□ 일본의 고속철도차량의 계(시스템)별 최고운행속도를 보면, 0, 100, 200, 300, 400, 500, 700, E1, E2, E3, E4계에서 각각 200, 220, 240, 270, 240, 300, 285, 240, 260, 275, 240km/h 등이다. 1964년에 Tokyo와 Osaka 사이에 처음으로 개통된 Tokaido shinkansen은 개통 시의 시속이 0계의 200km에서, 100계의 220km, 300계의 270km, 700계의 285km로 계속 향상되었다. 속도가 낮은 재래선의 경우에는 큰 문제로 되지 않았던 공기역학적 발생소음이 현재와 같은 고속 철도에서는 그 연선(沿線) 소음의 주된 원인으로 대두되고 있다.
□ Shinkansen 차량의 주된 공기역학적 발생 소음원은 전두부, 대차부를 포함하는 차간부(이하 차간부), 집전부에 있다.
○ 300계에서, 집전부는 전체 차량을 특고압(25kV)으로 연결하고 팬터그래프의 수를 8대에서 점차 6, 5, 3, 2대로 저감하였고 팬터그래프에 카버를 부착하였다. 전두부의 형상은 3차원 곡선으로 개발하였다. 차간부는 창유리나 출입구 등의 단차를 줄였다.
○ 700계에서, 집전부는 단일 아암(arm) 팬터그래프를 사용하고 주습판을 평행으로 지지하여 공기역학적 발생 소음을 300계의 능형 팬터그래프보다 10dB 저감시켰다. 전두부에서는 300계보다 전두를 둥글게 하고 전두 라이프 가드의 하부카버와 대차카버 및 정전안테나의 후부 이설, 여닫이문의 평활화를 기하였다. 차간부에서는 케이블 헤드의 조인트를 직선화하고, 바깥 덮개의 단면을 타원형으로 변경하였다.
○ 결과적으로 보면, 300km/h의 풍속으로 불어주는 풍동시험에서 78dB의 저소음을 달성할 수 있었다.
□ 2004년 4월에 개통된 우리나라의 고속철도는 처음부터 시속 300km로 시작하였으므로, 일본의 경우처럼 단계적인 속도향상에 따른 공기역학적 발생소음을 저감할 필요성이 없었다. 그러나 설계속도 385km/h 및 최고운행속도 350km/h의 한국형 고유모델을 개발할 때에는 전두부를 독자적인 고유형상으로 설계하는 등 여러 가지 개량이 있어야 하겠다. 이 과정에서 속도향상에 따른 공기역학적 발생소음의 증가가 극심할 것으로 예상되므로, 이의 대책 수립 시에는 본 연구내용이 참고되고 이용되기를 기대한다.
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