2021년 1월 13일 오전, 서남교통대학교의 원천 기술을 활용한 세계 최초의 고온 초전도 고속 자기부상 엔지니어링 시제품 및 시험선이 중국 쓰촨성 청두에서 공식 가동되었습니다. 이는 중국 고온 초전도 고속 자기부상 프로젝트 연구의 획기적인 진전을 의미하며, 우리나라는 엔지니어링 실험 및 시범을 위한 최적의 조건을 갖추고 있습니다.
세계 최초의 사례, 선례를 만들다
고온초전도 자기부상 기술 시험 라인의 시운전은 세계 최초입니다. 이는 중국 스마트 제조의 대표적인 사례이며, 고온초전도 분야의 선례를 만들었습니다.
고온 초전도 자기부상열차 기술은 전원 안정성이 없고, 구조가 간단하며, 에너지 절감, 화학 물질 및 소음 공해가 없고, 안전 및 편의성이 우수하며, 운영 비용이 저렴하다는 장점을 가지고 있습니다. 다양한 속도 영역에 적합한 이상적인 신형 철도 교통 수단으로, 특히 고속 및 초고속 노선 운영에 적합합니다. 본 기술은 자가 현수, 자가 유도, 자가 안정화 특성을 갖춘 고온 초전도 자기부상열차 기술로, 향후 개발 및 광범위한 응용 가능성이 있는 새로운 표준 철도 교통 수단입니다. 본 기술은 대기 환경에서 최초로 설계되었으며, 예상 운행 속도 목표치는 600km/h 이상으로, 대기 환경에서 육상 교통 속도 신기록을 달성할 것으로 기대됩니다.
다음 단계는 미래 진공 파이프라인 기술을 결합하여 육상 운송과 항공 운송 속도의 격차를 메우는 종합적인 교통 시스템을 개발하는 것입니다. 이를 통해 시속 1,000km 이상 속도의 장기적 돌파구를 마련하고, 새로운 육상 교통 모델을 구축할 것입니다. 철도 교통 발전에 있어 미래지향적이고 파괴적인 변화를 가져올 것입니다.
△ 향후 렌더링 △
자기부상 기술
현재 세계에는 3가지의 '초자기부상' 기술이 존재합니다.
독일의 전자기 부상 기술:
전자기 원리를 이용하여 열차와 선로 사이의 부양을 실현합니다. 현재 상하이 자기부상열차, 창사, 베이징에서 건설 중인 자기부상열차가 모두 이 열차에 장착되어 있습니다.
일본의 저온 초전도 자기부상 기술:
낮은 온도(액체 헬륨으로 -269°C까지 냉각)에서 특정 물질의 초전도 특성을 활용하여 열차를 부상시키는 것이 그 예입니다. 일본의 신칸센 자기부상 노선이 그 예입니다.
중국의 고온 초전도 자기부상 기술:
원리는 기본적으로 저온초전도와 동일하지만 작동 온도는 -196°C입니다.
이전 실험에서는 우리나라에서 이 자기부상은 정지하는 것뿐만 아니라 정지시키는 것도 가능했습니다.
△ 액체질소와 초전도체 △
고온 초전도 자기부상열차의 장점
에너지 절약:부상 및 유도에는 능동 제어나 기체 전원 공급이 필요하지 않으며, 시스템은 비교적 간단합니다. 현수 및 유도는 값싼 액체 질소(77K)로만 냉각하면 되며, 공기의 78%는 질소입니다.
환경 보호:고온초전도 자기부상은 정적으로 부상할 수 있으며, 완전히 무소음입니다. 영구자석 궤도는 정적인 자기장을 생성하며, 승객이 접촉하는 곳의 자기장은 0이고, 전자파 오염이 없습니다.
고속:부상 높이(10~30mm)는 필요에 따라 설계 가능하며, 정지 상태에서 저속, 중속, 고속, 초고속까지 다양한 속도로 운행할 수 있습니다. 다른 자기부상 기술과 비교했을 때, 진공 파이프라인 운송(1,000km/h 이상)에 더욱 적합합니다.
안전:부상력은 부상 높이가 감소함에 따라 기하급수적으로 증가하며, 수직 방향에서는 별도의 제어 없이도 작동 안전성을 확보할 수 있습니다. 자체 안정화 유도 시스템은 수평 방향에서도 안전한 작동을 보장합니다.
편안:고온 초전도체의 특수한 "고정력"은 차체를 상하로 안정적으로 유지하는데, 이는 어떤 차량도 달성하기 어려운 안정성입니다. 탑승객은 탑승 시 "무감각"을 경험하게 됩니다.
낮은 운영 비용:액체 헬륨을 사용하는 독일의 일정 전도도 자기부상 차량 및 일본의 저온 초전도 자기부상 차량과 비교하면, 이 차량은 무게가 가볍고 구조가 간단하며, 제작 및 운영 비용이 낮다는 장점이 있습니다.
액체 질소의 과학기술적 응용
초전도체의 특성상, 작업 중에는 초전도체를 -196℃의 액체질소 환경에 담가두어야 합니다.
고온 초전도 자기부상은 고온 초전도 벌크 물질의 자속 고정 특성을 이용하여 능동적 제어 없이도 안정적인 부상을 달성하는 기술입니다.
액체 질소 충전 트럭
액체질소 충전 트럭은 고온 초전도 고속 자기부상 프로젝트를 위해 쓰촨 해상극저온기술 주식회사가 설계 및 개발한 제품입니다. 자기부상 기술의 핵심인 듀어 보충 액체질소입니다.
△ 액체질소 충전 트럭 현장 적용 사례 △
이동형 설계로, 액체질소 보충작업을 열차 바로 옆에서 실시할 수 있습니다.
반자동 액체질소 충진 시스템은 동시에 6개의 듀어에 액체질소를 공급할 수 있습니다.
6방향 독립 제어 시스템으로 각 리필 포트를 개별적으로 제어할 수 있습니다.
저압 보호 기능으로 듀어를 다시 채우는 동안 듀어 내부를 보호합니다.
24V 안전 전압 보호.
자체 가압 공급 탱크
본 제품은 액체질소 저장용으로 특별히 개발 및 제작된 자가 가압식 공급 탱크입니다. 안전한 설계 구조, 탁월한 제조 품질, 그리고 액체질소의 긴 보관 기간을 기반으로 제작되었습니다.
△ 액체질소 보충 시리즈 △
△ 자체 가압 공급 탱크의 현장 적용 △
진행 중인 프로젝트
며칠 전, 우리는 Southwest Jiaotong University의 전문가들과 함께 작업했습니다.
고온초전도 고속 자기부상 프로젝트의 후속 연구 작업을 수행했습니다.
△ 세미나 장소 △
이번에 이 선구적인 연구에 참여하게 되어 매우 영광입니다. 앞으로도 이 프로젝트의 후속 연구 작업에도 협력하여 이 선구적인 연구를 위한 모든 노력을 다할 것입니다.
우리는 믿는다
중국의 과학기술은 반드시 성공할 것이다
중국의 미래는 기대로 가득하다
게시 시간: 2021년 9월 13일
