Page 200 중학교 기술가정② 지도서

수송 기술의 세계

꿈 & 끼
하이퍼루프 대 아음속 캡슐 트레인
2016년 5월, 미국 네바다주의 사막에서 하이퍼루프의 첫 주행 실험이 있
었다. 이때 기록한 최고 속도는 시속 483km. 예상했던 시속 1280km에는
바퀴 없는 초고속 열차의 턱없이 모자라지만, ‘2020년 상용화’를 목표로 기술 개발에 가속도가 붙
시대가 올까? 초고속 열차의 원리 고 있다. 한편 미래창조과학부의 지원 아래, 한국철도기술연구원에서도 최
하이퍼루프의 비밀은 진공 상태에 가까 대 시속 1,000km 차세대 고속 열차 ‘아음속 캡슐 트레인’을 개발하고 있
운 튜브 터널에 있다. 열차는 압축 공기로
다. 한국철도기술연구원은 지난 2011년 테스트용으로 52분의 1 크기의 진
열차를 띄우고 자기장을 이용해 추진력을
얻어 튜브 터널 속을 달린다. 그 결과 바닥 공 튜브 열차를 제작
30분 안에 서울에서 부산까지? 과의 마찰력이 거의 없으므로, 열차는 거의 하여 시속 700km로
저항을 받지 않으면서 시속 1280km로 주 달리는 실험을 진행한
영화 ‘킹스맨’에서, 비밀 요원 해리는 신입 요원 에그시와 함께 엘리베이터를 타고 지하로 내려
행할 수 있다. 서울에서 부산까지는 400km
간다. 두 사람이 캡슐 모양의 열차에 오르자, 열차는 튜브 속을 미끄러지듯 빠른 속도로 ‘날아 바 있다. 이 기술이 상
가 채 되지 않으므로, 단순히 계산하면 16
서’ 지하 기지로 향한다. 이러한 초고속 열차의 시대가 코앞으로 다가왔다. 이 시점에서 열차 용화되면 서울에서 부
분 만에 도착할 수 있다.
의 이모저모를 알아보자.
‘아음속 캡슐 트레인’의 주행 원리 역시 산까지 30분 안에 갈
이와 비슷하다. 한국철도기술연구원 측은 수 있을 전망이다.
한국철도기술연구원이 2011년 테스트용으로 제작한 진공 튜브 열차
“하이퍼루프 캡슐은 압축 공기로 열차를
1위
띄우지만, 아음속 캡슐 트레인은 자기 부상
열차의 오래된 미래, ‘트램’ 열차 방식으로 열차를 띄우므로 더 안전하 수송 혁명의 주인공, 앨런 머스크
가장 빠른 열차 베스트 3 시가지의 레일 위를 달리는 노면 전차인 게 운행할 수 있다.”라고 설명한다. 처음 하이퍼루퍼를 구상한 주인공은 자율 주행
일본의 JR Maglev(시속 603km) 이 기술이 실현되면, 기존 고속 철도와 이 가능한 전기 자동차를 개발하여 세계를 깜짝 놀
열차의 역사는 속도 경쟁의 역사이다. 인류 ‘트램’은 19세기 말에 처음 등장하였다. 한
는 ‘보다 빠르고, 보다 안전한 이동’을 위해 열 2위 때 버스에 밀려 사라지는 듯했다가, 무공해 비교할 때 건설비와 운영비를 절반가량 줄 라게 했던 테슬라의 앨런 머스크 사장이다. “당신이
라는 장점 덕분에 파리, 베를린, 로마 등 유 일 수 있다. 캡슐 차량은 내구성과 속도를 포기할 때 나는 시작한다.”라는 말을 남긴 그는 오
차의 동력, 소재, 디자인 등을 다양하게 연구 감안해 가벼운 고강도 항공기 소재를 적용 랜 연구 끝에 2013년 하이퍼루프 개발 계획을 발표
럽의 도시 곳곳을 누비는 중이다.
해 왔다. 국내에서는 향후에 대전 지하철 2호선의 한다. 이러한 신기술은 신소재 등 다른 산 하여 다시 한번 세계를 깜짝 놀라게 하였다.
사진의 열차 속도 순위는 2016년 기준이다. 프랑스의 TGV POS(시속 575km) 일부 구간에서 트램을 만나 볼 수 있을 것 업 분야에도 큰 영향을 미칠 것이다.
3위 안에는 들지 못했지만, 한국철도기술연구 3위 이다. 대전광역시는 2025년 개통을 목표
로, 설계와 공사 일정을 진행하고 있다. 트 드림 씨어터
원이 개발한 고속 열차 ‘해무’가 시속 430km
램은 자전거 등의 이동 수단과 함께 보행자
로 7위에 올랐다. 순수한 우리 기술로 만든 안 Q1. 초음속 수송 수단의 장단점은 무엇일까?
중심의 도시를 만들고, 거리에 활력을 불어
전한 초고속 열차에 탑승할 날이 머지않았다. 이탈리아의 AGV Italo(시속 574km) 넣는 데 한몫을 할 것이다. Q2. 미래의 수송 수단을 상상하여 디자인한다면 어떻게 할 수 있을까?
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하이퍼루프 아음속 캡슐 트레인
하이퍼루프는 진공에 가깝게 조성된 지름 3.2m 터널을 만들 우리나라는 2017년 상반기에 진공 튜브 속을 달리는 한국판
고 28인승 기차 1량이 그 안을 달리는 시스템이다. 최대 시속은 하이퍼루프의 밑그림을 내놓을 계획이다. 앨런 머스크가 2013년
1,223 km로, 780 km 정도인 여객기의 2배에 달한다. 물체는 저 에 비행기보다 두 배 빠른 초고속 열차 하이퍼루프를 제작하겠
항을 받으면 속력이 느려지고 열이 발생하는데, 하이퍼루프 시스 다는 비전을 제시한 지 3년 만에 국내에서도 독자 개발에 시동
템은 터널을 거의 진공으로 만들어 저항을 없앤다. 기차 아래에 을 건 셈이다. 서울에서 직선 거리로 325 ㎞ 떨어진 부산까지 16
는 자석을 부착하고 터널 바닥은 자기장이 흐르도록 설계한다. 분 만에 주파하는 초고속 열차 개발이 본격적으로 추진되고 있
마찰을 최대한 줄이기 위해서는 기차가 살짝 뜬 상태로 달려야 다. 이 아음속 캡슐 열차는 최대 시속이 1,220 ㎞로 하이퍼루프
하는데, 이를 위해 기차 뒤에 설치된 팬과 압축기로 터널 속에 와 같다. 국내선에 투입되는 보잉 737 여객기보다 1.5배 빠르다.
남은 공기를 빨아들여 밑으로 뿜어내 공중에 뜬 상태를 유지한 아음속 캡슐 열차는 지름 2~3 m의 튜브 터널을 달리는 40인승
다. 이 방식을 통해 30 t 무게의 기차를 시속 1,200 km 이상으 캡슐 1량으로 구성된다. 지름 2.23 m 터널을 달리는 미국의 28
로 움직이게 한다. 또 자기장을 발생시키는 데 필요한 전기를 공 인승 하이퍼루프보다 크고 길다. 빠른 속도를 내는 비결은 진공
급하기 위해 진공 터널 외벽에 태양광 패널을 설치하고 주위에 에 가까운 튜브 터널에 있다. 일반 대기를 달리는 기차는 아무
풍력 발전기를 설치할 계획이다. 리 빨라도 시속 700 ㎞를 넘을 수 없다. 이 속도를 넘어가면 차
체가 공기 저항을 받아 양력(날아오르는 힘)이 생겨 전복되거나
더 속도를 내지 못한다. 이런 공기 저항을 없애기 위해 튜브 속
을 1,000분의 1 기압 상태로 유지한다. 캡슐 열차는 바퀴로 달
리지 않고 튜브 속에서 살짝 뜬 상태로 달린다. 하이퍼루프는
당초 차량 앞쪽에 거대한 팬을 설치해 차량 앞쪽 공기를 빨아
들인 뒤 바닥으로 배출해 부력을 얻는 방안을 제시했다. 하지만
최근에는 국내 방식처럼 자석의 반발력을 이용하는 자기 부상

쪽으로 방향을 틀고 있다.
※ 출처: <한국경제>, 2016.10.24.

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