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과제기본정보

한국형 다중추진시스템 기술 개발4년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 철도기술연구사업 과제번호 05PRTD-C042716-04
국가과학표준분류 1순위 None | None | None 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 비실용화
3순위 None | None | None 과제유형 응용
과제명 한국형 다중추진시스템 기술 개발
주관연구기관 한국기계연구원
총괄연구 책임자 성명 김수용
소속 (재단)한국기계연구원 직위 책임
전화번호 042-868-7414 FAX 042-868-7824
총 연구기간 2002-12-24 ~ 2007-10-30
당해연도 연구기간 2005-11-01 ~ 2006-10-30

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
4차년도 500,000,000 20,000,000 190,000,000 210,000,000 710,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 본 연구는 마이크로터빈과 시물레이터를 이용하여 축소형 다중추진 장치를 구성함으로서 실험실 규모에서 구배 6/1000, 속도 150kph 의 조건에서 다중추진 열차의 주행성능을 시험해 봄으로서 기술개발의 타당성 검토 및 시험결과에 대한 분석을 통하여 실규모 10량 편성의 다중추진 열차에 대한 사양을 제시하는 데 있다. 이를 위해 30kW급 마이크로터빈과 시뮬레이터를 연계한 다중추진 장치를 구성하여 주행성능 시험 및 연구 결과를 기초한 실규모 다중추진장치 설계 제안할 예정이다.
최종목표 한국형 다중추진 시스템 개발
연구내용 및 범위 본 연구는 마이크로터빈과 시물레이터를 이용하여 축소형 다중추진 장치를 구성함으로서 실험실 규모에서 구배 6/1000, 속도 150kph 의 조건에서 다중추진 열차의 주행성능을 시험해 봄으로서 기술개발의 타당성 검토 및 시험결과에 대한 분석을 통하여 실규모 10량 편성의 다중추진 열차에 대한 사양을 제시하는 데 있다. 연구 개발 중인 다중추진 기술은 가스터빈을 이용하여 전기를 발생한 후 이를 이용하여 휠에 연결된 모터를 구동한다는 점에서 디젤 기관과 유사하다. 그러나 가스터빈 엔진의 경우 디젤 엔진에 비하여 같은 비출력이 매우 크고, 즉 Compact하며, 진동이 작고 따라서 시간 경과에 따른 마모가 작으며 배기오염이 디젤에 비하여 15%이하라는 점에서 21세기 교통수단의 주요 동력기관으로 확대될 전망이다. 특히 본 연구에서 개발코자 하는 대상이 Catenary에서 받는 전기와 가스터빈에서 나오는 전기를 공용으로 사용함으로서 전철 및 비전철 구간에 병용 적용하기 위한 기술이므로 고속전철 방식의 건설에 막대한 시설 자금이 소요되는 점을 생각할 때 비교적 적은 비용으로 철도의 고속화를 실현할 수 있다는 측면에서 상호 보완적 효과가 클 것이라는 전망이다.

O 축소형 다중추진장치 동력시스템 성능시험
1) 가스터빈 성능시험
- 부분부하 시험
- 대기 온도 변화 시험
2) 과도성능시험
- 가속시험
- 감속시험
O 축소형 다중추진장치 시뮬레이터 시험
- 가속시험 4단
- 감속시험 4단
O 축소형 다중추진시스템 주행 시험
1) 가스터빈 장치와 시뮬레이터 연계
2) 통합 축소형 다중시스템 Steady state 성능시험
3) 통합 축소형 다중시스템 과도성능시험
- 가속시험
- 감속시험
O 10량 편성 실규모 다중추진시스템 설계 및 해석
- 동력 시스템 해석 (엔진, 연료탱크, 보조기기 등에 대한 sizing)
- 기본 및 상세설계
- 제어시스템 해석
O 엔진 소음 저감기술개발
- 소음 레벨 65dB 이하
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
4차년도 30kw급 축소형 다중추진시스템 조립 및 시험 -개발 시스템 부분품 개선
-축소형 다중추진 시스템 특성시험
연구성과 기술적 기대성과 o한국형 전천후 고속철도 시스템의 개발로 고속철도와 일반 철동의 연계에 대한 기술적 해결책 제시
o전철화 및 비전철화 구간에 혼재되어 있는 남북철도, TCR, TSR을 이용한 대륙간 철도망의 다중모드 적용 해결책 제시 및 기술적 우위 확보
o개발된 Dual Mode Traction 기관차 시스템은 열차 뿐 아니라 각종 화차의 기관차로도 활용 가능하며 철도 차량분야에 다양하게 접목시킬 수 있을 것으로 판단됨
o해당기술은 가스터빈 성능해석 및 제어 시스템과 직결되므로 한국이 필요로 하는 가스터빈 및 발전 플랜트 시스템의 독자적인 제어 기술을 확보할 수 있는 가능성을 제시
o보조 시스템 중, 리쿠퍼레이터, 제너레이터, 기어 및 정밀 공업 기술들은 기타 국내의 터보기계 산업 기술의 동반적 발달을 가져 올 수 있음
o확보되는 기술은 무엇보다도 향후 한국이 고속열차 설계 및 제작 기술 확보로 해외 시장 진출을 시작할 수 있는 기초가 될 수 있음
사회 경제적 파급효과 o비전철화 구간에 고속전철 서비스를 널리 제공하면서 운영경험을 전철화 사업 추진 시에 적용하여 최적 설계를 통한 공사비 절감 가능
o전철화 건설 단가는 복선으로 1km 건설을 기준으로 할 / 기존 간선 전철의 결우 약 27억원, 고속전철의경우 44억원이 소요됨
o2006년에 착공하여 2012년에 완공으로 계획되어 있는 온양-군산간 장항선의 경우 126.6km로 현 단가 기준 ㄱ적용 시 기존 간선을 전철화 할 경우 3246 억원이 소요되며, 사상-마산간 77km의 경전선의 경우 2084억원이 소요됨.따라서 이들 두 노선의 경우 청 5510억원이라는 막대한 재원이 필요하고 가타 타 전철화 구간까지 합하는 경우 천문학적 예산 투입이 불가피함
o선진외국의 경우 전철화 비율이 50%이상 넘지 않는 사실로도 막대한 예산 지출을 회피할 결제적 대안이 요구되며 따라서 본 사업이 장차 국가경제에 미칠 기대효과는 매우 클 것으로 판단됨.
활용방안 - 고속열차에 적용
- 선박추진 동력기관에 적용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 다중추진 가스터빈 시물레이터 동력전달체계 제어
영문 Dual propulsion Gas Turbine Simulator power train Control
최종보고서
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