세계 최초로 아진공 상태에서
시속 1,019km의 공력시험 성공
기존 공기 저항에 의한 한계 극복


최근 전 세계적으로 여객기보다 빠르고 음속(1,220km/h)에 가까운 1,000km/h 이상의 속도를 갖는 초고속 육상교통수단 기술개발 경쟁 가속화되며 4차 산업혁명 초연결 시대를 준비하는 초고속 운송 네트워크 도입 필요성이 증가하고 있다.

한국철도기술연구원(이하 철도연)은 독자개발 한 축소형 튜브 공력시험장치가 0.001 기압에서 시속 1,019km의 속도를 달성했다고 11일 밝혔다.

철도연은 지난 9월 아진공 상태에서 공력 주행시험을 본격화하면서 시속 714km의 속도를 기록했다. 또한 이번 공력시험장치의 가속관 부분에서 급가속 주행마찰에 의한 차량의 주행 장애 문제 등을 해결하여, 1,000km/h 이상의 속도를 돌파했다.

미국이나 유럽을 다니는 국제선 항공기의 경우 800~1000km/h의 속도로 비행한다. 그러나 이번 시험의 성공으로 아진공 튜브 내부에서 비행기보다 빠르게 주행하는 하이퍼튜브의 주행특성을 세계 최초로 규명함으로써 하이퍼튜브의 기본설계 원천기술을 확보했다.

하이퍼튜브 공력시험장치는 1/17 규모로 제작됐으며, 하이퍼튜브 차량, 차량을 초고속으로 주행하게 하는 발사부, 아진공 튜브와 제동부 등으로 구성됐다.

지금까지 해외의 에어건 형식 튜브 공력시험장치는 일본과 중국의 시속 600km, 1기압이 최고 수준이며, 0.001기압의 튜브 시험장치는 전무한 실정이였다. 그러나 철도연이 세계 최초로 개발한 이 장치는 차량속도 100~ 1,000km/h 이상, 튜브 내 압력 0.1 ~ 0.001 기압 이하의 범위에서 필요한 조건으로 다양한 주행시험이 가능하다.

시속 1,000km 이상 초고속으로 주행하는 하이퍼튜브는 공기저항을 최소화하여 진공상태에 가까운 튜브 속을 달리는 기술이 핵심 중 하나이다. 이를 통해 기존 고속철도의 마찰저항 및 공기저항에 따른 속도한계를 극복할 수 있다.

이밖에도 철도연은 아진공 초고속 공력시험장치와 하이퍼튜브 차량의 엔진에 해당하는 핵심 장치인 초전도전자석과 추진장치, 차량의 초고속 주행 안정화 장치 등 하이퍼튜브의 핵심기술을 개발하고 있다.

또한, 향후 하이퍼튜브를 구현하기 위한 시제 차량을 개발하고 테스트베드를 이용한 성능 검증을 위해, 하이퍼튜브 실증 연구 사업 등을 기획 중이다.

나희승 철도연 원장은 “하이퍼튜브는 지역통합을 가속화하는 초고속 육상교통 신기술이며, 이를 통해 4차 산업혁명 시대에 초연결 미래사회를 앞당기게 될 것”이라며, “해외와의 차별화된 기술혁신으로 한국판 뉴딜을 위한 친환경 미래 모빌리티, 하이퍼튜브 기술개발에 최선을 다하겠다”고 전했다.