초록 ▼

1. 2단계 1차년도 기술개발 내용 및 범위
가. 시제차량 상세설계 분석 및 통합성 확보를 위한 설계검증
시제차량의 상세설계 분석 및 통합성 확보를 위하여 크게 차량분야, 대차분야, 제동분야, 차량외형 및 실내 디자인 분야와 시제차량 및 시험차의 layout에 대한 설계분석과 통합성 확보를 위한 설계검증이 이루어졌다.
차량분야에서는 동력차분야에서는 전두부의 형상의 디자인 변경과 동력차의 배기덕트에 대한 간섭문제에 대한 집중적인 검토가 이루어졌으며, 동력객차분야에서는 동력차와 동력객차간의 차폭차이에 대한 검토와 출

1. 2단계 1차년도 기술개발 내용 및 범위
가. 시제차량 상세설계 분석 및 통합성 확보를 위한 설계검증
시제차량의 상세설계 분석 및 통합성 확보를 위하여 크게 차량분야, 대차분야, 제동분야, 차량외형 및 실내 디자인 분야와 시제차량 및 시험차의 layout에 대한 설계분석과 통합성 확보를 위한 설계검증이 이루어졌다.
차량분야에서는 동력차분야에서는 전두부의 형상의 디자인 변경과 동력차의 배기덕트에 대한 간섭문제에 대한 집중적인 검토가 이루어졌으며, 동력객차분야에서는 동력차와 동력객차간의 차폭차이에 대한 검토와 출입문과 휠디스크간의 간섭문제 및 기기실의 측면그릴 형상에 대한 변경이 중점적으로 검토되었다. 객차에 있어서는 차체의 단면 형상변경과 객실내의 소음저감방안에 대하여 주로 논의되었다.
대차분야에 있어서는 대차와 차량간의 문제로서 동력객차의 차체와 대차사이의 간섭, 안티를 바의 간섭 및 현가장치, 제동시스템 및 감속구동장치간의 간섭문제에 대한 검토와 해결방안의 제시가 주로 이루어졌다.
제동분야에서는 보조제동에 대한 구현여부의 검토, 상황별 제동거리의 재검토 Preplan braking table의 개념 확인, 상용 최대제동력의 발생 및 상용제동 20%사용시 고속에서 제동시에 제동력의 미인가 관련 검토가 주로 이루어졌으며, 동력객차용 대차에서 휠디스크와의 간섭 및 와전류 제동장치의 쵸퍼 및 제동패널의 설치 위치에 대한 검토가 이루어졌다.
차량외형 및 실내디자인 설계의 검토 및 보완은 동력차 전두부 형상의 디자인 수정과 함께 차량전체의 통합색채에 대하여 재검토가 이루어졌다. 또한 객실의 실내구성 및 부속실의 수정 디자인 개발을 위하여 철도 여행자분석이 이루어졌으며, 분석결과에 따라 객실내의 의자배치, 천정, 선반 등에 대한 수정 디자인을 제시하여 차량의 설계에 반영하였으며, 화장실, 카페테리아 및 네트워크실 등의 부속실에 대한 수정 디자인을 제시하여 설계에 반영하였다. 그리고 차상모니터 화면과 객실정보 안내 수정 디자인 등에 대한 자문을 통하여 설계에 반영하였다.
나. 시제차량 제작계획 총괄
시제차량 제작계획 총괄분야에서는 차량부품별 구성체계도를 작성하여 각 관련 연구기관과 최종 확인작업을 하였으며, 마련된 차량부품별 구성체계도는 향후 차량조립에 있어서 관련 부품의 항목 확인 및 문제발생시에 책임소재의 규명에 활용하도록 하였으며, 차량별 부품수량대비 국산화율을 파악하여 향후 철도차량 부품의 국산화방안에 대한 제안을 하였다.
그리고 차량제작 및 주요 부품의 제작일정 및 시험일정을 파악하여 대일정 대비 추진실적을 관리할 수 있도록 하였다.
다. 차량시스템 설계체계 전산화 기반구축
차량시스템의 개념설계 단계에서부터 편성안의 확정에 이르는 차량시스템의 설계체계 전산화를 위하여 통합 S/W를 개발하였으며, 개발된 S/W는 주행성능 분석, 운행패턴분석, 축하중 분포 및 제동성능 해석 등 기 개발된 주요 성능해석 모듈을 통합한 S/W를 개발하였다.
라. 시제차량의 주요 성능 재검토
기존의 기본편성안인 KHST20과 시제차량의 성능해석 비교를 위하여 주행성능, 축중, 제동 성능에 대한 시제차량의 성능재검토가 이루어졌으며, 인프라인 궤도와의 연계특성 검증을 위하여 시제차량의 주행안정성에 대한 시뮬레이션을 통하여 선형해석과 비선형해석이 이루어졌다.
마. 해외기술협력
해외기술협력은 독일의 DE-Consult, Bombardier Transportation-Talbot 및 스위스의 Alusuisse Road & Rai 과 기술협력이 이루어졌다.독일의 DE-Consult에서는 현재 유럽에서의 고속전철과 관련한 기술개발계획 및 신기술의 동향과 부품 등의 outsourcing 지원의 가능성에 대한 검토가 이루어졌다.
Bombardier Transportation-Talbot에서는 차량의 동특성해석과 대차의 개발시험평가 및 시운전시험에 대한 검토가 이루어졌다.
스위스의 Alusuisse R&R 에서는 차체설계의 검토 및 제작성에 대한 검토와 함께 차체의 구조해석결과에 대한??루어졌다.
바. 시험평가 계획
시제차량의 시험평가에 있어서 개발시험평가의 체계, 개발시험평가의 관리 및 처리절차와 시험평가 종합일정에 대한 개발시험평가 종합계획(안)을 작성하였으며, 개발시험평가의 관리를 위한 문서 및 시험항목코드를 작성하였다.
그리고 개발시험평가의 상세일정 및 항목별 평가기준의 작성과 함께 주행성능, 대차주행성능, 차체진동특성시험, 제동성능, 집전장치성능시험, 주행저항성능시험, 제어/진단관련 시험 및 차내외 소음/냉난방 환기/공력특성시험등을 위한 공장내 편성시험을 위한 시험차의 설계검토가 이루어졌다. 또한 각 부품에 대한 품질보증계획을 수립하였다.
2. 2단계 2차년도 기술개발 내용 및 범위
가. 차량제작 총괄 및 설계검증
차량제작 총괄 및 설계검증 분야에서는 차량의 상세설계 및 제작공정 분석과 통합성 점검을 비롯하여 대차 및 제동 분야 둥 부품별 상세설계 분석 및 통합성 점검이 이루어졌다. 또한 차량 디자인 통합과 더불어 시제차량의 회의실에 대한 기본설계 분석 및 통합성 점검이수행되었다.
(1) 차량분야 상세설계 분석 및 통합성 점검
동력차, 동력객차 및 객차의 상세설계 결과에 대하여 각 분야별 인터페이스 검토 내역을 중심으로 한 도면 검토내역 및 차량제작성 검토가 수행되었다. 또한 해외기술협력과 연계된 알루미늄 차체에 대한 설계검토 내용을 정리하였다.
(2) 대차분야 상세설계 분석 및 통합성 점검
대차분야를 중심으로 제동, 현가 및 감속구동장치와의 상세설계분석 결과와 해외기술협력을 통한 수행결과를 정리하였다
(3) 제동분야 상세설졔 분석 및 통합성 점검
제동분야의 와전류제동장치의 상세설계 검토를 중심으로 대차와의 설계 검토 결과 및 와전류제동장치의 제작성 검토에 대한 지원이 수행되었다.
(4) 시제차량 회의실 기본설계 분석 및 통합성 점검
시제차량의 회의실에 대한 기본설계에 대한 디자인측면에서의 설계분석과 통합성 점검이 수행되었다.
(5) 차량디자인 통합
차량의 객실을 중심으로 전년도에 제안된 통합디자인과의 비교 검토와 차량외형에 대한 디자인 통합을 수행하였다.
(6) 부품별 상세설재 분석 및 통합성 점검
주요 부품별 상세설계에 대한 검토와 함께 설계의 타당성 검증을 주요 해석자료 및 시험결과를 기초로 하여 수행하였다.
나. 시제차량 성능 검증
당해연도에는 차량 및 서브시스템을 포함한 부품의 상세설계가 완료되어 상세설계의 결과에 따른 시제차량의 성능을 시제차량의 축중해석 및 관리, 시제차량 제동성능 점검, 주행성능 및 안정성 해석과 차량의 실내소음 측면에서 점검하였다.
다. 차량분야 시험평가 총괄 및 시험평가 결과 점검
(1) 시험평가 관리체계의 구축
부품단위의 개발시험평가와 관련하여 시험계획서 및 절차서와 시험결과에 대한 체계적인 관리를 위하여 시험평가관리 시스템을 구축하였음
(2) 차량기계 및 전기분야의 시험평가 계획 통합
차량기계분야의 경우 개발시험평가 계획안을 마련하여 각 단위 과제별로 수행되는 시험평가와 관련한 업무를 추진하였다. 주요 수행내역은 개발품별 시험계획서 및 절차서의 검토와 수정 ·보완이 수행되었으며, 시험평가 기준에 대한 검토가 수행되었다.
(3) 차량 공장내시험 평가 계획 통합
차량 공장내시험 평가 계획에 대한 각 연구기관별 주요 업무에 대한 정의와 공장내시험 절차서에 대한 검토가 수행되었다.
(4) 시험평가 체계 점검 및 기술자문
차량기계분야의 개발시험평가 계획에 시험평가 체계의 점검과 각 개발품별 시험평가 기준의 타당성에 검증을 독일의 DE-Consult를 중심으로 하여 수행하였다
(5) 부품별 시험평가 결과 점검
차량기계분야에서 수행된 각 개발부품별 시험평가 결과의 점검이 수행되었다.
라. 차량시스템 설계체계 전산화시스템 보완
전년도에는 모델링과정에 중점을 두었으나 당해년도에는 성능해석을 위한 모듈통합을 위주로 하였으며, 다양한 조건을 통하여 최적의 구성요건을 파악해 보고자 하였다. 또한 전산화시스템의 개념설계단계에서 미처 고려되지 못한 요소들을 연구의 수행과정 중에 드러난 문제점을 토대로 체계적으로 재접근해 보기 위해 차량 모델링과정에서부터 이를 근거로 하는 차량 및 편성별 성능해

목차 Contents

• 제1장 2단계 1, 2차년도 주요 연구 실적...29
• 제1절 2단계 1차년도 주요 연구 실적...29
• 제2절 2단계 2차넌도 주요 연구 실적...34
• 제2장 서론...39
• 제1절 고속전철 기술개발 동향...40
• 제2절 연구목적 및 연구범위...42
• 제3절 추진전략 및 방법...43
• 제4절 기대효과...47
• 제3장 차량제작 총괄...49
• 제1절 차량제작성 검토...50
• 제2절 공정별 통합성 검토 및 지원...81
• 제3절 고속전철 실·내외 통합디자인 시스템 통합평가...90
• 제4장 차량분야 시험평가 총괄 및 시험평가 결과 점검...103
• 제1절 차량분야 개발시험평가 결과 통합관리...103
• 제2절 공장내 시험평가 총괄...183
• 제3절 본선시운전 시험 체계 및 결과 연계 분석...212
• 제5장 시제차량 성능검증...237
• 제1절 시제차량 축중해석 및 중량관리...237
• 제2절 시제차량 주행성능 해석...255
• 제3절 시제차량 제동성능 검증...268
• 제4절 시제차량 주행안정성 해석...281
• 제5절 차량 실내소음 관리...300
• 제6절 차량 고유진동수 해석...316
• 제6장 차량시스템 엔지니어링가술 체계화 및 기술자료 정비...335
• 제1절 차량시스템 개념설계 프로그램...335
• 제2절 시제차량 매뉴얼...359
• 제3절 차량 및 부품유지보수 매뉴얼...390
• 제4절 성능검증 해석 자료집...425
• 제5절 해외기술협력 자료집...436
• 제6절 시제차량 및 부품성능 분석 보고서...455
• 제7절 시제차량 설계보완 대책 보고서...459
• 제8절 상업용차량 및 차세대 고속전철 디자인 정립...462
• 제7장 해외기술협력...483
• 제1절 DE-Consult 추진실적...484
• 제2절 Alcan MTS 추진실적...490
• 제3절 LogoMotive 추진실적...499
• 제4절 ODS 추진실적...513
• 제5절 ToyoDenki Seizo 추진실적...533
• 제8장 참고문헌...565
• 1. 차량시스템 및 부품의 품질 및 신뢰성 확보방안 연구...569
• 2. 시제차량 통합 디자인을 위한 검증 및 개선방안 연구...1115