소음은 잠수함 생존의 문제…‘더 조용한’ 설계 빛났다

잠수함에서 나는 소음을 줄이는 기술이 올 한해 한국기계연구원(기계연)이 거둔 최고 연구성과로 선정됐다. 기계연은 27일 김봉기 기계시스템안전연구본부 시스템다이나믹스 연구실장이 진행한 ‘잠수함 소음 해석·평가 및 저소음 설계 기술’ 연구를 최우수연구성과에 선정하고 시상했다. 국내 최초로 독자 기술을 활용해 ‘유동 소음’(flow noise)을 비롯한 잠수함의 주요 소음을 해석해 방음 대책을 제안했다는 데 의미가 있다.

기계연 ‘소음 줄이기’ 올해 최고성과

연구를 진행한 김 책임연구원은 “공중 및 지상 무기는 전자파 기반의 레이더로 탐지하지만, 물속에서는 음파로 적의 물체를 찾아낸다”며 “무기의 성능도 중요하지만, 생존 가능성 관점에서는 소음을 줄이는 게 필수”라고 연구의 필요성을 설명했다. 그는 “올 1월 중국의 최신 093A형 핵 잠수함이 센카쿠 열도(중국명 댜오위다오) 해역에서 일본 해상자위대에 탐지돼 쫓겨 다닌 일이 있었다”며 주요한 원인으로 소음을 꼽았다. 당시 중국 핵 잠수함은 이틀간이나 쫓기다 결국 공해상으로 떠올랐다.

잠수함이 내는 소음을 측정·평가하기 위해 2년간 10회에 달하는 대규모 실선 음향 시험 및 평가가 한국 해군과 협력 하에 시행됐다. 실제 잠수함의 엔진룸과 프로펠러·펌프 등 주요 소음원이 되는 장비를 만들어 가동하고, 소리만으로 주요 소음 장비를 찾아냈다. 김 책임연구원은 “마이크와 같은 역할을 하는 하이드로폰과 주파수 분석기를 사용해 음향 신호를 수치 데이터로 풀어냈다”며 “소음 기여도가 큰 장비에는 진동을 줄이는 제진재와 소음을 흡수하는 흡음재를 배치하는 등으로 재설계했다”고 설명했다.

한편 이 연구는 국내 최초의 독자 개발 잠수함인 도산안창호 함의 설계에 실제로 반영됐다. 적의 소나(음파탐지기)에 피탐되는 거리가 짧아진 것이다. 도산안창호 함은 우리나라 최초의 3000t급 잠수함으로 탄도 미사일을 탑재할 수 있는 최신예 함정이다. 기계연 측은 “소음 해석을 위해 민감한 군사정보를 국외 전문기관과 공유하지 않아도 되는 등 우리 국방력 강화에 도움이 된 점을 인정했다”고 연구 성과를 평가했다.

허정원 기자 heo.jeongwon@joongang.co.kr