틸팅 열차의 퇴장을 전망한 재작년 외국기사 링크

어느 커뮤니티에서 번역한 글을 보고 원문을 보았습니다. 재미있더군요.

Is the end already in sight for Britain’s tilting trains?
Gareth Dennis Dec 7, 2019

https://medium.com/@garethdennis/is-the-end-already-in-sight-for-britains-tilting-trains-b6ebb496433c

원문과 번역문을 대충 보고 정리. 난 소위 '철덕'이 아니고, 저것 하나만을 가지고 적으므로 틀린 내용이 있을 것임.

틸팅(tilting)이란?

다 알다시피 기차가 지나는 철도 선로는 두 줄로 구성돼 있다. 곡선구간에서, 열차의 좌우 바퀴가 얹혀 굴러가는 굽이의 바깥쪽에 자리한 선로에서 굽이의 안쪽에 자리한 선로보다 열차 바퀴가 더 긴 거리를 구른다. 하지만 자동차와 달리 기차의 차축은 차동기어가 없는 통짜라고 한다. 그러면, 축이 한 바퀴 구를 때 곡선구간에서도 양 바퀴가 굴러가는 거리는 같다. 결과적으로 그 차이가 마찰이 되어 선로와 바퀴의 수명을 줄이는 데 기여하고, 따라서 철도를 건설할 때는 그 선로를 다닐 기차의 주행속력에 따라 곡선구간의 곡률을 적당히 설계해야 한다.

곡선구간에서 고려할 다른 요소는 원심력이다. 알다시피 자동차나 기차나 곡선구간을 너무 빨리 달리면 도로나 선로에서 이탈해 튕겨져나간다.. 그걸 방지하기 위해 도로나 철도는 곡선구간에서 어느 정도 경사가 져서 굽이의 안쪽이 낮고 바깥쪽이 높다. 철도에서는 그것을 '캔트(cant)'라 한다. 캔트의 최대값은 보통 그 선로를 다니는 열차의 최대 속력에서의 허용값이 되고, 상상할 수 있듯이 곡선구간을 빠르게 통과하는 열차일수록 적절한 캔트값은 크다. 하지만, 항상 그걸 줄 수는 없는데,

1) 어느 선로는 항상 한 종류의 차량만 다니는 게 아니다. 여객열차, 화물열차, ITX, 누리호 등. 그럴 경우, 느린 열차의 캔트값을 적용한다.

2) 고속 열차의 최적 캔트값은 저속 열차의 최적 캔트값보다 크다. 그런데 느린 열차가 자기 최적값보다 캔트가 큰 선로를 다니면 주행안정성만이 아니라 선로의 안쪽과 바깥쪽, 그리고 그 위를 구르는 바퀴가 힘을 불균일하게 받아 잘 고장남. 즉 철도인프라 유지비가 크게 올라간다고 한다.

틸팅열차는 이런 환경에서, 고속열차가 자기 최적값보다 캔트값이 낮은 선로를 통과할 때, 차축 위에 얹혀 있는 열차의 본체를 조금 안쪽으로 기울여 캔트값이 커진 효과를 보아 원심력을 조금 더 상쇄하고, 그렇게 함으로써 틸팅하지 않았을 때보다 더 빠른 속력으로 곡선구간을 통과하고자 하는 아이디어.

철도교통을 고속화하는 방법은 네 가지.

1) 기존의 저속열차용 선로에 틸팅되는 고속열차를 투입한다.

2) 기존의 저속열차용 선로를 개량해서 곡률을 완화해 직선화하고 틸팅아닌 고속열차를 투입한다.

3) 기존의 저속열차용 선로에 틸팅아니지만 가감속이 우수한 고속열차를 투입해 같은 구간을 가더라도 체감주행시간은 틸팅열차와 큰 차이가 없도록 한다.

4) 특별히 빠른 고속열차용 선로를 건설해 특별히 빠른 고속열차만 거기서 달리게 한다. (= 고속철도)

4번은 KTX같은 것.

2번이 우리나라의 철도시설공단, 한국도로공사에서 많이 하는 것.^[각주:1] 그리고 예산있으면 이쪽이 정공법. 지형상 어쩔 수 없거나 공사하지 말고 경관을 보존해야 할 이유가 있는 게 아니라면.

1번이 80년대 이후 영국 등 유럽에서 해온 것.

3번이 요즘 이야기고 이 기사에서 다루는 이야기.

틸팅열차는 고유의 단점이 있다고 한다.

1) 1량당 몇 톤이 더 무겁다. 상당히 많이 무거운 만큼 에너지를 더 먹고, 가감속이 둔중하다.

2) 체계가 더 복잡한 만큼 유지비가 더 든다.

1980년대에는 철도교통에서 느리고 가속능력나쁜 일반열차에 비해 틸팅열차는 유망했다고 함. 하지만 2000년대로 오면서 상황이 바뀐 듯.

일반 열차제작 기술이 발전하면서

1) 가감속기술이 좋아져서 곡선구간에서는 틸팅열차만큼은 못달려도 직선구간에서 더 가속하는 것으로 주파시간차이를 줄일 수 있다. 상대적으로 가볍기 때문에 동력쪽 부담도 덜하고 에너지도 덜 먹음.

2) 체계가 상대적으로 간단해 유지비도 상대적으로 적다.

여기에,

3) 역 사이 주행거리가 짧을수록 가감속성능이 중요한데, 더 가벼운 일반 열차쪽이 유리하다.

틸팅열차는 기술적인 복잡성때문에 일부 투입 노선에서는 불평이 있었던 모양이고, 나중에 철도회사들이 사정상 일반 열차의 신세대 모델을 틸팅열차 운행 노선에 교대로 투입해 보니 일반열차가 좀 느리긴 해도 그런 대로 바꿔 써도 괜찮았다, 즉 사업자 관점에서 '틸팅이 굳이 필요하나?' 이런 생각이 모이게 되었다고 함. 틸팅열차도 신개발 모델은 더 좋아졌겠지만.

그래서 틸팅열차는 신세대의 유럽 입찰에서 점점 선택받지 못할 것 같다고 전망.

기사의 처음은 알스톰과 지멘스의 철도사업부문 합병을 유럽연합에서 허락받기 위해, 이 회사들이 일부 철도사업부를 떼어내 다른 유럽회사^[각주:2]에 파는데 "왜 좋은 기술을 파나?"이런 의문을 제기해 이것을 설명하는 것이 본문. 틸팅기술부분을 파는 건 이런 이유라는 게 기사.

1. 경부고속도로가 완공된 지 수십년이라 비용이 안 들고 통행료만 뽑아먹는다는 바보같은 소리를 하는 사람들이 있다. 물론, 경부고속도로는 도로공사에게 알짜배기 노선이지만, 도로공사는 끊임없이 개량공사를 해오고 있다. 도로확장, 직선화, 주행환경개선 등. 경부고속도로의 만남의 광장 앞이 개통당시에도 지금처럼 차선이 많았다고 생각하는 사람은 없겠지? [본문으로]
2. 스위스회사에 팔았다고 한다. 스위스하면 곡선구간이 아주 많을 것 같기는 하다. 상상에 말이다.^^ [본문으로]