고속 기차의 경우 600km/h의 속도를 넘게 되면 마찰력이 감소해서,
엔진의 추력이 높아져도, 추진력을 낼수 없는데,
왜냐면 공기가 기차 앞부분을 들어 올리면서 접지력이 떨어지면서, 마찰력이 감소하는 일이 생기는거지.
그래서 마찰력이 감소하고 있는 시점에서 제트엔진을 가동하면 앞 부분의 기차가 들어 올려지는일이 생기는거야.
비행기가 하늘을 나는것과 유사하지.
하지만 하이퍼 루프 아진공 터널에서는 속도를 빠르게 할수록,
오히려 마찰력이 증가하지. 왜냐면 공기가 없기 때문에,
그래서 아진공 터널에서 3000km/h의 최고 속도를 내기 위해서
마찰력을 낮춰야 하는데, 그럴려면 바퀴를 더 가볍게 만들고 면적을 넓은 바퀴를 만드는게 중요한거지.
바로 그 문제를 해결할수있는 최고의 방법은 에어 고무 바퀴지.
자동차 개조쇼에서나 볼수있는 바퀴인데, 기차에 이것을 다는거야.
바퀴를 크게 여러개 설치하는 이유는 바퀴 하나당 무게 부하를 줄여서 바퀴의 마찰력을 줄이기 위해서야.
기차 무게를 바퀴의 총 면적에 비례하게 분산되면서 부하가 줄면 마찰 계수를 낮추지 않더래도 마찰력이 줄어드는거지.
공기를 가득 체운 고무 바퀴는 혁신적인거야.
고무 바퀴 여러개를 장착하고 전륜 구동으로 추진하는 방식의 고무 바퀴 열차를 만드는게 핵심이겠지.
A는 기차가 600KM/H의 속도 이하로 달릴때 가는 도로고,
B는 고속 도로로 600KM/H이상 2000KM/H 미만의 속도로 달리는 직선 도로인데,
B 도로의 마찰력을 고체 마찰에서 유체 마찰로바꾸기 위해서 윤활유를 뿌려두는거야.
그리고 윤활유를 뿌려두면서 마찰력이 감소할수있는데,
기차 바퀴가 닿는 곳에, 윤활유을 뿌려두는거야.
윤활유로 인해서 고체 마찰이 유체 마찰로 변하게 되는데,
고무 바퀴의 압력에 유체로 전달되고 유체에 전달된 압력이 바닥을 밀어내면서 추진력을 얻는 방식이지.
기차의 속도가 높아질수록, 이 접지력이 상승하기 때문에 기차의 이탈이 줄어드는거야.
일반 기차 같은경우, 앞 바퀴가 들리면서 접지력이 감소되면서 속도를 높이면 기차가 이탈했던거지.
그러면 1000KM/H의 속도 이상을 높이기만 하더라도 접지력 증가에 따라,
기차가 레일을 이탈하지 않도록 잡아주는 역할도 하는거야.
아진공 터널에 고무 바퀴를 많이 단 기차의 최고 속도는 3000KM/H 이상 일 수도 있어.
공기 저항이 없기 때문에 기차는 더 가볍게 만들고, 레일은 더 강하게 만드는거지.
이런식으로 기차 바퀴를 켄트 형식으로 만드는데
마찬가지로 윤활유를 뿌려두고 체인을 착용해서 미끄러지지 않고
고체 마찰을 유체마찰로 전환하더래도 손실없이 마찰력을 유지하면서 접지력을 유지하고
커브 45도를 돌았을때 생기는 압력을 버틸수있는 소재로 만든다면
3000km/h의 속도로 달리면서 45도 커브가 가능해지는거야
기차 바퀴를 고무 바퀴로 안한 이유는 공기 저항때문인데,
아진공 터널에서는 그럴 필요가 없는거지