“시속 400㎞, 서울~부산 1시간50분”

한국형 고속열차 KTX-3(가칭·프로젝트명 HEMU-400X)는 2007년 7월부터 개발에 들어갔다. 지난해 11월 첫선을 보인 2세대 고속열차 KTX-2(프로젝트명 HSR-350X)보다 한 단계 업그레이드된 3세대 고속열차 개발 프로젝트다. 이 프로젝트에는 한국철도기술연구원 산하 차세대 고속철도기술개발사업단을 비롯한 철도 관련 국책연구소와 기업 등 30개 기관이 참여했다.

총 사업비만 971억원이 투입될 예정이다. 사업비는 정부(692억원)와 민간(279억원)이 공동으로 투자하는 매칭펀드 방식으로 조성된다. 지난 2월 KTX-3의 1차 디자인이 확정됐고 오는 2013년 첫선을 보이는 것을 목표로 한창 설계가 진행 중이다. 2013년 시제차량이 나오면 10만㎞ 이상의 시험주행을 거친 뒤 2015년쯤 본격적으로 상업운행에 들어갈 예정이다.

KTX-3에서 가장 눈에 띄는 부분은 속도다. 최고속도 400㎞로 현재 경부선과 호남선에 투입된 1세대 KTX보다 시속 100㎞가량 더 빠르다. 현재 개발이 완료돼 호남선과 전라선 투입을 검토 중인 KTX-2(최고속도 350㎞, 영업속도 330㎞)에 비해서도 시속 50㎞가량 더 빠르다. 알루미늄 압출재와 경량 특수재료를 사용해 몸무게를 가볍게 했기 때문에 속도 향상이 가능했다.

축당 하중도 KTX-2(17톤)에 비해 2톤가량 적은 15톤에 불과해 선로 유지 보수 비용도 상당 부분 줄어들 것으로 예상된다. 이론적으로는 서울~부산(430㎞) 구간을 1시간 조금 넘는 시간에 주파할 수 있게 돼 항공기와의 본격 경쟁도 가능해진다. 현 KTX로는 서울~부산 구간을 주파하는 데 2시간 50분가량 소요돼 항공기와의 경쟁에서 별다른 비교 우위가 없었다. 최근 항공업계에서는 “KTX 타도”를 외치며 저렴한 저가항공을 서울~부산구간에 투입한 상태다.

열차를 끌고 가는 동력방식도 동력집중식에서 동력분산식으로 전면 개선된다. 현 KTX와 KTX-2는 열차의 앞부분과 뒷부분에 달려 있는 기관차의 힘으로 끌고 가는 동력집중식(일명 기관차 방식)이다. 반면 KTX-3는 동력이 각 차량별로 고르게 분산되는 동력분산방식이다. 동력차가 없고 각 열차 상부에 동력전달장치가 부착된다.

일명 ‘지하철 방식’으로 불리는 동력분산방식은 속도 조절이 동력집중식보다 원활하지만 그동안 기술적인 어려움 때문에 KTX에 채택되지 못했다. 일본 신칸센의 경우는 도입 초창기부터 동력분산식을 적용했다. 철도기술연구원의 한 관계자는 “우리나라와 같이 국토가 좁고 역간 거리가 짧은 곳에서는 동력분산식이 더욱 유리하다”며 “동력이 분산 배치되면서 기관차가 차지하는 공간만큼의 수송 공간이 늘어나 수송 효율성도 높아질 것으로 기대된다”고 말했다. 
 

차체 ‘얼굴’ 마우스 닮은 유선형으로
폭 넓어지고 좌석 등받이마다 LCD 모니터

고속열차의 얼굴이라 할 수 있는 열차 전면부도 완전히 바뀐다. △동(動) △맥(脈) △류(流) △감(感) 4가지 키워드를 기본 콘셉트로 삼아 컴퓨터 마우스와 같이 날렵하고 동그란 유선형으로 바뀐다. 기존 KTX 디자인의 틀을 완전히 깨는 것이다. 현재 운행 중인 1세대 KTX와 운행을 앞두고 있는 2세대 KTX-2는 전면부가 비스듬히 각이 진 모양이다.

반면 KTX-3는 유선형 전면부를 도입함으로써 공기저항을 최소화해 속도를 높이고, 터널을 통과할 때 ‘뻥’하고 터지는 폭발음(미기압파·mpw)을 줄이는 데 중점을 뒀다. 터널 통과구간이 많은 우리나라에서 터널 통과 시 발생하는 소음과 진동은 승객들에게 불쾌감을 주는 고질적인 문제로 지적돼 왔다. 1세대 KTX는 터널 통과 시 속도를 줄이는 방식으로 폭발음에 대처해 왔다.

3세대 고속열차 디자인을 담당한 한국예술종합학교 이종호 교수(건축과)와 김성룡 교수(디자인과)는 “KTX는 TGV의 아종, KTX-2는 KTX의 변종이라 부를 수 있지만 KTX-3는 신칸센(일본), TGV(프랑스), ICE(독일)와도 구별되는 한국 고유의 새로운 종”이라고 말했다.

실내 디자인도 승객들의 편의성을 강화하는 방향으로 개선된다. 열차 폭은 20㎝ 더 넓어지고 좌석 등받이 뒤에는 최신형 항공기에서나 볼 수 있었던 개인용 LCD모니터가 장착된다. 1세대와 2세대 고속열차에서는 천장에 달린 공용 LCD 모니터를 통해 운행정보 등을 제공해 왔지만 KTX-3에서는 개인용 LCD 모니터를 통해 운행 정보와 목적지 알림 등의 서비스가 제공된다.

좌석 위 선반도 개선된다. 비행기 선반처럼 열고 닫을 수 있는 문을 설치해 승객들 머리 위로 짐이 떨어지지 않게 했다. 또 가족승객들이 많다는 점에 착안해 일반객실과 분리된 형태의 가족실, 수유실, 카페테리아 등도 새로 도입키로 했다. 열차 내에 지능형 스마트 센서가 장착돼 객실 공기의 청정도를 자동으로 감시하고 화장실의 긴급상황을 감지할 수 있는 IT 기반 기술도 선보인다. 특히 1세대 KTX의 문제로 지적되었던 역방향 좌석도 회전형 좌석으로 모두 대체된다.

열차 운용의 편의성도 높아진다. 가장 눈에 띄는 부분은 열차 편성을 자유자재로 할 수 있게 된다는 점. 현 1세대 KTX는 총 길이 388m의 20량 고정편성으로 935명에 달하는 승객을 실어 나를 수 있다. 하지만 차량 개별 분리가 불가능해 승객 수요에 맞춰 탄력적으로 차량 수를 늘리거나 줄일 수 없었다. 때문에 호남선(용산~목포)과 같이 수요가 덜한 지역은 설날이나 추석과 같은 특별 수송 기간을 제외하고는 대부분 좌석을 텅텅 비운 채로 운용되는 게 현실이었다.

KTX-2에서는 이런 단점을 보완해 10량씩 늘리고 붙일 수 있도록 10량 1편성제를 채택했지만 10량 이하의 부분 조정은 할 수 없었다. 하지만 3세대 KTX-3는 8량을 기본편성으로 2량씩 추가할 수 있도록 해 부분 조정도 가능해질 전망이다. 앞으로 고속철도 역사(驛舍)를 건설할 때도 현 20량 고정 편성에 맞춘 지나치게 큰 플랫폼을 설치할 필요가 없게 돼 건설비도 상당히 절약할 수 있게 됐다.