자기부상열차는 1969년부터 독일이 개발을 시작하여 1971년 주행에 성공했다. 이후 일본, 대한민국 순으로 개발을 시작했다.

대한민국은 1989년 연구를 시작하여 2016년 2월 3일 인천공항 자기부상 철도를 개통했다. 그 이후 미국, 중국이 연구하고 있다.

자기부상 기술은 기차와 선로간의 접촉을 없애고 자력을 이용해 물체와 물체를 띄우는 것이다. 즉, 자기부상열차는 바퀴 없이 공중에 뜬 상태로 달리는 열차이다. 돌아가는 자석이 자기장을 만들어 앞으로 간다.

공중에 떠서 마찰이 없기 때문에 고속으로 주행이 가능하고 진동과 소음이 적어 승객들이 쾌적하게 여행을 할 수 있고 도심 운행에도 적합하다. 

공중에 뜬 상태로 달리기 위해서는 차량을 공중에 띄우는 기술과, 공중에 뜬 차량에 추진력을 주어 앞으로 진행하게 하는 기술, 이 두 가지가 필요하다. 

 이데일리


먼저, 차량을 공중에 띄우는 기술을 크게 초전도 반발식과 상전도 흡인식이라고 하는 두 가지 기술로 나눌 수 있다. 

초전도 반발식은 초전도 자석의 반발력을 이용한다.

자기부상열차의 바닥에 초전도체를 이용한 자석을 놓고 레일에는 전자석을 설치해서 초전도 자석과 전자석의 자기장 방향을 반대가 되도록 하면 서로 밀어내는 힘에 의해 열차가 공중으로 뜨도록 하는 기술이다. 

초전도 반발식과 달리 상전도 흡인식은 자석이 철판에 달라붙는 성질을 이용하여 열차를 띄우는 방식이다. 

열차에 설치된 전자석이 레일의 아래를 감싸도록 설치하고 전자석이 레일을 향해 위로 달라붙는 흡인력에 의해 열차를 띄우는 방식이다. 

자기부상열차를 띄우는 것과 마찬가지로 자기부상열차에 추진력을 주는 원리도 자석의 당기는 힘과 밀어내는 힘을 이용한다. 
 

자기부상열차는 레일 위를 떠서 달리기 때문에 친환경 교통 수단이라고 할 수 있다. 바퀴와 레일의 마찰이 없기 때문에 기본적으로 분진이 발생하지 않고, 실외소음도 65데시빌 이하로 매우 정숙하고 진동이 없어 승차감이 좋다. 
 

하지만, 제작 비용이 많이 들고 장거리 이동이 힘들다.

집에서 간단한 준비물로 자기부상열차 원리를 알아볼 수 있다. 

첫째, 140×80의 아크릴 판을 준비하고 45mm 되는 부분을 열을 가해 직각이 되도록 구부린다.

둘째, N/S극 방향이 모두 같도록 사각자석 4개를 아크릴 판에 접착제를 이용해 부착한다.

셋째, 아크릴 판에 붙인 사각자석보다 조금 더 넓은 간격으로 꼬치용 나무에 원형자석 2개를 고정한다.

넷째, 앞쪽 원형자석의 위치를 사각 자석 보다 앞에 두고, 뒤의 것은 사각 자석의 바로 위에 오게 위치를 조절하여 평형점을 찾아 고정시킨다.

마지막으로 손의 힘을 이용해 원형자석 꼬치를 돌려 본다. 

<내가 만든 자기부상열차>