여러분, 상상 속에나 있을 법한 열차의 공중 부양 기술이 꿈이 아닌 현실이 되고 있는 것을 아시나요? 오늘 전해 줄 소식은 바로 자기 부상 열차입니다.
자기 부상 열차(마그레브)는 어떤 원리로 달릴까?
자기 부상 열차(마그레브, Maglev)는 자석의 힘(자기력)을 이용해 선로 위를 떠서 달리는 기차입니다! 일반 기차처럼 바퀴가 없고, 레일과 직접 닿지 않기 때문에 마찰이 거의 없어 빠르고 조용하게 움직일 수 있고 먼지도 나지 않는 답니다. 다만 높은 건설 비용과 제한된 운영 구간이 단점입니다
자기 부상의 세 가지 핵심 원리
△ 부상(Levitation, 떠오르기) : 열차 아래쪽과 선로에 강력한 자석을 설치합니다. 같은 극끼리 밀어내는 “자기 반발력(척력)” 또는 서로 끌어당기는 “자기 인력”을 이용해서 기차를 공중에 띄운답니다!
△ 추진(Propulsion, 앞으로 나아가기) : 선로에는 전류가 흐르면서 “전자기장”이 만들집니다. 이 전자기장이 자기 부상 열차를 자석의 밀고 당기는 힘(로렌츠 힘)을 이용해 앞으로 나아가게 한답니다!
△ 안정화(Stability, 중심 잡기) : 고속으로 달리면서도 선로에서 벗어나지 않도록 제어 시스템이 자동으로 균형을 잡아줍니다.
자기 부상 방식의 종류
△ 전자기 부상(EMS, Electromagnetic Suspension) : 전자석이 레일 아래에서 기차를 끌어당겨 띄우는 방식으로 독일의 “트랜스래피드(Transrapid)” 열차에 사용됨.
△ 전기역학 부상(EDS, Electrodynamic Suspension) : 초전도체 자석을 이용해 레일과의 반발력으로 기차를 띄우는 방식으로 일본의 “SC마그레브(Shinkansen Maglev)”에 사용됨.
자기 부상 열차의 장점
△ 초고속 운행 - 시속 600km 이상! ?
△ 마찰이 없어 조용하고 부드러움
△ 에너지 효율이 높고 유지보수 비용이 적음
대표적인 자기 부상 열차:
△ 중국 상하이 자기 부상 열차 (430km/h)
△ 일본 리니어 신칸센 (603km/h, 세계 최고 속도)
△ 독일 트랜스래피드
결론
자기 부상 열차는 자석의 힘을 이용해 떠서 달리는 기차입니다. 마찰이 거의 없어서 빠르고 조용하게 움직일 수 있어요. 앞으로 더 발전하면 우리가 서울에서 부산까지 1시간 만에 갈 수도 있을 것입니다!
테슬라의 최고경영자(CEO) 일론 머스크가 미래 이동수단으로 제시한 초음속 열차 '하이퍼루프'(음속자기부상열차)의 기본 개념도 자기부상기술에서 나왔다고 합니다.
최지호 기자 jhochoi@etnews.com