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| 세계 최대의 가스 터빈-전기 기관차인 유니온 퍼시픽 GTELs |
1. 개요
Gas Turbine Locomotive말 그대로 가스 터빈을 동력 수단으로 이용해 주행하는 기관차.
디젤 기관차의 분류처럼 가스 터빈을 이용해 생산한 동력 그 자체로 주행하는 기계식 가스 터빈 기관차와 가스 터빈을 이용해 전기를 생산한 다음 그 전기를 동력으로 주행하는 전기식 가스 터빈 기관차로 나뉜다. 다만 개발된 숫자는 기계식 기관차보다 전기식이 훨씬 더 많은데 왜냐하면 가스 터빈은 출력을 일정 이하로 조절하기 힘들고 제어가 어려운데다 저출력 연비가 매우 나쁘기 때문이다. 기계식 디젤 기관차도 운용이 빡센데 이보다 훨씬 제어가 어려운 가스 터빈 기관차는 말할 것도 없다.
2. 설명
가스 터빈 기관은 같은 출력에서 오염이 디젤보다 비교적 적고 소음 차폐가 좀 더 쉬워서 정숙한 편이며 출력대 중량비가 우수하여 대출력을 내기가 좋다. 그 출력 하나만큼은 전기 기관차 다음이다. 그래서 전기 기관차와 디젤 기관차의 성능이 향상 되기 전까지는 대출력, 특히 매우 높은 견인력을 요구할 때 많이 사용되었다. 가스 터빈 기관차는 디젤 기관차의 발전이 아직 더뎌서 입환 기관차로 굴릴 수준 밖에 못 되던 1940년대~ 1960년대에 전성기를 누렸으며 당시 주요 철도 선진국[1]들은 한 번쯤은 가스 터빈 기관차를 굴려봤을 정도였다.그러나 당대의 독보적인 대출력 기관차였음에도 불구하고 현재까지 그 명성이 이어지지는 못했는데 시간이 지남에 따라 디젤 기관차와 전기 기관차가 더 우수한 성능과 효율로 쫓아오면서 가스 터빈 기관차를 대체했기 때문이다. 또한 가스 터빈 특성상 소형화가 어렵고 디젤 엔진보다 상대적으로 연료에 민감한데다 워낙 고속으로 작동하기 때문에 정비도 자주 해야 했을 뿐더러 결정타로 1970년대에 오일 쇼크가 터지면서 철도 업체들이 차량 연비에 민감해짐에 따라 상대적으로 효율이 떨어지고 운용이 힘든 가스 터빈 기관차는 점차 대체되어 대부분 사라졌다.
현재는 가스 터빈 기관차보다 출력을 크게 만들 수 있으면서 효율까지 넘사벽으로 좋은 전기 기관차가 이들의 자리를 완벽하게 대체했고 디젤 기관차의 성능도 크게 향상되었기에 현재는 대단히 보기 힘들다. 그러나 전기 철도가 없는 환경에서 전기 기관차 수준의 대출력을 만드는 방법으로는 지금도 유효하기 때문에 수요가 완전히 0은 아니다. 예를 들면 최근 러시아에서 천연가스를 연료로 사용하는 가스 터빈 기관차를 신조하고 있다.
사진 속 가스 터빈 기관차는 GT1h(ГТ1h)로 최대출력 11,300 마력[2], 최대견인력 980 kN를 자랑한다. 60여년 전 미국의 GTELs와 마찬가지로 비전철화 구간에서 장대화물 견인용도로 탄생한 모델이다.
3. 전기 기관차와의 비교
전기 기관차는 같은 출력일 때 가스 터빈 기관차에 비해서 최고 속도가 높고 견인력이 낮은 경향을 보이는데 대부분 출력에 비해 차량 중량이 낮은 편이다 보니 바퀴가 헛돌기 쉽기 때문이다. 거기에 보통 국토가 넓은 나라들은 비전철 구간도 매우 많고 전력선으로 인해 화물 높이에도 제한이 생기기 때문에 의도적으로 전기 기관차 편성을 피하는 경우도 있으며, 반대로 철로의 노후화나 최대 하중 등의 문제로 일부러 전기 기관차만을 사용 하는 상황도 있다. 결과적으로 가스 터빈 기관차와는 주력 분야가 다르므로 1:1로 비교하기에는 차이가 크다.굳이 비교하자면 출력과 견인력에 대해서는 아무리 가스 터빈 기관차가 성능이 좋다고 하지만 현 시점에서는 외부에서 에너지를 공급한다는 특성상 발전 시스템을 생략할 수 있는 전기 기관차의 고점이 당연히 훨씬 높을 수 밖에 없다. 대표적으로 스웨덴 말름철도(Malmbanan)에서 운용중인 IORE 전기 기관차가 있다. 최대출력 14,700마력에 최대견인력은 무려 1,400 kN에 달한다. 전력소자의 성능은 지금도 계속 향상 되고 있기 때문에 이보다도 더 높은 성능의 기관차도 필요하다면 얼마든지 만들 수 있다.
4. 기타
미국은 전철화 비중이 낮고 워낙 국토가 넓기 때문에 가스 터빈 기관차를 많이 굴렸다. 특히 미국의 철도 사업자 UP는 한 때 전 세계 철도 사업자 가운데 가스 터빈 기관차를 가장 많이 굴렸었다. 역시 챌린저와 빅 보이를 굴렸던 기업답다.프랑스에서 TGV를 개발할 때 초기에는 가스 터빈 방식을 사용하여 TGV 001이라는 시제차량도 제작하였다. 허나 오일 쇼크로 인해 이 계획은 중지되었고 전기 구동 방식로 전환하게 되었다. 그런데 오히려 이 때문에 성능은 훨씬 강력해졌으며 가스 터빈 방식일 때 기록한 최고속도는 318 km/h이었지만 전기 방식으로 교체하자 380 km/h로 껑충 뛰어올랐다. 게다가 당시에는 VVVF 기술이 발달하지 못해 직류전동기로 구동하던 시절이었다. 현재는 이 가스 터빈 시제차량의 선두차만 보존되고 있다.
이니셜D의 패러디작인 전차로 D에 등장하는 코가시와 카이의 JR시코쿠 2000계 동차는 8량인데, 그 중 4량에는 가스 터빈 엔진이 달려있다.
동차종류에도 가스 터빈 동차가 동차 항목의 목록에 있지만 연비 이유로 대부분 디젤동차로 교체해 가스 터빈 기관차 만큼의 운용 사례는 찾아보기 어렵다. 동차항목의 종류부분 참조. 가스 터빈 특유의 단점 때문에 앞으로도 찾아보기는 어려울 전망이다.
대표적인 철도 만화 토마스와 친구들에서 캐릭터를 배정하지 않은 종류의 기관차이다.[3]