틸팅열차의 특징 및 현황

□ 개요

틸팅 열차(Tilting Train)는 곡선부에서 열차의 주행 속도를 높이기 위해 차체를 기울일 수 있도록 한 철도 차량이다. 철도 차량은 곡선을 주행하면서, 원심력의 영향을 받아 바깥쪽으로 기울어지려 하는 경향을 가지게 된다. 통과속도를 높일수록 이러한 경향이 커지며, 이러한 경향이 한계를 넘게 되면 차량은 전도 혹은 탈선을 일으키기 때문에, 궤도를 곡선 안쪽으로 기울여서(캔트) 이러한 원심력을 상쇄하는 조치를 취하게 된다.

 

그러나, 통과속도를 강화하기 위해서 캔트를 높이는 것은 한계가 존재하는데, 저속 열차 혹은 신호 관계로 정지 혹은 서행할 경우 높은 캔트는 역으로 곡선 내측으로 전도될 위험을 제공하게 되며, 승차감 측면에서도 상당한 마이너스가 발생하게 된다. 따라서, 캔트의 량은 실용적으로 어느 수준 이상 올릴 수 없게 된다.
틸팅 열차는 이런 캔트 량의 부족을 차체를 기울여 보충함으로써, 선로의 큰 개량 없이 고속주행을 할 수 있게 한 것이다.

 

다만, 일반적으로 차체를 기울이는 것으로 실제 차량에 가해지는 원심력을 경감하는 것으로 알려져 있으나 이는 사실과 거리가 있으며, 정확히는 차량에 가해지는 원심력에 의한 승차감 저하를 예방하기 위한 것으로, 선로 자체의 통과속도나 탈선 예방은 대개 대차 부분의 개선(자기조타식 대차 등)을 통해 이루어진다.

 

틸팅열차의 기술개요

 

 

□ 틸팅열차의 장점
① 안전성이 확보되는 범위 내에서 차량의 곡선통과 속도를 20~30%정도 높일 수 있기 때문에 곡선부 주행 시 속도 향상으로 주행시간을 단축할 수 있다.
② 곡선 통과 시 발생하는 차축의 진동을 완화시켜 승차감을 향상시킬 수 있다.
③ 동일 선로에서 다른 종류의 열차를 다른 속도로 운행하는 경우 캔트의 부족량을 해소할 수 있다.
④ 3대 취약개소 중 하나인 곡선부에서 고속주행 시 탈선을 방지할 수 있다.
⑤ 차체가 기울기 때문에 선로의 개량 없이 기존선을 활용할 수 있어 경제적이다.

 

 

□ 틸팅열차의 특징 및 개선사항
① 작동이 가능한 최소 곡선반경이 400m이기 때문에 틸팅열차가 필요한 중앙선, 영동선, 태백선 등과 같은 급곡선부가 많은 곳에서 운행이 제한된다. 기술적인 측면에서 이를 보완한다면 활용도가 더욱 높아질 것이다.
② 기술이 복잡하고 제작비용이 고가이며, 현재 국가철도망 정책에 따라 선로 대부분이 복선 및 직선화로 개량되고 있기 때문에 쉽게 상용화하기 힘들다. 경쟁력을 갖기 위해선 자체적인 기술 연구로 경제적인 부담을 줄이고 곡선부 이외에 다른 취약요소와 관련한 기술 연구가 필요하다.

 

 

□ 틸팅열차 해외운영 사례
현재 스웨덴, 일본, 이탈리아 등 일부 대도시에서 운행 중이다.

 

스웨덴의 틸팅열차

일본의 틸팅열차

 

 

□ 틸팅열차 국내 현황

2000년 8월부터 "철도기술 연구개발사업"과 "기존선 고속화 실용기술개발사업"의 일환으로 개발을 시작하였고 시제차량은 2007년 1월 16일 현대로템 창원 공장에서 공개되었다. 2007년 4월 18일 첫 시험운행에 성공하였고 복합재를 채용한 차체는 교육과학기술부의 NET(New Excellent Technology, 신기술인증) 인증을 획득하였다.

 

그러나 2012년 상용화를 목표로 한국형 틸팅열차(TTX)를 계획 중에 있었으나 2011년 국가철도망 정책(곡선선로의 직선화)이 변경됨에 따라 현재로서는 프로젝트가 중단된 상태이다. TTX는 기술시험차량인 관계로 영업운행에 사용되지 않으며 향후 철도공사에 의한 국내 상용화 여부도 미지수이다.

 

한국형 틸팅열차