자기부상열차란?

전기로 발생시킨 자기력의 반발력으로 레일에서 낮은 높이로 부상하여 달리는 열차를 말한다. 기존의 철도는 철바퀴와 철궤도 사이의 마찰력이 적기 때문에 모터의 출력을 높여주면 속도를 지속적으로 높일 수 있다. 하지만 속도가 300㎞/h를 넘어서면 철바퀴가 철궤도 위에서 미끄러지는 공전현상이 나타나 속도를 더 이상 높일 수 없다. 또한 진동이 차량에 그대로 전달되고 곡선부에서는 진동과 소음이 더 심해지며 바퀴가 레일을 깎아 레일의 수명이 단축되기도 한다. 이에 반해 자기부상열차는 레일과 차량 간에 자기적인 힘을 이용하여 차량을 일단 공중에 띄운 후 전진하기 때문에 빠른 속도를 낼 수 있다.

자기부상열차 운행 방식은 상전도흡인식(狀電導吸引式)과 초전도반발식(超傳導反撥式)이 있다. 상전도 흡인식은 열차에 바퀴 대신 레일을 감싸는 ㄷ자 모양의 전자석이 달려 있어 전자석과 레일의 틈새가 커지면 자기력을 세게 하여 흡인력을 증대시키고, 틈새가 작아지면 자기력을 약하게 하여 흡인력을 작게 함으로써 뜨는 높이를 일정하게 유지하는 방식이다. 고속에서는 자석끼리 혹은 자석과 자성체와의 틈새를 일정하게 유지하도록 흡인력을 제어하는 것이 어렵기 때문에 100~110㎞/h 정도의 중저속형에 주로 사용된다. 부상 높이는 1㎝쯤이다. 초전도 반발식은 일반적으로 이해하는, 자석의 같은 극끼리 밀어내는 힘을 이용하여 바닥에 있는 궤도 위에 차량을 띄우는 것이다. 부상높이가 10㎝ 정도 되며 제어가 상대적으로 쉽기 때문에 초고속형에 사용된다. 450~550㎞/h의 속도까지 가능하다. 자기부상열차의 추진력은 모터의 원형 코일을 선형으로 편 형태의 선형모터에서 나온다. 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꿔주면 자기장이 바뀌어 열차와 선로 사이의 힘이 인력과 척력으로 주기적으로 바뀌고, 따라서 교류의 진동수를 조절하면 열차의 진행방향으로 힘을 지속할 수 있다.

자기부상열차의 장점은 레일과 차량 간에 접촉면이 없기 때문에 주행저항이 적고 소음, 진동, 마모가 없으며 유해물질도 나오지 않는다는 점이다. 자석이 레일을 감싸기 때문에 탈선의 위험도 거의 없다. 또한 초기 투자비용은 많이 들지만 주행저항이 적어 에너지가 절약되며 급경사, 급커브에도 강해 유연한 노선설정이 가능하다. 그러나 강력한 자기장이 인체에 좋지않은 영향을 끼칠 수 있다는 의심은 계속되고 있다.

자기부상열차의 연구는 맨 처음 1969년 독일에서 시작하였고 일본은 1974년, 한국은 1985년부터 시작되었다. 독일은 '트란스라피드'(Transrapid)라는 초고속 자기부상열차를 중국 상하이에서 운행 중이고, 일본은 2005년부터 나고야 지역에서 100㎞/h 속도의 중저속형 자기부상열차를 운행하고 있다. 한국에서는 1989년 모형 무인자기부상열차가 개발되었으며 1991년 최초로 8명이 탑승하는 유인자기부상열차를 개발했고 1993년 대전엑스포 때는 40인승이 운행되었다. 2005년 한국기계연구원이 순수기술로 개발한 '마그레브'(Maglev)를 발표하였고, 2008년부터 대전 엑스포공원에서 1일 16회 운행하고 있다. 2013년부터 인천국제공항에서 용유도·무의도 관광단지를 연결하는 6.1㎞ 구간에서 중저속형 자기부상열차를 운행할 예정이다.

출처 : 브리태니커 백과사전