위 짤방은 1830년대의 철도차량으로 미국에서 제작된 수직보일러 방식의 증기기관차, Tom Thumb 0-4-0 이오. 견인력은 무려 380kg으로, 객차 하나에도 절절맸음직한 그런 물건이라오.-_- 좋은 물건이라기는 어렵지만 로커스트(Locust)호와 함께 꽤 드문 수직보일러 방식에 개방형 기관실이라는 것 때문인지 레플리카 제작이 이루어진 녀석이오. 아래 짤방은 당초에 정체를 몰랐는데, 나중에 확인해 보니 미국 최초의 자국산 증기기관차인 DeWitt Clinton 0-4-0이오. 국내 제작에, 미국 내에서 개발된 최초의 수평보일러 방식의 차량이오. 제작년도는 1830년으로 알고 있소. 총 5량의 객실을 끌고 40km/h이상의 속도로 달린 꽤 본격파 기관차라오. 물론 객실 생긴건 딱 역마차 수준임이 압박이긴 하오만. 개인적으로 이념 타령하는 새퀴들은 증오하긴 하지만, 그래도 여기서 한번 정도는 이야기를 해볼만 한 듯 하여 키보드를 두들겨 보오. 뭐 키보드워리어가 다 그런거 아니겠소? 하하하. 고속철도라는 시스템의 새 장을 연 건 신칸센이라 할 수 있소. 여러 국가에서, 심지어는 유럽에서 B급 취급받는 스페인에서조차 200km/h 운전 실험을 하던게 1960년대의 일이었지만, 정말로 그 속도로 영업을 뛰어버리겠다는 발상을 해버린건 일본이 처음이라 할 수 있소. 고속신선, 차상신호, 전기운전이라는 거의 기초적인 고속철도 시스템 개념을 규정한 것도 일본이 처음이라 할 수 있고 말이오. 그 배경에는 전기동차로도 120km/h 운전이 제대로 안되어 절절매는 모습이라던가 비전화구간에는 증기기관차가 달리던 그런 상황이 있긴 하지만, 말 그대로 기술적인 브레이크스루를 해냈다는 건 역사에 오를만한 가치가 다분한 일이오. 새로 파는 만큼 확실히 파자... 라는 건 어느 나라나, 심지어는 유럽에서조차 흔한 일이고 일본도 피해갈 수는 없었소. 도카이도 선의 영업수지야 우리처럼 뺑끼 쳐가면서 이야기 안해도 될 정도고, 또 신규격을 새로 짜맞추는 만큼 전통적인 철도규격을 깡그리 무시하고 할 수 있었기에 크기를 키우려는 발상이 자리잡는 건 당연하다 할 수 있소. 또한 기술적으로도 그정도 스펙의 동차를 당시에 아담하게 만드는 건 어림도 없는 이야기고 말이오. 그래서, 크기를 최대한 키웠소. 가선접촉면 높이는 5.45미터, 차량 높이는 4.5미터에 폭 3.4미터, 확폭한계 3.6미터를 적용하오. 축중은 의외로 짜서 11톤에서 17톤 범위로 통제를 하였는데, 어차피 완전동력분산식이라면 이정도 축중을 달성하는데 별 무리는 없다오. 넓다란게 좋고 럭셔리해서 좋기는 했소. 나중에 전2층 편성인 E1같은 걸 만들 수 있던 것도 이런 무지막지한 차량 규격 덕에 쉽게 가능했던 것이고 말이오. 대형규격이 비록 강력한 전동기와 비교적 무거운 차량 중량을 제공했지만, 그 내부공간이 크기 때문에 별로 신경을 안쓸 수 있었다오. 적어도 도카이도선의 환경에 대해서 만큼은 이런 "풀 규격"은 매우 적정한 것이었다 할 수 있소. 수송량을 벌기 위해서라면 이런 큰 차량이 확실히 좋으니까 말이오. 또한, 큰 차량규격 덕에 차량의 설계에 있어서도 마진이 상당하다 할 수 있소. 별다른 소자기술도 없이 만들어진 0계 신칸센을 생각하면 이 점은 명백하다고 평할 수 있소. 가장 원시적인 탭 제어 방식을 쓰고 있으니. 반면, TGV는 설계 당초부터 가스 터빈을 굴리기 위해서 적은 출력으로도 고속을 낼 수 있도록 설계방향을 잡았소. 이후 전기화로 가닥이 잡히게 되면서도 이런 기조는 그대로 유지되오. 즉, 경량화와 소단면화를 기조로 설계 개념을 잡은 것인데, 이를 통해 비슷한 사이리스터 전력소자를 쓴 100계 신칸센의 11,040kW 출력의 거의 절반 수준인 6,300kW 출력만 가지고도 시속 270km/h를 낼 수 있었소. 말 그대로, 최대한 가볍고 저항을 적게 받도록 설계함으로서 고속을 최대한 "경제적"으로 내는 것이 설계의 기조임을 보여주는 예라 할 수 있소. 차량의 높이도 신칸센에 비해 거의 1m이상 낮은 3.6m, 폭은 80cm 정도가 차이가 나는 2.9m를 취하오. 그리고 가장 늦은 ICE는 그만큼 양자의 장단점을 비교하고, 많은 경험치를 축적할 여유를 가질 수 있었소. 독일은 철저하게 기존선 베이스에서 기술을 발전시킬 생각을 한 나라였소. 그러다 보니 차량 규격을 일본처럼 완전히 이원화 하거나, 프랑스처럼 오히려 축소, 완화함으로서 달성하기 보다는 딱 재래선의 차량 규격을 최대한 활용하는 범위에서 고속열차 디자인을 진행했소. 일반 대차를 씀으로서 그만큼 크기와 폭이 충분한 차량 규격을 얻을 수 있었고, 이걸 활용해서 고급화나 다양한 내부구조 등을 달성할 수 있었소. 말 그대로 모범생의 설계방안이라 할만 하오. 이러한 최초의 설계개념은 각각 한 세대 정도가 흐른(일본은 두 세대 정도 흐른 셈이지만 중간 정체가 좀 심했소. 하나의 차량 설계를 20년동안 만들고, 그걸 영업에서 거의 40년 가까이 울궈먹었으니) 현재에 와서는 재미있는 양상을 띄게 만들었소. 우선 속도대역이 올라가면서 설계의 중점사항이 변이하게 되었소. ICE를 기준으로 보면, 100km/h일때 기계적 저항과 공력적 저항의 비율은 1.75:1로 기계적 저항의 비중이 크지만, 300km/h일때에는 그 비율이 1:3.5로 극적으로 역전된다고 할 수 있소. 물론 전체 저항값은 거의 10배 가까이 차이가 나버리고 말이오. 200km/h전후의 속도에서라면야 차량의 형상 정도로도 공력저항의 관리가 가능하지만, 300km/h이상의 영역에서는 해결이 안되게 되오. 즉, 근본적인 처방이 필요한 상황이 되어버린다는 이야기요.-_- 또한, 소자기술의 발달은 구태여 크고 집적적인 기관차의 필요성을 감소시키고 더 적은 면적과 중량만으로도 더 강력한 모터를 구동하는 것이 가능해지오. 모터 역시 재료기술의 발달 덕에 크기에 비해 더 강력해질 여지를 다분히 가지게 되고 말이오. 즉, 과거처럼 크고 무거운 차량은 더 이상 필요하지 않아진다는 의미가 되겠소. 이와 동시에 컴퓨터 기술의 발전은, 소자와 모터의 효율성을 극대화하고 구동, 완충과 같은 통제 외의 기계적 요소조차도 제어가능한 영역으로  끌어들이게 되오. 액티브 서스펜션, 자동 트랙션 제어 등등 이런것이 가능해지면서 차량 설계의 근본적인 바탕부터가 뒤집히게 되오. 마지막으로, 영업적 측면에서 고속철도가 성공적으로 안착함으로서 정기적이고 대규모적인 수요가 확보되게 되오. 일본의 통근과 비즈니스 비중 70%의 압박만 있는 것이 아니오. 독일이나 프랑스 역시도 그렇게 되오. 통근 수요의 확장은 주요 도시의 반경 영역을 확장시키게 되고, 그래서 더 짧은 역간 거리, 이용객의 특정시간대 집중과 같은 차량 설계에 골치아픈 요소들을 대거 발생하게 되오. 신칸센의 "풀 규격"은 오히려 고속화에 장애가 되는 요인이 되고 있소. 화스텍360이 온갖 첨단기술들, 예를 들어 포드형 팬터그래프, 필요이상으로 모양이 까다로운 전두부, 고양이귀 식 공력 제동기, 간이 틸팅 기술 등을 마구 도배하는 것은, 그 규격이 오히려 300km/h를 넘는 영업속도를 내는데 장애가 되고 있기 때문이라고 감히 말할 수 있소. 또한, 근래 데뷔하는 신칸센들이 액티브 서스펜션 같은 것을 자꾸 강조하고, 저소음 문제에 집중하는 것 역시 필요 이상으로 대형 규격이기 때문에 발생하는 부작용이라 할 수 있소. 무겁고 큰 물건을 제 위치에 있도록 하기 위해서 매우 까다로운 공기스프링 제어 기술이 요구되고, 고출력/큰 공력저항에 따른 소음 감소를 위해 많은 장치를 허비해야 하는 것이오. 공학적 기교로 해결을 하는 것은 좋고, 자국의 기술발전을 위해서는 상당히 바람직한 것이오. 그러나, 그만큼 복잡하고 무거워 지는 것을 피하기 어렵소. 예전에 이런 우스개가 있었소. 미국이 우주에서 볼펜으로 무얼 적어야 하는데, 일반 볼펜은 무중력 상황에서 쓸 수 없다는 문제가 있소. 그래서 수백만 달러의 돈을 투자해서, 일정한 공기압력이 잉크에 가해지도록 설계되고, 볼과 팁의 정밀도가 엄청나게 뛰어난 "우주볼펜"을 만들어 내었소. 우주에 올라가서 미국인들은 아폴로-소유즈 도킹을 통해 소련인들을 만났는데, 소련인들은 그냥 흔하게 파는 연필을 지상에서 가져와서 쓰고 있었소.... 여기엔 좀 더 뒷 이야기가 있지만, 공학이나 기술이라는 것은 이런 요소가 다분하오. 많이 붙이기 보다는 안붙여도 되는 걸 만드는 것이 중요하달까. 물론 신칸센은 그로 인해 얻는 것도 많소. E1의 엄청난 수송능력(비록 3+3 좌석의 힘이 더 큰 느낌이지만)이라던가, 소자발달에 따른 출력 마진 덕에 더 높은 가속도를 얻어낼 수 있으며 여러 기술적 기교를 부릴 여유가 많다는 점, 고상 승강장 기반이어서 통근화에 가장 유리하다는 점 등이 있소. 이후 고속철도가 특급 통근차에서 거의 일반통근차 수준으로 내려갈만큼 확산된다면 이것은 신칸센에 있어서 만큼은 가장 큰 수혜조건이 될 것이라 할 수 있소. TGV는 경량설계라는 것 덕에 엄청난 수혜를 얻었다 할 수 있소. 물론, 60~70년대 전후한 경량차량설계는 어째 다들 재미를 못보거나 심지어 실패까지 했지만, TGV는 정반대로 대성공을 거두었소. 영업속도 300km/h를 가장 빨리 달성하기도 했고, 중량이나 크기 때문에 쩔쩔매는 것 없이 유럽 대부분의 선로를 다닐 수 있었소. 재래선 직통을 위해서 토목공사나 특별 설계를 할 필요도 없었고 말이오. 그렇기에 TGV는 90년대 세계입찰시장을 석권하는 저력을 보였소. 그러나, 2000년대에 들어서 수요 증가가 닥쳤을 때 좀 고생을 하게 되오. 축 수 부족으로 총 하중량이 제한됨에 따라 입석 대량 채용도 제한되고, 2층열차 설계에 있어서도 상당히 많은 노력을 들였어야 했소. 오늘날처럼 일반 동차도 쉽게 고속화가 되는 발달된 소자기술과 제어기술이 나타나면서 원래의 기술이 빛이 바래개 되긴 했지만, 가능성은 많이 남아있는 상황이오. 연접대차객차라는게 량당 길이와 중량을 한정짓는 주범이지만, 이로 인해서 2층화 했을때 유효면적을 엄청나게 넓힐 수 있다는 강점이 있기 때문이오. 또한, 연접대차의 동력대차화라던가, Talgo의 1축차 열차처럼 무지막지한 경량화같은 기술이 여전히 개발되고 있어서 아직도 여지는 충분하오. 오히려 ICE야 말로 가장 큰 수혜자라 할 수 있소. 재래선 규격에 충실하게 맞춰놓음으로서, 기술개발에 따른 경량화 이익과, 규모 억제에 따른 공기역학적 문제의 억제를 모두 얻었으니 말이오. ICE-1 사고나 초기 경쟁기의 실적 부진 덕에 애를 먹었지만, 지금으로서는 가장 마진이 넓은 시스템이 ICE라 할 수 있소. 동력집중형과 동력분산형 설계 모두 존재하고 있고, 직결 운행에 있어서도 ICE-3M쯤 되면 정말 표준궤간과 3m 폭 이상의 차량규격을 허용하는 모든 나라에 쓰일 수 있을 지경이오(영국은 불행히 이게 안되오. 2.8m 폭만 허용하오). 또한 축중에 여유가 많아서(ICE-1에서는 19t이었지만, ICE-3는 기관차가 없어짐으로서 축중을 17t 아래로 통제하였소) 차량 내부의 설계에 융통성이 매우 다양한 실정이오. 물론 연접대차나 1축차가 아니어서 2층화나 저상화에는 많은 어려움이 따르기는 하지만 말이오... 우리나라 환경에서는 개인적으로 ICE의 설계마진과 TGV의 연접대차 관련 기술의 융합이 가장 이상적이라 보오. 우선 이용객 증가에 따른 2층화 설계나 통근객용의 차량 디자인을 적용하고, 알스톰의 AGV나 JR 동일본이 시험하는 AC트레인의 연접동력차 기술 같은 것을 받아들이거나 자체적으로 개발하면 정말 30km 간격으로 가감속을 하면서도 350km가까이 속도를내는 ICE-3급 2층고속열차를 볼 수 있을지도 모르오.-_- 물론, 이제 G7을 만드는 입장에서 너무 앞서나가는 이야기기는 하지만 말이오... P.S.: G7을 폄훼하려는 양반이 종종 보이는구랴. 기동가속도 2.3km/h/s가 카탈로그 스펙이라느니, 소자 태워먹는 캐허접이라느니, 뼛속까지 프랑스 TGV의 파쿠리라느니 하는 소리를 일본애들이 많이들 하오. 일단 연접대차를 여전히 쓰는 점이나, 구조적인 부분이나 차체 형상에서 여전히 프랑스의 것을 유지하는 것 만큼은 사실 별로 변명의 여지는 없기는 하오. 그러나, 제어와 전력소자 부분은 해외에 전례가 없는 구조요. 제어 부분의 경우 8200대 기관차나 VVVF 전동차의 것을 베이스로 한 만큼 해외 기술을 참고할 여지는 있지만, 전력소자의 적용에 있어서 IGCT를 채용한 케이스는 현재까지 단 한 차종도 없소. ABB가 전기철도 사업을 접은 이유가 크기는 하지만, 그럼에도 거의 최첨단 소자를 적용하고 그걸 실증차로 만들어버리는 것을 폄훼하는 것이야 말로 흔히 말하는 "엽전" 근성의 발로요. 전동기도 TGV와는 무관한(듀플렉스는 아직도 동기전동기 쓰오) 3상유도전동기를 쓰고있고, 그것도 철도차량용으로는 적용사례가 흔치 않은 1,100kW급의 것을 적용중이오. 가속능력에 대해서도 찌질대는데, 철동의 시삽양반이 자기네 동호회에 올렸다시피 기동가속도와 "영업최고속도 도달 시간을 단순 계상하여 나온 가속도값"을 단순 비교하는 개찌질 왜놈들의 소리는 일고의 가치도 없소. 비교는 동일한 것을 대야 하는 법이라오. KTX의 0-300km/h는 360초던가 365초가 걸리오. 일본의 철도 중 N700계를 제외하면 이런 숫자가 제대로 도출된 경우가 있는지 매우 궁금하오. 가장 "빠른" 가속도 기록을 카탈로그에 적어놓은 걸 가지고 평균가속도와 비교하는 우를 범한다는 것은 예전에 누가 말했듯이 "비열한 인용방법"이오. 18,000kW급의 차량을 일본은 이미 500계로 실용화 했긴 하지만, 동력집중식 설계를 베이스로 만든 경우는 현재까지 없는 실정이오. 베낄 대상조차 없는 파쿠리라, 농담도 참 저질스럽소. 기술적으로도, 알루미늄 합금제 차체 골조와 마일드스틸제 차체 골조는 외관을 동일하게 하더라도, 재료가 가지는 특성이 근본적으로 달라서 그냥 카티아 한번 돌려서 설계 끝내는 그런 정도의 것은 아니오. 재료공학에 대해 정말 직업학교 과정에서 가르치는 개론 수준만 알아도 그런 개소리는 안하오. TGV의 차체 형상 모델이 엄청나게 잘 검증된(알기로 내구한계 속도가 700km/h를 넘는다고 하오) 것이라고 하지만, 그렇다고 재료가 달라지는 상황에서도 문제없이 쓸 수 있다고는 누구도 말 못하오. 그런 짓 하다가 여럿 잡는 수 생기오. 제조기법에서 통짜 압출성형을 쓰네 어쩌네 하는 것은 말해봤자 알아줄 능력도 없으니 넘어가겠소. 팬터그래프도 보기엔 짝퉁 소리 할지 모르지만, 일본애들처럼 워낙에 주행성능에 지장을 줄 만큼 조건이 개판이면 모를까, 그렇지도 않은데 뭣하러 익형 팬터를 만드네 어쩌네 삽질을 해야 하오? 돈지랄은 돈많은 넘이나 하라고 내버려 두면 될 일이오. 프랑스는 20년전 팬터 설계를 지금껏 쓰고 있고, 독일도 ICE-1의 기술을 그대로 쓰고 있소. 그나마도 우리는 다른 차량에 활용성이 높기 때문에 국산화를 한 걸로 알고 있소. 대차 부분에 대해서도 설계를 그대로 딴 것으로 알고 있지만, 그게 가장 기술적합도가 높기 때문이오. 우리도 임계속도 400km/h 넘는 대차, 그것도 자기조향에 틸팅까지 되는 대차안을 설계해 냈소. 연접식 대차 설계를 프랑스 것을 따온다 하더라도 기술이 없어서라기 보다는, 시간, 재정을 합리적으로 검토한 결과라 할 수 있소. 구조 설계에 있어서도 2층 전동차나 틸팅 열차는 시제 제작단계에 들어가는 상황이고, 이런 기술이 고속철도에 반영되는 건 시간과 돈의 문제요. 결코 기술력 부재의 문제가 아니란 이야기요. 우리는 매년 1천억원의 개발비용을 지출할 만큼 돈이 튀는 나라가 아니오. 만든다고 수백 편성 단위로 열차를 찍어낼만큼 방대한 시장도 없고, 망하는 회사에 300조원을 물리고도 정권이 살아남을 수 있는 나라는 더더욱 아니오. 시간과 돈을 절약하되, 기술력을 포기하지 않으려고 수면부족에 시달리는 엔지니어들에게(물론 그게 성과로 잘 이어지지 않는다는 아픔은 있지만서도) 수고한다는 소릴 못할망정 병신 취급하는 짓은 하지 말아야 하겠소.