케이블카의 작동 원리와 종류, 안정성에 대해 (케이블이 끊어질 수 있을까?)

 

 

Image source : Altostratus, wikipedia,org

 

 

 

케이블카의 작동 원리와 종류

 

공중에 설치된 긴 케이블에 승객이나 화물을 실어 나르는 캐빈을 매달아 이동시키는 운송방식을 로프웨이 운송시스템(Ropeway Transportation System)이라고 합니다. 일반적으로 케이블카라고 통칭해서 부르기도 하는 이 운송방식은 케이블 구조와 작동원리에 따라 단선 탈착식 곤돌라 (MDG, Monocable Detachcable Gondola), 이선 탈착식 곤돌라 (BDG, Bicable Detachcable Gondola), 공중트램(Aerial Tramway), 삼선 탈착식 곤돌라 (TDG, Tricable Detatchcable Gondola) 로 나누어집니다.

 

 

 

 

종류를 나누는 용어에 공중트램을 제외하고는 모두 탈착식이라는 용어가 들어가는데 이 작동 원리는 캐빈을 이동시키는 예삭 (수송케이블, Propulsion cable)에 캐빈의 그립이 분리될 수 있는 형태를 말합니다. 아래 그림과 같이 이동 구간 내에서는 수송케이블에 캐빈이 붙어 있고 터미널에 캐빈이 도착하면 이 수송케이블로부터 캐빈의 그립이 분리 되어 별도의 이동 속도로 터미널 내부를 회전할 수 있게 됩니다. 이는 터미널 내부에서 캐빈을 저속으로 이동시켜 승객이 안전하게 승하차를 할 수 있도록 해주는 역할을 합니다. 저속으로 회전하던 캐빈은 터미널을 떠날 때 불휠(Bull wheel)에 연결되어 회전하고 있는 수송케이블에 다시 연결되어 이동을 시작하게 됩니다.

 

 

 

MDG 타입

 

 

BDG 타입

 

 

케이블 수에 따라서는 단선 또는 이선 구조가 대게 사용되는데 단선(Monocable)의 경우는 케이블카를 지지하는 지삭 (지지케이블, Support cable)과 예삭 (수송케이블, Propulsion cable)이 하나의 선으로 된 구조를 말합니다. 즉 하나의 케이블에 캐빈이 고정되어 매달려 이동하는 형태입니다. 이선(Bicable) 구조는 캐빈의 이동을 담당하는 수송케이블과 캐빈의 하중을 지탱해주는 지지케이블이 각각 별개로 존재하는 구조를 가리킵니다. 캐빈의 그립이 수송케이블에 연결되어 이동하지만 그 이동하는 하중을 받쳐주는 케이블은 지삭이 담당하여 캐빈의 이동 경로를 만들어 주는 형태입니다.

 

 

 

 

스키장에 가본 분들은 알겠지만 스키 리프트에서 승하차를 할 때 속도나 이동 속도나 모두 같은 속도로 움직이는 것을 볼 수 있습니다. 이는 터미널에서 수송케이블에 캐빈 그립이 분리되는 탈착식 구조가 아닌 고정순환식 구조를 갖고 있기 때문입니다. 반대로 스키장에서 리프트가 아닌 곤돌라를 타게 되면 터미널 안에서 캐빈이 느리게 이동하는 것을 볼 수 있는데 이 구조가 바로 탈착식 구조입니다. 리프트를 탈 때 안전에 더 유의해야 하는 이유가 바로 여기에 있습니다.

 

 

 

MDG 타입 모습 (Image source : Niels Daemen, Detachable Cable Car entering station)

 

 

터미널 내부에서 탈착되는 캐빈의 그립과 예삭의 모습 (Image source : Niels Daemen, Detachable Cable Car entering station)

 

 

삭도(Ropeway) 구조에 따라 교주식(Reversible type), 자동순환식(Cable Gondola), 고정순환식(Chair Lift)으로도 나뉘는데 고정순환식은 앞서 설명한 스키장 리프트와 같이 양 쪽 터미널에 설치된 불휠에 의해서 캐빈이 순환하지만 비탈착식 구조의 형태를 말하며 자동순환식은 스키장 리프트와 같은 형태지만 터미널에 캐빈이 진입하면 예삭에 캐빈 그립이 분리 가능한 구조를 가리킵니다. 마지막으로 교주식은 흔히 남산 케이블카를 떠올리면 되는데 지삭과 예삭이 별도로 설치되어 있고 지삭에 캐빈이 매달린체 예삭에 의해서 앞뒤로 왕복 이동을 하는 작동원리를 가지는 구조를 말합니다.

 

 

 

교주식

 

 

 

자동순환식

 

케이블카 사고 사례

케이블카 사고의 유형은 케이블 절단에 의한 캐빈의 추락, 수송케이블 절단 또는 캐빈 그립 문제로 의한 고속 활강에 따른 충돌, 이동 중 캐빈 출입문 열림에 의한 승객 추락 등이 있습니다. 국내에서는 사찰 기자재를 운송하던 화물 케이블카의 수송케이블이 끊어져 캐빈이 터미널까지 고속 활강하여 충돌에 의한 사망사고가 전북 완주군에서 발생한 사례가 있습니다. 캐빈이 직접 추락한 사고로는 1999년 프랑스 남부 알프스 산맥 휴양지에서 케이블카가 18m 상공에서 추락하여 21명이 사망한 사고가 있었고, 1998년 미해병대 소속 군용기가 저고도 비행을 하던 중 케이블카 와이어와 충돌하여 캐빈이 80m 아래의 계곡으로 추락해 총 20명의 사망자가 발생한 사례 등이 있습니다.

 

 

 

 

 

케이블카의 안정성

 

삼선 탈착식 케이블카의 경우 두 개의 지지케이블이 있고 이선 탈착식의 경우도 예삭과 지삭이 분리되어 일부 하중을 나눠 가지는 형태이기 때문에 단선 탈착식보다 안전하다고 볼 수 있습니다. 단선 탈착식의 경우는 말 그대로 케이블카 캐빈이 케이블 하나에 매달려 있기 때문에 불가항력적인 끊어짐 사고 발생 시 추락을 피하기 어려운 구조기 때문에 나머지에 비해서 조금 위험하다고 볼 수 있습니다. 하지만 케이블이 끊어 지는 사례는 극히 드물며 하중의 몇 십배에 달하는 여유 설계를 하기 때문에 탑승 중량을 지키는 케이블카는 매우 안전한 교통 및 관광 운송 수단입니다.