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[21세기 교통/운송기술 발전전망]


                              21세기 교통/운송기술 발전전망


  21세기에 커다란 변화가 기대되는 산업 가운데 하나로 교통을 들수있다.
  자동차와 항공산업의 발전 으로 지금보다 훨씬 빠르고 쾌적하고 안전한 수송과 이동이 눈

  앞에서펼쳐 질 것이 분명하다.

 

  서울에서 아침식사를 하고 뉴욕에서 점심식사를 한 뒤 업무를 처리하고 야간에울로

  아 오는 상황이 생길수 있다.
  한마디로 지구촌이 "한나절 생활권" 으로 좁아지는것이다. 게다가 지금과는 달리 소음과 

  매연등 공해에서 상당 부분 자유로워질것으로 예상된다.

 

  또 공상과학영화에서 흔히나오는 '공중자동차'가 앞으로 100년안에 나오지 말라는 법도없

  다. 이처럼 고속, 대용량, 안락, 안전, 저공해 등으로 대변되는 21세기 교통환경은 소재와

  엔진, 에너지,부품기술의 획기적인 발전과 더불어 우리 곁으로 다가올 전망이다.

 

  교통

 

  자동차 속도를 높이기 위해 우선 고성능 엔진과 지능형 무단변속기가 핵심기술로 자리잡

  을 전망이다. 그러나 우리나라는 도로 확장에 한계가 있기 때문에 차량 자체의 성능 개선

  과 함께 교통시스템 개선과 관련한 기술이 더욱 중요한것으로 분석된다.
 
  따라서 주행중인 자동차의 종류와 속도,밀도 등을 파악해 교통흐름을 실시간으로 최적 제

  어하는관제시스템 기술과 목적지까지 최적 주행경로등 도로상황이 미리 전개되는 차량항

  법 시스템 기술이 주요 기술로 각광받을 전망이다.

 

  또 주행 중 안전과 관련된 신체기능.운전 행태상 특성을 자동분석해 운전자에게 제공하는

  운전 지원 시스템도 실용화한다.
  따라서 교통관련 시스템 산업의 중요성이 더욱 커질 것으로 예상된다.

 

  저공해와 에너지효율향상을 겨냥한 기술로는 가솔린과 전기를 함께사용하는 하이브리드

  자동차와 연료전지를 동력원으로 사용하는 전기자동차 기술이 꼽히며 기존 가솔린의 연비

  와 오염을 개선하는 기술도 우선될 전망이다.

 

  신소재 사용과 엔진효율향상으로 앞으로 10년안에 연료 소비율은 30%향상될 것으로 분석

  되고있다. 자동차사고를 방지하도록 제어시스템에 신호를 보내는 전자기식 제동장치 기술

  도 널리 보급된다. 궤도차량 분야에서 가장 기대되는 기술은 자기부상열차이다.
  이열차는 자석의 같은 극끼리 반발하는 원리를 이용해 레일 위 10cm정도까지 떠서 달리는

  것으로 소음과 진동이 적고 무엇보다 속도가 빠르다는 장점이 있다.

 

  특히 최고500km이상 속도를 낼 수 있다는 점이 가장 매력적이다.

  이를 위해서는 부상제어기술 향상이 필수적이다. 이는 감지기에서 전자석의 상.하 진동

  에관한 정보를 받아 부상 제어에 필요한 각종 신호를 만들고 전자석에 흘러야 할 전류량

  을 제어 하는 것으로 여기에 기술개발의 초점이 맞춰질 전망이다.
  또 차량용량 증대를 위해 필요한 2층열차 제조 기술도 주요 기술이 될 것으로 보인다.
 
  조선분야에서는 철강 이외에 신소재를 사용한대형 고속선과 수심 6000m까지 잠수할 수 있

  는 유인 해저탐사선 기술이 실용화할 전망이고 자율 향해하는 무인 심해 조사선도 보글될

  것으로 예측된다.
 

                           교통 미래기술 연표
 
 

과제명

국내실현

시기

세계실현

시기

 목적지까지모든 도로상황이 미리전개되는 차량 항법

 시스템  실용화 

2005

2001

 현재보다연소률이 30%정도 저감된 자동차 보급  
 가솔린과 전기를 동시에 이용하는 하이브리드 차량 실용화
 지능형 완전 전자화 무속변속기 (CVT)개발  
 GPS를 이용한 효율적 물류장비 통제시스템 개발

2007

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 " 

 

2004

2003

2003

2002

 

 철강이외의 신소재를사용한 대형 고속선개발  
 기후변화 및 낮,밤 등의 변화에 적응하는 지능형 교통표지

 개발

2008

2008

 

2005

2004

 

 자동차 종류의 속도 밀도 등을 파악해 도시내 교통흐름 을 
 실시간으로 적화 하는 도로교통 관제시스템 보급

2009

2004

 자동차보품이나 재료90% 리사이클실현 
 자동운전하는 지능형 차량보급  
 신체기능상,운전형태상 특성을 자동분석해 운전자에게

 제공 하는 운전 지원시스템실용화

2010

"

"

 

2005

2005

2005

 

 수심6,000m이상의 유인 해저탐사 잠수정개발  
 완전무인 열차제어기술 및 무인 자율운용 궤도차량 시스템
 실용화 선로위험물 감지를 위한 열차운전 예측·경보 제어
 시스템 
 교량,교통시설 등의 피로정도 등을 자동으로 모니터링하는
 시스템 개발 
 소형,고효율 가스터빈 장착한 대형 차량개발 

2010

"

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"

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2005

2002

 

2005

2003

2007 

 최고속도500km/h정도의 초전도 자기부상열차 실용화  
 개별차륜구동방식의 추진시스템을 이용한2층 동력객차 
 실용화

2011

"

 

2003

2005

 

 연료전지를 동력원으로 하는전기자동차30%정도 보급 

2012

2006

 도로에 설치돼 교통소음을 에너지적으로흡수해 환경기준을 
 만족할 정도로 감응하는 장치 실용화

2013

2008

 철도와 도로의 연결을 원활하게 하기 위해 트럭이 
 철도차량으로 전환되는 시스템 실용화

2019

2010

 태양에너지 등 대체에너지를 이용한 열차전원 독립기술  
 개발 
 공증에 설치된 복도로 고층건물 사이를 자유롭게 이동할  
 수 있는 소형도시 신교 통시스템 시용화

2020

 

2020

 

2012

 

2010

 

 
 항공·우주

 

 우리나라 기술 수준이 선진국보다 크게 뒤져있는 분야이다.특히 기술개발에 막대한 비용이

 들기 때문 보잉등 선진국 대기업의 개발프로그램에 동참하는 방법을 강구하는 것이 바람직

 한것으로 분석되고 있다.
 
 항공산업은 신기술 항공기,추진기관 등의 영역에서 항공기의 대형화 고속화 무인화 저소음

 화를 목표로한 다양한 기술 등장이 예고되고있다.우선 항공기 개발과 관련 해서는 600-700

 명 승객이 탈 수 있는 초대형 여객기가 2020년 우리손으로 만들어질 전망이고 이에앞서 초

 음속 전투기가 선보이게 된다.

 

 우리나라는 국토가 좁기 때문에 긴 활주로가 필요없는 장점이 있기 때문에 소음만 줄인다

 면 시가지에서도 적극 활용할수있다.
 따라서 헬리콥터의 저소음화를 위한 기술도 각광받을것으로 예상된다.
 
 여객기 개발과 성능개선 연구와 더블어 무인항공기 기술이 다양하게 활용된다.
 인간이 탑승하지 않고도 통신과 감시,군사작전.재난구조 등의 임무를 수행할 수 있기 때

 문 이다.

 

 국내에서는 20-30km 고도의 통신.원격 탐사용 무인항공기가 2010년대 등장하고
 30cm크기의 초소형탐지 감시용 비행체도 이맘때 선보일 전망이다.

 이비행체는작은 새에 가까운 것으로 먼저 군사용으로사용된 뒤 점차 교통·환경 감시, 테

 러 진압용등으로 응용된다.

 

 항공기 엔진은 기계 전기 전자 소재등 각 분야 기술이 통합된 첨단 시스템으로 항공기에

 서 빼놓을수 없는 부분·고효율 저소음 저공해 제트 추진 엔진이 2014년께 개발되고 극초

 음속 항공기의 전제조건인 램제트 엔진이 15년쯤 선보일것으로 예측되고 있다.

 

 우주산업에서는 발사체와 위성체기술이 핵심이다. 특히 발사체는 위성이나 우주
 비행체를 우주궤도로 실어나르는 것으로 개발이 절실한 부분이다.국내에서는 2020년
 이 되어야 재용형 발사체 기술(시스템과 추진기관 설계기술)이 확보될 전망이다.

 

 이에앞서 2010년께 저궤도위성 발사체가 실용화하고 위성체 자세제어와 로켓 유도 조정를

 위한 센서등 핵심부품도 개발될 것으로 보인다.
 또위성 자세제어와 위치유지과 행성간 궤도비을위한 전기 시스템은 2015년 자체 개발될

 예정이다.

                          항공·우주 미래기술 연표
 
 

 GAS를 이용한 인공위성 자세 결정/제어기술개발 

2007 

기실현

 초고속 전투기 자체개발  
 30cm이하의 소형비행체(MicroUnmannedVehic)개발  
 하이브리드(고체·액체연료의 혼합)로켓 추진체 실용화  
 저궤도 위성용 발사체 실용화  
 위성체의 자세제어 및 로겟의 유도조정을 위한 센서· 
 전동기 개발

2010 

" 

기실현

2003

기실현

기실현

기실현

 50인승급 단거리 이착륙기 항공기 자체 개발 

2011 

기실현

 궤도 재진입기술 개발

2012 

기실현

 통신서비스용 저궤도 (30km)비행선개발  
 초저소음 항공기 객실 실용화

2013 

"

2005

2005

 고효율·저소음·저공해제트추진 엔진개발

2014

2001

 추진5000lb급 터보제트형 항공기엔진 개발

2015

기실현

 소모성 램제트 엔진개발

2015

기실현

 시가지에서 발착해도 환경기준을 만족시키는 획기적 저소음

 헬리콤터 개발

2019

2009

 600-700명 승객규모의 초대형 여객기 개발

2020

2005

 우주환경을 이용한 반도체나 약품 등의 상업생산용 우주공장

 실현

2022

2006

 속도 마하3,정원 200-300명으로 태평양을 3시간안에 횡단하는  여객기 개발 
 행성의 지하자원 탐사시도

2025 

"

2010

2005

 소형 행성 탐사선 개발  
 태양열,마이크로웨이브 에너지이용 항공기 개발  
 극초음소 여객기 우주왕복선 개념으로실용화  
 거대한 태양전자판을 갖는 태양광 발전소건설

비실현 

"

기실현 

2010

2015

2011

 
 생활 어떻게 바뀌나

 

 교통·항공우주 기술의 발달로 21세기에는 공간과지역의 제약에서 크게벗어난다.
 현재 추진하고 있는 각종 프로젝트가 완성되면 생활공간이 지구촌을 벗어나 우주로 확대

 될 전망이다.

 

 우선 21세기에는 자동차 속도가 빨라지는 반면 교통사고는 크게 줄어들 것으로 보인다.

 자동차 엔진소재가 금속에서 세라믹으로 바뀌면서 효율이 높아져 속도가 개선된다.

 엔진 무게가 가벼워지고 연료 연소율이 높아져 매연도 줄어든다.
 휘발유 사용은 점차 감소되고 대신 전기와 수소등 대체 에너지를 연료로 사용하는 차량이

 대중화돼 매연에서 해방된다.

 

 또 운전자가 음성으로 지시하면 작동되는 시스템도 선보여 편리한 운전환경이 조성 된다.

 교통사고가 감소하는 것은 각종 교통시스템과 첨단소재 때문.위성항법장치(GPS)와 연결된

 차내 장치를이용해 차간거리를 일정하게 고정할 수 있고 차체도 고분자 재료로 만들어져

 충격 흡수능력이 향상된다.
 
 도로차 환경이크게 좋아져 고속도로 제한 속도는 200km까지 높아진다.이에 따라 서울에서

 2시간대에 부산까지 도착할 수 있게 된다.
 국내 웬만한 기차노선은 최고시속 500km를 자랑하는 자기부상 열차로 대체된다.
 고온초전전자력의 힘으로 레일 위 10cm를 떠서 달리는이 기술이 실용화하면 서울∼광주를

 1시간여만에 오갈 수있다.

 

 이 열차는 이같은 속도향상외에 소음·진동이 크게 줄어 쾌적한 여행 이가능하다.
 육상에서의 교통혁명만 중교통도 획기적 발전을 거듭한다.우선 마하 10이 넘는 극초음속

 여객기 탄생으로 2시간이면 뉴욕까지 갈수있게 된다.
 미사일에 사용하는 엔진인 스크램제트를 여객기에 사용하고 각종첨단소재를 사용하면서

 이같은 속도가 가능 해진다.
 
 1인 비행장치도 등장한다. 최대시속 150km에 수직 이착륙이 가능한 이장치는 교통혼잡

 지역에서 출퇴근용으로 널리 보급된다. 또약1km 상공까지 올라가 아래를 내려다 볼 수 있

 어 레저 여가용으로도 사용이 가능하다.

 

 우주를 향한 꿈을 오래 전부터 키워온 인류는 드디어 2020년대 달에기지를 설립한다.

 결혼식을 마친 신혼부부, 달에 건설된 호텔과 레저단지에서 신혼여행을 즐기게 된다.

 
 엘리베이터 타고 우주여행 가능

 

 우주선이 아니라 엘리베이터를 타고 우주여행을 할수있게하는 연구가 추진되고 있다.

 지난 1961년 옛소련 레닌그라드 공대의 알츠타노프 교수가 처음으로 제시한 이 구상은

 른바 '궤도 엘리베이터' 라는 것. 그는 지상 3만km 지점의 정지위성에서 거대한 샤프트

 구조물을 지상으로 내리고 그속에 리니어모터(유도전동기를 일직선으로 끌어 놓고 회전운

 동을 직선운동으로 바꾸는 모터)식 엘리베이터를 운행 할 수 있다고 제한했다.
 
 이 엘리베이터는 궤도에 올라간 뒤 내려올 때는 낙하운동을 활용하기 때문에 전력이 전혀

 들지않는 다는 특징을 가지고 있다.
 

 선진국과의 기술격차는 얼마나 되나

 

 선진국과 비교해 우리의 교통분야 기술력은 51.1%, 항공우주분야는 최하의 수준인 31.8%다.
 특히 항공우주 가운데 소형 행성탐사선 등 선진국이 이미 실현한 일부 기술은 앞으로 20년안

 에 우리가 개발하는 것이 불가능한 것으로 파악되고 있다.

 

 교통분야의 영역별 수준은 조선기술이 가장 높은 60%이르는 것으로 나타났고 자동차 기술이

 52%, 교통물류 51.1%, 궤도차량 44.7%순 이다.
 
 2025년까지 우리나라가 개발해야 할 64개 과제들은 대체로 선진국에 3∼5년 정도 뒤진 것으로

 파악되지만일부 과제는 10년 정도 차이를 보이고 있다.

 

 과제별로는 자동차 와 궤도차량영역에서 '가솔린과 전기를 동시에 이용하는 하이브 리드 차량

 실용화'가 200년 실현될 것으로 보여 4년의 격차를 보이고 있고'시속 500km 초전도 자기부상

 열차 개발'은 8년 차가 난다.
 또'지능형 전자화 무단변속기 개발'은 선진국보다 4년 늦은2003년 실현될 전망이다.

 



 - 2000. 1. 5. 매일경제 -