소리으로부터 인 대박이네

우주발사체는 발사 시 매우 난색 있는 소리(음향)를 내죠. 추진기관에서 생성되는 이런 음향은 발사체는 물론 페어링에 실려 있는 인공위성에 하중으로 작용해 태양전지판 등 구조체 본인 컴퓨터 등 전자장비에 영향을 주는데요.따라서 발사 시 인공위성을 보호하는 페어링은 이런 소리를 최대한 막을 수 있도록 설계될 것입니다. 하지만 소리를 막는 것만으로는 한계가 있어 소리를 흡수하는 별도의 장치를 페어링 내부 벽에 설치합니다. 음향공명기(Acoustic Resonator)와 음향블랭킷(Acoustic Blanket) 등으로 구성된 음향하중저감장치를 적용합니다.

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먼저, 소리악 작업실에 대해서 알아볼까요? 우선 건물과 작업실을 만들 때부터 이중 이상의 벽면을 만들고 중간에 공기층을 만드는 등 방음의 효과를 높이도록 설계한다. 이러한 구조적인 방음 장치만으로는 소리를 완전히 차단할 수 없기 때문에 흡음 효과가 뛰어난 소재를 내벽에 붙입니다. 난판 형태의 내벽은 이러한 흡음 효과를 높이기 위한 것입니다.자동차도 마찬가지인데요. 자동차 구조를 설계할 때부터 외부 소리, 엔진 소리를 최대한 줄이는 방법을 택한다. 특히 엔진 소리는 엔진룸 내에서 차단하면 공명이 발생해 소리가 증폭되는 만큼 보닛 뒷면에 별도의 패널을 설치하기도 한다. 이와 같이 차체의 흡음·차음의 구조만으로는 만족할 수 없는 드라이버도 있습니다. 그러면 별도의 자동차 인테리어 업체에 가서 내부 본인의 엔진룸에 엠보싱 모양의 흡음재를 달기도 한다.인공위성 등 탑재체를 싣고 우주로 날아가는 발사체도 마찬가지입니다. 발사체는 추진 기관에서 하나 50dB이상의 소리햐은 하중(Acoustic Load)이 발생하는데요. 자동차에서 발생하는 소리의 수만배 크기에 달하는데, 이러한 소리의 향하중은 인공위성 등의 탑재체에 진동을 가하는 중요한 원인입니다. 단순한 덮개만으로는 인공위성을 보호하기 어렵기 때문에 소리의 방향 하중을 차단할 수 있도록 소리 방향 공명기와 블랭킷을 페어링 내벽에 설치한다.

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엔진이 점화하여 발사체가 육지에서 이륙할 때 sound 향하중이 가장 큰데요. 이때 페어링 내부 sound의 향기 하중 등급은 140dB정도다. sound의 향기 하중을 줄이기 위한 내벽에 홉 sound의 소재를 1규정한 크기와 간격으로 배열하는데 이것이 바로 sound의 향기 블랭킷입니다. 블랭킷은 내부에 폼계열의 흡기 sound재를 층에 삽입하여 특수소재로 외부를 덮은 형태로 제작됩니다. 외부를 감싸는 이유는 흡수 sound재에서 가루가 떨어져 인공위성 등 탑재체에 영향을 줄 수 있기 때문입니다.담요는 고주파 영역에서는 뛰어난 자동차 sound 성능을 발휘하지만 저주파에서는 큰 효과가 없습니다. 고로 저주파의 흡기 sound를 목적으로 하는 공명기를 별도로 설치하는 것이다. 공명기는 복합재로 틀을 만든 후(뒤) 구멍을 파는 형태로 만들어집니다. 이 홀의 크기에 따라 흡인은 소리의 주파수가 다른 것입니다. 흡수 성능, 강도 및 경량화를 동시에 실현할 수 있는 형태로 제작한다.소리의 위력을 잘 보여주는 영화가 있습니다. 귄터글라스의 원작소설을 바탕으로 한 양철북입니다. 이 영화에서는 스스로 성장을 멈춘 오스카라는 소년이 등장할 것이다. 오스카가 양철 북을 치며 소리를 지르면 그 충격으로 주위의 유리가 깨져 버립니다. 소리는 공기를 매질로 전해지는 파동입니다. 우리가 소리를 들을 수 있는 것도 공기가 진동하기 때문입니다. 오스카의 목소리로 유리를 깰 수 있었던 것은 sound의 진동과 유리 입자 진동수가 거의 같게, 공명 현상을 1우쿄쯔키 때문입니다.목소리, 결코 깔보면 안 되죠??

기획/제작:항공우주Editor오요한자문/감수:발사체구조팀 이정은, 박승헌 박사

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