Abstract
A capsule train runs inside a sub-vacuum tube and can reach very high speed due to the low air resistance. A capsule train uses a superconducting electrodynamic suspension (SC-EDS) method for levitation, which allows for a large levitation gap and does not require gap control. However, SC-EDS has inherent characteristics such as the large gap variation and a small damping effect in the levitation force, which can degrade the running stability and ride comfort. To overcome this, a stability improvement device should be designed and applied based on dynamic analysis. In this study, a 1/10 small-scale testbed was developed to replicate the dynamic characteristics of a capsule train and investigate the performance of stability improvement devices. The testbed is composed of a 6-degree-of-freedom Stewart platform for the realization of bogie motion, a secondary suspension with a running stabilization device, and a carbody. Based on the dynamic similarity law proposed by Jaschinski, the small-scale testbed was manufactured, and a bogie motion algorithm was applied with the consideration of guideway irregularity and levitation stiffness. The experimental results from the testbed were compared with simulation results to investigate the performance of the testbed.
공기 저항이 적은 아진공 상태의 튜브 안을 주행함으로써 초고속주행이 가능한 캡슐트레인은 부상 공극이 커서 인프라 건설 비용 절감에 유리한 초전도 유도 반발식 부상을 채택하고 있다. 초전도 유도 반발식 부상은 부상 공극을 크게 할 수 있고, 별도의 공극 제어가 필요 없는 장점이 있는 반면, 공극 변동량이 크고 부상력에 댐핑 특성이 작기 때문에 차량의 주행 안정성 및 승차감이 악화 될 수 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해서는 차량의 주행 동특성에 기반한 주행안정화장치를 설계하고 적용하여야 한다. 본 연구에서는 캡슐트레인의 동특성을 모사하고 주행안정화장치의 성능을 사전에 검토할 수 있는 1/10 스케일의 축소형 시험장치를 개발하였다. 시험장치는 대차의 모션을 구현할 수 있는 6 자유도 스튜어트 플랫폼, 주행안정화장치가 적용된 2차 현가장치 및 차체로 구성되어 있다. Jaschinski가 제안한 동특성 상사 법칙에 따라 축소 시험장치를 제작하였고, 가이드웨이 불규칙도와 부상 강성이 반영된 대차 모션 구현 알고리즘을 적용하였다. 제작된 시험장치를 이용한 실험을 통해 얻어진 결과와 수치해석 결과와의 비교를 통해 시험장치의 성능을 검토하였다.
