철도연, 부유식 해상활주로기술과 누드형 열차페리기술 선보여

철도연, 부유식 해상활주로기술과 누드형 열차페리기술 선보여
한.러 간 대륙철도, 해상 연결시 누드형 열차페리 기술 효과적 활용

한국철도기술연구원(원장 홍순만)은 11월 5일(화) 오후3시, 대한상공회의소에서 철도교량, 항공, 조선해양, 공항토목 분야의 전문가 100여명이 참석한 가운데『부유식 철도교량 기술을 이용한 융복합 해상활주로 기술세미나』를 개최했다.

이날 세미나에서는 작은 섬도 빠르게 갈 수 있는 경제적인 ‘부유식 해상활주로 기술’과 열차페리에 열차가 없는 ‘누드형 열차페리 기술’이 소개됐다.

소개된 기술은 고속철도 인프라, 해중철도, 레일운하, 열차페리 등을 통해 그동안 철도연이 축적해 온 융복합 기술을 바탕으로 장대교량과 부유식 철도교량 기술에 해양 및 항공기술을 융복합 한 것이다.

부유식 해상활주로 기술은 활주로를 건설할 만한 공간이 없는 도서 지역의 해안가 바다에 소형 공항을 만드는 것으로 삼면이 바다로 섬이 3천여 개나 되는 우리나라에 매우 효과적으로 활용될 수 있다.

천혜의 자연환경으로 매우 아름답지만 오가기가 불편해 감춰져 있던 여러 섬들을 대도시에서도 쉽게 가서 관광하거나, 섬 주위를 하늘에서 둘러보는 관광상품으로도 활용할 수 있어 지역 경제발전에도 크게 기여할 수 있을 것으로 보인다.

부유식 해상활주로는 기존 매립형 해상공항이나 교량형 공항과는 달리 활주로 전체를 물의 부력을 이용해 바다에 띄우고, 그 위에 비행기가 이착륙하는 개념이다. 원리는 항공모함과 비슷하나 안전을 더욱 강화하기 위해 양쪽 끝부분을 육상에 묶어 고정시키는 기술이 적용됐다.


[부유식 해상활주로 기술]


[부유식 해상활주로 조감도]

일반적인 교량 방식으로 해상활주로를 만들려면 일정한 간격의 교각을 해저까지 연결해 깊숙이 고정시켜야 하지만, 부유식 교량기술은 교각 대신 물의 부력으로 활주로를 띄우기 때문에 교각 건설비와 매립비용이 필요 없어 활주로 건설비를 절감할 수 있도록 설계됐다. 단위당 건설비는 부유식 활주로를 1로 봤을 때 교각형 활주로 3.1, 매립형 활주로는 2.3으로 경제성이 있는 것으로 분석됐다.

※ 시공법에 따른 건설비 비교

시공법에 따른 건설비 비교표

	공사기간	사업비	제원	100㎡당 사업비(지수)	환경영향	비고
부유식 활주로	2년	2,434억원	- 길이 : 1,220m - 폭 : 80m	2.5억원(1)	없음	-
교각형 활주로	4년 11개월	4,343억원	- 총연장 : 2,260m - 폭 : 25.7m	7.5억원(3.1)	교각 건설에 따른 부분적 환경 파괴	콘크리트 투입량 : 290,550m3
매립형 활주로	5년	5,000억원	- 길이 : 1,100m - 폭 : 80m	5.7억원(2.3)	절개, 매립에 따른 환경파괴 예상	-

부유식 교량기술은 철도 및 도로 교량에도 적용할 수 있고, 이 경우 교량 건설비를 대폭 줄일 수 있을 것으로 보인다.

평상시에는 조수간만이나 파도, 해수면의 수위 변화에 따라 활주로 선체가 자유롭게 움직여 선체의 피로도를 최소화했다. 하지만 비행기 이착륙 시에는 안전을 위해 육상과 연결된 활주로 양쪽 끝 부분 지지대와 측면의 고정장치로 활주로 전체를 단단히 고정시켜 비행기를 안전하게 이착륙할 수 있게 했다.


[양단 이동식 상하 고정장치]


[부유식 해상활주로 단면]

활주로는 50인승 규모의 소형항공기가 이착륙할 수 있도록 국제민간항공기구(ICAO)의 규정(착륙대 길이 1,220m, 폭 80m, 활주로 길이 1,100m)에 따라 설계했으며, 착륙대 하부 구조체도 적설, 파랑, 착륙 등 다양한 하중에 견딜 수 있도록 했다.


[부유식 해상활주로 주요 제원]


[부유식 해상활주로에 착륙하는 쌍발 소형여객기]


[부유식 해상활주로 모듈]

건설과정은 구조체를 모듈 단위로 육지에서 제작한 뒤 현장에서 활주로를 조립.완성하기 때문에 건설 기간이 단축되고, 바다를 매립하거나 산을 깎는 등 대규모 해상 토목건설을 하지 않아 환경 파괴도 없고, 건설 비용도 줄일 수 있다. 또한 향후 구조물을 해체했을 때 다른 지역에서 재활용할 수도 있다.

한편, 누드형 열차 페리 기술은 컨테이너 박스를 실은 화물열차(화차)가 배에 올랐다가 컨테이너 박스만 남기고 화물열차는 배에서 빠져나오는 열차페리에 화물열차가 없는 재미있는 기술이다.

그동안 열차페리가 중국 등 목적지에 도착해 컨테이너 박스를 내리고 나면 빈 화차의 관리와 회수에 어려움이 많았었는데, 화차를 다시 회수할 필요가 없어 매우 편리하고 경제적이다.

이 기술은 자동 동시 상하역 리프팅 기술을 적용해, 컨테이너 화차가 배 안으로 들어오면 전체 컨테이너가 동시에 들어 올려지고, 그 사이 화차가 빠져 나가 컨테이너만 배에 실을 수 있다.


[누드형 열차페리 기술]


[컨테이너 자동 동시 상하역리프팅 기술]

바퀴가 있는 화차를 배에 실으면 배가 움직일 때, 화차도 배안에서 따라 움직이는 위험이 있어, 화차를 고정시켜야 하고 이 과정에서 다양한 고정장치와 작업 시간이 소요됐다. 그러나 컨테이너만 하역하면 컨테이너 하부의 홈을 이용하여 자동으로 컨테이너를 고정시킬 수 있어 상하역 시간도 줄일 수 있다.

화차의 중량은 화물을 가득 실은 컨테이너의 중량과 비슷해 화물중량을 50%까지 줄이는 효과로 운항 에너지도 절감된다. 또한 자동 동시 상하역 장치는 이동식으로 상하역장 상태에 따라 배에 싣고 다닐 수도 있고, 배에서 빠져 나올 수도 있다.

향후, 한.중 간 열차페리 운영이 활성화되거나, 한.러 간 대륙철도가 해상을 통해 연결되면 누드형 열차페리 기술은 더욱 효과적으로 활용될 것이다.

철도연 서승일 신교통연구본부장은 “부유식 해상활주로 기술은 양단 자동 지지대를 이용하여 교량의 구조적 피로를 방지하면서 비행기 이착륙의 안전성 문제를 해결했다.”고 밝혔다.

문화관광연구원 박광무 원장은 “바다 위 소형공항은 해상활주로만으로도 관광 아이템이 될 수 있으며, 외국인 관광객 1,000만명 시대를 맞이하여 관광산업을 활성화 시킬 수 있는 훌륭한 기술이다.”고 말했다.

철도연 홍순만 원장은 “우리의 아름다운 섬에 비행기를 타고 갈 수 있는 날이 곧 올 것”이라며 “철길이나 도로가 연결되지 않은 도서지역 주민들의 교통편의를 도모하기 위해 그동안 많은 고민을 해왔고, 철도연이 축적한 융복합 기술을 기반으로 부유식 해상활주로 기술을 개발했다.”고 전했다.

※참고자료 :
1. 국제민간항공기구(ICAO)에 따른 부유식 해상활주로 건설비용
2. 부유식 해상활주로 기술 관련 이미지

참고 1
국제민간항공기구(ICAO)에 따른 부유식 해상활주로 건설비용

국제민간항공기구(ICAO)에 따른 부유식 해상활주로 건설비용표

비 목			소요 금액(억원)
직접 재료비	갑판부	스틸	373.0
		콘크리트	66.2
	기둥부(스틸)		346.6
	하부탱크		119.5
	계류체인		6.0
	윈치		4.8
	모터		1.3
	기타 부품류		10.0
노무비	직접		742.0
	간접		89.0
경 비			175.9
현장 시공비			278.2
부가세			221.3
합계			2,434

참고 2
부유식 해상활주로기술 이미지


[부유식 해상활주로 착륙 준비]


[부유식 해상활주로 착륙을 위한 선회]


[부유식 해상활주로 진입]


[부유식 해상활주로 착륙을 위한 활강]


[부유식 해상활주로 착륙 모습]


[부유식 해상활주로 이륙 모습]


철도산업정보센터