KOSPO

Theme 2

하이퍼루프 시대가
펼쳐진다

KTX는 300km/h 속도로 전국 일일 생활권의 시대를 열었다.
하이퍼루프 HYPERLOOP 는 KTX 속도의 약 4배에 달할 정도로 빠른 시속 1200km로 이동하는 초고속 열차이다.
꿈의 속도, 하이퍼루프의 신기술을 소개한다.

글 배진용(동신대학교 전기차제어 교수)

꿈의 속도로 달리는 하이퍼루프

대한민국 철도 역사상 2004년은 특별한 시간이었다. 새마을호의 최고 시속 150km/h를 넘어 꿈의 속도인 300km/h 이상(최고속도 350km/h)으로 이동하는 KTX가 도입되어 전국이 일일 생활권의 시대에 접어들었다. 그런데 이제는 KTX 속도에 약 4배 정도 빠른 시속 1200km/h 의 속도로 이동할 수 있는 초고속열차 하이퍼루프의 시대가 우리 눈앞에 다가오고 있다. 시속 1200km/h(최고속도 1280km/h)이면 보통 비행기 속도 900~1000km/h보다 빠르고, 지상에서 달리는 모든 자동차, 열차 중에서 최고의 속도로 이동할 수 있다. 하이퍼루프 HYPERLOOP 가 서울-부 산에 도입되면 서울에서 부산까지 16분의 시대가 눈앞에 펼쳐지게 된다.

미국의 전기자동차 업계인 테슬라의 엘론 머스크 회장은 2013년부터 튜브 Tube 속에서 시속 1200km로 이동하는 기술을 실현하기 위해 하이퍼루프 HYPERLOOP 社를 만들었 다. 미국 로스앤젤레스부터 샌프란시스코까지 560km 거리를 30분에 도착할 수 있는 노선을 건설 중이며, 현재 하이퍼루프 개발에 박차를 가하고 있다. 실제 미국의 총 11 개 노선을 검토 중이며, 이 중 45분 만에 미국을 횡단하는 뉴욕-로스앤젤레스 노선을 포함하여 2~3개 노선에 대한 건설을 고려하고 있다. 미국 이외에 하이퍼루프를 강력하게 도입하려는 나라는 아랍에미리트 UAE 와 인도네시아다.
아랍에미리트 UAE 는 두바이-아부다비를 잇는 150km 거리를 12분에 도착할 수 있는 노선을 건설 중이며, 인도네시아는 자카르타-요그야카르타를 잇는 520km 거리를 25분에 이동할 수 있는 노선을 계획 중이다.

신재생에너지로 달리는 하이퍼루프

하이퍼루프는 어떻게 시속 1200km 이상의 속도로 운행이 가능한 것일까? 전 세계 고속철도와 철도, 지하철 등 표준선로의 폭은 대부분 1.435m이다. 로마시대 전차와 마차 바퀴의 폭에서 유래되어 약 2000년 이상의 역사를 가지고 있다. 하이퍼루프 기술의 가장 큰 특징은 2000년 이상의 표준을 파괴하는 것에서 시작되었다. 하이퍼루프 캡슐의 폭은 1.35m이며, 높이 1.1m, 길이는 최소 1.52m에서 최대 7.32m의 크기다. 기존 고속철도와 달리 직경 2m 의 진공튜브 내에서 이동하여 공기저항을 최소화한다. 가속에 사용되는 선형 유도 모터 튜브 지붕에 태양광 패널을 설치하고 충전되는 방식이다. 세계 최초로 지상에서 시속 1280km(800마일) 음속(音速)의 속도로 이동할 수있다. 하이퍼루프 기술의 완성은 첫째, 진공유지 기술, 둘째, 리니어 Linear 전동기, 셋째, 전동기 제어 장치인 인버터의 세 가지 기술이 비약적으로 발전하였기 때문으로 평가 되고 있다.

하이퍼루프社는 미국 공개특허를 통해 하이퍼루프 정거장 및 캡슐의 주요 구조에 대해 제안했다. 열차인 캡슐은총 30석의 좌석과 화장실 등이 배치되어 있으며 자율주 행이 가능한 초고속 운송 시스템이다. 또한 물리적 진동 이나 온도로 인한 하이퍼루프 튜브의 팽창과 수축을 방지 하기 위해 튜브의 중간에 확장 조인트 Expansion Joint 와 수직형 댐퍼 Vertical Damper 를 설치하여 상하좌우 방향으로 안정성을 확보하는 방법을 집중적으로 연구하고 있다. 이외에도 예상치 못한 튜브의 손상을 자기 치료 Self Healing 하는 기술을 제안했다. 만약 외부 튜브에 구멍이 발생하여 공기 등 유체가 들어올 때, 자기 치료 재료 SHM 는 경화되며 경화 영역 SS: Solidified Section 을 형성하여 하이퍼루프 튜브의 구멍 Hole 을봉쇄하는 진공유지 기술이다.
직경 2m인 튜브 속에서 최고속도 1280km로 달리는 초고속 운송 열차가 개발되면, 서울과 부산을 단 16분에 달릴 수 있는 새로운 시대가 펼쳐질 것이다.

456