일단 먼저 글 내용 및 사진의 출처는 전부 http://www.ifs.tohoku.ac.jp/kohama-lab/getstopj.html
토호쿠(東北) 대학 유체과학연구소 입니다.
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1. 에어로 트레인의 특징
에어로 트레인의 효율성을 이해하기 위해서는 지면효과를, 지면효과를 이해하기 위해서는 양항비(楊抗比)
를 이해해야 합니다.
날개가 앞으로 진행하게 도면 위쪽 표면의 압력은 낮고, 아래쪽 면의 압력은 높아집게되는 압력차이에 의해
양력을 발생시키게 됩니다. 그렇지만 그 때 동시에 유체의흐름과 같은 방향의 힘(항력)도 나옵니다. 이 항력은
앞으로 진행되는 것을 방해하는 힘이 되기때문에 이 항력을 작게 하기 위해서 날개는 유선형으로 만들어 집니다.
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[양력과 항력의 관계]
양력과 항력의 비는 양항비(楊抗比)라고 해서 "양력을 얼마나 효율적으로 낼 수 있을까"의 지표가 됩니다.
즉, 이 양항비가 큰 날개를 사용하면 같은 무게의 비행기를 띄우는데 작은 파워의 엔진으로 가능하게됩니다.
양항비 = 양력 / 항력
그런데 에어로 트레인과 같이 날개가 지면의 근처에 있을 경우 날개의 아래쪽 면에서 유체의 흐름이 모아져
지면이 없을 때와 비교해 압력이 높아집니다.그 때문에 지면이 없을 때와 비교해서 큰 양력을 얻을 수
있습니다. 이에더해 항력이 줄어 드는 부수적 효과도 있습니다. 이 때문에, 지면 근처에 날개가 있으면
날개의 양항비는 커져 효율이 상승합니다. 이 현상을 지면 효과라고 부릅니다.
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[지면효과의 개념도]
에어로 트레인은, 이러한 지면 효과를 적극적으로 이용해, 3면이 고체 벽면에 둘러싸인 가이드 웨이 안에서
고속 부상 주행하는 신교통 시스템입니다. 지면 효과 등 공기를 철저하게 통제, 효율성을 극대화 하여
풍력 발전이나 태양광 발전등에서 얻은 자연 에너지만으로 주행하는 것이 기대되는 시스템입니다.
2. 친환경성-배출가스 "0"
밑의 그림은 에어로 트레인의 에너지 흐름도 입니다. 대기오염이 "0"인 이유는 소비하는 전력을 태양광이나
풍력등의 자연 에너지로 발전하기 때문입니다. 물론 자연 에너지는 일조시간 등 날씨의 영향을 많이 받기
때문에 충분히 발전할 수 있을 때에 물의 전기 분해로 수소를 만들어 모아 두고 필요한 때에 연료 전지에
공급해 발전, 안정된 에너지 공급을 가능하게 하는 구상입니다.
일본의 기상 조건으로 시뮬레이션 해보년 325인승으로12분간격으로 왕복 주행할 수 있다고 합니다.
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3. 다른 운송수단과의 비교
(1) 리니어-모터카(500 km/h, 자기 부상식)
이점:대량 수송, 주행 안전성, 한층 더 고속화가 가능
단점:건설 코스트, 방대한 전력 소비, 내구성, 공력 문제, 자장의 인체에의 영향
(2) 레일 방식 고속 신간선(대략 400 km/h, 차바퀴 주행식)
이점:대량 수송,
단점:탈선의 불안, 정비 비용, 운행 경비, 400 km/h는 한계 속도
(3) 에어로 트레인(지면 효과를 이용한 공력 부상식)
이점:배출가스 제로(환경 친화형 수송 시스템), 안전, 낮은 건설 코스트, 높은 내구성,
단점:대량 수송면에서 신간선에 뒤떨어짐, 소음 문제
(4) 항공기(날개 이론에 근거하는 공력 부상식)
이점:궤도와 그것을 위한 부지가 불요, 장거리 유리, 삼차원 교통망이 가능
단점:추락의 불안, 소음 문제, 기상의 영향
4. 연구진행 상황 (토호쿠(東北) 대학 에서의)
Step 1-1
자동차로 미는 예항식 실험에 대해 최고속도100km/h의 부상 주행에 성공.
안정 부상 주행에 적절한 비행 자세 등, 자립 주행을 향한 여러가지 귀중한 데이터를 수집.
Step 1-2
반자립 부상 주행에서는 모델 자체에 탑재한 추진력으로 부상 주행에 성공했습니다.
Step 1-3
에어로 트레인 모델을 최고속도80km/h로 완전하게 자립시킨 상태로 부상 주행시키는 것에 성공.
현재는 Step 2의 모델이 완성되었으며,
향후 이 Step 2의 모델을 이용하고 실험을 실시해, 최고속도150km/h의 부상 주행을 목표로 한다고합니다.
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[실험 단계별 개념도]
□ 주행실험 사진들....
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[Step 1-1]
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[Step 1-2]
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[Step 1-3]
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[Step 2]
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[Step 2 유체흐름 계산결과, 토호쿠(東北) 대학 항공우주공학전공 대학원 나카하시 연구실 제공]
밑에 나왔던 글. 정지시 정밀 제어가 힘들어 실용화가 어려워서 낭패
저런걸 직접 실험한다니 경제성을 떠나서 대단하긴 하네.
그나마 도호쿠공대 예산삭감되고 한동안 리니어신칸센에 올인하는 분위기였으나 그마저도 작년 이후로는 시들... 츄오신칸센은 정말 하는건지 안하는건지 모르겠음. 농담으로 작년 아이치만박때 승차인원 초과로 자기부상열차 고장난거 때문에 정부에서 충격받았다는데 ㅋㅋ