가스터빈 기관차

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세계 최대의 가스터빈-전기 기관차인 UP GTELs.

1 개요

Gas turbine locomotive

말 그대로 가스터빈을 동력 수단으로 이용해 주행하는 기관차.

디젤 기관차처럼 가스터빈을 이용해 생산한 동력 그 자체로 주행하는 기관차(기계식 가스터빈 기관차)와 가스터빈을 이용해 전기를 생산한 다음 그 전기를 동력으로 주행하는 기관차(전기식 가스터빈 기관차)로 나뉜다. 그러나 디젤 기관차처럼 가스터빈 역시 그 자체에서 나오는 동력으로 자유로운 변속 등을 하기에는 무리가 따르기에, 가스터빈 기관차의 절대 다수는 전기식 가스터빈 기관차(가스터빈-전기 기관차)이다. 따라서 이 항목의 설명도 가스터빈-전기 기관차 위주로 진행된다.

가스터빈-전기 기관차의 경우, 쉽게 이야기하자면 화력 발전소 돌리는 그 방식대로 기관차를 돌리는 거다. 덕분에 대출력을 내기가 매우 유리하다. 진짜 그 출력 하나만큼은 전기 기관차 다음이다.[1] 오히려 견인력 부분에서는 전기 기관차를 뛰어넘는 수준.[2] 게다가 터빈의 구조가 다른 엔진보다는 간단하고 부품도 적다보니 유지보수에도 유리하다는 장점이 있다. 실제로 가스터빈-전기 기관차는 디젤 기관차의 발전이 아직 더뎌서 입환 기관차로 굴릴 수준밖에 못 되던 1940년대~1960년대에 전성기를 누렸다. 출력이 너무 높아 장거리/대용량 수송이 아니면 대다수 국가의 철도 환경에서 써먹을 수 없다는 점 때문에 이전 시대의 증기 기관차마냥 주류까지는 되지 못했지만, 그래도 당시 주요 철도 선진국(미국, 영국, 스위스, 프랑스, 캐나다, 소련 등등...)들이 한 번쯤 가스터빈-전기 기관차를 굴려봤을 정도이다.

이런 엄청난 장점이 존재함에도 불구하고 지금 가스터빈 기관차를 굴리는 철도기업은 손에 꼽는다. 왜냐면 이를 씹어먹는 엄청난 단점이 존재하기 때문인데, 연비가 엄청나게 나쁘다. 터빈의 어쩔 수 없는 문제.[3] 이 때문에 석유파동은 가스터빈 기관차에는 크리티컬 히트가 되었다. 게다가 초기에는 효율은 좋은데 출력이 너무 낮아 입환용으로밖에 못 써먹는다던 디젤 기관차는 기술의 발전으로 그 자체의 출력도 증가했고, 게다가 총괄제어를 통한 중련이 가능해진 이후로는 가스터빈 기관차가 했던 역할을 디젤 기관차 3~4대 중련하면 충분히 해낼 수 있게 되었다.

그리하여 현재 가스터빈 기관차를 운용하는 경우는 거의 없다.

2 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 굴렸던 사업자이다. 역시 챌린저빅 보이를 굴렸던 기업답다.

프랑스에서 TGV를 개발할때, 초기 가스터빈 방식으로 개발을 하였고, 시제차량도 제작하였다. 허나 석유파동으로 인해 이 계획은 중지되었고 전기방식으로 전환하게 되었다. 현재 이 차량의 선두차만 보존되고 있다.
  1. 물론 과거에는 전기 기관차도 가스터빈-전기기관차보다 출력이 후달렸으나 VVVF 제어기술의 발달로 최근에는 9,600kw나 되는 괴력을 자랑하는 기관차까지 출시된 상태다. 게다가 무게당 출력비(kw/ton)는 현재 VVVF제어 방식의 전기 기관차를 따라올 기관차가 없다.
  2. 다만 이것은 가스터빈 기관차만의 특징이라기 보다는 UP GTELs가 넘사벽 수준의 견인 성능을 요구하다보니 나온 현상... 212,312lbf(944,410N)라는 미친 견인력을 자랑한다(...) 참고로 GTELs와 비슷한 마력수를 가진 ES64U 전기 기관차(8,600마력)의 견인력은 67,000lbf(300,000N)급.
  3. 60톤밖에 안되는 M1 에이브람스가 1500마력 가스터빈 엔진으로 인해 0.6MPG 이라는 막장스러운 연비를 자랑한다. 그걸 그거보다 몇배는 무거운 철도차량에 달았다간...