소소리으로부터 인공위성을 지켜라 대박이네

우주발사체는 발사 시 매우 격렬한 sound(sound)를 내놓습니다. 추진기관에서 발생하는 이러한 sound향은 발사체는 물론 페어링에 실려 있는 인공위성에 하중으로 작용하며 태양전지판 등의 구조체가 나쁘지 않아 컴퓨터 등 전자장비에 영향을 주고 있습니다. 이를 위해 발사 시 인공위성을 보호하는 페어링은 이런 sound를 최대한 막을 수 있도록 설계합니다.그러나 sound를 막는 것만으로는 한계가 있어 sound를 흡수하는 별도의 장치를 페어링 내부 벽에 설치하는데 sound향공명기(Acoustic Resonator)와 sound향 블랭킷(Acoustic Blanket) 등으로 구성된 sound향하중저감장치를 적용합니다.

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먼저 노래 작업실을 소개해볼까요? 1단의 건물과 작업실을 만들 때부터 2겹 이상의 벽면을 만들어 중간에 공기층을 만드는 등 방음 효과를 높일 수 있도록 설계합니다. 저런 구조적 방음 장치만으로는 소리를 완전히 차단할 수 없기 때문에 흡음 효과가 뛰어난 소재를 내벽에 붙입니다. 난판 형태의 내벽은 이러한 흡음효과를 높이기 위한 것입니다.자동차도 마찬가지인데요. 자동차 구조를 설계할 때부터 외부 소리, 엔진 소리를 최대한 줄이는 요령을 선택합니다. 특히 엔진 소리는 엔진룸 내에서 차단하면 공명이 발생해 소리가 증폭되는 만큼 보닛 뒷면에 별도의 패널을 설치하기도 합니다. 이처럼 차체의 흡음·차음 구조만으로는 만족하지 못하는 운전자도 있습니다. 그러면 다른 차량의 인테리어 업체에 가서 내부가 나쁘지 않기 때문에 엔진 룸에 엠보싱 형태의 흡음재를 설치하기도 합니다.인공위성 등 탑재체를 싣고 우주로 날아가는 발사체도 마찬가지입니다. 발사체는 추진 기관에서 150dB이상의 음향 하중(Acoustic Load)이 발생하는데요. 자동차로부터 발생하는 소리의 수만배의 크기에 이르러, 저런 음향 하중은 인공위성 등 탑재체에 진동을 가하는 중요한 원인입니다. 단순한 덮개만으로는 인공위성을 보호하기 어려워 음향하중을 차단할 수 있도록 음향공명기와 블랭킷을 페어링 내벽에 설치합니다.

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엔진이 점화하고 발사체가 택지를 이륙할 때 sound 향하중이 가장 큽니다. 이때 페어링 내부 sound의 향기 하중 등급은 140dB정도에 이릅니다. sound의 향기 하중을 줄이기 위한 내벽에 홉 sound의 소재를 1규정한 크기와 간격으로 배열하는데 이것이 바로 sound의 향기 블랭킷 이다니다. 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. 그래서 저주파 흡기 sound를 목적으로 하는 공명기를 따로 설치합니다. 공명기는 복합재로 틀을 만든 후(뒤) 구멍을 파는 형태로 만들어집니다. 이 홀의 크기에 따라 흡인은 sound 주파수가 다른데요. 흡수 성능, 강도, 경량화를 동시에 실현할 수 있는 형태로 제작합니다.sound의 위력을 잘 보여주는 영화가 있습니다. 귄터글라스의 원작소설을 바탕으로 한 양철북입니다. 이 영화에서는 스스로 성장을 멈춘 오스카라는 소년이 등장합니다. 오스카가 양철북을 쳐서 sound를 두드리면 그 충격으로 주변의 유리가 깨져버립니다. sound는 공기를 매질하여 전달하는 파동입니다. sound를 들을 수 있는 것도 공기가 진동하기 때문입니다. 오스카가 sound를, 유리를 깰 수 있었던 것은 sound의 진동과 유리 입자 진동수가 거의 같게, 공명 현상을 1우쿄쯔키 때문 이다니다.sound, 절대 깔보면 안되겠죠?

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

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