2021년 1월 13일 오전, 중국 쓰촨성 청두에서 세계 최초로 사우스웨스트 자오퉁 대학의 독자적인 기술을 적용한 고온 초전도 고속 자기부상열차 시제품 및 시험선이 공식적으로 가동되었습니다. 이는 중국에서 고온 초전도 고속 자기부상열차 연구 프로젝트에 있어 획기적인 진전을 의미하며, 우리나라가 공학적 실험 및 실증을 위한 여건을 갖추었음을 보여줍니다.
세계 최초 사례; 선례를 만들다
고온 초전도 자기부상 기술 시험 라인 가동은 세계 최초이며, 중국의 지능형 제조를 대표하는 사례이자 고온 초전도 분야에 새로운 선례를 만들었다.
고온 초전도 자기부상열차 기술은 에너지원 없이 안정적인 운행이 가능하고, 구조가 간단하며, 에너지 절약, 화학 물질 및 소음 공해가 없고, 안전하고 쾌적하며, 운영 비용이 저렴하다는 장점을 가지고 있습니다. 다양한 속도 영역, 특히 고속 및 초고속 노선 운행에 적합한 이상적인 신형 철도 운송 수단입니다. 이 기술은 자체 부상, 자체 유도, 자체 안정화 특성을 갖춘 고온 초전도 자기부상열차 기술로, 미래 발전과 광범위한 적용 전망이 밝은 새로운 표준 철도 운송 방식입니다. 이 기술은 대기 환경에서 최초로 개발되었으며, 예상 운행 속도 목표치는 시속 600km 이상으로, 대기 환경 육상 교통 속도 신기록을 세울 것으로 기대됩니다.
다음 단계는 미래 진공 파이프라인 기술을 결합하여 육상 운송과 항공 운송 속도의 격차를 해소하는 종합 운송 시스템을 개발하는 것입니다. 이는 시속 1000km 이상의 속도를 실현하는 장기적인 돌파구의 토대를 마련하고, 새로운 육상 운송 모델을 구축하여 철도 운송 발전에 혁신적이고 미래지향적인 변화를 가져올 것입니다.
△ 미래 렌더링 △
자기부상 기술
현재 전 세계에는 세 가지의 "초고강도 자기부상" 기술이 존재합니다.
독일의 전자기 부상 기술:
전자기 원리를 이용하여 열차와 선로 사이의 부양을 구현합니다. 현재 상하이 자기부상열차와 창사 및 베이징에서 건설 중인 자기부상열차 모두 이 방식을 사용하고 있습니다.
일본의 저온 초전도 자기부상 기술:
일본의 신칸센 자기부상열차처럼, 특정 물질의 저온(액체 헬륨으로 -269°C까지 냉각)에서의 초전도 특성을 이용하여 열차를 공중에 띄우는 방식이 있습니다.
중국의 고온 초전도 자기부상 기술:
기본 원리는 저온 초전도와 동일하지만, 작동 온도는 -196°C입니다.
이전 실험에서 우리나라의 자기부상 기술은 단순히 공중에 띄우는 것뿐만 아니라 공중에 매달아 놓는 것도 가능했습니다.
△ 액체 질소와 초전도체 △
고온 초전도 자기부상열차의 장점
에너지 절약:부상 및 유도에는 능동 제어나 기체 전원 공급이 필요하지 않으며, 시스템도 비교적 간단합니다. 부상 및 유도 시스템은 저렴한 액체 질소(77K)로만 냉각하면 되고, 기체 내부 공기의 78%가 질소입니다.
환경 보호:고온 초전도 자기부상 기술은 소음 없이 완전히 정지 상태로 부상할 수 있으며, 영구 자석 트랙이 정적인 자기장을 생성하고 승객이 접촉하는 부분의 자기장은 0이므로 전자기파 공해가 없습니다.
고속:부상 높이(10~30mm)는 필요에 따라 설계할 수 있으며, 정지 상태에서 저속, 중속, 고속 및 초고속까지 운행이 가능합니다. 다른 자기부상 기술과 비교했을 때, 진공 파이프라인을 이용한 운송(시속 1000km 이상)에 더욱 적합합니다.
안전:부상 높이는 감소함에 따라 기하급수적으로 증가하며, 수직 방향으로는 별도의 제어 없이도 안전한 작동이 가능합니다. 자체 안정화 유도 시스템은 수평 방향에서도 안전한 작동을 보장합니다.
편안:고온 초전도체의 특수한 "고정력" 덕분에 차체는 상하로 안정적으로 유지되는데, 이는 어떤 차량도 달성하기 어려운 안정성입니다. 탑승객은 마치 아무것도 느끼지 못하는 듯한 편안함을 경험하게 됩니다.
낮은 운영 비용:독일의 정전도 자기부상 차량 및 액체 헬륨을 사용하는 일본의 저온 초전도 자기부상 차량과 비교했을 때, 이 차량은 경량화, 간단한 구조, 낮은 제조 및 운영 비용이라는 장점을 가지고 있습니다.
액체 질소의 과학 및 기술적 응용
초전도체의 특성상, 작동 중에는 영하 196℃의 액체 질소 환경에 담가 두어야 합니다.
고온 초전도 자기부상은 고온 초전도 벌크 소재의 자기 플럭스 고정 특성을 이용하여 능동적인 제어 없이 안정적인 부양을 구현하는 기술입니다.
액체 질소 충전 트럭
액체 질소 충전 트럭은 쓰촨 하이성제 극저온 기술 유한회사가 고온 초전도 고속 자기부상열차 프로젝트를 위해 설계 및 개발한 제품입니다. 이는 자기부상열차 기술의 핵심인 듀어형 액체 질소 보충 장치입니다.
△ 액체 질소 충전 트럭의 현장 적용 △
이동식 설계로 액체 질소 보충 작업을 열차 바로 옆에서 수행할 수 있습니다.
반자동 액체 질소 충전 시스템은 6개의 듀어 용기에 동시에 액체 질소를 공급할 수 있습니다.
6방향 독립 제어 시스템으로 각 주입구를 개별적으로 제어할 수 있습니다.
저압 보호 기능은 재충전 과정 중 듀어 용기 내부를 보호합니다.
24V 안전 전압 보호 기능.
자체 가압식 공급 탱크
이 제품은 액체 질소 저장을 위해 특별히 개발 및 제조된 자압식 공급 탱크입니다. 안전한 설계 구조, 뛰어난 제조 품질, 그리고 액체 질소의 장기간 보관 가능성을 바탕으로 제작되었습니다.
△ 액체 질소 보충 시리즈 △
△ 자압식 공급탱크의 현장 적용 △
프로젝트 진행 중
며칠 전, 저희는 서남교통대학교의 전문가들과 함께 작업을 진행했습니다.
고온 초전도 고속 자기부상열차 프로젝트의 후속 연구를 수행했다.
△ 세미나 장소 △
저희는 이번에 이 선구적인 연구에 참여할 수 있게 되어 매우 영광스럽게 생각합니다. 앞으로도 이 프로젝트의 후속 연구에 지속적으로 협력하여 이 선구적인 연구가 더욱 발전할 수 있도록 최선을 다하겠습니다.
우리는 믿습니다
중국의 과학 기술은 반드시 성공할 것이다.
중국의 미래는 기대로 가득 차 있다.
게시 시간: 2021년 9월 13일
