단일 열차 최고 시속 453km, 상대 교차 시속 896km라는 최신 기록을 세운 CR450 고속철도가 현재 상업 운행을 위한 ‘졸업 시험’—60만 km 운행 평가를 받고 있다. ‘14차 5개년 계획’의 중점 사업으로 꼽히는 이 동차는 22%의 공기 저항 감소, 50톤 경량화, 300여 가지 소음 저감 방안 등 혁신을 통해 상용 운행 시속 400km를 달성했다. 이는 중국 고속철도가 본격적으로 ‘속도 무인지대’에 진입했음을 의미하며, 2,000여 개 기업이 참여해 자주적이고 안정적인 산업 생태계를 구축하는 데 기여했다. 최근 《환구시보》는 CR450 개발에 참여한 핵심 엔지니어 팀을 인터뷰하여, 이 ‘세계에서 가장 빠른 고속철도’가 어떻게 시스템적이고 전방위적인 기술 혁신으로 시속 400km의 벽을 넘었는지, 그리고 에너지 효율, 소음, 승차감 등 종합적 성능에서 어떻게 세계 최고 수준을 달성했는지 그 비결을 들었다.

 

ㅡ CR450의 ‘졸업 시험’

 

상하이-충칭-청두 고속철도 이창북~한천 구간에서 매일 아침 CR450 동차가 이창북역을 출발해 약 300km 구간을 왕복 운행한다. 반복적이지만 중요한 ‘거리 누적’ 작업을 수행하는 것이다. 철도과학원 차량기술연구실 부주임 겸 연구원 샤오쥔은 “이 운행 평가는 동차의 ‘졸업 시험’으로, 모든 지표가 합격해야 하고, 60만 km를 달려야 상업 운행 ‘입장권’을 받을 수 있다”고 설명했다.

 

시험 단계에서 CR450은 단일 열차 시속 453km, 상대 교차 시속 896km라는 놀라운 기록을 세웠다. 두 열차가 교차할 때 상대 속도가 음속의 약 0.7배에 달하며, 이때 공기 압력파, 소음, 차체 구조 압력 등 극한 조건이 동시에 발생한다. 샤오쥔은 “CR400에서 CR450로, 시속 350km에서 400km로의 도약은 ‘속도 무인지대’에 들어서는 것으로, 1km씩 높아질 때마다 기술적 난이도가 기하급수적으로 커진다”고 말했다.

 

CR450이 어떻게 이렇게 빠를 수 있었을까? 그 배경에는 설계 철학의 대대적인 혁신이 있다. 철도과학원 공기역학 및 진동소음연구실 연구원 바이예는 열차 속도가 올라갈수록 공기 저항이 전체 운행 저항에서 차지하는 비율이 급증하며, 시속 400km에서는 90% 이상이 공기 저항이 된다. 이에 따라 CR450 팀은 체계적 저항 저감에 집중했다.

 

승객이 가장 직접적으로 느끼는 변화는 ‘가속이 더 빠르다’는 점이다. CR450은 출발 후 시속 350km까지 4분 40초면 도달하는데, 기존 350km급 푸싱호 동차는 6분 20초가 걸린다. 즉, 가속 시간이 100초 단축된다. 샤오쥔은 “장거리 여행에서는 이 가속의 이점이 더욱 뚜렷하다. CR450이 투입되면 도시 간 이동 시간이 크게 줄어든다”고 말했다.

 

ㅡ “더 빠르고, 더 조용하며, 더 친환경적으로”

 

“CR450의 모든 성능 지표는 기존 기술에 대한 도전이자 혁신”이라고 바이예는 강조한다. 속도, 에너지 효율, 소음, 제동 거리 등 핵심 지표에서 CR450은 모두 ‘국제 최고 수준’을 달성했다.

 

‘비행 화살’과 ‘매’—이 두 이름은 CR450의 최종 선정된 두 가지 생체모방형 헤드 디자인이다. 바이예는 “연구팀은 생체유체역학에서 영감을 얻어 여러 차례 검토 끝에 길고 날렵한 두 가지 유선형 디자인을 확정했다. 더 뾰족하고 더 가는 형태가 저항을 현저히 줄여준다”고 설명했다.

 

차량 하부의 대차(바퀴) 부분도 공기역학적으로 최적화됐다. CR450은 혁신적으로 대차 ‘일체형 전면 커버 구조’를 채택해, 매끄러운 덮개가 비유선형 부품을 완전히 감싸 저항과 간섭을 근본적으로 없앴다. 바이예는 “시속 350km 기준으로, CR450의 전체 저항은 CR400보다 22% 감소했다. 이는 세계 고속열차 분야에서 선도적 성과”라고 밝혔다.

 

‘빠르게 달리면서도 조용하게 달려야 한다’는 것도 큰 과제였다. 속도가 50km 증가하면 소음도 크게 늘지만, CR450은 ‘속도는 오르되 소음은 그대로’라는 목표를 세웠다. 특히 차량 경량화로 인해 기존 소음 저감재가 충분히 쓰기 어렵고, 소음 유형별로 맞춤 대응이 필요했다. “차량, 구간, 주파수별로 소음 저감 전략을 세워, 소음원과 전달 경로 모두를 개선했다”고 설명했다.

 

이런 노력 덕분에 CR450은 시속 400km 운행 시 차량 내부 소음이 70데시벨 미만으로, 시속 70km로 달리는 승용차와 비슷한 수준이다. 샤오쥔은 “승차감은 고속철도의 핵심 경쟁력이다. 더 빠른 이동과 함께 조용하고 쾌적한 환경을 제공해야 한다”고 말했다.

 

“더 빠르고, 더 친환경적”이라는 점도 CR450의 핵심 경쟁력이다. 철도과학원 공기역학 및 진동소음연구실 부주임 리궈순은 “CR450은 기존 CR400보다 속도는 50km 높아졌지만, 에너지 소모는 오히려 20% 이상 줄었다. 속도와 효율을 동시에 잡았다”고 밝혔다. 그 비결은 영구자석 구동 시스템과 차량 경량화에 있다.

 

CR450은 대량의 탄소섬유 복합재, 마그네슘 합금 등 신소재를 활용하고, 토폴로지 최적화 기술을 적용해 전체 중량을 CR400보다 50톤 감량했다. “무게가 줄면 바퀴와 레일 마찰 저항이 줄고, 구동계 부담도 줄어 에너지 효율이 더욱 높아진다”고 리궈순은 설명했다.

 

ㅡ 기술 혁신에서 세계적 선도까지

 

“CR450 개발은 2,000여 개 기업이 참여하는 산업 생태계를 만들었고, 20개 이상의 성·시를 아우른다”고 리궈순은 밝혔다. 이는 산학연 협력 혁신 시스템과 ‘부품-모듈-시스템-완성차’의 완벽한 산업 사슬을 구축했다는 의미다. ‘기술+산업’의 쌍두마차 전략이 세계 최대 규모의 고속철 연구·양산 역량을 완성했다.

 

샤오쥔은 “CR450은 시험 결과 운행 속도, 긴급 제동, 소음, 에너지 효율 등 모든 핵심 지표에서 국제 최고 수준을 달성했다. 상업 운행이 조속히 시작되어 국민 이동에 기여하길 기대한다. 앞으로 CR450과 첨단 기술은 중국 고속철의 세계적 리더십을 더욱 강화하고, 글로벌 고속철 기술 발전을 선도할 것”이라고 강조했다. (환구시보 보도 기자 리쉰뎬)

2025-12-05

(원문보기) https://world.huanqiu.com/article/4PPWN15BYPu

 

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