 실용화를 위한 신뢰성 평가 및 안정화를 위해 지난해부터 시험운행을 추진하여 12월말에 2만km 주행을 달성했다고 밝혔다.
* 틸팅열차(Tilting Train Express) : 곡선부를 주행할 때 원심력을 줄이기 위해 곡선부 안쪽으로 기울어지도록 설계된 열차
특히, 호남선에서는 고속철도를 제외한 우리나라 선로의 최고 속도인 160km/h 운행에 성공하였고, 충북선 및 호남선의 곡선에서 운행중 차체를 강제로 약 3.5도 기울여 줌으로써 틸팅열차의 성능을 입증하였다.
단시간에 이러한 성과를 이룰 수 있었던 것은 틸팅열차만의 에너지 절약과 관련된 독특한 핵심기술(Hi-Tech)들이 있기에 가능한 것이었다.
1. 탄소섬유 복합소재를 적용한 차체(車體) 경량화 기술
한국형 틸팅열차의 차체는 세계최초로 첨단 소재인 탄소섬유로 만들었으며, 길이 23m의 차체를 대형 성형기로 이음매 없이 일체형으로 제작함으로써 기존 금속재(Steel) 차체에 비하여 약 40% 경량화 및 50% 정도 공정을 감소시켰다.
특히 복합소재로 제작된 틸팅열차의 전두부(前頭部)형상은 고속 주행시 공기저항을 최소화시켜 에너지 절약에 기여한다.
2. 동력분산식 시스템 적용을 통한 축중(軸重) 감소
동력을 내는 차량이 열차의 중간에 분산되어 있는 동력분산식 열차는 중량을 분산시켜 각 바퀴를 통해 레일 및 노반에 전달되는 축당 중량 및 궤도부담력을 감소시켜줌으로써 선로 유지보수 비용을 절감하고, 열차 가감속을 빠르게 할 수 있다.
한국형 틸팅열차는 동력분산식 시스템 적용 및 복합소재로 제작하여 축당 중량은 15톤으로 낮추였으며, 이는 동력집중식인 KTX (17톤)보다는 약 2톤, 디젤기관차(22톤)보다는 약 7톤 정도를 감소시킨 것
3. 곡선 운행 시 가감속을 최소화할 수 있는 틸팅제어기술
틸팅열차는 곡선 운행 시 차체를 안쪽으로 기울여 바깥쪽으로 가해지는 원심력을 감소시킴으로써 승차감과 곡선 통과속도를 향상시킬 수 있고, 가감속 운전 감소를 통해 에너지를 절약할 수 있다.
한국형 틸팅열차는 차량에 설치된 가속도 센서와 횡가속도(원심력) 센서로 곡선여부를 감지하여 차체를 최대 8도까지 기울여 주는 제어(Control)기술이 적용되고 있으며, 향후, GPS, 열차속도 감지기 등을 통해 열차의 정확한 위치를 파악하고, 차체의 기울기(틸팅각도)를 열차가 곡선부에 진입하기 이전에 조정하는 사전 제어기술을 적용할 계획이다.
원심력 감소를 위한 틸팅열차의 원리 및 효과
한국형 틸팅열차는 기술의 우수성을 인정받아 2006년에는 '대한민국 신기술' 인증(복합재 철도차량 제작기술, 자기조향 기능을 구비한 대차)을 획득하였으며, 2007년에는 과학기술부의 'Top-Brand' 우수과제로 선정 및 산업자원부의 제1차 '국가핵심기술'(복합소재를 이용한 일체성형 철도차량 차체 설계?제작 기술, 자기조향 기능을 구비한 틸팅 철도차량용 주행장치 설계?제작 기술)로 지정되었다.
건설교통부는 한국형 틸팅열차의 신뢰성 확보 및 안정화를 위해 ‘한국형 틸팅열차 실용화 사업’을 2007년 8월부터 추진하고 있으며, 투입대상 노선 선정, 10만Km 시험운행 및 속도 향상(180km/h) 등을 통해 틸팅열차가 조속한 시일내에 상용화될 수 있도록 적극 노력하겠다고 밝혔다.
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