초고속 진공튜브 시스템의 기밀성 연구

초록

초고속 진공튜브열차 시스템은 밀폐된 진공터널 내의 기압을 낮추어 공기저항을 최소화함으로써 기존의 고속철도 시스템이 가지고 있는 속도의 한계를 높일 수 있는 신개념 열차 시스템이라 할 수 있다. 초고속 진공튜브 시스템에 대한 개념연구는 이미 예전부터 수행된 바가 있으며 이에 따르면 열차 주변의 기압을 대기압의 1/10 수준으로 유지하고 자기부상 방식의 추진장치를 이용한다면 700km/h의 열차 속도 확보가 가능한 것으로 알려져 있다. 최근 들어 저탄소 무공해 교통수단의 필요성 증가에 따라 항공 시스템에 비해 환경성이 우수한 초고속 진공튜브 시스템에 대한 관심이 증대되고 있다. 인프라 측면에서 봤을 때 초고속 진공튜브 시스템의 핵심은 기압의 조절과 낮은 기압의 유지로 볼 수 있다. 본 연구에서는 진공튜브의 단면적, 두께, 그리고 구조재료의 투기성을 고려하여 튜브 내 기압 유지를 위한 성능요구사항을 도출하였다. 또한 가장 일반적인 구조재료인 콘크리트를 대상으로 투기성 실험을 하여 콘크리트의 강도별 투기계수의 경향을 확률적으로 정량화하였으며 실험 결과를 바탕으로 가정 튜브 단면에 대한 기밀성 분석을 해석적으로 수행하였다.