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| 산요-큐슈 | 미즈호 / 사쿠라 / 츠바메 | ||
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| 초전도 리니어 방식 | ML500 - MLU001 - MLU002 - MLX01 | ||
| 관련법 | 전국신칸센철도정비법, 신칸센 철도의 열차 운행 안전을 방해하는 행위에 대한 처벌에 관한 특례법 | ||
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| 차량 정보 | |||||
| 열차 형식 | 신칸센 입선용 리니어 모터카 고속철도차량 | ||||
| 구동방식 | 초전도 자기부상열차 | ||||
| 생산량 | -량 | ||||
| 편성 | 7량~12량1편성(시험편성) 16량1편성(예정) | ||||
| 운행 노선 | 츄오 신칸센 | ||||
| 도입시기 | 2011년 ~ 현재 | ||||
| 제작사 | 일본차량제조 미쓰비시 중공업 히타치 제작소 | ||||
| 소유기관 | JR 도카이 | ||||
| 운영기관 | |||||
| 차량 제원 | |||||
| {{{#!wiki style="margin: -0px -11px -5px" {{{#!folding [ 펼치기 · 접기 ] {{{#!wiki style="margin-top: -5px; margin-bottom: -11px; word-break: keep-all" | 전장 | 선두차 28,000㎜ 중간차 24,300㎜ | |||
| 전폭 | 2,900㎜ | ||||
| 전고 | 3,100㎜ | ||||
| 사용전류 | 교류 33,000V 유도 접전 방식 | ||||
| 신호 방식 | - | ||||
| 제어 방식 | - | ||||
| 동력 장치 | 초전도 자기부상 | ||||
| 제동 방식 | - | ||||
| 최고속도 | 영업 | 500㎞/h | |||
| 설계 | 550㎞/h | ||||
| 시험 | 603㎞/h | ||||
| 기동 가속도 | -㎞/h/s | ||||
| 감속도 | 상용: -㎞/h/s, 비상: -㎞/h/s | ||||
| 정원 | 선두차 : 24명 중간차 : 68명 | ||||
| 편성 중량 | - | }}}}}}}}} | |||
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1. 개요
JR東海L0系 (L0系)JR 도카이가 츄오 신칸센 영업투입용 사양으로 제작한 초전도 자기부상열차 차량이다. "L"은 리니어(Linear)를 뜻하며, 0계는 신칸센 0계 전동차처럼 영업구간의 1세대 차량을 의미하는 0(zero)계를 뜻해서 L0(L zero)계이다.
차량 제조는 JR 도카이의 자회사인 일본차량제조(닛폰샤료)와 미쓰비시 중공업이 분담했다. 이 중 미쓰비시중공업은 JR 도카이와의 사업조건 결렬로 리니어 신칸센 차량 개발 및 제조에서 철수한 것이 2017년 보도되었다.[1] 이후 개량형에는 히타치 제작소가 진입했다.
JR도카이 - 초전도 리니어 공식 홈페이지
2. 설계
3. 종류 및 설계
3.1. L0계 초기형(900번대)
L0계는 MLX01 리니어 모터카 차량의 성능을 기반으로 리니어 츄오 신칸센의 영업용 주행을 위해 최종적으로 시험하는 차량이며, 사양도 영업용으로 쓸 사양에 맞추어 제작되었다. 기존 MLX01-901의 선두부보다 매끄럽게 하고, 객실확보를 위해 차체 단면을 시험차량에 비해 좀 더 사각형에 가깝게 제작되었다. N700계 등 근래의 철차륜 신칸센 차량처럼 각진 단면은 아니나, 500계에 비하면 사각에 가깝다. 차량폭이 2.9m로 풀사이즈 신칸센 (3.38m)은 물론 미니 신칸센 (2.94m)에 비해서도 좁으며 차량 벽이 두꺼워 실제 실내는 더 좁다. 좌석은 4열 배치이다.철차륜 열차의 대차에 해당하는 초전도 전자석은 각 차량의 앞뒤에 3m 정도의 길이로 부착되어 있다. 초전도상태를 위한 극저온 유지를 위해 자석들이 진공용기 안에 들어가며, 이 진공용기는 액체질소, 초전도 자석 코일은 액체헬륨으로 냉각되기 때문에, 냉각에 사용되어 열에너지를 흡수한 냉매를 다시 냉각시키는 설비가 상당한 공간을 차지하며, 초전도 자석은 초전도체이기 때문에 exciter 전류를 통해 한 번 전류가 흐르기 시작하면 에너지를 소모하지 않기 때문에 차량의 에너지 소모 대부분은 냉각계통에서 비롯된다. 이 때문에 객실도 차량의 길이에 비해서는 짧아진다. 차량당 최대 정원이 풀사이즈 신칸센의 100명에서 68명으로 줄어드는 것은 그 이유이다.
일각에서는 초전도 방식이라는 말만 듣고 선로 전체가 초전도체일 것, 혹은 냉매가 사용 후 소실될거라 지례짐작하고는 헬륨 소모량 걱정을 하는데, 초전도 리니어의 액체헬륨 및 액체질소 냉각계통은 closed loop 계통이고, 당연하지만 선로에는 초전도체가 없기 때문에 냉매 필요량은 각 차량의 초전도 자석 냉각 분량 뿐이며, 냉매 소모는 거의 없다.[2][3][4]
차내 전원 공급을 위한 집전장치가 마련되지 않아 선두차에 별도로 가스터빈을 장착했다.
차량 도장은 도카이도 신칸센의 이미지와 비슷한 흰색 바탕에 파란 선이 창문 위로 칠해지는 방식으로 채용했으며, L0계 자체 로고가 차량 측면에 들어갔다.
시험 주행 투입 차량은 선두 차 4량, 중간 차 10량으로 총 14량이 제작되었다. 2012년 11월 22일에 초도분인 선두차 2량, 중간차 3량이 차체만 차량기지에 반입, 2013년 6월 3일 대차까지 설치한 5량 편성이 공개되었다.관련 영상 이후 2013년 9월에 7량 편성, 2014년 6월 25일에 12량 편성으로 시험주행을 하다가 현재는 7량 편성으로 되돌리고 시험주행이 진행 중이다.
3.2. L0계 개량형(950번대)
JR 도카이 개량형 차량 페이지
2018년 제작이 발표된 후 2020년 10월 19일 공개되었다.# 제작은 중간차는 기존과 같은 니혼샤료, 선두차는 히타치제작소로 변경되었다.
개량형의 주된 개선 사항은 우선 선두 차량의 형상을 바꾼 것으로, 기존 차륜형 신칸센 차량에서 익숙한 오리주둥이 형태에 가까워졌다. 기존 900번대에서는 유도 집전 방식의 차내 전력 공급장치[5]와 병행하여 가스터빈이 장착되어 있었으나 이를 삭제함으로써 선두부의 공기저항을 13% 낮추고 전조등 및 카메라의 크기를 키우고 위치도 윗쪽으로 옮겼다.
차내는 좌석 크기를 키우고 수납공간을 늘리는 등 거주성을 개선하였으며, 중간차 정원이 68명에서 60명으로 줄었다.
개량형은 선두차와 중간차가 각각 1량씩 제작되어 기존 900번대 5량 편성에 이어 시험된다.
극장판 명탐정 코난: 비색의 탄환에 등장하는 리니어의 모티브가 이 950번대 개량형으로 추측된다.
4. 시험주행
2015년 4월 14일, 1일 누적 주행거리 4,064km를 기록해서 2003년 11월 7일의 2,876km 기록을 갈아치우고, 4월 21일에는 전체 누적 주행거리 100만 km 달성 및 603km/h의 속도를 기록하면서 철도 차량 세계 최고속도 기록을 갈아치웠다.[6]그러나 일본 Maglev 기술위원장에 의하면 이 속도조차 시험선의 길이가 짧은 데에 따른 한계속도에 불과하며, 도카이 사장은 실제 영업속도는 최소 800km/h까지 바라보고 있다고 말했다.[7] 800km/h를 정말로 상용 운행 가능하다면 항공기를 문자 그대로 털어먹는 게 가능하다.
| 0km/h → 502km/h[8] → 0km/h 실제 주행 영상 |
현재 실험선에서 예약을 받아서 평일에는 일반인 탑승[9]도 시행하고 있으며, 센터가 실험선 중간에 위치하고 있기 때문에 일단 도쿄 방면으로 운행한 뒤에 나고야 방면으로 500km/h 의 속도로 실험선 끝까지 주행 후 다시 도쿄 방면으로 500km/h 속도로 실험선 반대편 끝까지 간 뒤에 다시 센터로 돌아오는 방식으로 양방향 모두 체험해 볼 수 있다.
| L0계의 주행 원리와 500km/h에 도달하기까지의 과정 |
주행시 약 150km/h까지는 차량의 바퀴로 주행하다가[10] 그 이상으로는 자기 부상으로 주행하게 된다. 속도를 줄일 때는 그 반대.
외부 관측자의 입장에서 바라본 L0의 모습.
5. 미국 도입 논의
워싱턴 DC와 필라델피아, 뉴욕 등을 연결하는 미국 북동부 구간 고속철도 사업에 제안되고 있다.
미국의 자기부상열차 긍정론자들이 JR 도카이와 협력, The NorthEast Maglev(TNEM)란 회사를 설립해 홍보전을 펼치고 있는데, 만일 실현될 경우 워싱턴 DC와 뉴욕을 1시간 이내로 연결할 수 있게 된다. 참고로 저 구간은 미국의 고속철도 아셀라가 달리고 있는 구간이다.
2014년, 메릴랜드 주지사가 일본에 방문해 L0계를 시승해 본 이후
2015년 11월, 미국연방철도청이 메릴랜드 주정부와 TNEM을 주계약자로 기술적, 환경적 타당성 검증작업에 2780만 달러의 예산을 투입했다. 이들은 1단계 사업으로 워싱턴 DC와 메릴랜드 주의 볼티모어를 15분만에 주파하는 구간을 먼저 건설하는 것을 계획하고 있다. 환경평가는 2019년경 완료될 예정이며 건설이 승인된다면 2020년 말에 착공될 전망이다.#
경쟁자로는 하이퍼루프가 있다. 일론 머스크가 DC와 뉴욕을 29분 만에 연결하는 하이퍼루프를 제안하고 있으며#, 버진 하이퍼루프 원, HTT 등의 회사들이 해당 구간 건설에 눈독을 들이고 있다.
그러나 코로나바이러스감염증-19 유행으로 인해 계획 진행이 사실상 정지되었고, 연방철도청 역시 해당 프로젝트의 요소 및 법적인 검토가 충분히 이루어지지 않았다며 타당성 검토 작업을 중단시켜 프로젝트는 답보 상태에 놓여 있다.#
결국 암트랙이 2040년까지 아셀라를 위한 전용선을 건설 등 개량 사업을 통해 표정속도를 향상시키겠다고 밝힘에 따라 사실상 도입이 무산된 것으로 보인다.
6. 관련 문서
[1] 2018년 8월 닛케이 비즈니스지의 보도에 의하면 철수 자체는 오래전에 공개되었다고 한다. 다만 2014년 리니어 신칸센이 재점화되면서 다시 부각된 것.[2] 물론 냉매 소실 등은 지속적으로 일어나지만, 그래도 츄오 신칸센에 필요한 액화 헬륨 양 또한 일본의 연간 헬륨 수입량(1100만 입방미터)의 1%도 되지 않는다는 것이다. #[3] 2023년 11월, JR 도카이가 액체 헬륨 냉각을 완전히 불필요하게 만드는 고온 초전도 자석을 실현하고 국교성의 평가를 받아 실용화가 가능하다는 평가를 받았다고 발표했다. 이 새로운 자석에 의해 초전도 레일의 구조와 정비가 단순해지고 전력사용률도 10% 감소하는 이점이 있을 것으로 보고 있다. JR 도카이는 2024년 동안 시험선에 이 새로운 초전도자석을 적용해 시험운용 후 영업선에 적용할 것이라고 밝혔다.#[4] 현재 고온초전도체의 자기부상열차 이용 연구 목표는 대부분 액체 헬륨 대신 그보다 온도가 더 높은 액체 질소 냉각 초전도체로 전자석을 만드는 것을 목표로 한다.[5] 차량과 노반 코일 사이의 전자기 유도 작용에 의해 비접촉식으로 차내 전력을 공급.[6] 철차륜 열차의 최고속도 기록은 TGV POS #4402 열차의 2007년 574.8km/h이다. TGV/최고속도 실험 참고.[7] 실제로 여러 영상에서도 300km/h부터 500km/h까지의 가속이 거의 일정하다. 즉 가속력의 여유가 보인다. 열차의 추진력 이외에도, MLX-01에서 MLX-01-901을 거쳐 L-0 까지의 선두부 변화를 보면, 공력 특성에 얼마나 많은 신경을 썼을지 알 수 있으며, 단순히 500km/h대의 자기부상 열차의 에너지 효율과 안전성만을 위해서 저렇게나 매끄럽고 긴 선두부를 갖출 필요는 없다. 이는 상하이 자기부상 공항철도(영업속도 431km/h)를 봐도 알 수 있는 사실이다. 800km/h 대의 속도도 불가능해 보이지는 않지만 어쨌거나 공식적으로 발표된 영업예정 속도는 500km/h대다.[8] 2:58.[9] 단, 신청은 일본 거주자 한정.[10] 상단의 실제 주행영상 기준으로 가속 시 155km/h, 감속 시 140km/h 시점에서 소리를 통해 전환되는 것을 확인할 수 있다.