[철도모형] 중련/병결 모델 운전 시 주의사항.

 어딘가에서 줏어 들었거나 경험했던 중련/병결 모델을 레이아웃에서 운전할 때 주의사항을 간략하게 정리한다 - 내용은 계속 새로운 내용이 확인 될 때 마다 조금씩 업데이트 합니다. 모든 포스팅들이 그렇지만...

미국 아이오와에서 운행되는 증기기관차 중련 사례(일본차량은 지겨우니 미국 사례로). 출처: 위키피디아.

여기서 말하는 중련/병결이라 함은, 동력을 가진 차량 두 대 이상을 1편성에 붙여 운행하는 것을 말한다. 자세한 것은 링크의 나무위키 참조. '중련'이라는 표현은 기관차에, '병결'이라는 표현은 동차에 사용한다고. 주된 목적은,

1) 'Mile Train' 같이 한 편성의 총 중량이 커서 좀 더 강한 견인력이 필요할 때, 2) 속력을 높이기 위해, 3) 산악지역 등 구배가 가파른 지역에서 견인력을 증강하기 위해, 4) 주력이 되는 기관차가 구형/소용량의 견인력을 가진 차량이라(예: 증기기관차) 현 시점에서 구원운전이 필요할 때 5) 도심지 등에서 두 개의 편성을 합쳐 병결운전하다가 특정 지역으로 두 편성을 각각 분기시킬 때 혹은 그 반대의 경우 등이 되겠다. 

KTX 산천 병결. 출처: 리브레위키.

 실제 운전에서도 위의 KTX 사례나 과거 PP동차로 운영되던 새마을호 등, 중련/병결 등은 다양한 목적으로 철도 운용에 사용되고 있고 흔하게 볼 수 있다. 역시 철도모형에서도 이러한 중련/병결운전의 사례를 구현하고자 하는 유저들이 많은데, 경험이 없어 발생할 수 있는 문제에 대해 나열해 보고 이를 최소화 할 수 있는 추천안 등을 공유하고자 한다.

 

1) 속력이 유사한 차량끼리 중련할 것.

 - 가장 기본적인 룰이다. 철도모형 차량을 다수 보유하다 보면, 같은회사에서 생산 된 다른 모델, 혹은 다른 회사에서 생산된 같은 모델 차량의 속력이 각각 다르다. 심지어 같은 회사의 같은 차량도 조립 상태나 관리 정도, 생산 로트에 따라 다른 속력이 나오는 경우가 있다. 

 - 동력차의 종류에 따라 속력과 가속력 차이가 존재한다. 마치 가솔린/디젤차량의 RPM별 토크 분포가 다르듯이. 경험적으로 출력 대비 가속력 차이(발진출력 포함)은 증기기관차>동차>기관차 순이며, 최대속도는 동차>기관차>증기기관차 순이었다. 확실히 증기기관차쪽이 컨트롤러 출력을 올리자 마자 바로 출발하는 경향이 강하지만 최대 속도까지 올리는 것은 한계가 있고, 기관차쪽으로 갈 수록 심한 경우에는 컨트롤러 노브가 중간정도까지 올라가야 꾸물꾸물 움직일까 말까 하는 것도 있다.

- 따라서 이종의 차량(예를 들면 증기기관차와 기관차 등)을 편성으로 묶어야 할 경우에는 최악의 경우 한쪽 차량을 T차(트레일러 차량. 무동력차)로 만들 각오를 하고 구성해야 할 수도 있다 - 것 때매 전용의 T차 정크품을 중고몰에서 구매해서 개조, 정비 후 사용하는 사람도 있었음.

지금도 열일중인 D51 498이 오리엔트 익스프레스 88'이던 시절, 바로 뒤 EF58 전기기관차가 보조로 중련. 출처: 위키피디아.

 - 구형 모터와 코어리스 모터를 섞어 사용하는 것도 출력 불일치로 인해 주행이 매끄럽지 않은 경우가 있다. 가능하면 세대별(?) 모터를 구분해서 중련하는 것도 좋겠다.

 

2) 두 동력차간 '마찰력' 그리고 '공전' 효과를 이용할 수 있는지 확인할 것.

 - 과거에는 동륜에 점착력을 올리는 가장 보편적인 방법으로 차량 내부에 중량감 있는 금속 덩어리, weight를 넣었었는데, 최근 기관차나 동력차의 경우 weight 대신 동륜에 고무 타이어를 다는 방법(보통 대각선 방향으로 배치)가 보편화 되었다. 옛날보다 전기/전자기술이 발전하여 통전 효율도 좋아져서 굳이 중량으로 눌러서 접촉을 좋게 할 이유도 없고, 무게를 올려 차량의 출력에 부담을 주는 것 보다 타이어로 마찰력을 올려 슬립을 줄이므로써 견인력을 갖게 하는 것이 더 쉬울 뿐 더러, weight가 빠진 내부 공간을 좀 더 컴팩트하게 설계 할 수 있기 때문이다. 어찌보면 그 덕을 많이 본 것이 KATO의 C11 과 비슷한 크기의 소형 증기기관차 종류들.

예전에 소개드렸던 치비덴 유닛, 저가형 간단형들은 아직 타이어를 장착하지 않은 것도 있다. 직찍.

 - 중련/병결 할 때 옛날 고무타이어가 없던 시절에는 선로와 철바퀴 사이의 마찰계수가 비교적 낮은 까닭에, 두 대 중 힘이 센 쪽이 전체 편성을 주로 끌고가고 나머지 한 대는 소위 '공전'이라는 동륜이 헛도는 현상으로 인해 상대편의 힘에 끌려가거나 밀리거나 하면서 자연스럽게 움직일 수 있었다. 그러나, 최근의 동력차들은 대부분 고무타이어가 있고 강한 마찰력을 가지게 되므로 중련할 경우 공전현상이 발생 할 가능성이 없고, 이는 복수 동력차 상호 움직임의 밸런스가 맞지 않아 경우 궤도 이탈이 나거나 심한 경우 전복을 일으키는 원인이 될 수 있다.

KATO DE10 배면. 차륜중 불투명한 면을 갖고 있는쪽이 고무타이어. 직찍.

 - 동일 회사의 동일 모델의 차량을 중련운전 하는 것이 best겠으나, 굳이 다른 차량을 이용 중련하고 싶다면 사전에 각 차의 속력차를 평가 한 뒤에 운전을 고려하도록. 극단적으로는 한 쪽의 동륜 고무타이어를 제거하는 것, 혹은 아예 모터를 빼버려서 T차로 만드는 것도 있겠지만 나중에 복구하기가 더 힘들어 질 지도 모르겠다. DCC를 사용하면 동력차별로 개별 출력을 조정하는 것도 가능하겠지만 조작이 복잡해지지 않을까 싶다. (9/14 추가: KATO에서 설명하는 몇 가지 자료를 봤더니 아예 중련용으로 동력 유닛에 타이어가 없는 부품도 따로 파는 것을 확인했습니다. 중련 기관차 중 한 대는 타이어가 있으면 주동력차가 되고, 다른 한 대에 타이어가 없으면 약간씩 공전하면서 합을 맞추면서도 구동력에는 힘을 더 보탤 수 있으니 이것도 좋은 방법이기는 하겠네요. 아래 사진은 카토 라운드하우스제 DD51 동력대차 (타이어 없음) 부품입니다.)

 

3) 가능한 한 중련/병결 할 동력차를 연속해서 붙이거나 최대한 가깝게 편성할 것. 동차의 경우 전체 편성의 중앙에 가깝게 배치해야 전/후진 운전에도 안정적임.

 - 쉽게 이야기 하면 동력차를 편성의 양 끝단, 즉 선두와 후미에 각각 놓아 서로 멀리 떨어뜨리지 않는 것이 좋다. 1)항에서 이야기 했듯이 각 동력차별로 속도의 개체차가 존재하는데, 속도차이로 인해 1편성의 연결상태에 '피로감'이 발생하게 된다. 즉, 시간 경과에 따라 전체 편성이 쭈그러 들거나 (자벌레같이 중간이 뜨고, 잭나이프 식으로 탈선할 가능성), 편성이 늘어나거나 (커플러가 차량을 놓침) 둘 중의 하나의 현상이 발생할 것이다. 

 아래의 토믹스 출시 예정인 (9월에는 진짜 나올까...) 오이가와 철도 토마스호 full set를 보시면, 주력인 C11 기관차, 그다음 보조동력이 최후단의 '이부키501호' 전기기관차에 있지 않고 두 번째 객차인 '오하47 398' 에 있는 이유가 바로 그것이다. 심지어 '오하 47'은 C11과 속도 보조를 맞출 수 있는 출력 전환장치도 탑재될 예정이니.

9월 출시 예정인 오이가와 철도 토마스호. 출처: 토믹스 공홈.

 - 통상 한 편성이 긴 전동차나 기동차의 경우 편성의 중심에 동력차가 놓이는 경우가 많은데, 병결되는 도호쿠 신칸센 차량을 풀편성으로 만들어 보면, 긴 쪽 편성은 동력차가 편성의 약간 뒤에, 짧은 쪽 편성은 동력차가 약간 선두에 있는 것을 볼 수 있다. 이는 full 편성이 병결되었을 때, 최대한 동력차가 차량 전체 중심에 모이게끔 의도적으로 설정한 것이다. 

토믹스 E5 + E6 차량 조합. (M)으로 표시된 동력차가 각각 7호차, 12호차에 위치한 것을 보실 수 있다. 출처: 토믹스 공홈.

E233계 도카이도 우에노 도쿄라인 15량 풀편성. 이쪽은 M차가 각각 9호차, 13호차로 편성의 약간 뒤에 위치하지만, 그 거리가 비교적 멀지는 않다.

 

4) 출력이 넉넉한 컨트롤러를 도입하여 사용할 것.

 - 동력차가 먹는 전력량이 만만찮다. 따라서 2량, 혹은 3량 중련운전 검토할 경우 사용하는 선로에 출력이 넉넉한 컨트롤러가 연결되어 있는지 반드시 확인할 것. 인터넷을 뒤져보면 차량 + 부품별 소모하는 전력량을 list up 한 자료를 볼 수도 있다. 기회가 되면 소개하는 자리를 마련 해 볼 수도.

 - 또한 6~7량 이상 객차나 T차를 견인해야 할 경우 1량 동력차로 충분한 속도와 출력의 여유를 가지고 운행이 되는지 잘 관찰할 것. 장편성의 경우 견인출력 up을 위해 필연적으로 중련/병결이 되어야 할 수도 있다.

 

5) 중련/병결차량의 커플러를 검토할 것.

 - 당연한 이야기지만 연결하는 커플러의 종류는 당연히 일치해야 한다. 커플러가 안맞으면 애시당초 중련을 하는 것이 의미가 없음. 그냥 조차장에서 이루어지기도 하는 '돌방입환(토마스 보면 기관차가 화물차와 커플러 연결하지 않고 관성으로만 밀어서 다른 화물차랑 편성을 합치는 입환방법)'이나 다를게 없음. 대부분 중련을 염두에 두고 있는 기관차량들은 제품 내에 중련을 위한 커플러가 부속되어 있는 경우가 거의 다수이다.

C62 2 & 3. 한 쪽은 아놀드, 한 쪽은 더미 커플러. 이렇게 해서는 중련이 안된다. 직찍.

 - 동력차 사이 커플러의 길이도 고려해야 함. 특히 기관차의 경우, 선두의 모양을 사실감 있게 하고자 더미 혹은 실사와 비슷한 모양의 고기능 커플러를 짧게 만든 것들이 있다. 예상하시다 시피 커플러가 짧으면 곡선 반경이 좁은 구간에서 상대 차량과 간섭을 일으켜 탈선할 가능성이 크므로, 운전하는 선로의 곡선반경을 잘 파악해서 필요한 경우 운전 환경에 맞도록 적당한 길이의 커플러로 교체해야 한다.

 

출처: 위키피디아

 일본기차 중련하면 역시 위에서 잠깐 모형으로 보여드린, 하코다테 본선에서 활약했던 [특급 니세코]의 C62 2 & 3 이 되겠다. 소싯적 [하토][츠바메]편성으로 도카이도 본선을 달리던 화려한 경력의 C62 2, 그리고 홋카이도에서 2호보다 더 오랫동안 사랑 받았던 차분한 이미지인 C62 3호기가 독특한 조화를 이루는 중련편성이 되겠다. 

 그 외에도 다양한 조합의 중련 편성을 즐기는데 참조가 되었으면.