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1. 개요2. 시장점유율3. 차량 목록
3.1. 대한민국3.2. 일본3.3. 중국3.4. 프랑스3.5. 독일3.6. 스페인3.7. 영국3.8. 이탈리아3.9. 스웨덴3.10. 시험용 차량
4. 최고 속도[Clearfix]
1. 개요
고속으로 운행하는 철도차량. 고속철도 차량은 가벼운 무게로 엄청난 고출력을 내야 하기에 대부분이 전동차나 전기 기관차- 객차 형태로 구성된다. 최근에는 TGV 계열을 제외하고 동력분산식 전동차가 대세가 되는 중이다.차체의 경우 효율적인 주행을 위해 일반적인 철도차량에 쓰이는 강철이나 스테인리스강 대신 훨씬 가벼운 알루미늄 차체를 선호하는 경향이 있다. 또한 열차가 서로 엇갈릴 때 발생하는 열차풍과 터널을 오갈 때의 기압 차이에 따라 발생하는 충격, 주행 중 진동으로 인해 발생하는 충격이 일반 철도차량보다 크기 때문에 차체 강성이 일반 철도차량보다 강해야 한다.
한편 선두부의 경우 지하철과 달리 공기저항을 고려해 대부분 뾰족하게 되어 있다.[1] 고속철도처럼 200km/h 이상의 속도를 낼 경우, 공기저항은 속도의 제곱에 비례해 커지며, 터널을 오고나갈 때 기압 차에 따른 충격도 더 커진다. 이를 완화하고자 앞 부분을 뾰족하게 만드는 것. 신칸센은 유럽이나 대한민국의 고속철도보다 차량 규격이 크고 터널 사이즈는 작기 때문에 이 문제가 더 크게 다가오며, 따라서 전두부 디자인을 특이하게 만들어 공기저항과 충격파를 최대한 줄이고자 한다. 유럽이나 한국의 고속철도는 신칸센보다 차량이 작고 터널 사이즈가 커서 이 문제가 좀 덜하므로 상대적으로 덜 뾰족한 선두부를 가진다.
대차의 경우 고속에서 사행동[2]의 가능성이 커지므로 이를 억제하기 위해 댐퍼를 다는 등의 조치를 취한다. 고속철도가 본격적으로 실용화가 되기 시작한 것도 상업운전에서의 사행동 제어에 성공하면서 부터이다.
2. 시장점유율
고속철도 기술을 가지고 있는 나라는 대한민국, 일본, 중국, 독일, 프랑스, 스페인, 이탈리아 등 세계에서 많지 않으며, 이에 따라 기술을 갖지 못한 국가는 고속철도 기술 보유국에 고속철도 사업 참여를 요청하고 있다. 세계 초강대국인 미국과 전 세계 철도 역사를 열어온 영국조차 고속철도 기술을 보유하지 못한 상태다.[3] 2010년대 기준으로는 아시아, 특히 아세안 시장에서 일본과 중국의 수주 경쟁이 매우 치열하게 전개되고 있다.현재 중국이 빠른 속도로 치고 올라가면서 2010년~2014년 누적 점유율 기준으로 50%를 점유하고 있다.[4] 때문에 여객철도 환경이 좋지 않은 미국, 아프리카 등에서 중국이 수주를 얻는 데 성공하고 있었다. 하지만 2017년 시점에서 중국이 국외에서 수주하여 완공된 것은 2014년 튀르키예 앙카라∼이스탄불 구간뿐이며 사업 투명성 문제와 해당국 정부와의 갈등 등으로 미국, 멕시코, 미얀마, 리비아, 베네수엘라 등에서 중국이 수주한 총 475억 달러 규모의 고속철 사업이 연달아 취소되며 점유율이 곤두박질쳤다.
2015년 이후의 경우에도 상황은 크게 다르지 않다. 2015년 9월 중국은 일본과의 최종 수주 경쟁에서 승리하여 획득한 인도네시아 자카르타-반둥 간의 고속철 등의 사업을 진행중이다. 하지만 중국 정부는 자금 조달에서 인도네시아 정부의 보증을 요구하지 않고 100% 자금을 대출하는 대신 2%의 금리와 일본 대비 7억불 높은 비용을 제시하여 수주를 획득했는데, 단순히 고속철 수주만으로는 중국이 손해를 보는 구조이다. 때문에 사업 자금 차관으로 인도네시아를 경제적으로 예속하려는 일대일로 계획의 일환이라는 비판이 있다. 당시 일본에서는 중국 정부의 사업계획에 대한 타당성에 대해 의문의 제시하면서 일반적인 상식으로 성공을 장담할 수 없을 것이라 발언했는데 실제로 2019년 완공 예정이던 공사가 점점 지연되더니 급기야 중단되고 2018년 1월 사업 재검토 지시가 나왔다. 경제성을 높이기 위해 중국과 협상한다는 입장인데 일대일로를 선택한 국가들의 채무가 하나같이 장난 아니다보니 사업이 제대로 굴러갈 리가 없는건 당연한 상황이다.
중국 다음의 점유율을 보이는 일본은 사업성이 없으면 무리하지 않는다는 입장을 고수하고 있어 점유율은 낮지만 전체적 사업성은 중국이 수주한 공사를 앞서고 있다. 인도네시아 고속철 사업에서도 일본 정부는 자금 조달에 있어서 채무불이행 가능성을 우려해 최대 75%의 자금을 0.1% 장기 엔 차관 형태로 지원하되 인도네시아 정부의 보증을 설 것, 그리고 사업비의 25%를 인도네시아에서 부담할 것을 최대한의 양보로 제시했다. 이는 장기적으로는 중국의 사업계획보다 부담이 줄어드는 형태다. 인도네시아가 당장 사업비의 25%를 준비하는 것조차 어렵고, 채무보증에 대한 부담감도 크다는 의미다. 태국에서는 중국과 일본이 반반씩 가져가며 충돌을 피한 형태이고, 미얀마에서는 중국이 고전을 면치 못하고 있다. 베트남의 경우 사업이 2030년께 착공하는 장기 플랜으로 수정되긴 했으나 일단 신칸센으로 구상하고 있는 상황. 일본은 ODA로 아시아권 국가들에 막대한 지원을 실시한 전력도 있고 오랜 기간 동남아권 국가들의 대미 외교창구로 기능하기도 했기 때문에 이들 국가들과의 협력 관계가 중국 대비 상당히 체계적이다. 반면 중국은 패권주의를 과시하며 주변국들과의 영토분쟁까지 일으키는 중이라 관계가 그닥 양호하지 않고, 때문에 중국에 대한 경제적 예속이 강화되는 것에 대한 견제 차원에서 사실상 밑지고 고속철을 지어주는 중국을 대신해 일본을 선택하는 경우도 종종 발생한다.
다른 한편 인도, 미국, 영국 등 상대적으로 여력이 있고 중국과의 관계가 대놓고 불편한 나라들은 중국은 선택지에 넣지도 않고 일본의 신칸센을 바로 선정했다.
이외에는 점유율 3위부터 프랑스, 독일, 스페인, 이탈리아 등 유럽권 국가들이 포진하고 있다. 이들은 유럽 및 유럽과 관계가 깊은 나라들에 주로 세일즈를 벌이고 있다.( 튀르키예, 우즈베키스탄, 모로코, 사우디아라비아 등)
대한민국은 장기적으로 고속철도 차량을 수출할 목적으로 프랑스로부터 기술이전을 받아 최초 고속철 시제 차량인 HSR-350X의 개발을 완료하고 이를 바탕으로 한 양산차량인 KTX-산천을 개발했으나, 그동안 동력분산식 고속철 차량이 없어 수출에 실패하고 국내 수요에 머무르고 있었다. 현재 동력분산식 고속철 시제차량인 HEMU-430X의 개발을 완료하였으며, 이를 바탕으로 첫 동력분산식 상업용 준고속열차인 EMU-250을 개발완료하고 2021년 1월부터 상업운행을 시작하였다. KTX 사업이 시작되고부터 KTX-산천 개발이 완료되는 동안 전세계 고속철도의 추세가 동력집중식 차량에서 동력분산식 차량으로 바뀌어서 동력집중식인 KTX-산천은 이와 맞지 않아 수출이 제대로 이루어지지 않았는데, 현재 한국 정부와 현대로템은 현대로템의 튀르키예 현지 법인인 유로템을 설립하여 이곳을 통해 튀르키예 고속철도 사업을 수주하는 것을 목표로 삼고 있다.[5][6]
3. 차량 목록
3.1. 대한민국
3.2. 일본
- 신칸센 0계 전동차(퇴역)
- 신칸센 100계 전동차(퇴역)
- 신칸센 200계 전동차(퇴역)
- 신칸센 300계 전동차(퇴역)
- 신칸센 400계 전동차(퇴역)
- 신칸센 E1계 전동차(퇴역)
- 신칸센 E2계 전동차
- 신칸센 E3계 전동차
- 신칸센 E4계 전동차(퇴역)
- 신칸센 500계 전동차
- 신칸센 700계 전동차
- 신칸센 800계 전동차
- 신칸센 N700계 전동차
- 신칸센 E5·H5계 전동차
- 신칸센 E6계 전동차
- 신칸센 E7·W7계 전동차
- 신칸센 E8계 전동차
3.3. 중국
3.4. 프랑스
3.5. 독일
3.6. 스페인
- Renfe S-100
- Renfe S-102
- Renfe S-112
- Renfe S-103
- Renfe S-104
- Renfe S-114
- Renfe S-121
- Renfe S-120
- Renfe S-130
- Renfe S-730
3.7. 영국
- InterCityAPT(영국철도 370형)[7]
- InterCity125( 영국철도 43형 + 영국철도 Mark 3 객차)[8]
- InterCity225( 영국철도 91형 + 영국철도 Mark 4 객차)[9]
- 영국철도 180형(아델란테)
- 영국철도 220형(보이저)
- 영국철도 221형(슈퍼 보이저)
- 영국철도 222형(메리디안)
- 영국철도 373형(유로스타 e300,TGV TMST)
- 영국철도 374형(유로스타 e320)
- 영국철도 390형(펜돌리노)
- 영국철도 395형(재블린)
- 영국철도 397형
- 영국철도 800형
- 영국철도 801형
- 영국철도 802형
- 영국철도 803형
- 영국철도 805형
- 영국철도 807형
- 영국철도 810형
3.8. 이탈리아
- ETR 450
- ETR 500
- ETR 460
- ETR 470
- ETR 480
- ETR 600
- ETR 610
- AGV 575
- ETR 700
- ETR 400(ETR 1000, Frecciarossa 1000)
- ETR 675
3.9. 스웨덴
3.10. 시험용 차량
여기서는 고속철도 신선에서 시험 운행을 한 차량을 다룬다. 고속철도라는 개념을 처음 확립한 것은 신칸센이지만, 그 이전에 고속열차라고 할 수 있는 200km/h 이상에 도전한 차량들에 대한 역사라고 보면 될 듯.3.10.1. 대한민국
3.10.1.1. HSR-350X
3.10.1.2. HEMU-430X
3.10.2. 일본
3.10.2.1. 1000형 시험차
3.10.2.2. 951형 시험차
3.10.2.3. 961형 시험차
3.10.3. 영국
3.10.3.1. LNER A4 맬러드(MALLARD) 호
- 도입시기: 1935년
- 제작회사:
- 도입노선: 런던 앤드 노스이스턴(LNER)
- 동력방식: 증기
- 기록속력: 203.4km/h, 1938년 7월 3일 그랜섬-피터보로 구간
- 제원: 차륜경 2,032mm, 3실린더 470×660mm, 보일러압력 17.6kg/㎤, 화상면적3.83㎡, 길이 21,652mm 동륜추출력 1,650PS
- 현재상태: 요크 철도박물관 정태보존.[10]
- 기타: 제작번호 4468
3.10.3.2. 호버트레인
3.10.3.3. 영국철도 370형
- 도입시기: 1972년
- 제작회사: 영국국유철도연구소
- 도입노선: 웨스트 코스트 본선
- 기록속력: 249km/h
- 현재상태: 글래스고 차고 보관중
- 기타: 영국 최초 고속철도 차량, 틸팅열차
3.10.4. 독일
3.10.4.1. 시험전차
- 도입시기: 1901년
- 제작회사: AEG / Siemens
- 도입노선: Marienfelde - Zossen
- 동력방식: 3상 교류
- 기록속력: 210.2km/h
- 제원:
- 현재상태: 실물 소실, 베를린 교통기술박물관에 모형 전시 중.
- 기타: 시험제작차량
3.10.4.2. 독일 국유철도 급행여객용 기관차 05형
- 도입시기:
- 제작회사:
- 도입노선:
- 동력방식: 증기
- 기록속력: 200.4km/h
- 제원:
- 현재상태:
- 기타:
3.10.4.3. Breitspurban
제2차 세계 대전 시기에 나치 독일이 계획한 초대형 고속철도[11] 프로젝트다. 명칭은 Breitspurbahn.(브라이트 스푸어반 - 광궤 철도) 독일어 발음은 [bʁaɪtʃpuːɐ̯baːn]이라고 한다.( # #)3.10.4.4. 독일 국유철도 급행여객용 기관차 E19.1형 12호
- 도입시기:
- 제작회사: SSW/Henschel
- 도입노선:
- 동력방식: 전기
- 기록속력: 225km/h
- 제원:
- 현재상태: E19.12호 뉘른베르크 교통박물관에 전시중이다.
- 기타:
3.10.4.5. 독일연방철도 202 003(DE2500)
Henschel-BBC BC 2500
DB-Baureihe 202 ,,UnAm‘‘
- 도입시기: 1971년, 1974년
- 제작회사: Henschel-BBC
- 도입노선:
- 동력방식: 디젤-전기
- 기록속력: 250km/h
- 제원:
- 현재상태: 베를린 교통기술박물관에 보존 전시중.
- 기타:
3.10.5. 프랑스
3.10.5.1. SNCF BB9004
- 도입시기:
- 제작회사:
- 도입노선:
- 동력방식: 전기( 직류)
- 기록속력: 331km/h
- 제원:
- 현재상태: 뮬루즈 철도박물관 보존.
- 기타:
3.10.5.2. ZZy 24408
- 도입시기: 1934
- 제작회사: Ettore Bugatti
- 도입노선:
- 동력방식: 가솔린
- 기록속력: 196km/h
- 제원:
- 현재상태: 뮬루즈 철도박물관 보존.
- 기타: 88량 생산, 부가티 타입 41 루아얄과 엔진 공용.
3.10.5.3. 아에로트랭
3.10.5.4. TGV 001
3.10.6. 러시아
3.10.6.1. ES-250 소콜
- 도입시기:
- 제작회사: 루빈
- 도입노선:
- 동력방식: 전기(3kv 직류 / 25kv 50hz 교류)
- 목표속력: 350km/h → 250km/h
- 기록속력: 231km/h
- 제원 : 공중량 303톤
- 현재상태: 러시아 철도박물관 보존.
- 기타: 특이하게도 우랄열차공장 같은 열차 관련 회사가 아니라 루빈 같은 선박 회사가 개발했다. 당시 러시아 연방은 소련이 해체되어 공산주의에서 해방되어 자본주의 국가로 분리되면서 국영 철도 기관이 철도 회사로 변경되면서 큰 혼란을 격고 있었고 티타늄이나 알루미늄 합금 같은 튼튼하고 가벼운 탈것 설계에 어려움을 격고 있었다. 그래서 소련 시절 군용 티타늄 잠수함을 다수 개발한 루빈이 사업을 따올 수 있었던 것이다.[12] 그러나 선박개발 회사라 열차 산업의 꽃이라고 할수있는 고속열차를 한번에 개발할수 없었고 목표성능도 초기에 350km에서 250km까지 줄었음에도 이를 달성하지 못했다. 결국 소콜 고속열차는 개발이 중단되고 러시아는 그냥 독일에서 벨라로 고속열차를 수입하여 삽산으로 명명후 사용한다. 이후 루빈사는 다시 조선업계로 돌아가서 핵잠수함이나 석유시추선을 건조하고 있으며, 고속열차 개발도 우랄열차공장이 지멘스와 합작해 제작하는등[13] 열차 업계가 다시 맡게 되었다.
4. 최고 속도
4.1. 절대 최고 속도
한국은 400km/h대 고속열차 모델 개발을 위한 HEMU-430X가 2013년 4월 1일에 시속 421.4km/h를 기록했으며, 목표치인 430km/h에 근접했다. 또한 600km/h대 고속열차 시험차량의 차량명으로 VHST-600X을 선정했다. 2021년 현재 아직 개발은 들어가지 않은 상황.프랑스는 가장 최근의 기록은 2007년의 574.8 km/h로, TGV V150 열차인 TGV POS 제4402호(또는 편성)가 세운 기록이다. 이는 시험 운전에서 세워진 기록이며, 그나마도 실제 운용을 위한 시험 운전이 아니고 개념 검증(POC)만을 위한 시험 운전이었다. 전통적으로 TGV의 기록들은 다른 나라의 고속철과는 달리 상용 열차를 엄청 많이 개조한 차량으로 세워져 왔다. 게다가 내리막길이다.[14] 그래도 고속으로 달릴 때 탈선이나 팬터그래프 파손 등을 방지하는 그야말로 극한의 환경에 놓였을 때 얼마나 잘 버틸수 있는가의 기술을 테스트할 수 있다.
이 기록은 열차, 자동차를 불문하고 지상에서 전 지면 바퀴굴림으로 얻어낸 최고속도라고 할 수 있다. 기네스북에 실린 이보다 빠른 기록들은, 열차라면 자기부상열차[15]나 로켓 추진 슬레드[16], 자동차라면 제트나 로켓 자동차[17] 등이 기록한 것으로 바퀴로 땅을 박차는 것이 아닌 다른 형태의 동력 전달 방식으로 얻어낸 기록들이다. 참고로 F1 최고속도는 380km/h에, 르망 최고속도는 400km/h에, 부가티 베이론은 430km/h에, 오토바이 기네스기록은 500km/h에, 드래그레이스 최고속도는 530km/h에 머물러있다. 이 열차는 원상복구되는 동시에 기념판을 열차 동력실 문에 박아놓아 자랑하면서 일반운행 중이다.
신칸센 E5계 전동차의 베이스가 됐던 FASTECH 360은 이름 그대로 360km/h의 시운전 기록을 세웠다.
중국은 CR400을 개발하면서 그 프로토타입인 CRH-0207, CRH-0503이 시험운행에서 420km/h를 달성한 바 있다. 그 외에도 CRH380A가 시속 486km/h를 달성한 바 있다.
비전통적인 열차에서는 일본에서 2015년 4월 21일이 신칸센 L0계 리니어 모터카 열차가 시험선에서 무려 603km/h라는 미친 속도를 내뿜었다. 관계자들은 선로가 충분히 길다면 600km/h대까지도 일정한 가속력을 발휘했기에 800km/h대도 가능하다고 말했다. 다만 소닉붐 대책이 되어있지 않으므로 음속은 넘을 수 없다.
4.2. 운행 최고 속도
운행 최고 속도는 법적 규제나 경제성/안정성 등을 종합적으로 고려해서 정책적으로 정해진다. 열차 자체의 성능 외에도 선로와 신호 시스템이 지원하는 최대 속도도 운행 최고속도에 영향을 미친다.- 한국의 KTX는 305km/h가 최고속도이며, 심한 지연으로 회복해야 될 경우나 정차역 수가 적을 경우에는 최대 315km/h까지 속도가 나기도 한다.[18] 원래는 영업운전 속도 제한이 300km/h로 걸려있었기 때문에 295~297km/h대에서 운전을 취급하고 있었는데, 차내 속도표시 모니터를 본 승객들로부터 왜 광고대로 300km/h로 안 가냐는 항의가 의외로 많이 들어왔다고 한다. 2008년에 속도제한이 305km/h로 완화되었고 현재는 300km/h대 초반을 종종 기록한다. 300km/h대 속도는 주로 광명-천안아산-오송 구간에서 지연회복을 위해 달리는 경우가 많다. 현재 KTX는 300km/h를 찍는 걸 보기 힘들고 코레일도 그걸 잘 알기에 2019년 10월 쯤부터 차내 속도 표시를 하지 않는다. 애초에 시간표도 널널하게 짜놔서 지연이 되더라도 시간표상으로는 정시에 운행하는 것 처럼 보인다. 가끔 정차역수가 적은 열차는 종착역에 너무 일찍 도착해 역 밖에서 자리가 날 때까지 기다리는 경우도 있다.
- 중국은 2008년 8월 ~ 2011년 7월까지 350km/h로 일부 구간을 상용운행한 기록이 있다. 그러다가 원저우 고속열차 추락 사고로 안전성 문제가 제기되었고, 350km/h 주행의 경제성도 낮아 300km/h로 최고속도를 낮췄는데 2017년 6월부터 CR400 푸싱(复兴)호의 운행을 시작하면서 350km/h 운행이 재개되었다.
- 영업 운전 중인 열차 중에서는 프랑스의 TGV POS, 독일의 ICE 3, 일본의 신칸센 E5와 E6 계열이 320km/h의 기록을 가지고 있으며 스페인이 310km/h의 기록을 가지고 있다.
- 비전통적이지만 영업 운전 중인 열차까지 포함한다면 자기부상열차인 상하이 자기부상열차가 431km/h를 세웠다. 구간 길이는 30.5km다.
[1]
증기 기관차 고속열차 시절부터 이어진 전통이다. 영국의
LNER A4나 일본의
파시나 기관차 등 고속열차 견인용 증기 기관차들은 오늘날의 고속열차처럼 경사형 선두부를 장착했다.
[2]
대차가 선로 위를 곧게 가지 못하고 선로에서 이탈할듯 말듯 요동치는 것. 흔들림이나 탈선의 원인이 된다.
[3]
다만 미국은 일반적으로는 자동차, 장거리 이동은 비행기를 타고 이동하기 때문에 철도(
지하철 제외)는 사람이 아닌 화물운송 목적이 중심이다. 그렇기 때문에 기술이 없다기 보다는 개발을 안하는 것이다.
[4]
대부분의 노선이 중국 내 노선들이며, 채산성이 떨어짐에도 정치적 목적으로 강행하는 경우도 상당수다.
[5]
튀르키예는
YHT라는 자국의 고속철도 사업이 있으나,
동력분산식을 요구하고 있어 당시
KTX-산천만을 갖고 있었던 현대로템은 참여할 수 없었다.
[6]
튀르키예의 고속선은 현재 최대 250km/h로 주행 가능하며, 이는 대한민국의 준고속선 정도에 해당한다. 튀르키예에서는 일부 노선에 한해 개량을 통해 최대 300km/h까지 주행속도를 증가할 계획을 가지고 있다.
[7]
APT-P(Advanced Passenger Train - Prototype)라고도 명명됨
[8]
영국철도 43형은 기관차만 부르는 명칭으로 기관차와 객차를 모두 포함하는 하나의 편성은 InterCity125로 명명되었으며 HST라는 명칭도 있었다
[9]
영국철도 91형은 기관차만 부르는 명칭으로 기관차와 객차를 모두 포함하는 하나의 편성은 InterCity225로 명명되었다
[10]
단 동일차종(가족)인 비턴 호 등 극소수는 동태보존이며 전속 전진은 하지 않으면서도 90마일정도의 증기기관차 치곤 상당한 속도로 간선 영업운전 중. 운행시엔 후진등 목적으로 디젤등 현대 기관차를 편성 최후미에 달고다닌다.
[11]
궤간이 무려 3미터(!) 에 달했고 최고 시속은 250km로 기획되었다.
[12]
그래서그런지 열차의 디자인도 선박과 유사하다.
[13]
우크라이나 전쟁으로 잠시 중단되었지만...
[14]
물론 철도 기준의 내리막길이기 때문에 구배의 정도가 일반 도로와는 전혀 다르다. 일반도로라면 자동차가 굴러가기 어려운 수준의 얕은 구배
[15]
유인 궤도 수송으로 최고 기록을 갖고 있다. 신칸센 L0 야마나시 시험선에서 기록한 것으로 2017년 기준 2015년에 기록한 시속 603km
[16]
지상에서 이동하는 인공물체의 최고 속도 기록을 가지고 있다. 마하 8.5, 즉 시속 10,400km, 유인 궤도 최고 속도 역시 이쪽으로(전술한 자기부상열차는 승객 수송이란 조건이 붙는다.) 시속 1017km
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스러스트SSC가 기록한 시속 1,228km
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TVM430신호체계에 따라 '300km/h진행' 신호의 비상제동 작동 속도는 315km/h이기 때문이다.
