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지난해 아베 신조 일본 총리는 도쿄와 나고야, 오사카를 잇는 최고시속 500㎞의 초고속 자기부상열차 건설계획을 발표했다. 미국도 동부 연안의 6개 간선노선에 초고속 자기부상열차 건설 계획을 수립한 상태다. 중국은 이미 10년 전에 독일기술을 이전 받아 상하이~푸동공항 노선에 최고시속 430㎞의 자기부상열차를 개통했다.
이처럼 세계 각국은 차세대 장거리 운송수단으로 초고속 자기부상열차에 대한 관심과 투자를 대폭 확대하는 추세다. 이런 가운데 한국도 관련 기술의 개발을 위해 다각적 노력을 펼치고 있다. 한국기계연구원 자기부상연구실 한형석 박사팀은 그 최선봉에 서 있는 연구팀이다. 올해 인천에 착공될 도시형 자기부상열차를 순수 국내기술로 개발한 주역으로 지난 2005년부터 초고속 자기부상열차의 핵심 원천기술 연구를 주도하고 있다.
한 박사는 "현재 초고속 자기부상열차 기술력이 상용화 수준에 이른 것은 독일과 일본뿐"이라며 "우리나라는 세계 3위권으로 중국과 미국보다 한발 앞선 것으로 평가된다"고 설명했다.
현재 연구 중인 초고속 자기부상열차는 단순히 도시형을 업그레이드한다고 만들어지는 것이 아니다. 기본원리가 같을 뿐 추진 시스템이 다르기 때문이다. 예컨대 도시형은 열차에 전동기가 설치되지만 초고속 모델은 선로에 설치되는 식이다. 한 박사는 "시속 500㎞의 속도 구현이 가능한 것도 이를 통해 대용량의 전력 공급과 열차의 경량화를 이룰 수 있는 덕분"이라며 "이외에도 자기부상과 추진, 제동, 무선 전력공급 등 다양한 부분에서 한층 고도화된 기술 확보가 요구된다"고 밝혔다.
이미 연구팀은 주목할 만한 성과들을 도출했다. 먼저 한국철도기술연구원 등과 함께 고출력 선형동기전동기(LSM) 개발에 성공했다. 이 장치가 있어야만 시속 500㎞의 속도에서 맞닥뜨릴 공기저항을 이겨낼 충분한 추진력을 얻을 수 있다. 또 영구자석과 전자석을 혼합한 '하이브리드 자석'을 창안해 초고속 주행 시 열차의 부상 높이를 일정하게 유지하는 제어기술도 개발했다. 영구자석이 열차를 들어올리고 전자석이 레일의 굴곡을 따라가는 메커니즘이다. 한 박사는 "이 기술은 초고속 자기부상열차의 부상 높이를 기존 10㎜에서 20㎜로 높여줘 선로 건설비와 전력소비량 절감을 꾀할 수 있다는 게 최대 장점"이라며 "아직 실제 적용사례는 없지만 이 기술을 응용해 반도체와 LCD TV용 무분진 이송 시스템을 상용화시켜 기술적 타당성을 간접 검증했다"고 전했다.
현재 연구팀의 주력 연구대상은 자기부상 기술의 정밀화와 영구자석 구동용 전력공급장치 고도화, 그리고 초고속 센서 개발이다. 한 박사는 "해외 선발주자들을 따라잡으려면 우리나라의 강점기술인 전기자동차와 정보통신기술(ICT)을 적극적으로 활용해 초기투자비와 유지보수비를 최소화하는 동시에 신뢰성을 확보해야 한다"며 "시험 노선 건설은 막대한 예산과 시간이 필요한 만큼 단거리 노선을 실제 건설해 열차의 성능을 테스트하면서 상용화를 추진하는 전략이 합당할 것으로 보인다"고 분석했다. 아직 구체적 마스터플랜이 확정되지는 않았지만 발 빠르게 준비한다면 오는 2030년쯤 한국에서도 초고속 자기부상열차를 운행할 수 있을 것으로 조심스럽게 기대했다.
