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마법의 양탄자를 타고 하늘을 나는 꿈을 꿨어. 공중에 붕 떠바람을 가르며 나는 느낌이란! 한참 신나게 꿈을 꾸고 있는데, 엄마가 ‘어린이과학동아’ 편집국에서 전화가 왔다며 나를 깨우시는 거야. 왜 하필 지금인지…. 툴툴대며 전화를 받았는데, 이럴 수가! 내 꿈을 어떻게 알았는지 마법의 양탄자 같은 마법 열차를 타러 간다는 거야. 양탄자처럼 공중에 떠 있으면서 양탄자보다는 빠르고 편안하대. 이런 마법 열차가, 실제로 가능한 거야?
도심 곳곳을 달리는 자기부상열차
우리가 도착한 곳은 대전에 있는 한국기계연구원이었어. 근데 열차라면 역에 있어야 하는 거 아닌가? 왜 여기에 온 거지?
한형석 (한국기계연구원 자기부상연구실 실장)
어서 와요. 오늘 여러분이 탈 자기부상 열차는 2013년부터 인천국제공항과 용유역 사이를 다니며 공항을 이용하는 사람들의 발이 되어 줄 거예요. 두 칸으로 이뤄진 열차에는 최대 230명까지 탈 수 있고, 시속 110㎞로 달릴 수 있지요. 현재 열차가 다닐 선로를 만들고 있답니다. 그 때까지 열차는 여기서 매일시험 운행을 하면서 문제가 없는지 점검을 받을 거예요.
이창재 기자 : 자기부상열차는 다른 열차와 무엇이 다른 거죠?
한형석 (한국기계연구원 자기부상연구실 실장)
자기부상열차는 바퀴가 없어요. 대신 전자석이 달려 있지요. 자석의 밀고 당기는 성질을 이용해 선로 위를 떠서 이동하는 거예요. 바퀴가 없기 때문에 보통 열차와 달리 덜컹거리는 흔들림이나 소리가 적어요. 철가루나 고무가루도 생기지 않지요. 보통 열차보다 더 가파른 경사도 거뜬히 올라가고, 구부러진구간도 부드럽게 돌 수 있어요. 또 석탄이나 디젤 등을 원료로 하는 일반 열차와 달리 공해 물질을 만들지 않는답니다.
박상현 기자 : 외국에서는 이미 자기부상열차를 사용하고 있나요?
한형석 (한국기계연구원 자기부상연구실 실장)
상하이 푸동공항에 가면 독일에서 개발한 자기부상열차를 타고 시내까지 이동할 수 있어요. 시속이 무려 400km나 되지요. 이렇게 도시에 설치돼 직접 사람을 실어 나르는 자기부상열차는 상하이와 일본 나고야에 이어 우리가 세계에서 세 번째랍니다. 그 중에서도 여러분은 첫 어린이 승객이 되는 셈이지요. 그럼 직접 타러 가 볼까요?
▲ 2013년 부터 자기부상열차가 다닐 인천국제공항에서 용유역까지의 구간(약 6.1km).
▲(위부터) 독일 엠슬란트에서 시험 운행 중인 자기부상열차. 일본의 나고야, 상하이 푸동공항에서는 이미 자기부상열차가 승객을 싣고 도심을 달리고 있다.
출발! 자기부상열차
가슴이 두근두근, 드디어 자기부상열차에 올라탔어. 그럼 출발해 볼까?
원리 노트 ① 전자석의 힘으로 뜬다!
자기부상열차를 뜨게 만드는 힘의 비밀은 바로 열차 아래에 달려 있는 전자석. 전자석은 전기와 만나면 자석과 같은 성질을 갖는다. 이 때문에 전기를 받은 전자석은 철로 된 선로에 붙으려고 위로 뜨는데, 이 과정에서 연결돼 있던 열차도 함께 떠오르게 되는 것이다.
이 때 선로에 붙어 있는 센서는 전자석과 선로 사이의 간격을 8mm로 일정하게 유지시켜 준다. 간격이 8mm보다 좁아지면 전기의 양을 줄여서 전자석의 달라붙으려는 힘을 약하게 하고, 8mm 보다 멀어지면 전기를 더 보내 붙으려는 힘을 강하게 한다.
미래의 자기부상열차는?
흔들림 없이 조용한 열차 속에서 우리는 에어컨 소리를 자장가 삼아 잠도 잘 수 있을 것 같았어. 친구들에게 자랑할 생각에 신이 나서 가방
을 챙기고 있는데, 이번에는 미래의 자기부상열차를 보러 간다는 거야.
컴컴한 창고 앞, 불을 켜자 그 곳에는 코일이 잔뜩 감긴 미래 자기부상열차의 엔진과 시뮬레이션 컴퓨터가 보였어. 서울에서 부산을 2시간 40분 만에 가는 KTX의 최고 속도는 시속 300km. 그런데 이 엔진을 단 자기부상열차는 시속 550km까지 달릴 수 있다지 뭐야?
원리 노트 ② 자석의 밀고 당기는 힘으로 이동 방향을 결정한다!
열차의 이동 방향은 코일에 흐르는 전류의 방향으로 조절한다. 열차 바닥에 감겨 있는 코일에 전기를 보내면, 자기장에 의해 철로 된 선로에도 전기가 흐르게 된다. 이 때 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꾸면, 자기장의 방향도 바뀌게 된다. 그 결과, 열차와 선로 사이에서 당기는 힘과 미는 힘의 방향이 변하면서 나아가는 방향도 반대가 된다.
자기부상열차도 타 보고 원리도 배우고, 게다가 미래의 열차를 컴퓨터로 직접 운행도 해 보다니! 열차박사가 된 기분이야. ‘어린이과학동아’ 친구들도 7월부터 직접 타 볼 수 있다고 하니 꼭 신청해 봐. 아마 마법의 양탄자가 부럽지 않을 거야!
우리가 도착한 곳은 대전에 있는 한국기계연구원이었어. 근데 열차라면 역에 있어야 하는 거 아닌가? 왜 여기에 온 거지?
한형석 (한국기계연구원 자기부상연구실 실장)
어서 와요. 오늘 여러분이 탈 자기부상 열차는 2013년부터 인천국제공항과 용유역 사이를 다니며 공항을 이용하는 사람들의 발이 되어 줄 거예요. 두 칸으로 이뤄진 열차에는 최대 230명까지 탈 수 있고, 시속 110㎞로 달릴 수 있지요. 현재 열차가 다닐 선로를 만들고 있답니다. 그 때까지 열차는 여기서 매일시험 운행을 하면서 문제가 없는지 점검을 받을 거예요.
이창재 기자 : 자기부상열차는 다른 열차와 무엇이 다른 거죠?
한형석 (한국기계연구원 자기부상연구실 실장)
자기부상열차는 바퀴가 없어요. 대신 전자석이 달려 있지요. 자석의 밀고 당기는 성질을 이용해 선로 위를 떠서 이동하는 거예요. 바퀴가 없기 때문에 보통 열차와 달리 덜컹거리는 흔들림이나 소리가 적어요. 철가루나 고무가루도 생기지 않지요. 보통 열차보다 더 가파른 경사도 거뜬히 올라가고, 구부러진구간도 부드럽게 돌 수 있어요. 또 석탄이나 디젤 등을 원료로 하는 일반 열차와 달리 공해 물질을 만들지 않는답니다.
박상현 기자 : 외국에서는 이미 자기부상열차를 사용하고 있나요?
한형석 (한국기계연구원 자기부상연구실 실장)
상하이 푸동공항에 가면 독일에서 개발한 자기부상열차를 타고 시내까지 이동할 수 있어요. 시속이 무려 400km나 되지요. 이렇게 도시에 설치돼 직접 사람을 실어 나르는 자기부상열차는 상하이와 일본 나고야에 이어 우리가 세계에서 세 번째랍니다. 그 중에서도 여러분은 첫 어린이 승객이 되는 셈이지요. 그럼 직접 타러 가 볼까요?
▲(위부터) 독일 엠슬란트에서 시험 운행 중인 자기부상열차. 일본의 나고야, 상하이 푸동공항에서는 이미 자기부상열차가 승객을 싣고 도심을 달리고 있다.
출발! 자기부상열차
가슴이 두근두근, 드디어 자기부상열차에 올라탔어. 그럼 출발해 볼까?
자기부상열차를 뜨게 만드는 힘의 비밀은 바로 열차 아래에 달려 있는 전자석. 전자석은 전기와 만나면 자석과 같은 성질을 갖는다. 이 때문에 전기를 받은 전자석은 철로 된 선로에 붙으려고 위로 뜨는데, 이 과정에서 연결돼 있던 열차도 함께 떠오르게 되는 것이다.
이 때 선로에 붙어 있는 센서는 전자석과 선로 사이의 간격을 8mm로 일정하게 유지시켜 준다. 간격이 8mm보다 좁아지면 전기의 양을 줄여서 전자석의 달라붙으려는 힘을 약하게 하고, 8mm 보다 멀어지면 전기를 더 보내 붙으려는 힘을 강하게 한다.
흔들림 없이 조용한 열차 속에서 우리는 에어컨 소리를 자장가 삼아 잠도 잘 수 있을 것 같았어. 친구들에게 자랑할 생각에 신이 나서 가방
을 챙기고 있는데, 이번에는 미래의 자기부상열차를 보러 간다는 거야.
컴컴한 창고 앞, 불을 켜자 그 곳에는 코일이 잔뜩 감긴 미래 자기부상열차의 엔진과 시뮬레이션 컴퓨터가 보였어. 서울에서 부산을 2시간 40분 만에 가는 KTX의 최고 속도는 시속 300km. 그런데 이 엔진을 단 자기부상열차는 시속 550km까지 달릴 수 있다지 뭐야?
원리 노트 ② 자석의 밀고 당기는 힘으로 이동 방향을 결정한다!
열차의 이동 방향은 코일에 흐르는 전류의 방향으로 조절한다. 열차 바닥에 감겨 있는 코일에 전기를 보내면, 자기장에 의해 철로 된 선로에도 전기가 흐르게 된다. 이 때 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꾸면, 자기장의 방향도 바뀌게 된다. 그 결과, 열차와 선로 사이에서 당기는 힘과 미는 힘의 방향이 변하면서 나아가는 방향도 반대가 된다.
