이원영 기자
공항 주변 소음은 대부분 제트기 엔진이 내는 굉음이다. 하지만 항공기 날개 소음이 사실 상당량을 발생시킨다.
항공기 날개에서 발생하는 소음은 양력 면에서 조종 날개면 위에서 일어나는 복잡한 기류에 의한 것. 공기 밀도가 높은 저고도를 비행하는데 가장 크다. 날개가 발생하는 소음은 이웃 주민을 불편하게 하는 건 당연하고 큰 소리가 나올 정도로 저항도 커지기 때문에 연료 소모 문제가 있다. 또 상당수 공항에선 항공기가 발생시키는 소음 크기에 따라 착륙 요금을 설정하고 있기 때문에 소음이 크면 운영비용도 높아진다.
미 항공우주국 나사(NASA)는 고정익 수송기에 대한 혁신 에너지 효율과 환경 적합성을 연구하는 AATT(Advanced Air Transport Technology) 프로젝트 일환으로 항공기 날개가 발생시키는 소음을 최소한으로 줄이기 위한 연구를 실시해왔다.
연구팀은 올해 1월 날개 소음 발생 메커니즘을 자세하게 조사해 저소음화하는 방법을 얻기 위해 CRM-QHL(Quiet-High-Lift version of the Common Research Model)라는 새로운 날개에 대한 10분 1 스케일 아음속 풍동 실험을 실시했다.
테스트 모델은 항공기를 세로로 두 동강 낸 모양을 하고 있으며 단면을 아래로 해 풍동 바닥에 배치되어 있다. 좀더 알기 쉽게 설명하면 반으로 부서진 어묵 모양을 한 항공기 동체에 수직 날개가 있고 이 날개 플랩과 슬랫 같은 가동 기구를 진짜처럼 재현한 것. 또 제트엔진 개폐식 바퀴 등을 설치해 설제와 다르지 않은 측정 데이터를 얻을 수 있게 했다.
새로운 날개 디자인 아이디어는 형상 기억 합금으로 구축하는 판금 소음 저감 개념 유효성을 평가, 입증하는 것이다. 형상 기억 합금은 판금이 철회될 때 장치가 수용하는 데 필요한 비교적 큰 변형을 받을 수 있도록 했다고 설명하고 있다. 저소음 판금은 공력과 구조, 음향 성능을 평가하는 소규모 테스트와 계산 기술을 이용해 개발했다고 한다.
연구팀은 10분의 1 모델을 이용한 실험 결과 확인이 끝나면 더 큰 풍동 시험으로 전환하고 미래에는 항공 우주 산업에 사용 가능한 기술로 발전시켜 나갈 예정이다. 간단한 문제는 모두 이미 해결한 것으로 알려진 날개 디자인에 관한 연구는 있지만 연구팀에 다르면 계산 기술과 실험 기술을 결합해 아직 진보를 계속하고 있다고 밝히고 있다. 이 연구가 실용화되면 항공기 연비와 저소음 향상을 기대할 수 있을 것으로 보인다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.
이석원 기자
정용환 기자
