시속 421km로 달리다! 동력분산식 고속차량 ‘해무’ HEMU-430X

시속 400km! 상상만 해도 머리 끝이 쭈뼛 서는 것 같은 짜릿함이 느껴지는 속도입니다. 서울에서 부산까지 한 시간만에 달려갈 수 있는 속도이자 세계 최고의 스포츠카들이 낼 수 있는 최고속도인 시속 400km를 넘어서는 고속열차가 우리 기술로 만들어졌다는 사실! 대한민국 철도교통의 미래를 여는 동력분산식 고속차량 개발 스토리를 현대로템 블로그에서 소개해 드립니다.

세계 네 번째로 시속 400km대 고속열차를 개발하다

2012년 5월 공개된 동력분산식 고속차량 ‘해무’ HEMU-430X는 최고속도 시속 421.4km를 자랑하는 고속열차입니다. 세계적으로 자국의 순수 기술로 시속 400km대 고속열차를 개발한 국가는 일본, 프랑스, 중국 뿐으로, 우리나라는 세계 4번째로 시속 400km대 고속열차를 개발해 낸 국가가 되었습니다.

▲시속 421.4km의 위용! HEMU-430X의 날렵한 전두부

HEMU-430X은 한국형 동력분산식 고속차량 개발 국책과제를 통해 탄생한 차량입니다. HEMU-430X의 가장 큰 특징은 동력분산식(Electric Multiple Unit) 고속차량이라는 점인데요. 동력분산식 차량이란 열차 선두에 동력차량(기관차)이 집중되어 있는 기존의 동력집중식 열차와 달리 동력장치가 편성을 구성하는 차량 중간중간에 분산 설치되어 있는 형태입니다.

동력분산식 차량의 장점은 가감속 성능이 동력집중식보다 우수하여 역간 거리가 짧은 우리나라 철도에 적합하며, 기존 동력집중식에서 선두 열차에 추진장치가 배치되어 있어 승객이 탈 수 없었던 것과 달리 분산식 열차는 선두 열차 하부에 추진장치가 배치되어 있어 모든 차량에 승객을 태울 수 있으므로 수송능력과 운영효율이 높습니다. 실제로 현재 운행중인 KTX 호남선의 경우 10량 편성(약 200m)으로 좌석수가 410석인 반면에 동력분산식 고속차량 EMU-300은 8량 편성(약 200m)으로 515석을 갖출 수가 있습니다.

동력분산식은 주행장치, 즉 대차가 각 차량에 2대씩으로 차량의 중량을 많이 지탱할 수 있어 더 큰 차량에 더 많은 승객을 실어 나를 수 있습니다. 또한 동력분산식 차량은 동력차량이 편성 중간중간 배치되어 있으므로, 차량에 고장이 날 경우 고장난 차량의 기능만 차단하고 다른 차량 정상 동작하므로 운행을 계속 할 수도 있습니다. 차량의 분리가 용이하기 때문에 열차의 편성 조정과 유지보수도 편리하죠.

이처럼 세계 고속전철 시장의 흐름이 속도의 경쟁에서 보다 효율적인 열차 제품군의 필요성이 대두되면서 현대로템은 보다 현실적인 속도대역의 고속열차 개발이 나서게 되었습니다. 이렇게 시작된 한국형 동력분산식 고속차량 개발 사업은 국토교통부와 한국철도기술연구원을 중심으로 현대로템이 참여하여 2007년부터 약 8년간 수행된 국책과제로, 5년 간의 연구개발 과제를 통하여 차세대 고속열차 HEMU-430X가 탄생하게 되었으며, 그 후 3년 간의 안정화 과제를 거쳐 차량 및 장치의 신뢰성과 안정성을 검증하였습니다.

▲2012년 5월 17일 창원중앙역에서 열린 HEMU-430X 출고 기념식

HEMU-430X 개발 과제에 투입된 현대로템 연구진만 해도 50여 명 이상이었는데요. 고속차량 개발을 진두지휘하는 현대로템 의왕연구소 철차연구1팀과 더불어 전장품개발팀, 신호통신개발팀, 주행장치개발팀, 응용기술연구팀, 시스템엔지니어링팀 등 각 분야의 전문가가 함께했습니다. 뿐만 아니라 구매•생산•품질 등 관련 팀도 합심하여 지원을 아끼지 않았습니다.

순수 국내 기술을 토대로 한국형 동력분산식 고속차량을 성공적으로 개발하겠다는 공통의 목표를 향하여 모두가 한 마음으로 올인한 결과, 그 노력의 결실인 HEMU-430X이 탄생할 수 있었습니다.

깊은 밤을 달리는 ‘올빼미 고속열차’… 철야의 열정이 결실로

HEMU-430X를 개발하고 안정화를 거치는 8년의 시간 동안 현대로템 연구원들이 감내한 어려움은 적지 않았습니다. 제 아무리 실행 가능한 일정을 수립하고 개발에 들어간다 해도 예상치 못했던 요인들로 인해 어쩔 수 없이 일정이 지연되고 마는 것이 많은 프로젝트들이 부딪히게 되는 어려움인데요.

HEMU-430X 개발 프로젝트는 초기 단계에 발생한 설계 지연으로 인해 개발 막바지 시험일정을 맞추기 위해 현대로템 연구소 프로젝트 참여 연구진 전체가 거의 철야 수준으로 1달 동안 매달려 시험에 매진해야 했습니다. 그 결과 정해진 일정에 맞춰 성공적으로 형식승인 시험을 완료할 수 있었습니다.

▲야간 증속시험 중인 HEMU-430X 연구진과 ‘해무’ 운전실의 전경

뿐만 아니라 차량 주행속도를 점진적으로 높여 가며 테스트하는 증속시험 또한 쉽지 않았다고 합니다. HEMU-430X 개발 후 10개월 동안 138회에 걸친 증속시험을 진행했는데요. 짧은 직진구간, 절연구간, 분기기 등 속도를 높이기에 매우 불리한 조건 속에서 시험을 할 수밖에 없었습니다. 또한 낮에는 선로에 영업운행 중인 열차가 다니기 때문에 야간에만 시험을 해야 했던 까닭에 이 시기 연구진은 낮에는 차량 점검과 증속을 위한 연구를 진행하고, 밤에는 열차 시운전을 통한 증속시험을 해내야만 했습니다.

▲ HEMU-430X 시험운행에서 최고속도 시속 421km 돌파의 순간!

밤을 환히 밝히는 ‘올빼미의 열정’은 헛되지 않았습니다. 2012년 5월 16일 창원중앙역에서 개최된 HEMU-430X 출고식 및 시승식, 그리고 2013년 3월 시행된 1단계 시운전에서 무려 최고시속 421.4km의 눈부신 속도로 달리는 고속열차 HEMU-430X ‘해무’의 위용은 우리 모두를 놀라움에 빠뜨리기에 충분했습니다.

▲ HEMU-430X 최고속도 시운전(1단계) 완료 후 ‘해무’ 앞에 선 개발 관계자들

철도 선진국인 일본, 프랑스 등과 어깨를 나란히 하는 최고의 고속열차를 드디어 순수한 우리 기술력으로 개발해 낸 것입니다.

EMU-250, EMU-300을 통해 더욱 빠른 철도교통 시대로

현대로템은 HEMU-430X의 성공적인 개발을 통해 동력분산식 고속차량 설계 및 제작기술을 확보함에 따라 2016년 6월 코레일로부터 사상 첫 동력분산식 고속철 수주에 성공하며 2016년에만 세 차례에 걸쳐 총 130량의 동력분산식 고속열차 공급계약을 맺었습니다. 현대로템은 HEMU-430X의 일부 연구개발성과를 활용하여 최고시속 320km대의 EMU-300 16량 및 최고시속 260km대의 EMU-250 114량을 2020년부터 2021년까지 납품할 예정입니다.

▲2020년부터 상용화되는 EMU-250 차량의 미려한 외관

2020년부터 투입되는 EMU-250 차량은 경전선, 서해안선, 중앙선, 중부내륙선 등에서 운행되며 기존 이 노선을 운행하던 새마을호, 무궁화호보다 훨씬 빠른 속도와 운행시간 절감을 가져올 것으로 예상됩니다. 또한 EMU-300 차량은 KTX를 대체하는 차세대 고속열차로 더 많은 승객을 더욱 안락하고 빠르게 수송할 수 있게 될 것입니다.

▲개인용 VOD가 설치된 안락하고 넓은 동력분산식 고속차량 특실

동력분산식 고속차량 EMU-250과 EMU-300은 메탈릭 도장의 외부와 공기저항을 고려한 유선형의 매끈한 전두부 디자인이 미려한 느낌을 줍니다. 뿐만 아니라 승객 편의를 위해 각 의자마다 USB단자와 휴대폰 무선충전장치를 설치했고, 특실에는 의자마다 개인용 VOD를 설치했습니다. 더 넓어진 차량의 크기는 승객들에게 보다 안락한 느낌을 주죠.

▲ 2017년 개최된 동력분산식 고속차량 목업 품평회 현장

또한 EMU-250과 EMU-300은 승강문에 고/저상 겸용 승강장치를 적용하여 승강장 높이가 다른 노선에서도 자유롭게 운행할 수 있도록 하였습니다. 동력분산식 고속차량의 또 다른 특장점은 바로 탄력적으로 편성 구성이 가능하다는 점인데요. 6량으로 편성시에는 시속 250km로 운행되며 8량으로 편성시에는 시속 300km로 운행할 수 있어 출퇴근 시간 또는 주말 등 승객이 많을 때 탄력적으로 운행하여 운영효율을 극대화할 수 있습니다.

▲2016년 6월 29일 철도기술연구원과 현대로템이 동력분산식 고속열차 국내실용화를 기념하여 해외진출을 모색하는 세미나를 열었다

현대로템이 개발중인 동력분산식 고속차량은 향후 세계 시장에서도 그 경쟁력을 입증할 계획을 가지고 있습니다. 최근 프랑스를 제외한 모든 국가에서 운영효율과 경제성이 뛰어난 동력분산식 고속차량을 적용하여 운영하고 있기 때문에 국산 고속철의 해외 수출을 위해서는 국내 상용화가 절실했는데요. 우리 기술로 개발한 동력분산식 고속차량 공급 계약을 코레일과 체결함에 따라 첫 실적을 확보하게 되어, 해외에 수출할 수 있는 기회도 점점 열릴 것으로 예상됩니다.

올 하반기 입찰 공고가 예상되는 총연장 324km의 말레이시아-싱가포르 고속전철 및 내년 입찰이 예상되는 총 구간 1077km에 달하는 터키 고속전철 수주도 동력분산식 고속차량을 제안하여 참여할 계획입니다.

HEMU-430X의 개발 과정은 쉽지 않았지만, 그 과정을 통해 현대로템은 기술과 노하우를 축적할 수 있었습니다. 한국형 동력분산식 고속차량 연구개발과제를 수행하며 습득한 기술과 현대로템이 보유한 고유의 노하우는 EMU-250과 EMU-300의 탄생으로 입증되고 있죠. 대한민국의 건강한 혈액순환과 같은 철도교통을 책임지는 현대로템의 기술력, HEMU-430X의 개발을 통해 한 단계 더 업그레이드 되었다고 할 수 있는데요. 2020년부터 만나볼 수 있는 동력분산식 차량 EMU-250과 EMU-300에도 많은 기대와 성원을 보내주시기 바랍니다!