2022년 9월 과학기술인상, 철도연 김동현 수석연구원 선정 |
- 고속철도‘터널 소닉붐 저감후드’개발로 민가 피해 예방 - |
□ 과학기술정보통신부(장관 이종호, 이하 ‘과기정통부’)와 한국연구재단(이사장 이광복, 이하 ‘연구재단’)은 이달의 과학기술인상 9월 수상자로 한국철도기술연구원 김동현 수석연구원을 선정했다고 밝혔다.
ㅇ ‘이달의 과학기술인상’은 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 과기정통부 장관상과 상금 1천만 원을 수여하는 시상이다.
ㅇ 과기정통부와 연구재단은 김동현 수석연구원이 고속철도 터널에서 발생하는 터널 소닉붐을 80% 이상 줄인 세계 최고성능의 ‘터널 소닉붐 저감후드’를 개발하고 국민의 삶의 질 향상에 기여한 공로를 높이 평가했다고 밝혔다.
□ 고속열차가 터널에 진입하면 터널 내부에 압력파가 생성되고, 그 일부가 충격성 소음/진동의 형태로 터널 출구를 통해 빠져 나간다. 이 때 발생하는 폭발음이 제트기가 음속을 돌파할 때 발생하는 소닉붐(sonic boom)과 비슷하여, 이를 ‘터널 소닉붐’이라고 부른다.
ㅇ 터널 소닉붐은 터널 출구 주변 민가와 축사 등에 피해를 주기 때문에 이를 줄이기 위한 방법으로 터널 입구에 별도의 구조물인 ‘소음 저감용 후드’를 설치했는데, 이 경우에도 소음 저감 효과는 50% 내외로 한계가 있었다.
□ 김동현 수석연구원은 ‘소음 저감용 후드’의 성능 향상을 위해 상어의 호흡방식을 모사하여, ‘터널 소닉붐 저감후드(이하 ‘저감후드’)’를 개발했다.
ㅇ 상어는 시속 50km에 달하는 고속유영 시 입으로 들어오는 바닷물의 압력을 줄이려고 양쪽 아가미를 벌리는데, 연구팀은 상어 입안과 아가미의 3차원 구조를 생체 모사하여, 실험을 통해 압력변화가 최소화되는 지점을 규명하고, 이를 응용하여 ‘저감후드’를 개발했다.
ㅇ 개발한 ‘저감후드’는 터널 폭발음 저감 성능이 기존 장치 대비 30% 이상 우수하며, 후드 제작비도 약 40% 절감할 수 있다. 관련 연구성과는 미국, 일본, 독일, 중국에 국제특허 등록을 완료했다. 또한, 지난 7월부터는 이천-문경 신규철도의 신풍터널을 비롯해 다양한 철도건설 현장에 저감후드가 적용되어 운행속도 향상과 터널 건설비 절감에 기여하고 있다.
