국토교통부는 국가연구개발사업(R&D)을 통해 상업 운행속도 370km/h(설계 최고속도 407km/h)급 차세대 고속열차(EMU-370) 핵심기술 개발을 완료했다고 22일 밝혔다. 국토부는 내년 차량 제작에 착수해 2030년부터 시험 운행을 추진할 계획이다.
국토부는 상업 운행속도 기준 세계에서 두 번째로 빠른 고속열차가 2031년 이후 상용화됨으로써 국민의 철도 이동 편의가 획기적으로 향상되고, 해외 고속철도 시장에서 수출 경쟁력 확보와 시장 선점 효과도 클 것으로 내다봤다.
이번 국가R&D사업은 한국철도기술연구원을 주관기관으로 공공기관·민간기업 등 7개 기관이 참여해 2022년 4월부터 올해 말까지 4년간 총 225억원(정부 180억원, 민간 45억원)을 투입해 진행됐다.
상업 운행속도 320km/h(설계 최고속도 352km/h)급 고속열차인 KTX-청룡(EMU-320) 제작 기술을 기반으로, 주행 성능과 안전성을 포함한 고속 운행 기술을 고도화해 상업 운행속도를 370km/h까지 높이는 것을 목표로 추진됐다.
철기연은 국토부는 KTX-청룡 보다 고속전동기 출력 47.4% 향상, 주행저항 12.3% 감소, 횡방향 진동 가속도 33% 저감, 실내 소음 2dB(음압 20%) 감소 등 6개 핵심기술을 개발했다.
주요 부품의 소형·고밀화, 냉각 성능 제고, 절연 성능 향상 등 최적 설계로 560kW급 고효율 고속전동기를 개발해 KTX-청룡(380kW) 보다 출력을 47.4% 높였다.
차량 앞부분 형상을 매끄럽게 설계(최적화)하고 차량 하부 대차에 커버 적용 및 옥상 에어컨 등 돌출부 최소화로 주행저항을 KTX-청룡 대비 10% 이상 낮췄다.
구동 대차의 공기스프링·댐퍼 등 현가장치 최적화 설계를 통해 횡방향 진동 가속도를 30% 이상 감소(9m/s2 → 6m/s2 이하)시키고, 유럽 기술표준(EN)에서 정한 최고 수준의 승차감 지수(Nmv) 1.14~1.87(실내 측정 위치별)을 달성했다.
또 실제 구동 대차를 회전 롤러 위에 올려 실제 주행 상황과 유사한 조건으로 시험해 400km/h 이상에서 동적 안정성을 확인·검증했다.
차량 주행장치, 공력 소음 등 다양한 소음원 차단을 위해 바닥·측벽·천장 등에 차체 압출재 구조 최적화와 복합 차음재를 적용해 68~73dB을 달성, KTX-청룡 보다 2dB을 저감했다. 해외 고속차량(72~76dB)과 비교해도 동등하거나 그 이상으로 평가된다.
고속운행에 따른 압력·소음 등 극한 환경변화에 대응할 수 있는 기밀·차음 성능 기술을 확보해 그간 수입에 의존해 온 고속차량 출입문을 국산화하는 데 성공했다.
철도 기술표준 선도국인 유럽보다 앞서 400km/h급 고속차량까지 적용가능한 차체 설비, 주행·제동·추진 장치, 신호 장비 등에 대한 성능평가와 안전검증 기준을 마련했다.
국토부는 이번 R&D 성과가 조기에 상용화로 이어질 수 있도록 EMU-370 초도 차량 1~2편성(총 16량)을 내년 상반기에 발주(코레일)하고, 2030년 초부터 평택~오송 구간 등에서 시험 운행을 실시할 계획이다.
EMU-370이 국내 주력 고속열차로 자리매김하면 주요 도시간 이동시간이 1시간대로 단축돼 전국이 사실상 단일 생활권으로 연결되고 국가 균형발전에도 기여할 전망이다.
한편, 오는 23일 한국철도기술연구원에서 국토부·한국철도기술연구원·철도 운영사 및 제작사 등 관계기관이 참석한 가운데 ‘차세대 고속열차(EMU-370) 상용화 핵심기술 개발’ 성과발표회가 열린다.
강희업 국토부 제2차관은 “정부·공공기관·민간기업 등이 함께 기술개발에 노력한 결과, 고속철도 도입 20년 만에 세계에서 두 번째로 370km/h급 고속운행 기술력을 독자적으로 확보했다”며 “내년부터 400km/h급 3세대 고속열차 핵심기술 개발 등 앞으로 초고속 철도 기반을 앞당겨 세계 철도 기술 강국으로 도약할 수 있도록 정부 지원을 아끼지 않겠다”고 밝혔다.
