고속 열차가 터널에 진입할 때 공기 압축으로 생기는 '터널 폭발음'을 획기적으로 줄이는 기술이 개발됐다. 한국철도기술연구원은 자체 개발한 '터널 폭발음 저감 후드 기술'에 대한 현장 성능검증을 완료했다고 22일 밝혔다.
고속열차가 터널에 진입하면 터널 내부의 압력 변화로 인해 파동이 발생하고, 이 파동이 터널 출구에서 폭발음과 같은 큰 소음을 일으키는데, 이를 미기압파(micro pressure wave) 또는 터널 소닉붐(tunnel sonic boom)으로도 부른다.
이런 터널 폭발음은 터널 주변 민가와 축사에 큰 피해를 주기 때문에 고속철도 설계에서 중요한 이슈가 되고 있다. 철도연이 이번에 개발한 '터널 폭발음 저감 후드'는 상어가 빠르게 헤엄칠 때 입으로 유입되는 바닷물의 압력을 줄이기 위해 양쪽으로 아가미를 벌리는 모습에서 아이디어를 얻었다.
상어 입안과 아가미의 3차원 구조변화로 인한 압력구배 저감 원리를 응용해 상어 생체를 본뜬 후드 구조체를 개발한 것이다.
연구책임자인 김동현 철도연 수석연구원은 "터널 폭발음 저감 성능이 약 84%로 일본·독일·중국 등의 터널 후드 구조체 성능(50%)보다 우수하다"고 소개했다. 또 기존에 개발된 후드보다 후드 길이가 짧아 건설비용을 약 40%가량 절감할 수 있다.
철도연은 개발한 상어 생체모사 후드의 성능시험과 실물 현장시험 결과는 한국산업기술시험원(KTL)으로부터 공인시험 성적서를 받았고, 미국·일본·독일·중국 등 4국 국제특허 등록을 완료했다.
또 이 기술은 내년 완공되는 시속 250㎞급 중부내륙철도와 춘천∼속초 고속화철도 설계 등에 반영될 예정이다. 나희승 철도연 원장은 "터널의 폭발 소음을 줄이는 친환경 기술이면서 터널 단면적도 줄이는 경제적 기술"이라며 "첨단 기술 개발로 성능한계를 극복하고, 친환경 미래 모빌리티의 경쟁력 창출을 위해 노력하겠다"고 말했다.