가스터빈 기관차
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세계 최대의 가스터빈-전기 기관차인 '''유니온 퍼시픽 GTELs'''
1. 개요
Gas turbine locomotive
말 그대로 가스터빈을 동력 수단으로 이용해 주행하는 기관차.
디젤 기관차처럼 가스터빈을 이용해 생산한 동력 그 자체로 주행하는 '''기계식 가스터빈 기관차'''와 가스터빈을 이용해 전기를 생산한 다음 그 전기를 동력으로 주행하는 '''전기식 가스터빈 기관차'''로 나뉜다. 다만 개발된 숫자는 기계식 기관차보다 전기식이 훨씬 더 많은데 왜냐하면 가스터빈은 출력을 일정 이하로 조절하기 힘들어서 제어가 힘들고 저속 연비가 극악이라 차라리 발전기를 돌리는게 더 적합한 기관이였기 때문이다.
2. 상세
가스터빈 기관은 같은 출력에서 오염이 디젤보다 적고 정숙한 편이며 수명이 길다는 장점도 있지만 가장 큰 장점은 특성상 출력대 중량비가 우수하여 대출력을 내기가 매우 유리하다는 것이다. 그 출력 하나만큼은 전기 기관차 다음이다. 그래서 전기 기관차의 성능이 향상 되기 전까지는 대출력, 특히 매우 높은 견인력을 요구할 때 많이 사용되었다. 가스터빈 기관차는 디젤 기관차의 발전이 아직 더뎌서 입환 기관차로 굴릴 수준 밖에 못 되던 1940년대~1960년대에 전성기를 누렸으며 당시 주요 철도 선진국[1]들은 한 번쯤은 가스터빈 기관차를 굴려봤을 정도였다.
그러나 당대의 독보적인 대출력 기관차였음에도 불구하고 현재까지 그 명성이 이어지지는 못했는데 시간이 지남에 따라 디젤 기관차와 전기 기관차가 더 우수한 성능과 효율로 쫓아오면서 가스터빈 기관차를 대체했기 때문이다. 게다가 결정타로 70년대에 오일 쇼크가 터지면서 철도 업체들이 차량 연비에 민감해짐에 따라 상대적으로 효율이 떨어지고 운용이 힘든 가스터빈 기관차는 점차 대체되어 대부분 사라졌다.
현재는 가스터빈 기관차보다 출력을 크게 만들 수 있으면서 효율까지 넘사벽으로 좋은 전기 기관차가 이들의 자리를 완벽하게 대체했고 디젤 기관차의 성능도 크게 향상되었기에 현재는 대단히 보기 힘들다. 그러나 전기 철도가 없는 환경에서 전기 기관차 수준의 대출력을 만드는 방법으로는 지금도 유효하기 때문에 수요가 완전히 0은 아니다. 예를 들면 최근 러시아에서 천연가스를 연료로 사용하는 가스터빈 기관차를 신조하고 있다.
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사진 속 가스터빈 기관차는 '''GT1s(ГТ1h)'''로 최대출력 11,300마력[2], 최대견인력 980 kN를 자랑한다. 60여년 전 미국의 GTELs와 마찬가지로 비전철화 구간에서 장대화물 견인용도로 탄생한 모델이다.
3. 전기 기관차와의 비교
전기 기관차는 같은 출력일 때 가스터빈 기관차에 비해서 최고 속도가 높고 견인력이 낮은 경향을 보이는데 대부분 출력에 비해 차량 중량이 낮은 편이다 보니 바퀴가 헛돌기 쉽기 때문이다. 현 시점에서 가스터빈 기관차의 엄청난 견인력이 필요한 수요 자체가 드물며, 필요하더라도 간단하게 중련운행을 하면 그만이기 때문에 크게 눈에 띄는 문제는 아니다. 전기 기관차도 수요가 별로 없어서 그렇지 얼마든지 견인력이 높은 전기 기관차도 개발할 수 있다. 대표적으로 스웨덴 말름철도(Malmbanan)에서 운용중인 IORE 전기 기관차가 있다. 최대출력 14,700마력에 최대견인력은 무려 '''1,400 kN'''.
4. 기타
미국은 그 특유의 철도 환경 덕택에 가스터빈 기관차를 많이 굴렸다. 특히 미국의 철도 사업자 UP는 한 때 전 세계 철도 사업자 가운데 가스터빈 기관차를 가장 많이 굴렸었다. 역시 챌린저와 빅 보이를 굴렸던 기업답다.
프랑스에서 TGV를 개발할 때 초기에는 가스터빈 방식을 사용하여 TGV 001이라는 시제차량도 제작하였다. 허나 석유파동으로 인해 이 계획은 중지되었고 전기 구동 방식로 전환하게 되었다. 그런데 오히려 이 때문에 성능은 훨씬 강력해졌으며 가스터빈 방식일 때 기록한 최고속도는 318 km/h이었지만 전기 방식로 교체하자 380 km/h로 껑충 뛰어올랐다. 게다가 당시에는 VVVF 기술이 발달하지 못해 직류전동기로 구동하던 시절이었다. 현재는 이 가스터빈 시제차량의 선두차만 보존되고 있다.