초록 ▼

1차년도와 2차년도에는 새로운 차량시스템 개념을 도출하기 위한 독일과의 공동연구 및 차량시스템 편성안에 대한 국내 연구기관과의 조정 및 차량시스템 통합 및 차세대 차량설계 기술 확보를 위한 연구가 추진되었다. 3차년도인 당해년도에서는 기술현황 분석, 편성안 검토, 차량시스템 엔지니어링 기술, 차량시스템 설계 통합/분석 및 시험평가에 관하여 심도있게 다루어졌으며, 특히 본 과제를 중심으로 한 독일과의 공동연구를 주도하여 국내 설계자료의 검토 및 국내 기술팀의 현지 연수가 이루어 졌다.가. 1차년도 기술개발 내용 및 범위 (1) 세계

1차년도와 2차년도에는 새로운 차량시스템 개념을 도출하기 위한 독일과의 공동연구 및 차량시스템 편성안에 대한 국내 연구기관과의 조정 및 차량시스템 통합 및 차세대 차량설계 기술 확보를 위한 연구가 추진되었다. 3차년도인 당해년도에서는 기술현황 분석, 편성안 검토, 차량시스템 엔지니어링 기술, 차량시스템 설계 통합/분석 및 시험평가에 관하여 심도있게 다루어졌으며, 특히 본 과제를 중심으로 한 독일과의 공동연구를 주도하여 국내 설계자료의 검토 및 국내 기술팀의 현지 연수가 이루어 졌다.가. 1차년도 기술개발 내용 및 범위 (1) 세계 각국의 고속전철시스템 및 현황분석 세계적으로 고속전철로 분류되는 주요 시스템에 대하여 각 나라별 현재 운행중인 고속전철의 도입배경 및 사양, 운영환경 등에 대하여 조사 분석하였으며, 특히 일본의 신간선, 우리나라 고속전철의 개념설계의 기본 모델이 되는 프랑스의 TGV-K 및 독일의 ICE-3에 대해 집중적으로 사양을 분석하였다. (2) 차량시스템 개념설계시의 고려사항 분석 차량설계의 가장 초기단계이며, 차량시스템엔지니어링 기술의 핵심인 차량시스템의 개념설계에 있어서 속도향상의 요인, 효율제고, 수송력 증대, 여행시간의 단축, 및 유지보수 비용의 절감에 대하여 검토하였고 한국형 고속전철의 개념설계에 반영되도록 하였다. (3) 차량편성 대안별 특성분석 여러나라의 고속전철시스템은 ICE-3 및 신간선 시스템으로 대변되는 동력분산식-비관절 차량과 TGV로 대변되는 동력집중식-관절차량으로 분류할 수 있는데 이러한 각각의 시스템에 대하여 최대속도의 달성, 승차감, 궤도손상, 에너지 소모, 환경적 영향 등의 측면에서 각각의 특성을 비교 분석하였다. (4) 차량시스템 편성을 위한 검토항목 분석 차량시스템 편성 대안을 도출하기 위해서 검토되었던 항목 및 목표에 대하여 이를 달성하는데 기여할 수 있는 주요설계 변수에 대하여 동력집중식과 분산식, 관절형 차량편성과 독립식 차량편성 방식을 상대적으로 비교 분석을 수행하였다. (5) 차량시스템 평가 방법 제안 동력집중식과 분산식, 관절차량과 비관철 차량의 장/단점을 정량적으로 평가할 수 있는 방법을 제안하고 이를 기준으로 TGV-K 및 ICE-3시스템을 평가하였다. (6) 차량시스템 편성안의 비교 분석 차량시스템 편성안을 도출하기 위하여 기본적으로 검토된 결과를 바탕으로 한국형 고속전철시스템의 주요 특징을 제안하였다. 이를 토대로 DE-Consult가 중심이 되어 국내 연구진이 공동으로 참여하였고 3가지 차량편성대안(CPT : 집중식, DPT : 분산식, HSR : 차세대)에 대한 비교 분석을 수행하였다. (7) 한국형 고속전철 기본 모델 제안 및 검토 시스템 요구사항을 만족시키면서 우리나라의 고유모델에 합당한 시스템을 개발하기 위하여 경부고속전철 기종으로 도입된 TGV-K를 기본으로 하여 수정한 TGV-K 수정모델과 독일에서 개발중에 있는 ICE-3의 시스템을 수정하여 우리에게 이전된 TGV-K의 기술을 응용하여 수정한 ICE-3의 수정모델을 제안하였으며, 상술한 두모델의 장점만을 취합하여 상용화되지 않은 HSR300 및 HSR400 모델을 제안하고 검토하였다. 그리고 HSR 모델을 한국형 고속전철의 기본모델로 제안하였다.나. 2차년도 기술개발 범위 및 내용 (1) 시제차량 개념설계 및 분석 시제차량을 설계할 때 선행되어 고려하여 할 사항에 대하여 검토한 후 설계과정에서 수행되어야 할 성능 또는 분석내용을 분석하여 시제차량(집중식 및 차세대 시제차량)의 개념설계를 수행하였으며, 집중식 및 분산식 시제차량 편성안에 대한 특징을 분석하였다. 개념설계시에 발생한 문제점에 대하여 중점적으로 검토하였으며, 편성되는 시제차량의 주요 서브시스템을 검토하였다. (2) 차세대 차량시스템 편성안의 세부검토 내역 차세대 차량시스템에 대하여 1차년도에 경제적인 차량으로 제안된 HSR400 편성안의 주요 서브시스템에 대한 특성 검토를 DE-Consult를 중심으로 수행되었으며, 추진시스템??에 대한 상세 검토 차세대 차량시스템의 제동시스템, 동적특성, 및 LCC 분야에 대하여 상세히 검토하였다. 제동시스템의 경우에는 평상시와 비상시의 제동력분포도를 전 속도구간에 걸쳐 제시하고 디스크에 걸리는 하중을 평가하였다. 동적성능 분야에서는 관절차량에 대한 동적 특성을 평가하였다. LCC 분석에서는 구매비용, 유지보수 비용, 운행비용. 에너지 비용 및 선로 사용비용에 대하여 검토되었다. (4) 중련편성 방안 일본의 중련운행 분석을 통하여 제안된 편성안에 대하여 중련편성 방안 및 주요 기기의 배치, 핵심서브시스템에 대한 검토를 하였으며, 중련편성에 대한 시스템엔지니어링을 수행하였다. (5) 차세대 차량시스템 편성안 및 시제차량 설계 분산식 개념을 갖는 차세대 차량시스템을 보다 현실화 하기 위하여 주요 전장품 및 기기의 제원, 무게 등을 검토하였으며, 차세대 시제차량용 차체설계를 위한 설계기준을 독일의 연구팀과 함께 결정하였다. 차세대 차량 편성을 위한 핵심분양인 객차용 차체, 관절형 구동대차, 연결기 등에 대한 기본설계를 수행하였다.다. 3차년도 기술개발 범위 및 내용 (1) 차량시스템 편성안 재검토 1차년도와 2차년도에 걸쳐 제안된 편성안에 대하여 중련편성에 대한 요구 및 KHST20차량시스템의 검토에 따른 문제점 도출 등에 의하여 제안된 세가지의 편성안에 대하여 주행저항, 350km/h에서의 추진력, 추진시스템, 에너지 소모, 열차의 특성, 설계 및 제작기간, 주회로 구성의 난이도, 작동 판토그래프의 수, 제동시스템, 개발의 가능성, 편성의 통로 연계성, 승객의 승차감, 상업운전 또는 축소편성 운영시의 차량 활용성 등 주요 성능을 재검토하였다. 중련편성에 대한 검토는 개발일정 지연방지 및 효율적인 예산의 활용을 위해 설계결과를 시제차량 설계 및 제작에는 반영하지 않는 방향으로 가능성만을 검토했다. 시제차량 편성안의 검토는 상업운전을 전제로 한 차량시스템의 편성안 변경이 현실적으로 어려운 여건을 고려한 편성 1안과 합의가 이루어지지 않고 있는 상태에서 차량시스템 편성안의 변경이 불가피한 제 2안에 대하여 추가요구 기술, 기술의 난이도, 시제차량의 개발 내용 등을 추가로 검토하였다. 이와 같이 차량편성안 및 시제차량 편성안에 대하여 중련편성 및 기본편성 차량시스템의 문제점 등을 고려하여 검토한 결과 차량 기본 편성안을 고려한 시제차량 편성안을 결정하였으며, 중련편성을 위한 기술개발은 설계만 추진하고 중련연결을 위한 자동연결장치안을 설계려╂?하기로 한다. (2) 차량시스템 엔지니어링 기술 설계가 진행중인 차량 및 전장품에 대한 설계제원을 확보하여 차량시스템 엔지니어링 측면에서 각 연구과제별로 수행한 분석결과 즉, 차량 게이지 분석, 차체응력해석, 공기 역학적 특성분석, 차량내 공기 유입 및 유동량 예측, 주요 전장품 발열해석 등에 대해서 계속적인 검토와 보완작업을 총괄하였다. 특히 편성차량 및 시제차량에 대한 주행성능을 검토하여 차량을 운행할 때의 속도, 가속도 및 주행시간 등을 계산하여 차량운행을 위한 기초 데이터를 확보하였다. 이러한 자료를 이용하여 열차의 주행시간 및 에너지 소모량 등을 계산할 수가 있는데, 이 값들은 여러가지 조건에 대하여 개발 초기단계부터 검토되어져야 하며 그 결과에 따라 차량 및 관련 핵심 서브시스템의 성능을 결정할 수 있을 뿐 아니라 경제적인 운용이 가능한 열차를 개발할 수 있게 된다. 열차 주행 성능 시뮬레이션 프로그램(Travel Time and Energy Calculation Software;TTECS)을 개발하였는데, 개발된 프로그램을 이용하여 주행중 소비에너지의 예측, 열차의 운행시간 및 추진성능예측, 다양한 선로 조건에서의 열차 주행 성능 비교, 승객당 소요에너지 등을 예측함으로써, 차량의 편성 변경에 따른 최적화 연구의 기초 데이터 등을 얻을 수 있다. 20량 차량 및 시제차량에 대한 제동성능도 검토되었는데, 각 제동 조건에 대한 제동거리와 제동시간 평균감속도 등을 중심으로 점착, 감속 패턴 및 속도에 따른 제동력 분담상태를 고려하여 제동시스템 상세사양을 점검하였다. 전장품의 포함한 차량의 중량관리를 위하여 축하중 계산 프로그램을 개발하였고 이것을 이?? 중량이 축중에 미치는 영향을 예측할 수 있게 되었다. 개발된 프로그램을 이용하여 차량의 무게중심의 위치, 차량의 좌우 하중분포, 2차 현가장치에 걸리는 하중, 대차의 각 축에 걸리는 하중을 계산할 수 있게 된다. 시제차량의 동역학적 해석(Dynamic simulation)은 3량의 차량으로 구성된 단순모델을 이용하였고, 고속에서의 차량의 안정성(stability)을 검토/분석하고, 승차감을 향상시키며 차륜과 레일의 마모(wear)를 감소시킬 수 있는 설계안을 도출하는데 목적을 두고 있다. 해외협력기관인 독일의 Bombardier-DWA와 함께 동력차와 동력객차, 객차로 이루어진 3량의 차량 모델에 대하여 동역학해석 소프트웨어인 SIMPACK을 이용하여 해석작업을 수행하였다. 차체를 강체로 가정한 모델에 대한 해석결과 동력객차와 객차의 승차감은 비교적 양호한 것으로 나타났다. 다만 동력차의 승차감은 개선이 필요하며 1, 2차 현가장치 특성을 수정하여 개선이 가능할 것으로 보인다. 차체를 탄성체로 가정한 경우에는 동력객차의 동적거동이 매우 큰 rms값을 나타내는데 동력객차의 승차감을 향상시키기 위해서는 차체의 구조변경을(차체의 강성을 증가시키기 위하여) 검토해야 할 것으로 보인다. 정지한 차량과 300km/h로 주행중인 TM5 차량과 TT4차량에 대한 소음해석을 수행하여 주행중일 때 소음에 큰 영향을 미치는 부위를 찾아내고 소음을 저감할 수 있는 대책이 제안되었는데, 구체적으로는 소음을 발생하는 부위에 대한 방음설계, TM5 차량 동력실(Motor Room)의 전동기 진동에 대한 절연설계, 이중으로 분리된 차체바닥(ground floor), 벽면 내부의 홉음재 삽입 등이다. 이러한 방법을 사용할 경우 300km/h에서는 소음이 만족할 수준으로 나타났으며, 350km/h에서는 부분적으로 소음조건을 만족치 못할 것으로 예측된다. 판토그래프의 구조적인 개념설계시 필요한 것을 지적된 기구학 해석 프로그램을 개발하여 실제 판토그래프 설계에 이용할 수 있도록 지원하였다. (3) 차량시스템 설계 통합 분석 및 결과 고속전철 기술개발 경험이 부족한 상태에서 과제가 추진된 후, 해외기술자료 파악, 경부고속전철의 역설계 등 꾸준한 노력으로 짧은 시기나마 우리에게 필요한 시스템의 특성으로 논할 수준이 되었다. 이러한 성과를 바탕으로 2차년도까지 한국형 고속전철의 편성 및 사양을 결정할 수 있었다. 이번 3차년도에서는 각 서브시스템별로 상세 설계가 진행되었다. 2차년도에 해결되지 못했던 사항들이 3차년도 진행에서도 2차년도와 마찬가지로 수차례의 기술협의회를 통해 많은 조정이 이루어 졌다. 고속전철 기술개발은 각 부품단위나 시스템별로 나뉘어 진행되고 있고 이들은 통합의 과정을 거쳐야 한다. 차량시스템 설계통합의 대상은 크게 기계분야와 전기분야으로 나눌 수 있다. 기계분야에서의 통합성 검토는 기본설계에 관한 것으로서 주로 편성, 구성 등 주로 형상이나 서브시스템별 Layout에 관련된 사항이 다루어졌다. 각부품의 사양은 20량편성의 성능을 만족하도록 설계되어 왔지만 설계의 결과가 시제차에 직접적으로 관련되므로 시제차 7량편성을 기준으로 표현되었다. 기계분야의 관점으로 외형 및 형상 측면, 구조 및 강도 측면, 부품배치 측면, 승객시설 측면 등으로 분류하였다. 특히 외형 및 형상 측면에서의 고속주행을 위한 공력특성 향상에 관하여 많은 논의가 있었다. 구성적 측면에서는 차량별로 부품들의 간섭, 취부적인 문제 등이 다루어졌고, UIC규정에 근거하여 승객이 불편을 느끼지 않도록 일부 객실구조도 개선시켰다. 시제차량의 상세설계는 전기적인 사양으로서 각 시스템, 추진시스템, 제동시스템, 보조전원시스템, 제동시스템 별로 분류하였고 이에 관련되는 전장품들의 쟁점으로 남아있었던 기술적인 문제점과 협의된 결정사항을 기술하였다. 추진시스템에서는 고조파 저감용 Active Filter의 설치, 변압기의 중량감소 문제, 특히 저항제동과 관련된 주전력변환장치(Motor Block)의 설계에 관하여 비중있게 다루어졌다. 아울러 아직 논의가 되지 않았지만 검토의 여지가 있을 것으로 보이는 몇 가지 사항에 대해서도 언급되었다. 이러한 설계통합 과정을 통하여 변경된 3차년도 설계 사양을 전체적으로 다시 정리하였다. 전체적인 사양의 지속적인 정리는 통합성 검토의 기본 바탕이 되어왔다. 앞서 언급한 통합성 검토시의 분류와 마찬가지로 기계분야는 차량별로 각 부품의 외형크기, 중량 내역등과 각 차량별 부품구성도를 표현하여 각 부품이 취부된 위치를 확인할수 있도록 하였다. 전기분야에서는 추진시스템, 제동시스템, 보조전원 시스템, 제어시스템별로 구성하였다. 각 시스템과 연계된 전장품들의 구성과 특성을 통합 정리하였다. 추진시스템에는 주변압기, 주전력변압기, 견인전동기가 연계되어 있고 제동시스템에는 전기제동과 기계제동으로 분류하였다. 보조전원 시스템은 보조전원장치, 냉각기용 VVVF 인버터, 객실용 전원장치 CVCF 인버터, 배터리 충전기, 보조 cubicle로 구성되어있다. 제어시스템은 주로 Cab-cubicle, Driver's Desk에 집중되어 있다. 이러한 사항들을 각 전장품과 시스템 구성도로 표현하여 각 부품의 연결상황을 잘 파악할 수 있도록 하였다. 이렇게 정리된 설계결과를 바탕으로 현재까지의 최종형상을 모형으로 제작하였다. 설계결과를 구체적인 모형으로 가시화함으로써 대외적인 이해도를 높이고 시제차량 편성상 보완점을 도출해 내는데에도 이용하고자 하였다. 시제차량의 모형은 1:100, 1:40스케일로 2set를 제작하였다. 1:100은 시제차량 7량의 전체적인 형태와 편성일때의 배색을 파악할 수 있도록 하였고, 1:40스케일은 동력차, 중간동력객차(2등석), 객차(1등석) 3량을 제작하고 절반을 절개하여 객실과 주요 전장품까지 표현될 수 있도록 하였다. (4) 해외기술협력 고속전철기술개발사업 1단계 3차년도인 당해년도에는 차량사가 시제 차량의 기본설계를 확정하고 부분적으로 진행하는 과정이기 때문에 설계 담당자가 독일 현지에서 참고도면, 기술자료 및 현차 기술정보를 확보하여 선진기술을 국내 설계도면에 직접 반영할 수 있도록 하였다. 2차년도 해외기관과 공동연구를 수행시에 국내 설계결과를 체계적으로 정리한 자료가 미흡했던 점을 개선하기 위해, 각 연구 분야별로 사전에 설계결과를 체계적으로 정리할 수 있도록 하였다. 3차년도 해외기술 협력기관은 전년도의 경험을 토대로 독일의 DE-Consult와 Bombardier-DWA로 선정하였으며 각 연구기관별 연구내용 및 주요 결과는 아래와 같다. (가) DE-Consult 독일내 해외협력업무를 총괄하면서 Bombardier-DWA가 해결하지 못한 분야에 대한 협력기관 연계 및 부품 Outsourcing, 선진 고속전철관련 기술자료 획득 등을 위한 업무지원을 하였다. 설계내역에 대한 세부적인 기술자문보다는 본 기술사업에 대한 독일내 협력기관의 공감대 형성을 위한 조정역할의 비중이 더 켰으며 일부분야에서는 시스템 엔지니어링 차원의 협력도 수행하였다. 현재까지 결과로는 외부전문가를 활용한 견인전동기와 기어박스설계의 설계검토와 Bombardier-DWA사의 Workshop 1 및 Workshop 2의 기획, 그리고 Out-sourcing을 위한 차량 부품사 방문주선의 역할을 수행하였다. 차량 부품사 방문을 통해 Mock-up용 또는 시제차 제작용 부품의 구매 가능성 타진 및 부품설계 노하우의 전수 등의 성과를 거두었고, 이를 토대로 향후 차량 부품관련 차체 설계시 유용하게 활용될 수 있을 것으로 보인다. (나) Bombardier-DWA 철도차량, 특히 차체의 설계경험이 많은 연구소로 금번 기술협력사업 내용중 차체 설계검토 및 Workshop 개최를 통한 기술협의를 수행 하였다. Workshop은 1차 2차로 나뉘어 차체설계, 대차설계, 제동시스템, 동역학 시뮬레이션, 실내의 소음예측, 충돌해석, 실내공기조화 분야별로 진행되었으며 생기원 및 차량사 설계인력들과 Bombardier-DWA 해당분야 담당자가 문제점에 대하여 검토와 협의를 하는 시간을 가졌다. 이 Workshop을??점을 사전에 파악할 수 있었으며 설계시 적용할 수 있는 적절한 기준이 제시 되었고, 국내 설계안에 대한 토의를 통해 보완설계가 이루어졌다. (5) 시험평가 계획 고속전철 차량시스템 및 부품의 시험평가체계 구축을 위하여 시험평가관리체계, 시험평가 항목의 분류, 시험평가 관리계획의 수립, 차량시스템 및 부품의 시험평가 등에 대한 구체적인 내용들이 검토되었다. 차량의 단품 및 서브시스템의 시험평가방법에 대한 기초 기술력을 확보하고, 더불어 완성차의 주행시험에 필요한 시험들을 분류하여 시험항목을 설정함으로써 2단계에 확정될 시험항목과 시험기준에 대한 기반을 다지며, 시제차량의 완성차 시험 및 공장편성시험에 있어서 체계적인 시험을 수행할 수 있도록 기틀을 마련하였다.

목차 Contents

• 제1장 1단계 1, 2차년도 주요 연구실적...33
• 제1절 1단계 1차년도 주요 실적...33
• 1. 연구개발 목표...33
• 가. 차량시스템 설계자료 및 개념설계...33
• 2. 기술개발 실적...34
• 가. 각국의 고속철도 시스템 및 환경분석...34
• 나. 신간선 고속전철의 분석...38
• 다. ICE-3 시스템 분석...40
• 라. 차량편성 대안별 장단점 비교...42
• 마. 차량시스템 평가방법 제안...47
• 바. 차량시스템 개념설계시 고려 사항 분석...51
• 사. 차량시스템 편성안 결정을 위한 검토 항목 분석...52
• 아. 차량시스템 편성안의 비교 분석...64
• 자. 한국형 고속전철 기본모델 제안 및 검토...73
• 차. 해외기술협력...90
• 제2절 1단계 2차년도 주요 실적...91
• 1. 연구개발 목표...91
• 2. 기술개발 실적...91
• 가. 시제차량...91
• 나. 시제차량 주요 서브시스템 검토...113
• 다. 차세대 차량시스템...128
• 라. 차세대 차량시스템 설계 구상에 대한 상세 검토 내용...143
• 마. 동적성능...154
• 바. LCC(Life Cycle Costs) 분석...162
• 사. 중련편성 방안...166
• 3. 편성열차 특성...175
• 가. 제원...175
• 나. 차세대 차량시스템 편성안 및 시제차량 설계...177
• 다. 해외기술 협력...180
• 제2장 서 론...183
• 제3장 차량시스템 엔지니어링 기술/편성안 검토...189
• 제1절 차량시스템 엔지니어링 기술...189
• 1. KHST20의 주행성능...189
• 가. 견인전동기 및 감속기어의 정격성능...189
• 나. KHST 20 고속전철의 주행성능...190
• 다. KSHT20 고속전철의 속도별 견인곡선...191
• 2. 시제차량의 주행성능...192
• 가. 속도...192
• 나. 주행저항...192
• 다. 가속도...192
• 3. KHST20의 제동성능 - 1...195
• 가. 일반조건...195
• 나. 제동 type별 조건...196
• 다. 제동 type 별 특성...197
• 4. KHST20의 제동성능 - 2...198
• 가. 일반조건...198
• 나. 제동 type별 조건...199
• 다. 제동 type별 특성...200
• 5. 축중 계산...201
• 가. 차량의 연결형태...201
• 나. 연결형태에 따른 하중 전달...203
• 다. 축중해석 소프트웨어의 구성...205
• 6. 주행성능 예측 (Train Performance Simulation)...210
• 가. 열차 주행 성능의 예측...212
• 나. 열차 주행 성능 예측 소프트웨어 개발...217
• 7. 동역학 해석...222
• 가. 동력학 해석 모델링...222
• 나. 선형해석...228
• 다. Limit Cycle...230
• 라. 시간영역에서의 해석...231
• 마. 경계조건...232
• 바. 목표값...232
• 8. 고속열차 견인 시스템의 배치...233
• 가. 전장품 배치에 필요한 주요 지표(index)...234
• 나. 전장품 배치의 최적화...240
• 제2절 상업용 차량편성안의 제안...246
• 1. 기본편성안 (KHST 20)...250
• 가. 차량의 편성...250
• 나. 추진시스템...250
• 다. 제동시스템...250
• 라. 대차시스템...251
• 마. 중량 및 좌석수...251
• 2. 제 1 안(CPLE10)...253
• 가. 차량의 편성...253
• 나. 추진시스템...253
• 다. 제동시스템...253
• 라. 대차시스템...253
• 마. 중량 및 좌석수...254
• 3. 제 2 안(PROP 20)...256
• 가. 차량의 편성...256
• 나. 추진시스템...256
• 다. 제동시스템...256
• 라. 대차시스템...257
• 마. 중량 및 좌석수...257
• 4. 중련편성 요구사항에 대한 검토...259
• 제3절 차량편성안 검토...261
• 1. 편성안의 검토 결과...261
• 가. 속도에 따른 주행저항의 검토...263
• 나. 350㎞/h에서의 추진력 검토...263
• 다. 균형속도의 검토...263
• 라. 추진시스템(총출력, 좌석당 출력 및 고조파)의 검토...263
• 마. 에너지 소모(총소모 에너지, 좌석당 소모에너지) 검토...264
• 바. 열차의 특성(차의 종류, 대차의 종류, 변압기 종류) 검토...264
• 사. 설계 및 제작기간 검토...265
• 아. 주회로 구성의 난이도 검토...265
• 자. 작동 판토그래프의 수 검토...265
• 차. 제동시스템(회생제동 축수, 디스크제동 축수, Eddy Current 전원 최대거리) 검토...266
• 카. 개발의 가능성 검토...266
• 타. 편성의 통로연계성(상용시, 비상시) 검토...266
• 파. 승객의 승차감 검토...267
• 하. 상업운전 또는 축소편성 운영시 차량 활용성 검토...267
• 2. 시제차량 편성안 비교 검토...269
• 가. 차량의 편성...269
• 나. 상업운전(20량 편성) 대상 및 추가 요구기술 검토...269
• 다. 기술의 난이도...270
• 라. 시제차량의 개발내용 검토...271
• 제4절 차량편성안의 검토 결과...273
• 1. 상업용 차량편성 검토 결과...273
• 제5절 시제차량 설계...275
• 1. 시제차량의 편성을 위한 기본 요구사양...275
• 2. 시제차량 편성안...276
• 3. 시제차량 편성안 검토...282
• 제4장 차량 설계 통합...285
• 제1절 차량시스템 설계검토 및 분석...285
• 1. 차량시스템 기본설계...286
• 가. 편성 검토...286
• 나. 통합성 검토대상 및 절차...288
• 다. 외형 및 형상 측면 검토...289
• 라. 구조 및 강도 측면...291
• 마. 부품 배치 측면...292
• 바. 승객시설...292
• 2. 차량시스템 상세설계...293
• 가. 추진시스템...293
• 나. 보조전원시스템...296
• 다. 제어시스템...297
• 3. 향후 검토사항...300
• 가. 형상측면...300
• 나. 기 타...304
• 제2절 차량시스템 설계통합...305
• 1. 전체사양 및 성능...305
• 가. 차량 편성...305
• 나. 주요 시스템 성능 (20량 편성)...305
• 2. 차량별 구성 및 사양...306
• 가. 각 부품별 Layout...306
• 3. 주요 시스템별 구성 및 사양...313
• 가. 추진시스템 (Traction Power System)...313
• 나. 제동시스템 (Brake System)...317
• 다. 보조전원시스템 (Auxiliary Power System)...324
• 라. 제어시스템 (Control System)...329
• 4. 시제차량 모형(Mock-up) 제작...332
• 가. 모형개요 소개...332
• 나. 제작 내용...332
• 다. 기대 효과...334
• 제5장 해외기술협력...335
• 제1절 해외기술 협력의 필요성 및 목표...335
• 제2절 연차별 추진현황...336
• 1. 1차년도 ('96년) 사업추진현황...336
• 가. 1차년도 해외기술협력 목표 및 추진전략...336
• 나. 추진체계...337
• 다. 추진현황 및 결과...339
• 라. 해외기술 협력 성과...340
• 2. 2차년도 ('97) 사업추진현황...341
• 가. 2차년도 해외기술협력 목표 및 추진전략...341
• 나. 추진체계...342
• 다. 추진현황 및 결과...343
• 라. 해외기술 협력 성과...344
• 3. 3차년도 ('98년) 사업추진현황...346
• 가. 3차년도 해외기술협력 목표 및 추진전략...346
• 나. 추진체계...347
• 다. 추진현황 및 결과...350
• 라. 해외기술 협력성과...359
• 제6장 고속전철 차량시스템 및 부품의 시험평가체계 구축...395
• 제1절 서론...395
• 제2절 시험평가관리체계...397
• 제3절 시험평가 항목의 분류...403
• 1. 운동특성(성능)...411
• 2. 안전성/안정성...411
• 3. 쾌적성/편의성...412
• 4. 신뢰성/내구성...412
• 제4절 시제차량 설계요구조건...414
• 1. 시제차량 성능요구조건...414
• 가. 차량일반...414
• 나. 환경조건...415
• 다. RMS (신뢰성, 보수유지성, 안전성)...416
• 라. 소음, 진동, 승차감...417
• 마. 차체와 설비...418
• 바. 대차...419
• 사. 추진 및 동력장치...419
• 아. 제 동...420
• 2. 시제차량 기본사양 및 설계기준...421
• 가. 시제차량 기본사양...421
• 나. 주요 설계 기준...424
• 다. 차체 및 설계기준...425
• 라. 추진시스템 설계기준...426
• 마. 제동시스템 설계기준...426
• 바. 에너지 공급시스템 설계기준...427
• 제5절 시험평가 관리계획의 수립과 실시...428
• 1. 시험계획...428
• 가. 성능시험의 방법...428
• 나. 시험계획의 수립...429
• 2. 시험종류...431
• 가. 형식시험(TYPE TEST)...431
• 나. 전수시험(ROUTINE TEST)...431
• 3. 시험의 구분...431
• 가. 구성품의 시험...431
• 나. 완성차의 시험...432
• 다. 본선 시운전 시험...433
• 4. 시험계획서의 제출...433
• 가. 시험계획서의 구성...433
• 나. 시험계호기서의 제출일정...434
• 다. 시험절차...434
• 5. 시험결과의 조치...435
• 6. 차량시스템의 시험...435
• 가. 구성품 시험...435
• 나. 완성차 시험...436
• 다. 본선 시운전 시험...438
• 7. Outsourcing 부품의 검사...439
• 8. 품질보증 계획...441
• 가. 품질방침...441
• 나. 적용범위...441
• 제6절 차량시스템 및 부품의 시험평가...442
• 1. 개발품의 시험평가 기술분석...442
• 2. 제작공정상의 치수 및 상태검사...443
• 3. 전자제어실비의 환경시험...446
• 4. 완성차 시험...447
• 5. KHST 시제차량 본선 시운전 시험...449
• 가. 차량 편성...449
• 나. 시험구간...450
• 다. KHST시제차량 본선 시운전 시험항목...451
• 6. 시험장비 공동활용화를 위한 장비 현황조사...453
• 가. 시험분석 평가기관 현황조사...453
• 나. 시험장비 일반사양 현황조사...453
• 제7절 시험평가계획(안)...456
• 1. 차량시스템 및 부품의 시험평가를 위한 주관기관의 역할...456
• 2. 차량시스템의 개발단계별 시험평가 관리체계...465
• 가. 부품 및 서브시스템 시험...465
• 나. 완성차/공장내 편성시험...468
• 다. 본선 시운전 시험...470
• 3. 2단계 개발사업의 시험평가일정 및 기관별 업무분장...472
• 가. 고속전철 개발시험 일정...472
• 나. 2단계 연차별 시험평가 기술개발내용...476
• 4. 개발과제별 2단계 시험평가업무...479
• 가. 2단계에서의 시험평가기술개발내용...479
• 나. 개발과제별 연구내용...481
• 제8절 소결론...490
• 제7장 결 론...493