뾰족한 고속열차와 다르게 지하철은 앞부분이 네모각지게 평평한 이유는?

Question

안녕하세요. KTX , 새마을호 등의 열차를 보면 앞부분이 로켓 형상으로 날카롭게 되어 있는데요.

지하철 앞부분은 왜 날카로운 형상이 아닌 네모 넙적한 형상을 가지고 있을까요?

Answer 1

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.

지하철은 처음 도시의 지하에 건설되었고, 이때 지하철 차량의 높이 제한 문제가 있었습니다. 이로 인해 차량 상단에 부착된 흔히 볼 수 있는 고무패드를 대체할 수 있는 구조물을 만들어야 했습니다. 그래서 지하철 차량 상단에 낮은 승강면을 가지고 있고, 이에 맞추어 앞부분이 평평하게 디자인되었습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경렬 과학전문가입니다.

1. 속도가 느리다.

설계 최고 속도는 110km/h 정도로 꽤 빠르지만,

역간 거리가 너무 짧습니다.출발하자 마자 다음역에 정차할 준비를 해야 하는 겁니다.결국 공기 저항이 큰 영향을 줄 정도까지의 속도는 내지 못합니다.

2. 시야 확보가 편리해야 한다.

지하철은 정차를 자주 하고,또 정위치에 정확하게 정차해야 합니다.그러려면 바로 앞도 잘 보여야 합니다.만약 전두부를 뾰족하게 만든다면,그 뾰족한 코(?)가 시야를 다 가려버릴 겁니다.

3. 사람을 많이 태워야 한다.

무엇보다도 가장 큰 이유입니다.지하철은 무엇보다 사람을 많이 태워야 합니다.그런데 전두부가 뾰족하다면 어떻게 될까요?전두부가 차지하는 길이가 그만큼 길어지고,

그만큼 사람이 탈 공간은 줄어듭니다.그외 다른이유도 있읍니다. 비용, 효율성 문제등....

Answer 3

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

고속열차는 빠른속도로 이동합니다

그래서 공기저항을 덜 받는 뾰족한 모양을 한것이고

상대적으로 느린 기차는 뾰족할 필요가 없는 것입니다

Answer 4

안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.

지하철은 공기저항을 고려할 만큼 속도가 빠르지 않아 굳이 앞부분을 뾰족하게 만들지 않았으며 또 넓은 시야를 확보하기 위해 넙적하게 만들어졌습니다

Answer 5

안녕하세요.

KTX나 새마을호와 같은 고속열차는 고속으로 이동하기 위해서 공기 저항을 줄이는 것이 중요합니다. 이를 위해서 차량 앞쪽을 로켓 형상으로 설계함으로써 공기 저항을 최소화합니다. 이는 고속 열차에서는 매우 중요한 요소이며, 속도를 높일수록 더욱 중요해집니다.

한편 지하철은 고속열차보다 속도가 상대적으로 느리기 때문에 공기 저항이 큰 문제가 아닙니다. 또한 지하철은 열차의 형상이 전체적으로 직사각형에 가까운 형태이기 때문에 앞쪽도 이와 같은 형상을 유지합니다. 이렇게 되면 공기 저항은 큰 문제가 되지 않지만, 공기의 흐름이 불안정해져서 열차 진동이 발생할 수 있습니다. 따라서 지하철 차량의 앞쪽 형상은 공기의 흐름을 안정적으로 유지하기 위해서 설계되어 있습니다.

Answer 6

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 지하철은 고속열차와는 달리 지하철 터널 내에서 운행되므로, 터널 내부의 공기를 압축하고 흡입하는 작용이 발생합니다. 이러한 공기 압축과 흡입으로 인해, 지하철 앞부분의 공기 압력이 높아져 큰 저항과 첨두 부분의 흔들림이 발생할 가능성이 높아집니다.

따라서, 지하철은 뾰족한 형태 대신 네모각지게 평평한 형태로 설계됩니다. 이렇게 되면, 지하철은 터널 내부의 공기 압축과 흡입에 의한 저항과 흔들림을 줄일 수 있습니다.

Answer 7

안녕하세요. 최정훈 과학전문가입니다.

KTX와 같은 고속기차들의 경우에는 앞부분이 뾰족한 것을 볼 수 있습니다. 이는 공기의 저항을 줄여주는 역할과 더불어서 터널같은 곳으로 들어갈 때, 소음을 줄여주는 역할도 있습니다. 하지만 지하철 같은 경우는 ktx 같은 고속 운행을 하지 않으며, 기압차이가 나는 터널로 들어가는 경우가 없기 때문에 앞부분의 모양이 뾰족할 필요성이 떨어지는 것입니다. 더욱이 뾰족하게 만든다면 비용적으로 더욱 많이 들기 때문에 기차와 같은 모양을 하지 않는 것입니다.

Answer 8

안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.

KTX나 새마을호와 같은 고속철도 열차는 운행 속도가 매우 빠르기 때문에 공기 저항을 최소화하여 에너지를 효율적으로 사용하기 위해 로켓 형상으로 디자인되어 있습니다.

반면, 지하철은 고속철도와 달리 상대적으로 낮은 속도로 운행되며, 지하 터널이나 지하철 역과 같은 제약 요소도 있어 공기 저항을 줄이는 것보다는 안정성과 안전성을 중시하는 디자인이 더욱 중요합니다. 이를 위해 지하철의 경우 네모 넙적한 형상으로 디자인되어 있다고 합니다.