R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201414PRTD-C061723-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술촉진연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 고속열차용 저소음/저저항 팬터그래프 공력설계 기술 및 풀스케일 팬터그래프 형상 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2012-04-30 ~ 2015-04-29 | |||||
| 연구책임자 | 김규홍 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
3명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
8명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 432,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 432,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 1,182,000,000 원 기업 : 0 원 계 : 1,182,000,000 원 |
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| 연구기관명 | 서울대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-1613000-000802-01 | |||||
| ISBN | 979-11-955588-1-0 93550 | |||||
| 주요 내용 |
우리나라는 눈부신 경제발전으로 사회적, 경제적인 활동이 활발해지면서 대량의 인적 및 물적 자원의 수송을 필요로 하고 있으며 온실가스 문제 및 자원고갈에 따라 정부에서 도로 기반의 물류수송이 아닌 차세대 친환경 에너지 기반의 철도차량교통물류시대 전환을 요구하고 있다. 이 수요를 충족하기 위해 우리나라에서는 고속전철에 대한 고속화와 효율성을 고려하여 최고속도가 430km/h인 HEMU-430X의 개발완료 단계에 있다. 고속화 과정에서 기존의 열차에 비하여 공력소음과 공기저항 증가 문제가 대두되어, 향후 안정적이고 친환경적인 고속열차운행을 위해서는 이러한 공기역학적 문제의 해결이 요구되고 있다. 400km/h 이상의 속도는 음속의 30% 이상에 해당되는 속도로 이 경우 공기저항이 총 주행저항의 80% 이상을 차지하게 되며, 공력소음과 열차간의 교행, 터널 주행 시의 미기압파 발생과 같은 심각한 공기역학적 문제가 야기된다. 특히, 열차의 동력원으로서 지붕에 위치하여 가선에서 전력을 받아들이는 팬터그래프는 열차의 공력소음과 항력 증가를 야기하기 때문에 열차의 증속에 방해요인으로 보고되고 있다. 우리나라는 1990년대 중반부터 G7과 HEMU-430X 고속전철 개발을 해오면서 현재 열차의 많은 부품들을 국산화하여 왔지만, 팬터그래프에 대한 공기역학적 연구와 개발은 현재까지도 미흡하여 전량 외국에서 수입하여 사용하고 있는 실정이다. 그러므로 고속전철의 저소음, 친환경성 증대를 위해, 고속열차용 저소음/저저항 팬터그래프 형상을 설계/개발하고자 한다. [최종목표] 본 연구의 최종 목표는 고속열차용 저소음, 저저항 팬터그래프 공력설계 기술 확보 및 풀스케일 팬터그래프 형상 모델의 시험 검증으로 상용 팬터그래프 대비 공력소음과 공기저항을 10% 감소시키는 것을 목표로 한다. [연구내용 및 범위] 본 고속열차용 저소음/저저항 팬터그래프 공력설계 및 풀스케일 팬터그래프 형상개발 연구에서는 고속열차용 팬터그래프의 공력소음과 공기저항 데이터베이스를 구축하고 이를 토대로 저소음/저저항 공력설계 연구를 수행한다. 풀스케일 팬터그래프 형상 모델의 대형 아음속 풍동시험을 통해 최적형상의 공력소음 및 공력성능을 검증한다. 이를 위해 서울대학교(주관, 팬터그래프 공력설계), 한국항공우주연구원(공동, 팬터그래프 공력소음 측정 및 성능검증 시험), 한국철도기술연구원(공동, 팬터그래프 공력설계 평가 검증기술 개발)이 공동으로 연구개발을 수행할 예정이다. |
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| 색인어 | 한글 | 팬터그래프 | 공력소음 | 공력저항 | ||
| 영문 | pantograph | aerodynamic noise | aerodynamaic drag | |||
| 최종보고서 | 3차년도 최종보고서 작성_서울대작성중_보완사항수정_004_취합.pdf | |||||