철도硏, 충격 줄이는 철도화물 진동저감장치 세계 첫 개발

▲철도화물 진동저감장치를 탑재한 컨테이너 운송 시험 모습

한국철도기술연구원은 철도화물의 진동과 충격을 줄이는 ‘철도화물 진동저감장치’를 세계 최초로 개발했다고 밝혔다.

이번에 개발된 저감장치로 철도기술연구원은 전자제품, LCD, 반도체 등 고부가가치 상품의 운송 과정에서 발생하는 진동의 60% 이상, 충격의 80% 이상을 줄여 화물 파손을 방지할 수 있게 됐다고 강조했다.

진동저감장치는 간결한 구성으로 설치와 제거가 간편한 실용적이고 경제적인 기술이다. 국토교통부 산하 국토교통과학기술진흥원의 교통물류연구사업으로 철도연이 주관하고 한국철도공사, 유니슨테크놀러지, 한국교통대가 함께 참여했다.

연구비는 총 57억원이 투입됐으며, 2018년부터 4월부터 올해 3월까지 연구가 진행됐다.

철도연이 개발한 철도화물 진동저감장치는 코일스프링과 진동을 흡수하는 댐퍼의 새로운 조합으로 화물 무게를 지지하면서 진동과 충격을 줄인다. 화물 무게가 바뀌더라도 충분한 진동 저감 성능을 유지하는 기능을 적용해 국내 및 국제 특허를 취득했다.

도로 운송에서는 진동 및 충격을 50% 줄이는 무진동 트럭이 이미 활용되고 있지만, 화물트럭의 진동제어용 에어 서스펜션 시스템은 내구성이 떨어지고 비용이 크기 때문에 장거리 대량 수송을 하는 화물열차에는 적합하지 않다.

 

▲화물로 전달되는 진동 및 충격을 차단하는 철도화물 진동저감장치의 핵심 구성품

개발된 진동저감장치는 기존 컨테이너를 개조하지 않고 진동저감장치만을 추가하는 방식이다. 컨테이너 내부 바닥 양측에 2열로 설치되며, 특수 설계된 화물 운반대(화물 팰릿)를 적재한다. 

설치와 제거가 간편하고, 지게차 진입이 용이해 화물 상하차 시간을 크게 절약할 수 있다. 컨테이너로 수송되는 모든 화물에 간편하게 적용할 수 있고, 화물 운반대를 다양한 형식으로 변경할 수 있어 컨테이너 이외의 운송 과정에도 쓰일 수 있다.

또한, 완충을 위해 사용되는 과다한 포장재와 플라스틱을 줄여 친환경적인 수송이 가능해졌다. 

철도연은 1년 동안 실시한 실험실 내 부품 시험과 2년 동안 진행한 천안-의왕-부산 간 철도 및 도로 수송 시험을 통해 성능검증을 완료했다. 시험 과정 중 계측된 진동 크기와 주파수 특성까지 반영했으며, 화물열차 및 도로 수송 모두 우수한 진동 저감 성능을 확인했다. 이와 함께, 영하 60℃의 저온과 80℃의 고온에 이르는 다양한 환경에서 내구성을 검증했다.

철도화물 진동저감장치는 참여기업인 유니슨테크놀러지에 기술 이전돼 물류 기업에 보급될 예정이다. 양산체계를 구축하면 제작 단가를 더욱 낮출 수 있어 많은 수출이 기대된다. 

연구책임자인 철도연 장승호 박사는 “물류비 증가를 최소화하기 위해 경제성을 최우선으로 고려해 설계 및 제작했으며, 철도는 물론이고 도로, 해운, 항공 등 다양한 운송 환경에 적용할 수 있는 기술”이라며, “다른 운송 분야에도 간편하게 적용할 수 있도록 기술 확장에 노력하겠다”고 말했다. 

< 최성훈 기자 shchoi@ksg.co.kr >