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첨단 롤러코스터 진화 이끄는 근접 센서 기술의 힘

  • 등록 2017.03.08 16:53:18
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[터크와 안전한 롤러코스터 라이딩: 터크의 Uprox+ 근접센서로 유로파 파크의 최신 롤러코스터 제어]


놀이공원이라면 방문객들을 끌어들이려면 흥미로운 행사와 놀이기구를 제공해야 한다. 매년 450만명이 찾는 유로파파크도 마찬가지다.


유로파파크는 흥미를 일으키는 놀이기구를 구축하기 위해 공격적인 투자를 펼쳐왔다. 근접 센서를 장착한 롤러코스터도 공격적인 투자에 따른 결과물이다. 


유로파파크는 2009년 금속으로 된 롤러 코스터인 메가코스터에 터크 'Uprox+' 근접 센서 기술을 적용한데 이어 최근에는 나무로 된 팀버 코스터에도 이를 확대 적용해 관심을 끌고 있다.


유로파파크 메가코스터는 발사 기술을 이용한 롤러코스터다. 


승강 단계에서 최고점까지 끌어당겨 위치에너지로 주행하는 롤러코스터와 달리,  메가코스터는 열차가 100km/h 속도로 2.5 초 내에 트랙을 따라 발사되는 기술에 기반한다. 이 과정에서 리니어 유도 모터가 가속도를 생성하며, 전기 모터는 자기부상 열차 작동원리와 유사한 자기장을 사용해 열차에서 발생하는 정적 자기장의 바접촉 가속을 제공한다.


유로파파크의 첫 우든코스터,  팀버 코스터 


메가코스터 운영시스템은 주행트랙 전 구간에서 열차 위치 정보를 필요로 하는데, 트랙 트리거 신호를 사용하는 대신 컨트롤러가 열차바퀴 회전을 통해 위치를 확인한다. 유도형 근접센서를 각 열차 알루미늄 바퀴에 장착하고, 바퀴 홀을 통해 회전을 감지하는 구조다. 


유로파 파크 담당자는 “처음에는 일반 근접센서를 사용했는데  무난하게 작동됐지만 짧은 감지거리 때문에 유지보수 시 작업자가 바퀴를 떼어낼 때, 센서 위치를 살짝 건드리기만 해도 센서를 재설정 해야 하는 불편함이 있었다"면서 "터크 Uprox+ 근접센서는 긴 감지거리를 보유하고 있고, 정확한 스위칭 포인트를 제공해 우리에게 적합한 솔루션"이라고 말했다. 또 "터크 센서는 감지 빔 기술이 우수해 설치시 유연성이 향상됐다"고 덧붙였다.


터크는 유로파 파크 선단에 방수 하우징의 Uprox+ 센서를 공급하고 있다.  수중에서 작동하는  Uprox+ 센서를 통해 제 시간에 수위측정 장치를 끌 수 있다.


Uprox+는 블루 파이어 롤러코스터의 바 걸쇠가 제대로 닫혔는지를 감지하는 용도로 적용됐다.


메가코스터 제조사는 철제 놀이기구 전문업체 맥 라이드로 다양한 철제 롤러코스터를 제작해 온 회사다. 우든 코스터의 경우, 이동수단 재질은 철제보다 나무가 더 튼튼하다는 노르웨이 신화에 근거해 제작됐다. 


제조는 미국 GCI (Great Coasters International) 에서 맡았다.  기존 시스템 업체인 EMIS 일렉트로닉스(electrics)가 제어 시스템을 맡았다. 부품의 경우 유로파파크는 2 개사만이 공급할 수 있도록 선을 그었다. 


터크는 2개 업체 중 하나로 공급사 단순화를 통해 재고관리 및 유지보수를 용이해졌다는 것이 유로파파크 설명이다.

롤러코스터 안전규정은  생명과 직결되므로 매우 높게 설정돼 있다.


엘리베이터 보다 까다롭다. 롤러코스터는 일반적으로 블록 세이프티 시스템을 사용하는데, 블록은 2 개 브레이트 포인트 사이에 위치하며, 이는 앞선 열차가 출발했을 경우에만 브레이크를 해제하는 등의 방식으로 운영된다. 블록 시스템을 통해 블록 간의 주행시간을 기록하여, 열차의 주행속도를 제어한다. 


가스프롬 사에서 제작한 블루 파이어 메가코스터를 즐기고 있는 탑승객들 이 롤러코스터 바퀴에 터크의 센서가 설치되었다. 



Factor-1 센서로 구리 브레이크 핀 감지  

이 시스템은 근접센서에 의해 제어되는데, 센서는 전체 구간을 따라 70 cm 떨어진 열차 바닥에 고정된 구리 브레이크 핀을 감지한다. 구리는 비자성 금속으로 필요에 따라 열차 주행속도를 늦추는 자성 브레이크에 반응하기 위해 매우 중요하다. 


그러나 기존 페라이트 코어 기술 기반 유도형 근접센서는 구리재질을 감지할 수 없으므로, 모든 금속에 동일한 감지거리를 보장하는 Factor-1 센서를 이용해야 한다.


터크 Ni75 시리즈도 Factor-1 센서 브랜드 중 하나다. 터크 Ni75 시리즈는 약 6 cm 의 스위칭 거리를 안정적으로 제공한다.  열차는 레일 좌/우로 최대 2.5 cm 의 이격이 생길 수 있는 환경이었다. 터크 근접센서는 열차 아래쪽과 측면에서 12 mm 두께인 브레이크 핀을 감지한다. 이런 상황에선 두 방향 모두 안정적인 스위칭 성능을 필요하다. 


메가코스터의 바퀴 홀에 터크의 Uprox+ 근접센서가 설치되어 안정적으로 작동된다






열차는 전체 승강 단계에서 터크 Uprox+ 센서에 의해 감지된다. 


 


터크의 Uprox+ 센서 위 우든 팀버 코스터 캐리지의 구리 브레이크 핀 


사일런트 힐 

열차가 최고점까지 올라가는 구간을 승강기라고 부르는 데, 트랙 베드에 있는 롤백 방지 레일은 승강 체인이나 다른 부품이 파손되어도 기차가 뒤로 밀려 내려가지 않도록 방지하는 장치이다. 일반적으로 안전 닻 (앵커) 은 작동 중 매우 시끄러운 소음을 발생 시키는데, GCI (Great Coasters International) 는 이 소음을 방지하기 위해 닻을 전자석을 사용해 들어올렸다. 


GCI 는 이 무소음 시스템을 사일런트 힐 이라고 부른다. 열차는 센서에 의해 감지되고, 속도는 컨트롤러에 의해 모니터링 된다. 열차가 1.5m/s 인 규정속도 이하로 내려가면 이는 체인 드라이브에 결함이 있음을 나타내므로 컨트롤러가 전자석을 스위치 오프 시키고 닻이 래칫 트랙으로 떨어지면서 결합한다. 이는 정전 시에도 동일한 방식으로 작동한다. 


터크 센서는 다수 유명 놀이공원 기구들에 적용되고 있다.


돌고래 어드벤쳐 스플래쉬 투어 워터 라이드에 적용된  NI50U 센서는 사소한 기능을 통해 큰 차이를 만드는 좋은 사례라는 평가를 받고 있다. 직사각형 터크 센서는 수중 설치를 위한 별도 케이스가 함께 판매된다.


경사센서의 경우 독일 놀이기구 스윙 라이드에, 리니어 포지션 센서는 회전목마의 위치 제어 등에 사용된다. 한국의 대표 놀이공원인 에버랜드 롤러코스터 티-익스프레스, 썬더폴스, 매직스윙 등의 놀이기구에도 터크 센서가 적용됐다.


정리: 황치규 기자(delight@hellot.net) 







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