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우리가 먼 곳을 갈 때, 물건을 나를 때 자주, 용이하게 쓰이는 것은 바로 열차이다. 영국의 스티븐슨에 의해 1814년에 처음 만들어진 기차는 시간이 지나갈 수 록 점점 더 발전해갔다. 그럼 열차가 어떻게 지금까지 변하였는지, 앞으로는 어떻게 변화할 것인지를 살펴보자.

[세계에서 최초로 만들어진 열차이다. / 사진=인터넷 캡쳐]

세계 최초의 열차는 바로 영국의 스티븐슨이 만든 열차이다. 스티븐슨은 제임스 와트의 ‘증기기관’을 이용하여 열차를 만들었다. 이 열차는 사람들이 타기 위한 교통수단이라기보다 전쟁으로 인해 비싸진 말을 대신해 탄광에서 광물을 나르거나 무거운 물건들을 나르는 일을 했다. 하지만 초기의 열차들은 기술이 부족한 탓에 큰소리가 나며 말이 달리는 속도보다 느려서 효율이 떨어졌다.

증기기관을 이용한 열차는 시간이 지나자 디젤기관이나 전기를 사용하는 열차로 변해갔다. 디젤기관은 경유 또는 중유를 연료로 압축, 점화를 통해 작동하는 왕복운동형 내연기관을 말한다. 이 열차는 석탄보다 가벼운 석유를 사용하며 한번 연료를 채우면 먼 거리를 달릴 수 있어 연료비가 적게 드는 장점이 있다. 이런 디젤기관차의 예로는 무궁화호가 있다. 전기를 사용하는 고속열차도 사용되는데, 이 열차는 외부에서 받은 전기로 모터를 회전시켜 움직인다. 외부에서 전기를 얻기 때문에 가볍고, 에너지 효율이 좋다는 장점이 있다. 또한 기차가 유선형으로 만들어져있고, 바퀴의 수도 적어 진동과 소음이 매우 적다.

산업화가 점점 진행되며 지상에서는 교통체증이 심화되었다. 그래서 사람들이 새롭게 길을 만든 곳이 바로 지하였다. 사람들은 지하에 길을 내고 철로를 건설해 열차가 다닐 수 있게 했고, 이는 우리가 흔히 알고 있는 지하철이 되었다. 지하철은 전력공급장치에서 전력을 받아 모터를 회전시켜 바퀴를 돌려 움직인다. 지하철은 외부에서 전기를 얻어 움직여 열차의 무게가 가볍고, 진동, 소음, 먼지가 적고 자연 훼손이 적다는 장점이 있다.

기술이 개발됨에 따라 초전도체를 이용한 자기부상열차가 나왔다. 자기력을 이용해 열차를 선로 위로 부상시키는 열차인 자기부상열차는 열차에서 나는 소음이 매우 적다. 진동 또한 거의 없으며, 고속으로 운행할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한 마찰에 의한 마모도 거의 없어 유지 및 보수비용이 저렴하고 자석이 레일을 감싸기 때문에 탈선의 위험이 없다. 그러나 자기부상열차는 이러한 장점들이 있음에도 불구하고 바퀴식보다 에너지 효율이 낮고, 자기장이 인체에 미치는 효과가 아직 밝혀지지 않았다고 한다. 아직 운행이 불안정하고, 운행에 막대한 돈이 필요하다는 단점 때문에 생활 속에서 잘 쓰이지 않고 있다.

[현재 운행되는 자기부상열차에 사용되는 초전도체이다. / 사진=인터넷 캡쳐]