EF81형 전기 기관차



EF81의 미친 존재감.[1][2](...) 사진속의 차량은 EF81 95호기.


JR 니시니혼 소속 트와일라이트 익스프레스 전용 도색[3]의 EF81 103호기. 츠루가 차량사업소 소속인지 敦이라는 글씨가 새겨져 있다

1 사양

国鉄EF81形電気機関車

열차 형식전기 기관차
대차 형식Bo-Bo-Bo
급전 방식직류 1500V
교류 20kV 50/60Hz
영업 최고 속도110km/h
설계 최고 속도115km/h
정격 출력직류 2550kW(환산 약 3420마력)[4]
교류 2370kW(환산 약 3180마력)
신호 방식JR화물 소유분 기준으로 ATS 기반의 ATS-SF・PF
입선 선구 및 회사에 따라 운영 회사 고유의 신호장비 설치
제작 회사히타치 제작소, 미츠비시 중공업
도입 연도1968~1979(공식적으로 생산이 이루어진 기간)
1989~1992(JR 화물의 요구로 인해 추가적으로 생산된 기간)
제어 방식저항제어, 약계자제어
동력 장치직류직권전동기, 조괘식 제어
제동 방식자동공기제어(관통제동)
생산 대수164량(생산 기간 중 156량+추가 생산 8량)

2 개요 및 특징

한국엔 특대, 일본엔 EF81

일본국유철도가 1968년부터 제조를 시작했고, 최후기 생산분은 민영화 이후의 JR 화물에서 발주하여 무려 1992년까지 제조되었다. 일본 특유의 변태적인 3전원 방식에 모두 대응할 수 있는 범용 전기 기관차로써 설계 및 제작된 차량으로, 한국의 특대와 비슷한 이미지를 주는 기관차이다.[5]

일본 역시 지금의 동차 열풍이 불기 이전에는 기관차 견인 열차의 비율이 제법 상당한 편이었다. 그래서 다양한 종류의 기관차들이 존재하고 있었고 여러 방면에서 운용되고 있었지만, 이 열차가 개발되기 이전까지 있던 기관차들은 강력한 출력을 몰아서 내야 하고 신뢰성도 높아야 하는 주제에 운용성도, 정비성도 낮은 시원찮은 물건들이 많았다. 게다가 이 차량과 같이 변태적인 전압에 모두 대응할 수 있는 3전원 겸용 차량이라고는 EF80 한 종류밖에 없었는데, 이 차량은 차체중량을 줄이기 위해 1축1모터 구동방식을 적용한 차량인지라 다른 기관차들과 마찬가지로 정비성이나 운용성, 그리고 유지 및 구입비용 면에서는 영 좋지 않은 물건이 되어버렸고, 이때문에 국철 측에선 그다지 만족하지 않는 눈치였다. 허나 어쩌리요, 이 차들이라도 굴려서 먹고 살아야 하니 직류 구간에는 직류 기관차를 굴리고, 교류 구간에는 교류 기관차를 굴리고... 그렇게 해서 근근히 버텨온 국철이었다.

그래서 말인데, 이것보다 훨씬 좋게 만들 수 있는 차량은 없나? 자네는 왜 기관차에다 백화점을 차리려고 하나?

그래서 국철은 새로운 차를 개발하기로 결정했다. 새로운 제어장치에 이미 기존의 교류 기관차 ED77, ED78에 채용되어 재미를 보고 있던 사이리스터 위상제어를 쓰는 것은 어떨까 하고 고민을 해 보았지만, 사이리스터 위상제어는 애초에 교류 구간 전용 차량에 쓰이는 제어방식이고 직류 구간에서는 쓸 수 없어서 이 계획은 나가리되어 버렸고, 결국 생각해 낸 것이 바로 저항제어와 약계자제어를 사용하는 직류 전용 표준형 기관차였던 EF65의 기술 베이스를 재활용, 개량하는 것이었다.(...) 다만 개발 및 제조 당시에는 크게 지적받은 점은 아니었지만, 일본의 철도 환경 상 표준궤나 중량화물을 실을 필요가 거의 없기 때문에 6축이 아닌 4축 차량을 사용했으면 그렇게 제조비용 뛰는 걸 싫어하는 국철이 더 좋아했지 않았을까(...) 하는 아쉬움이 후대에 지적되었지만, 어쨌든 제작 기반이 된 EF65 자체가 이미 6축 차량이었기 때문에 이걸 쓰기로 결정한 이상 되돌리기는 불가능했고 그대로 제조가 시작되었다.[6]

그 결과 마침내 1968년에 양산 선행기가 히타치 제작소에서 완성되었다. 생산이 종료된 1979년까지 미츠비시 중공업 생산분을 포함해서 총 156량이 제작되었고, 일부는 은색의 삐까뻔쩍한 무도장 형태의 칸몬터널 전용기나 카시오페이아, 트와일라이트 익스프레스, 호쿠토세이 등과 같은 호화 침대열차 전용기, 니혼카이 뭐?, 아케보노 등과 같은 객차 견인 장거리 여객열차[7] 등 각종 특수목적에 투입되기도 하는 등 전동차가 하지 못하는 궂은 일을 도맡아 하면서 불평 한마디 하지 않고 잘 달려 주었다. 다만 제조 초기에는 개발 목적에 걸맞지 않게 굳이 장거리 열차에 충당하지 않고 각 지역의 직/교류전용 기관차들을 최대한 굴려댔지만, 1980년대 이후 국철의 재정 상황이 막장으로 치달으면서 불요 기관차들을 정리하는 등의 과정을 거치며 서서히 장거리 운용 형태가 나타나기 시작했고, 이렇게 최일선에서 활약상을 보여주며 잘 운용되는가 싶었는데, 8년 후에 국철이 폭삭 망해버렸다.(...) 국철이 망한 이후 156량은 JR 히가시니혼(78량), JR 니시니혼(16량), JR 큐슈(6량), 그리고 JR 화물(56량)이 사이좋게 나누어 가졌는데 JR 화물은 기관차가 모자라다고 징징대다가 결국 없는 돈 탈탈 털어 신차를 뽑기는커녕 이미 생산이 종료된 지 10년이 지난 1989~1992년에 걸쳐 이 차를 다시 생산하는 뻘짓(8량 추가 생산)을 저지르게 된다.(...) 어쨌든 신차는 신차이긴 하지만 이 차까지 다 합치면 총 생산량은 164량에 이른다.

하지만 일본이라는 자체가 동차, 그 중에서도 여객 운송용 동차에 미쳐가는 나라인지라 기관차에 대해서는 상당히 그 투자가 소홀할 수밖에 없었고,[8] 이 때문에 후계차의 생산이 지연되면서 도태되어야 할 구식 기관차들이 1996년까지 폐차 없이 전 차량이 사용되다가 그제야 하나 둘씩 폐차 수순을 밟는 일이 벌어지고 말았다. 물론 EF81 자체가 범용성이 뛰어난 차량이긴 해도 차령과 기술적 도태를 생각하면 진즉에 폐차가 이루어져야 할 차량이었지만, 뒤를 이을 후배가 개발이 되지 않고 있으니 어쩔 수 없이 그냥 계속 달리고 달리고 또 달리는 수밖에는 없었던 것이다.(...) 기관차, 특히 그 중에서도 디젤기관차 덕후인 천조국과 매우 비교된다.오오 대륙의 기상 오오[9]

그제서야 이런 상황을 깨달았는지 신형 기관차 개발에 투자하는 등의 노력을 기울여, EH500이나 EF510과 같은 후계차가 본격적으로 개발, 투입되면서 초기형 차량부터 폐차장행 익스프레스를 타기 시작했지만, 지금도 여전히 현역으로써(...) 화물열차에 활용되고 있다. 하지만 카시오페이아와, 호쿠토세이의 전용기가 EF81에서 EF510으로 교체되었고, 장거리 객차견인 여객열차는 점점 폐지되는 등 여객열차 쪽에서는 그 입지가 자꾸만 좁아지고 있다. 2016년에는 마지막 정규 기관차 견인 여객열차인 하마나스가 폐지되면서, 정규 여객열차에서 볼 일은 완전히 사라졌다.

3 형식

비록 오랜 기간 생산된 차량이지만 실제 생산된 기간은 10년 남짓이고, 나머지 기간은 잃어버린 10년인지라 접수번대의 구분이 간결하게 되어 있다. 또한 0번대의 이름을 달고 나중에 이런저런 개량을 받거나 생산 차수에 따라 소소한 개량이 가해진 차량이 제법 있다.(...)

그리고 차량의 도색에 한가지 비밀이 숨어 있는데, 장기 사용을 위해 각종 연명공사(일본어로는 체질개선공사)를 받은 차량은 차체 하단부에 백색의 띠를 두른다. 이 띠는 차체를 완전히 두르는 것이 있고, 다 두르지 않고 옆구리에 조금만 두른 차량도 있는데 차이점에 대해 아시는 분이 추가바람

3.1 0번대

0번대의 이름을 달고 생산된 차량이 워낙 많기 때문에 굵직한 특징만 기록하였다.

  • 1968~1969년 사이 생산분
    • EF81 1 : 양산선행차
    • EF81 2~28
    • EF81 29~38
  • 1972~1977년 사이 생산분
    • EF81 39~41
    • EF81 42~74
    • EF81 75~93
    • EF81 94~105
    • EF81 106~126
    • EF81 127~129
    • EF81 130~134
    • EF81 135, 136

3.2 300번대

기존에 운용되고 있던 EF30이 고물이 되면서, 이를 대체하기 위해 1973년~1974년에 걸쳐 칸몬 터널 통과용 특수 사양으로 생산된 차량으로, 4량이 신조되었다.[10] 현대의 건축공법상 해저터널은 바닷물이 조금씩 들어오게 설계하도록 되어 있고, 또 그 자체가 습한 환경인 만큼 부식이 쉽게 일어날 수 밖에 없는 환경이기에 이에 대한 대책으로 차체를 녹이 슬지 않는 스테인레스로 만들어버렸다. 물론 이에 따른 구조강도 보강을 위해 추가적인 시공을 한 것은 기본이다.

초기에는 중련을 고려하지 않고 여객열차의 견인을 위주로 감안한 설계였지만, 이후 EF30이 도태 및 운용에서 이탈하면서 졸지에 화물을 끌 차량이 모자라는 사태가 벌어지자, 400번대와 같이 화물견인을 감안한 중련운전 및 총괄제어를 할 수 있도록 차량을 개조하였다.

이 접수번대의 4량 중 2량은 마치 2차 세계대전 말기 무스탕[11]이나 히엔[12]을 연상케 하는 은색의 무도장인 채로 운행되고 있다. 근데 이거 은근히 멋있다.(...) 하지만 나머지 2량은 1978년에 죠반선의 기관차가 부족해서 한동안 죠반선에서 굴려먹기 위해 그냥 빨간 국철도색을 칠해버렸고 1985년에 큐슈로 반납된 이후로 지금까지 쭉 이어져 오고 있다. 그 한동안이 무려 7년이라는게 함정

3.3 400번대

뭐요? 내가 한쪽 방향으로밖에 총괄운전을 할 수 없다는 것이요? 이보시오 으사양반

1986~1987년에 걸쳐 0번대 14량을 마개조한 차량으로, 칸몬 터널에서 쓰는 EF30의 후계기종으로써 사용하기 위해 계획된 차량이다. 칸몬 터널 내부는 스며드는 해수가 증발하여 다습하면서도 염도가 높은 환경인데, 0번대는 하필 강철제 차량(...)인지라 이러한 환경 아래에서는 차체가 부식되기 쉬워 팬터그래프나 차체 곳곳에 부식 방지 처리를 했으며 중련운전의 안정성 확보를 위해 제어장치를 비교적 신형으로 교체했다.

아래의 다른 차량들과 마찬가지로 화물 전용으로 굴려먹기 위해 여객열차 취급 관련 설비는 전부 떼어냈고, 칸몬 터널을 운행하는 최대 1200톤에 달하는 화물열차의 무게와, 최대 22퍼밀에 달하는 구배에 대응하기 위해 힘이 딸려 못 움직이는 일이 없도록 중련운전 및 총괄제어[13]가 가능하도록 만들어 두었다. 다만 300번대와는 다르게 한쪽 방향으로만 총괄제어운전이 가능하게끔 해 두었기 때문에 중련하려면 전차대 등의 귀찮은 장비나 입환 작업이 추가로 필요하다는 것이 차이점이다.(...)

3.4 500번대

JR 화물이 주문한 차량으로, 1989년에 3량이 생산되었다. 원래는 6량을 뽑으려고 했으나 어째서인지 최종 발주에서는 3량만 뽑기로 결정된 접수번대. 0번대 최후기 생산형과 크게 다른 점은 없지만, 이들과는 달리 각종 여객열차 견인용 설비를 장비하지 않았다. 450번대와 마찬가지로 EF81의 잃어버린 10년을 만든 장본인이다.(...) 이때부터 JR 화물 특유의 파란색과 흰색을 사용한 도색이 적용되기 시작했다.

이로 인해 사실상 0번대 이후에 추가적으로 생산되거나 개조공사를 받은 300번대, 400번대, 500번대, 450번대 전 차량은 모두 화물견인 전용으로 보면 된다.

3.5 450번대

차가 없어요 차 좀 더주세요 현기증 난단 말이에요 징징징

민영화 직후 JR 화물은 칸몬 터널을 왔다갔다 할 수 있도록 0번대에 총괄제어 기능을 추가하여 마개조한 400번대 사양의 차량을 14량, 300번대의 차량을 4량 보유하고 있었다. 하지만 1991년에 JR 화물이 혼슈와 큐슈간의 화물열차를 증편하면서 기관차가 모자라게 되었고, 그래서 이 문제를 해결하기 위해 칸몬터널을 통과할 수 있는 특별 사양의 차량을 추가로 주문하면서 기존의 400번대와 구분하기 위해 붙인 접수번대이다. 총 5대가 제작되었으며 기본적으로는 500번대와 동일한 사양. 여객열차? 그거 뭔가요 먹는거임?

최대 1200톤에 달하는 무거운 화물을 끌기 위해 400번대와 같이 중련 총괄제어 기능을 집어넣은 것은 동일하나, 400번대와는 달리 좀 더 효율적인 총괄제어 운용을 위해 기관차 방향에 영향을 받지 않고 중련운용이 가능하게끔 중련 점퍼를 양방향으로 설치하였다. 소수가 제조되었지만 외관에도 차이가 있는데, 1991년에 제조된 2량은 위아래로 나뉘어진 헤드라이트를 아래쪽으로 몰아넣어, 전두부가 후대에 개발된 신형 기관차와 비슷한 형태를 하고 있지만, 1992년에 제조된 3량은 500번대의 차체를 유용하여 제조(...)된 탓에 구형 기관차와 마찬가지로 헤드라이트가 위로 올라가 있다.

참고로 얘 역시 500번대와 마찬가지로 EF81의 잃어버린 10년을 만들어버린 장본인이다.(...)

4 이야깃거리

  • 현재 일본화물철도(JR화물) 중앙연수센터에 가면 EF81 63호기(JR동일본, 1993년 운행종료)가 기관사 양성 시뮬레이터로 사용되고있다. 바로 이렇게 (9페이지)

5 사고

  • EF81 70호기 (JR동일본 나가오카) - 전체검사후 시운전때 완해불량을 일으켜 제륜자 및 차륜이 과열로 손상. 수리불가로 1992년에 폐차되었다. 그리고 EF81형 전기 기관차가 처음으로 폐차된 사고다.
  • EF81 90호기 (국철 -> JR동일본) - 덤프트럭과 충돌후 근처의 밭으로 전복. 당시 현장에 대형 크레인이 들어갈 수 없었던 관계로 차체를 3등분후 수거. 그리고 차체만 새로 제조해서 운행했으나, 기지구내에서 화재, 추돌사고를 겪고 침대특급 견인용으로 개조 등 여러가지 일을 겪은후 2008년에 폐차되었다.
  • EF81 407호기 (JR화물) - 2010년 7월 12일 월요일 오후 7시 20분 경 토스(鳥栖)화물터미널 역에서 출발하는 4094호 화물열차로 운행하기 전에 기관차에서 연기가 피어오르는 것을 근처 직원이 발견 119에 신고후 한 시간 반만에 불길은 잡혔으나 제어장치등 운행에 중요한 장치들이 불타면서 운행에서 제외 그리고 수리하지 않고 2010년 8월 19일에 폐차되었다.
  1. ↑ 지금은 폐지 및 폐차된 수퍼 레인보우 익스프레스 견인기 당시의 도색으로, 현재도 본 도색을 유지하는 쪽으로 방침이 정해져 있다고 한다.
  2. ↑ EF65 역시 이러한 도색을 하고 다닌 적이 있다.
  3. ↑ 트와일라이트 익스프레스 객차와 맞춘 암녹색 도색으로, EF81 103,104,112,113호가 이 도색을 사용한다.
  4. ↑ 1kW=0.746HP
  5. ↑ 물론 특대와 같이 비전화 구간까지 커버할 수 있는 디젤 기관차가 없는 것은 아니지만, 한국의 4400호대 기관차급 정도밖에 되지 않는 중소형 기관차들이 대부분이다. 그나마 특대와 견줄 만한 제대로 된 디젤기관차라고 불릴 물건은 최근에 제조된 디젤 전기식 기관차인 DF200형 디젤 기관차급(1920kW, 환산 약 2570마력)뿐이다.(...)
  6. ↑ 참고로 같은 6축이라도 대차 방식에 따라 용도가 확연히 갈린다. 일본의 구형 전기기관차나 대한민국의 8000호대 전기기관차와 같은 Bo-Bo-Bo 대차의 경우 저속 운행 및 화물 운송에는 적합하나 고속주행시 레일과 대차에 악영향을 주기 때문에 고속주행은 어렵다. 반면에 7x00호대 기관차, 8500호대 전기기관차에서 사용하고 있는 Co-Co 방식의 대차는 상당한 범용성을 가지고 있는 편.
  7. ↑ 이런 열차에는 전용기는 안 붙고 그 열차임을 알리는 패찰만 열차 전두부에 붙인다.
  8. ↑ M250이라는 화물 운송용 동차까지 만들어 냈을 정도이다!
  9. ↑ 하지만 이런 열악한 상황에서도 개발해서 뽑아낸 전기 기관차들은 유럽의 전기기관차와 견주어봐도 결코 밀리지 않는 우수한 스펙을 보여준다. 다만 그놈의 협궤라는 것이 문제일 뿐(...)
  10. ↑ 300번대, 450번대와 달리 아래의 400번대는 0번대를 개조하여 칸몬 터널 통과가 가능하게끔 개조한 것이다.
  11. ↑ 이쪽은 자신감에 넘쳐서 X발 덤벼봐
  12. ↑ 이쪽은 페인트가 없어서(...)
  13. ↑ 참고로 총괄제어는 중련운전의 범위에 포함되지만 그 역은 성립하기 힘들다. 총괄제어는 기관차 2대 이상을 묶어 놋치 투입과 제동을 마치 기관차 한 대처럼 운전할 수 있도록 하게 하는 제어 기술이고, 중련운전은 일반적으로 기관차 두대를 묶어두고 운전하는 것의 통칭일 뿐이다.