하이퍼루프

현재의 전동추진식 하이퍼루프(진공튜브열차)는 2008년 10월7일 한국에서 지택현 발명특허번호 "10-1046783"로 발명되어 시작된 개념이다.

공식적인 자료에 따르면 로버트 고다드가 1945년 공기압 추진식으로 미국 특허청에 출원하여 시작하였고 그 후 2008년까지도 공기압 추진 방식으로 구상하였기에 실현성이 떨어져 공상속에만 머물던 하이퍼루프(진공튜브열차)는 한국에서 개인이 전동식으로 구상하여 진공을 드나들 수 있는 특수한 출입문을 설계하고 내부의 산소하고 기압을 조절하는 장치를 구비한 완성형 하이퍼루프로 출원함으로써 비로써 공상영역에서 6여년 동안 머물러 있던 개념이 현실로 나오게 된 것이다.

그 이후에 한국철도연이 본격적으로 공기압 추진식에서 전동식으로 바꾸어 연구를 시작하기 시작하던중 2013년 일론 머스크에 의해 전세계대중에게 널리 알려지기 시작한 개념이며 현재 까지 하이퍼루프에 관한 세부기술은 한국이 원조답게 가장 앞서 있다.

그리고 아래의내용은 일반적으로 알려진 철도연의 발표에 의해 알려진 일반적인 내용중 하나의 개념으로 다음과 같습니다

출발지에서 목적지를 진공관으로 연결하고 교통수단인 캡슐을 이동시켜 엄청난 속도를 낸다. 캡슐 하나에 28명이 탑승 가능하고 최고 시속은 1280 km/h에 이를 수 있다고 한다. 자가 발전 시스템을 장착, 운행에 쓰이는 에너지를 100% 태양광 발전으로 생산하는 친환경 교통수단이기도 하다.

머스크는 하이퍼루프 시스템을 설치하는 데에 60억 달러(약 6조5000억 원)가 소요될 것으로 전망하고 있다.

수백억 달러가 투입되는 미국의 철도 건설 프로젝트하고 비교하면 오히려 저렴하다고 주장한다.^[1]

초기에는 진공관으로 알려졌으나, 튜브 내부가 완전한 진공 상태는 아니고 어느 정도 낮은 기압 상태인 것으로 판단된다.(진공이란 대기압보다 낮은 기압상태를 말함 .대기압에서 완전진공사이를 진공도에 따라 저진공,중진공,고진공으로 나누어 사용함 )

미국만이 하이퍼루프를 개발 중에 있고, 일본은 자기부상방식 리니어 열차의 상용화를 추진하고 있다.

'하이퍼루프(hyperloop)' 기술은 영국의 버진그룹, 미국의 테슬라하 함께 한국의 철도기술연구원이 원천기술을 확보했다.

하이퍼루프는 진공에 가까운 튜브(터널) 안에서 자기부상 방식으로 캡슐이 고속으로 이동하는 미래형 교통 시스템입니다.

핵심 원리

진공 또는 아진공 튜브 : 튜브 내부를 대기압의 1/1000 수준(0.001기압)으로 낮춰 공기 저항이 거의 없으며, 마찰도 최소화할 수 있다.
자기부상 추진 : 캡슐 바닥에 설치된 전자 레일에서 외부 자기장을 이용해 차량을 부상(물체가 위로 떠오르는 것)시키고, 자기력으로 추진 및 제동을 실현한다.
공기 분사 & 공기역학 : 일부 모델은 열차 바닥에 공기를 분사해 마찰을 추가로 줄이고, 공기저항을 최소화하는 공기역학적 설계가 적용된다.
빠른 이동의 배경 : 공기저항·마찰 최소화로 이론상 음속에 가까운 속도(시속 1,200km 이상)가 가능하며, 에너지 효율도 매우 높다.
친환경적 : 태양광 등 친환경 전력으로 구동되어 탄소 배출이 거의 없다.

하이퍼루프는 기존 교통수단의 한계를 극복한 혁신 기술로, 현재 여러 국가에서 상용화를 위한 연구와 시험이 활발히 진행 중에 있다.

미국

2013년 8월에 일론 머스크 테슬라 CEO가 진공 튜브 안에서 캡슐 형태의 고속열차가 사람이나 물건을 실어 나르는 시스템인 하이퍼루프를 제시한 이후 여러 회사들이 하이퍼루프 개발에 뛰어들었다.

스페이스X는 테슬라모터스 블로그를 통해 하이퍼루프 기술문서를 공개하고 있다. Hyperloop-Alpha.pdf

하이퍼루프 원은 초음속 고속 열차인 하이퍼루프 실용화를 진전시키고 있는 회사 중 하나다.

실물 크기의 시험 트랙을 이미 만들었으며, 경로를 개발하기 위한 여러 가지 계약도 마친 상태다.

또한 네바다 사막에서 추진 시스템 점검차 하이퍼루프 첫 공개 테스트를 진행한 바 있다.

하지만 미래의 혁신적인 교통수단으로 인기와 관심을 끌며, 하이퍼루프 개발에 속도를 붙이고 있던 하이퍼루프 원은 2016년 7월 20일 현재 잇따른 내부 갈등과 소송으로 기술 개발에 차질이 불가피할 것으로 보인다.^[2]

소송진행 : 하이퍼루프 원의 공동창업자이자 CTO였던 브로건 뱀브로건과 엔지니어, 투자자 등 총 4명이 회사를 상대로 계약 위반, 폭행, 명예훼손, 불투명한 자금 관리 등의 혐의로 소송을 제기했다.

브로건 뱀브로건은 "하이퍼루프 원이 독재적인 기업 문화를 만들고, 연고주의를 형성했으며, 회사의 소중한 자금을 낭비했다"고 주장했으며, 여기에 부적절한 사내 이성 관계와 살인 협박까지 있던 것으로 알려졌다.

소송을 제기한 브로건 뱀브로건은 7월 초 사퇴를 발표했다. 이에 대응해 하이퍼루프 원 측은 소송을 제기한 이들이 회사를 차지하기 위해 일종의 '쿠데타'를 시도하다 실패하자 고소를 하고, 회사 기밀을 빼내 퇴사했다며 2억5000만 달러 맞소송을 냈다. 뱀브로건 측 변호사는 이번 맞고소에 대해 '완전한 허구'라며 회사 측 주장을 반박했다.

1단계 주행 시험 성공^[3] 후 2단계 주행 시험은 네바다 사막에 설치한 시험 트랙에서 실시하였는데, 1단계하고는 달리 사람이 들어갈 수 있는 크기의 테스트 열차를 제작하여 310 km/h 주파에 성공하였다.^[4] 2017년 12월 3차 테스팅에서는 387 km/h 속도 달성에 성공하였다.^[5]

하이퍼루프 원은 유튜브를 통해 꾸준히 프로젝트와 관련된 동영상을 게시하고 있다.

대한민국

한국철도기술연구원이 자기부상 기술과 진공압축 기술을 융합하여 2016년 6월 22일 독자적으로 한국형 하이퍼루프, 초고속 캡슐트레인을 개발, 시속 700 km 시험에 성공하여 미국 등 다른 나라보다 기술적인 면에서 앞서있다.

초고속 캡슐 트레인의 원리는 튜브 속의 기압을 0.1기압 이하로 낮춰 공기 저항을 최소화하여 진공에 가까운 아진공 튜브 속을 최고 시속 1,200 km까지 달리게 하는 기술이다.

대한민국은 세계 최초로 고온초전도체, 자기부상열차 기술개발도 이미 성공하였으며, 개발중인 한국형 하이퍼루프의 시속 1,200 km 음속 주행 목표가 달성되면 시속 300 km KTX보다는 4배, 시속 800 km 비행기보다도 더 빠르며, 서울에서 부산까지 불과 16분이 걸린다는 계산이 나온다.

이 경우 우리나라는 물론 전세계 교통체계에 큰 변화를 가져올 사업으로 부상되어, 관계부처(국토부)에서도 적극적 추진을 지원하고 있으며, 이럴 경우 향후 10년 이내 최고 시속 1,200 km 열차의 상용화 달성으로 세계의 글로벌 교통 혁명을 대한민국이 주도해 나가게 된다.^[6]

한국형 하이퍼루프 개발…'서울-부산 16분' 교통혁명! 영상보도자료

일본

하이퍼루프는 아니지만 자기부상방식 열차를 1962년부터 개발에 나서 50년간 꾸준한 연구 끝에, 2016년 7월 현재 시속 603 km(서울에서 부산까지 40분 만에 주파) 상용화 수준까지 도달한 리니어 열차를 개발 상용화 한다.

공기 저항을 줄이기 위해 납작하고 길쭉한 앞모습을 한 열차를 초전도체 위에 띄워 선로와 열차 간 저항도 없앤 결과, 비행기 수준인 시속 600 km로 달리고 있다.

2016년 참의원 선거에서 압승 아베 총리는 경기 부양책으로 도쿄, 오사카 간 이 리니어 신칸센 조기 추진을 서둘러 개통도 8년을 앞당기기로 했다. 건설비는 총 9조엔으로 한화로는 92조 원이 넘기 때문에 경기 부양효과가 상당할 것으로 보인다.

日 "시속 603km 열차, 리니어 신칸센에 '경제 부흥' 맡긴다" mbc 보도영상

하이퍼루프는 진공 튜브와 자기부상 기술을 활용해 시속 1,200km 이상의 초고속 이동이 가능한 미래형 첨단 교통수단으로 꼽힌다.

장점

초고속 이동 : 서울에서 부산까지 약 15~20분 만에 도달할 수 있을 정도로 이동 시간이 매우 짧다.
에너지 효율성 및 친환경성 : 공기 저항이 거의 없으며, 전기 동력을 사용해 탄소 배출이 거의 없는 친환경 교통수단으로 평가받는다.
교통 혼잡 해소 : 기존 도로·철도보다 효율적이고, 대량의 승객을 빠르게 수송할 수 있다.

단점

초기 투자 비용 : 진공 튜브에 자기부상 시스템 등 인프라 구축 비용이 엄청 비싸 경제적 부담이 큰 탓에 경제성이 떨어진다.
기술 안정성 및 인프라 한계 : 고속 운행에 진공 상태를 유지해야 하는 등 기술적 난관이 남아 있으며, 노선이 고정되어 유연성이 떨어진다.
건설 및 운영 난이도 : 대규모 인프라에 안전 시스템이 필수적이어서, 상용화까지 더 많은 시간하고 비용을 투자해야 하기 때문에 현재로서는 효용성이 떨어진다.

하이퍼루프는 친환경성이나 속도 면에서는 큰 잠재력을 보이는 반면, 비싼 비용에 기술·인프라 한계가 상용화의 주요 암초로 지적된다.

개념

구조

개발추진국

핵심 원리

미국

대한민국

일본

장점

단점

같이 보기

각주

외부 링크

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