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기술자가 밝히는「N700S」계 신칸센의 기술

외관 변화는 적지만 내용은 파워 업

 (서울:레일뉴스)최경수 편집위원 = JR 도카이(東海),『N 700S』계 신형 신칸센의 시운전이 이어지고 있다. 그 웅자(雄姿)함을 카메라에 담을 수 있도록 철도 사진가로서는 분주한 나날이 이어진다. 주행시험 모습을 촬영하고 있으면 탑재된 신기술 뒷면에 어떤 의도가 숨겨져 있는지 궁금해진다. 그래서 소박한 의문을 차량개발 담당자에게 부딪혀 보았다.


       
       JR 도카이(東海)의『N 700S』계 신형 신칸센(新型 新幹線)[필자촬영]


  2007년에 등장한 도카이도 신칸센(東海道新幹線) N 700계(系)는 이름이야말로 700계(系)에 N이 붙었을 뿐이지만, 성능 면에서는 분명하게 신형 차량이다. 2018년에는 신 형식 N 700S계(系)가 등장하여 더욱 진화했다. "S"자는 "최고"를 뜻하는 Supreme의 첫글자이다. 목표로 한 것은 모든 조건에 적합한 궁극의「표준차량(標準車輛)」이다.


▣ 상하기기 소형화


  신칸센(新幹線) 차량의 해외 전개에도 N 700S계가 사용할 수 있다. 연선인구(沿線人口) 등에따라서 적절한 편성길이는 달라진다. N 700S계는 편성길이를 6량 및 8량 등 다양하게 조정할 수 있도록 했다. 그렇게 말한 것은 JR 도카이(東海) 우에노 마사유키(上野 雅之) 씨이다. 신칸센(新幹線) 철도사업본부 부본부장을 맡아 N 700S계의 아버지인 존재이다.


  예를 들면, 타이완(臺灣) 신칸센(新幹線)은 12량 편성이지만, 기본이 된 16량 편성 700계에서 중간의 4량을 단순히 발췌한 것이 아니라 12량 화(化)를 하기위해 개발하고 있다. 밖에서 보면 중간 차량은 모두 똑같이 생각할 수 있지만, 사실은 상하(床下)에 탑재되어 있는 기기(機器)가 완전히 다르다.


  예를 들어 주변압기와 주변환 장치는 모두 거대하며, 다른 차량의 상하(床下)에 탑재되어 있다.따라서 중간 차량을 단순히 나열하면 된다고 할 수는 없는 것이다.


  상하기기(床下機器) 가운데 특히 중요하고 거대한 주변압기와 주변환 장치를 N 700A계에는 2량을 나누어 탑재하고 있지만, 기기의 소형 경량화로 N 700S계는 주변압기와 주변환 장치를 1량에 집약하였다. 이것이 실현 가능하다는 것을 알았을 때, 소름끼쳤다고 신칸센(新幹線)의 아버지가 흥분된 기색으로 말했다.


  주변환 장치에는 에너지 효율이 좋고, 발열이 적은 차세대 반도체인 SiC 소자(素子)를 신칸센(新幹線)에 첫 번 째 채용한 것이다. 저발열(低發熱)하므로 냉각용 전동송풍기가 불필요해져 주행풍(走行風)만으로 냉각이 가능하고, 이것도 대폭적인 소형(小型)·경량화(輕量化)하는 데 기여한 것이다.


  상하기기(床下機器)의 소형화(小型化)로 주행에 필요한 기기를 실은 차량을 8종류에서 불과 4종류로 집약할 수 있게 되어 편성을 구성하는 데 자유도(自由度)가 대폭 향상되었다. 소형화의 메리트는 도처에 있어 소형화에 의해 새롭게 만들어진 공간에 리튬 이온 배터리를 탑재하였다.


  이로 인해, 정전(停電) 등에 의해 터널 내나 교량 위 등 리스크가 있는 장소에서 부득이 정지했을 때 배터리를 사용해 안전한 장소까지 자주(自走)하여 주행할 수 있다. 실제로 2019년 7월, 미시마 차량소(三島 車輛所)에서 시속 30km 정도로 자주(自走)에 성공했으며, 고속철도에서 세계 최초의 기술이다.


▣ 차내도「최공의 공간」을 목표로 한다.


  또한 정전(停電) 중에도 이 배터리로 인해 여러 곳의 화장실을 사용할 수 있다. 미래에 일어날 수 있는 도카이 지진(東海 地震)에 대한 대응도 고려하였으며, 기존개량된 제동(制動), 대차(臺車)의 이상(異常)을 검지하는 기능도 한층 더 강화하였다. 전체적으로 불규칙적일 때의 대응력도 크게 개선되었다.


  또 N 700S계(系)는 영업 주행을 하면서 가선(架線)이나 신호(信號) 시스템, 궤도(軌道) 등을 감시할 수 있는 기능을 갖추어져 매일 영업운행과 동시에 검측을 실시한다. 이로 인해 전보다 훨씬 나은 이상(異常) 조기발견(早期發見)이 가능해졌다. 한편, 검측 전용차량「닥터 옐로우(Doctor Yellow)」에 의한 집중적이고, 전문적인 검측은 향후도 정기적으로 행해져 쌍방의 역할이 분담되게 될 것 같다.


  차내도 최고의 공간을 목표로 삼았다. 시각적 노이즈를 제거했다[우에노(上野) 씨]는 차내는 보통 차,그린 차 모두 벽면의 큰 덮개와 같은 의장(意匠)이 인상적이다. 공기조화장치 흡출구(吸出口)도 가렸다. 전원 콘센트도 전 좌석에 장착. 정차 역이 가까워지면 안내방송이 나오면 차내 등이 일시적으로 밝아져 선반 위의 짐에 대한 잃어버림을 방지하고 있다.


  도카이도 신칸센(東海道新幹線)에는 내년 봄보다 700계가 은퇴하면서 모든 것이 N 700A계(系)로 운행하게 된다. 그리고 7월부터는 N 700S계(系)도 투입하게 된다. 서비스의 균일화를 도모하며, 언제 승차하여도 일정수준의 서비스를 최고의 수준으로 제공할 수 있다고 우에노(上野) 씨는 말한다.


  한편, JR 히가시니혼(東日本)의 "Gran Class"와 같은 서비스 도입은 일부 편성에만 도입하면 운용 면에서 복잡화 되고, 서비스의 균일화라는 면에서도 마이너스다. 전 편성 투입이 되면 방대한 프로젝트가 되기 때문에 검토하지 않고 있다고 말한다. 고빈도(高頻度) 대량수송(大量輸送)의 도카이도 신칸센(東海道新幹線)의 성격을 생각하면 이게 최선의 전략일 것이다.


  이용자 많은 도카이도 신칸센(東海道新幹線)은 승차감(乘車感)의 수준향상(水準向上)에도 주력하고 있다. 신경이 쓰이는 승차감은「대향열차(對向列車)와 교행해도 눈치채지 못할 정도」라고 우에노(上野) 씨는 말한다. 빨리 실제로 체험해 보고 싶은 점이다.


▣ N 700A계 제4차 제작차 제작 방안


  N 700A계(系)는 제동(制動) 등 개량을 계속하는 현재 제3차 제작 차까지 진화하고 있으며, N 700S계(系)도 당초 N 700A계(系)의 제4차 제작 차로 하겠다는 생각도 있었다. 그러나 여기까지 새로 생기면 신형식이다라고 하여 신형식의 N 700S계(系)로 개발이 진행된다.


  그렇다고 N 700S계(系)의 디자인은 현행 N 700A계(系)와 차이가 별로 없다. 로고와 선두 차(先頭車)의 형상이 약간 다른 정도로 외장은 초대 0계열부터 계속된 하얀 바디에 파란 색 스트라이프이다. 신 형식이라고 컬러링을 대담하게 바꾸는 발상은 전혀 없었다고 우에노(上野) 씨는 말한다.



  원래 디자인을 바꾼다는 발상 자체와 개발과정을 통해 누구의 입에서도 나오지 않았다고 한다. 이것이 도카이도 신칸센(東海道新幹線)의 전통(傳統)이다.


  신 기술 덩어리일지라도 기존과 같은 차량처럼 보이게 한다. 도쿄(東京)와 오사카(大阪)를 잇는 대동맥으로 변하지 않는 안정수송을 계속하겠다는 자세가 N 700S계(系)에서 역력하다.


     - 資料 :  東洋經濟 新報社, 2019. 10. 30.



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