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자기부상열차는 어떻게 레일에 닿지 않고 뜬 채로 달리나요?
자기부상열차가 바퀴 없이 자기력만으로 떠서 움직인다고 배우는데, 이 무거운 열차를 어떻게 공중에 띄운 상태로 유지하면서 동시에 앞으로 나아가게 하는 건지 궁금합니다
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요.
자기부상열차는 강한 자석의 힘으로 열차를 레일에서 조금 띄운 상태로 달리는 그런 형태의 열차를 말해요.
바퀴가 레일에 닿지 않아서 마찰이 거의 없어서 매우 빠르게 달릴 수 있다는 특징이 있고, 자석의 힘으로 앞으로 움직이는 방식이죠. 레일의 자기장을 순서대로 바꿔가며 열차를 계속 앞으로 끌어당기거나 또는 밀어내는 방식이에요.
그래서 일반적인 열차 보다도 소음과 진동이 적고 고속 주행에 있어서 더 유리한 점이 많아요. 물론 아직 비용적인 부분이 상당히 문제가 되고 있죠.
감사합니다.
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채택된 답변안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
자기부상열차는 레일과 열차 사이에 자기력을 만들어 바퀴가 닿지 않도록 살짝 띄운 상태로 달리는 열차입니다. 방식에 따라서 자석이 서로 밀어내는 힘을 쓰기도 하고, 전자석이 레일을 끌어당기는 힘을 정밀하게 조절하기도 합니다.
열차가 너무 가까워지거나 멀어지지 않도록 센서와 제어 장치들이 계속 간격을 확인하면서 전자석의 세기를 바꾸는데, 앞으로 나아가는 힘들은 일반 모터처럼 바퀴를 굴리는 방식이 아닌, 레일 쪽에 길게 펼쳐진 선형 모터 원리를 이용하게 됩니다. 레일을 따라서 자기장을 만들어서 열차가 그 자기장에 끌리거나 밀리면서 움직이는 원리입니다.
바퀴 마찰이 거의 없기 때문에 고속 주행에 유리하고 소음과 진동도 줄일 수 있지만, 전력과 제어 시스템, 건설 비용이 많이드는 특징이 있습니다.
안녕하세요. 직진만이살길님 장철연 전문가입니다.
자기부상열차의 제어 시스템은 크게 부상 제어 유도 제어 추진 제어로 나뉩니다 부상 제어는 열차가 선로에서 일정한 높이로 떠 있도록 유지하는 역할을 합니다 열차 아래와 선로 사이의 거리를 센서가 계속 측정하고 제어 장치가 전자석의 전류를 순간순간 조절합니다 만약 열차가 조금 내려가면 자기력을 더 강하게 만들고 너무 올라가면 약하게 만들어 항상 일정한 간격을 유지합니다
유도 제어는 열차가 좌우로 흔들리거나 한쪽으로 치우치는 것을 방지합니다 열차가 선로 중심에서 벗어나기 시작하면 위치 센서가 이를 감지하고 해당 방향의 자기장을 조절하여 다시 중앙으로 되돌립니다 그래서 곡선 구간이나 강풍이 부는 환경에서도 안정적으로 주행할 수 있습니다 실제로는 수많은 센서와 제어기가 동시에 동작하며 초당 수백에서 수천 번 이상 상태를 계산합니다 덕분에 수십 톤이 넘는 거대한 열차도 마치 공중에 고정된 것처럼 안정된 자세를 유지할 수 있습니다
추진 제어는 앞으로 나아가게 만드는 기능입니다 선로에 길게 설치된 코일에 전류를 순서대로 공급하면 이동하는 자기장이 만들어지는데 열차는 이 자기장을 따라 끌려가거나 밀려가면서 가속합니다 쉽게 말하면 일반 전동기의 회전자를 없애고 모터를 수십 킬로미터 길이로 쭉 펼쳐놓은 것과 같은 개념입니다 그래서 자기부상열차는 단순히 자석으로 뜨는 열차가 아니라 부상 제어 유도 제어 추진 제어가 동시에 작동하는 초대형 자동화 시스템이라고 볼 수 있습니다
안녕하세요. 최정훈 전문가입니다.
자기부상열차의 원리는 자석의 같은극끼리 밀어내고, 다른극끼리는 끌어당기는 자석의 힘을 이용합니다. 그래서 열차 차체와 레일에 전자석을 설치해서 전기를 흘려주면 강력한 자기력이 생깁니다. 그러면 무거운 열차를 공중에 살짝 띄울수있게되죠. 그래서 이렇게 공중에 뜬 상태에서 레일 양옆의 자석 극성을 빠르게 바꿔주면 앞에서는 당기고 뒤에서는 미러내는 힘이 작용하게되고, 그 원리를 이용해서 앞으로 달리게 되는겁니다. 그러다보니 바퀴에 마찰이 없으니 당연히 소음도 적고, 엄청 빠른 속도로 달릴 수 있는겁니다. 그래서 결론은 전기로 자석의 힘을 자유자재로 조절하며, 공중부상이랑 추진을 동시에 해내는 원리입니다.
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
자기부상열차는 레일과 열차에 설치된 전자석 사이의 같은 극끼리 밀어내고 다른 극끼리 끌어당기는 자기력을 이용해 열차를 띄우며 센서와 장치가 자기력을 계속 일정한 높이를 유지합니다 앞으로 움직일 때는 레일에 설치된 코일에 순서대로 전류를 흘려 이동하는 자기장을 만들고 이 자기장이 열차를 끌고 밀면서 가속합니다 바퀴와 레일의 마찰이 거의 없어 고속에서도 소음과 진동이 적고 에너지 솔실도 줄어드는 장점이 있습니다