A Study on Development of Prototype Test Train Design in G7 Project for High Speed Railway Technology

G7 고속전철기술개발사업에서의 시제차량 통합 디자인 개발

The demand for an environment-friendly transportation system, equipped with low energy consumption, and low-or zero-pollution has been on the increase since the beginning of the World Trade Organization era. Simultaneously, the consistent growth of high-speed tram technology, combined with market share, has sparked a fierce competition among technologically-advanced countries like France, Germany, and Japan in an effort to keep the lead in high-speed train technology via extensive Research and development(R＆D) expenses. These countries are leaders in the race to implement the next-generation transportation system, build intercontinental rail way networks and export the high-speed train as a major industry commodity. The need to develop our own(Korean) 'high-speed train' technology and its core system technology layouts including original technology serves a few objectives: They boost the national competitive edge; they develop an environmental friendly rail road system that can cope with globalization and minimize the social and economic losses created by the growing traffic-congested delivery costs, environment pollution, and public discomforts. In turn, the 'G7 Project-Development of High Speed Railway Technology' held between 1996 and 2002 for a six-year period was focused on designing a domestic train capable of traveling at a speed of 350km/h combined and led to the actual implementation of engineering and producing the '2000 high-speed train:' This paper summarizes and introduces one of the G7 Projects-specifically, the design segment achievement within the development of train system engineering technology. It is true that the design aspect of the Korean domestic railway system program as a whole was lacking when compared with the advanced railroad countries whose early phase of train design emphasized the design aspect. However, having allowed the active participation of expert designers in the early phase of train design in the current project has led to a new era of domestic train development and the implementation of a way to meet demand flexibly with newly designed trains. The idea of a high-speed train in Korea and its design concept is well-conceived: a faster, more pleasant, and silent based Korean high-speed train that facilitates a new travel culture. A Korean-type of high-speed train is acknowledged by passengers who travel in such trains. The Korean high-speed prototype train has been born, combining aerodynamic air-cushioned design, which is the embodiment of Korean original design of forehead of power car minimized aerodynamic resistance using a curved car body profile, and the improvement of the interior design with ergonomics and the accommodation of the vestibule area through the study of passenger behavior and social culture that is based on the general passenger car.

WTO출범 이후 저에너지 소모, 저공해, 무공해 등의 환경친화적 운송수단의 발달이 요구됨과 동시에 세계적으로 고속전철기술의 지속적 발전과 시장 확대가 전망됨에 따라 프랑스, 독일, 일본 등과 같은 철도선진국들은 철도기술 개발에 막대한 기술 투자비를 투입하여 기술 우위를 유지하기 위해 노력을 경주하고 있다. 이러한 기술환경 변화에 적극적으로 대응함과 동시에 좁은 국토에서 도로정체에 의한 물류비 증가와 환경오염, 국민생활의 불편 등으로 인한 사회ㆍ경제적 손실을 최대한 억제하고, 국가경쟁력 제고와 환경친화적인 철도 발전을 이끌기 위해 고속전철기술에 대한 독자적 개발 능력은 절실히 요구되고 있다. 이와 같은 요구에 의해 1996년부터 2002년까지 6년간 수행된 G7 고속전철기술개발사업은 350km/h급 고속전철의 독자적인 설계, 엔지니어링 및 제작 능력을 배양하고, 2000년대 차세대 한국형 고속전철을 실현하기 위한 연구개발 프로그램이다. 본 고에서는 G7 고속전철기술개발사업에서 수행된 연구내용 중 차량시스템 엔지니어링기술개발과제의 디자인부문 개발 성과를 요약 소개하였다. 철도선진국에서는 차량설계 초창기부터 디자인 측면의 검토가 매우 활발히 이루어지고 있는 반면, 국내 철도차량개발에 있어 디자인 측면의 검토는 미비하고 소홀히 다루어지고 있는 것이 현실이었다. 하지만 본 사업에서는 차량개념설계 단계부터 디자인전문가들의 적극적인 참여를 통해 국내 철도차량디자인 개발의 새로운 전기를 마련하였을 뿐만 아니라 새로운 차량디자인의 수요에 능동적으로 대처할 수 있는 기반을 구축하였다. 한국형 고속전철시스템의 디자인 컨셉은 한국의 자연조건과 기술환경에 적합한 보다 빠르고, 보다 쾌적하고, 보다 조용한 한국 고유형 고속전철과 그 여행문화를 이루어내는 것이다. 고속전철의 한국 고유성이란 주로 승객의 고속전철여행을 통해서 인식되어지는 것이다. 따라서 우선적으로 한국의 행동양식과 생활문화를 고려한 일반 객실의 단면개념을 기준으로 공기역학적으로 유리한 단면 외형 형상을 구현하는 한편, 터널 개활지 주행 최적화를 위한 전두부 공력형상 구현, 차체 단면적 축소와 곡선화를 통한 공력저항 최소화, 인간공학적 실내 설계 및 부속실의 편의성 도모, 외관통합 색채디자인 등을 통해 한국 고유형 고속전철 차량 디자인을 개발하였다.