승차감 평가를 위한 철도차량 축소모델 구축

초록

철도차량은 자동차보다 시스템이 복잡하고 차륜과 레일 접촉특성을 비롯한 많은 비선형 특성들이 존재한다. 그래서 새로운 기술이 적용될 경우 시험선로에서 충분한 성능 시험을 거쳐야 한다. 철도차량의 동적 특성을 검증하기 위해서는 시험선로에서의 시험을 통한 검증이 가장 이상적이다. 하지만 임계속도와 같은 주행안정성 시험이나 현가요소의 설계변수 변경 등으로 인한 주행 동특성 시험은 궤도의 직선 레일에 상당하는 일정 반경의 롤러(roller)로 윤축을 구동하는 주행시험대가 많이 활용되고 있다. 그러나 full scale 규모의 주행시험대 상에서의 시험은 시험설비가 과대해지고 많은 제작 기간과 비용이 소요된다. 다양한 시제 차량의 제작 및 시험조건 변경이 용이하도록 하기 위한 대안으로 이미 여러 철도 선진국에서 축소형 시제 차량을 이용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 많은 나라에서 축소모델을 개발하여 연구를 수행하였으나 승차감과 관련된 차체의 진동 연구를 위해 개발된 사례는 미미하다. 우리나라에서도 한국철도기술연구원에서 2007년부터 조향대차 축소모델과 이를 시험하기 위해 개발한 주행시험기가 있다.(1)(2) 본 연구에서는 기존의 축소 대차용 주행시험기를 차체까지 포함된 축소 철도차량용으로 개발하고 속도에 따른 동적 특성을 파악하였다.