1. 원리

      어렸을 적 누구나 한 두번쯤은 자석을 갖고 논다. 자석에 이런저런 금속을 붙여보기도 한다. 그러다가 같은 극끼리는 서로 끌어당기고 다른 극끼리는 서로 물리친다는 것을 경험하게 된다. 자기적인(Magnetic) 힘을 이용하여 공중에 떠서(Levitation) 운행하는 열차를 "자기부상열차(MagLev)"라 한다. 뜨는 방법은 같은 극의 자석 사이에 작용하는 반발력을 이용한 반발식과, 다른 극끼리 서로 끌어당기는 힘을 이용하는 흡인식으로 나눌 수 있다.       흡인식은 차체에 고정되어 있는 전자석과 자성체 레일 사이의 인력을 이용하여 차체를 띄운다. 전자석과 레일의 틈새가 작아지면 전자석의 전류를 줄여 자기력을 약하게 함으로써 흡인력을 약하게 하고, 틈새가 커지면 그 반대로 하여 뜨는 높이를 일정하게 유지한다. 이 방식의 부상 높이는 0.8∼1.5㎝로 작은 편이며, 차체와 레일 사이의 틈새에 즉시 반응하는 제어시스템이 없으면 뜨는 높이를 일정하게 유지할 수 없는 불안정계이다. 자석은 일반적인 전자석을 이용하므로 상전도자기부상식이라고 한다.       반발식은 보통 차체에 장착한 강한 자석과 궤도에 연속적으로 배치한 코일로 구성되어 있다. 코일의 윗면을 강력한 자석이 이동하면 전자유도에 의해 코일에는 차체의 자석과 동일한 극성이 되어 둘 사이에 큰 반발력이 생긴다. 이 반발력에 의해 뜨는 것이 유도반발식 자기부상이다. 반발식은 틈새가 작아지면 자동적으로 반발력이 증대하여 뜨는 안정계이므로 자기력 제어는 필요없다. 그러나 강력한 자석이 필요하므로 초전도자석을 이용하며 초전도자기부상방식이라고도 한다. 부상 높이가 10㎝ 가량으로, 시스템의 안정성과 신뢰성이 높은 반면에 저속에서는 뜰 수가 없어 별도의 지지 기구를 필요로 한다.       뜨는 건 그렇고, 어떻게 앞으로 나아갈까? 추진안내용 지상코일에 전류를 흐르게 하여 차 속의 자석과 사이의 반발력과 흡인력을 이용한다. 차의 자석 뒤쪽에 있는 코일과는 반발력이, 앞쪽에 있는 코일과는 흡인력이 작용하도록 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꾼다. 극이 번갈아 바뀌는 원리가 모터와 흡사하여, 자기부상열차를 다른 이름으로는 "Linear Motor Car"라고도 부르는 것이다.

      2. 개발 역사

      자기부상열차의 아이디어를 처음 생각한 사람은 1930년대 독일의 허먼 켐퍼(Herman Kemper)이고, 고속자기부상열차의 기본 개념을 세운 사람들은 1960년대 미국 부룩헤이븐 국립연구소의 제임스 포웰(James Powell)과 고든 댄비(Gordon Danby)이다. 이들은 기존의 바퀴식 열차는 시속 300km 정도가 한계라고 생각했으며, 이를 극복하기 위해서는 지상에서 비행기처럼 떠서 가는 자기부상열차를 개발해야 한다고 생각했던 것이다.       몇몇 선진국에서는 이미 도심 내의 단거리 구간을 달리는 상전도식 자기부상철도가 상업화 단계에 들어갔으나, 초전도식은 고온초전도체의 실용화에 어려움이 있어 시간이 걸릴 것으로 예상된다.       이들의 아이디어는 1960년대 말 독일로 전해졌으며, 독일 과학기술성에서는 자기부상열차야말로 미래 교통의 주역이라는 확신을 갖고 개발비를 과감하게 투자하여 개발을 거듭한 끝에 오늘날 세계 최고의 기술 보유국이 되었고, 이렇게 개발된 시속 450km급의 상전도 흡인식 트란스래피드(Transrapid) 모델은 함부르크∼베를린 290km 노선에 채택이 결정되어 있다.       일본은 1970년대 초 독일의 기술을 도입하여 트란스래피드와 비슷한 원리를 채용하는 자기부상열차(HSST) 개발에 착수하였으며, 이 모델은 현재 도시형 중저속용으로는 개발이 완료되어 2005년 나고야 EXPO행사에 맞추어 10km 노선을 건설할 계획이다. 한편으로는 초전도자석을 이용한 고속자기부상열차 개발에 정부가 적극 나서서, 현재 이 분야에서는 세계 최고의 기술을 보유하고 있으며 시속 500km의 속도로 시제품 모델의 시험운전을 실시 중이다.

      3. 우리나라의 개발 동향

      우리 나라는 1989년 한국기계연구원이 국책연구개발사업으로 자기부상열차 개발에 착수함으로서 본격적인 개발이 이루어지게 되었다. 우리 나라에서 개발한 자기부상열차는 UTM(Urban Transit Maglev)이라는 명칭이 의미하는 바와 같이 도시교통문제 해결을 위한 새로운 국산 경전철 모델이다. 이를 개발하기 위해 대덕의 한국기계연구원 내에는 1.1km 시험선로가 설치되었으며, 최초의 모델은 1997년에 탄생되었다. 우리 나라에서 개발한 자기부상열차는 일본의 HSST와 성능이나 용도가 비슷한 것이지만, HSST는 1975년 개발 착수 이후 25년 동안 7번이나 새롭게 개발된 반면 우리 나라의 UTM은 단지 첫 번째 모델이기 때문에 성능을 보다 개선해야만 우리 국민들이 안심하고 탈 수 있을 것이다. 한편, 현대정공에서 개발한 자기부상열차는 1993년 대전 엑스포에서 시험운행된 바 있다.