건설 산업과 건설 기술의 미래(자기부상열차)

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2009.11.06 / 2019.12.24
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목차: 초록

제 1 장 서론

제 1.1 절 연구배경
제 1.2 절 연구목적

제 2 장 자기부상열차의 원리

제 2.1 절 개요
제 2.2 절 자기부상의 원리
제 2.3 절 열차추진의 원리

제 3 장 자기부상열차의 장점과 단점

제 3.1 절 개요
제 3.2 절 자기부상열차의 장점
제 3.3 절 자기부상열차의 단점

제 4장 세계의 자기부상열차 사례

제 4.1 절 개요
제 4.2 절 독일의 자기부상열차
제 4.3 절 일본의 자기부상열차
제 4.4 절 한국의 자기부상열차

제 5장 결론

본문내용: 초록

현재 전 세계 각국은 급변하는 환경에 적응하기 위해 모든 산업의 영역 전반에 걸쳐 전력을 다하고 있다. 기계와 컴퓨터를 다루는 산업처럼 1, 2년 안에 새로운 이론이 나오고 새로운 기술이 개발되어 적용되어 그 전의 기술은 퇴물로 취급받는 산업이 있는 반면, 건설 산업과 같이 새로운 기술이 개발되어 적용하기까지 오랜 시간이 소요되는 산업도 있다. 또한 건설 산업에 있어서 기존의 지식과 경험들은 매우 중요한 자산이며, 건물이 지어지기위한 바탕이 된다. 한번 완공되면 수 십 년을 사용하는 건설 분야에 있어서, 그렇다면 건설 산업과 건설 기술의 미래 모습은 어떻게 예상 할 수 있고 바라볼 수 있을지에 대해 여기서 알아보도록 한다. 현재 고려되고 있는 건설 산업과 건설 신기술을 통해 앞으로 수 십 년 뒤까지 사용될 건물의 모습을 생각해보고, 그렇다면 앞으로 더 나아가 고려되어야 할 점들에 대해 알아보도록 한다.

1. 서론

유럽에서는 자동차의 대중화가 진전되던 1980년대부터 도시의 공공교통을 추진하기 위한 정책이 빈번히 추진되어왔다. 이는 도시의 심각한 정체로 인한 대기오염과 그것에 의한 역사적 유산의 훼손 등을 막고, 차량으로 점거된 마을 모습을 회복하기 위한 것이었다. 이 시기에 종전 후 대부분 소멸된 노면전차가 유럽에서 부활했다. 그리고 이것은 1996년에 OECD가 정리한 “환경적으로 지속 가능한 교통시스템(EST)”이라고 하는 정의와 그 가이드라인으로 이어졌다. EST의 교통시스템의 개념은 일본에서도 온난화 대책과 함께 미래에 필요한 사회시스템으로 인식되어 ‘도시의 콤팩트화’를 목표로 활기찬 마을 만들기를 실현·추진하기 위한 키워드로 자리매김 되고 있다.

세계경제인회의(WBCSD)가 2050년까지의 사람과 물건의 수송에 대해 정리한 보고서「Mobility 2030」에 의하면, 사람의 수송활동은 세계적으로 증가하고, 특히 개발도상국의 활동은 급속히 증가한다고 한다. <그림 1.1>은 지역별로 자가용 보유율을 예상하고 정리하여 나타내었다. 이는 한 명당 실질 소득의 증가 등에 의해 자가용의 소유율이 증가해가는 것이 원인이다. 특히 동유럽이나 구소련, 중남미, 중국이 현저히 증가할 것이라고 전망되었다. 수송차량의 에너지 효율이 미래기술에서 개선되는 것을 고려해도 차량 수와 이용률의 증가는 온실가스 배출량을 증가시킬 것이다. 여기에서 주목할 점은 승용차의 온실가스 배출량이 지속적으로 증가한다는 점이다. <그림 1.2>는 수송 수단에 따른 온실가스의 배출량을 나타내고 있다. 승용차가 상당한 부분을 차지하고 있음을 알 수 있다.

<그림 1.1> 자가용 보유율 (지역별) <그림 1.2> 전 세계 온실가스 배출량
이러한 이유로 환경 친화적이며 주행성능이 우수하고 Life Cycle Cost가 저렴한 자기부상열차는 1970년대부터 독일, 일본 등에서 본격 개발에 착수하여, 2004년 초 중국 상하이에서 독일의 초고속 Transrapid 시스템이 세계 최초로 상업운전을 시작하였으며, 금년 3월에는 나고야와 애지현을 연결하는 동부구릉선에서 일본의 중․저속 형 HSST 시스템이 영업 개통을 한바있다. 아울러 국내, 미국, 중국 등에서도 자기부상열차 시스템 개발에 박차를 가하고 있으며, 최근 국내에서도 중․저속 형 자기부상열차에 대한 실용화가 검토되고 있다.

제 1.2절 연구목적

자기부상열차의 작동원리를 이해하며, 기존의 교통수단과의 차이점을 알도록 한다. 실용화 될 경우 파급되는 효과를 기대해보며, 현 시점에서의 개발 단계를 알고, 상용화를 위해 보안해야 할 점을 알도록 한다.

제 2장 자기부상열차의 원리

제 2.1절 개요

본 장에서는 자기부상열차 기술의 원리에 대해 조사하고 연구한 결과를 기록하였다. 크게 두 부분으로 나누어 설명하였다. 자기로 인한 열차의 부상의 원리와 자기로 인한 열차의 추진 원리에 대해 설명하였다. 자기부
상열차는 자기를 이용하여 앞으로 전진 하는 방식으로, 기존의 교통수단과는 전혀 다른 방법으로 운행된다. 자기의 성질을 이용하는 것이 자기부상열차의 핵심기술이라고 할 수 있다.

제 2.2절 자기부상의 원리

자기부상열차는 바퀴가 없이 자석의 힘으로 차량을 지지(부상)하고 선형 전동기로 추진하는 열차이다. 자기부상열차는 자기력, 즉 자석의 힘에 의해 부상되어, 공중에 떠서 운행되는 열차이다.

자석의 힘은 인력과 척력이 있다. 자석 주위에는 자력선이 있는데, 이 자력선이 나오거나 들어가는 곳이 N극, S극이라고 하는 자석의 극에 해당한다. 모든 자석은 두개의 극을 가지고 있고 하나의 극만 가진 자석은 없다. 이러한 자석의 힘인 자력이 미치는 영역을 자기장이라고 하는데, 지구를 포함한 모든 자석은 자기장이라는 보이지 않는 힘에 의해 둘러싸여 있다. 자기장은 전기가 흐르는 곳에서도 볼 수 있다. 자기장을 변화시키면 전류가 흐르게 된다고 하는 전자기 유도현상은 전기와 자기의 상호 연관성을 보여준다. 자성에 의한 자력, 즉 자기와 전기는 분리되지 않는다. 흐르는 전류에는 자기가 발생하며, 또한 자기장을 변화시키면 전류가 흐르게 된다. 이러한 원리에 따라 전자석을 만들어 사용하는데, 도체에 전선을 감고 전류를 흘리면, 전류의 세기에 따라 자기장이 발생되고, 자기장에 의해 도체에 극이 만들어지면서 전류가 흐르는 동안 도체는 자석이 된다. 이는 전류가 흐르는 동안 도체의 원자가 자기장에 따라 규칙적으로 배열되기 때문이다. 이러한 전자석은 전류가 흐를 때에만 자석이 되므로 필요에 따라 쉽게 사용할 수 있다.

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