최신 KTX나 막 개통된 지하철을 탔을 때, 이전과 다른 느낌을 받은 적이 있으신가요? 아마도 많은 분이 ‘예전보다 조용하네?’라는 생각을 하셨을지도 모르겠습니다. 이때 여러분이 느낀 것은 바로 철도 차량의 소음·진동 관련 기술을 발전시켜 음향적 쾌적성을 높인 데서 온 변화입니다. 

오늘 현대로템 블로그에서는 차량의 소음·진동을 담당하는 전문가를 소개해 드리려고 합니다. ‘흔들리지 않는 조용함’을 위해 힘차게 달리는 장형석 선임연구원을 함께 만나볼까요?


철도 차량의 소음을 줄이기 위한 노력

장형석 선임연구원은 현대로템 응용기술연구팀에서 소음·진동과 관련된 업무를 담당하고 있습니다. 철도 차량에서 소음과 진동은 차량의 품질에 직결되는 중요한 연구에 속한다고 하는데요. 자세한 이야기를 직접 들어보았습니다.


“저는 건축음향을 전공하면서 실내음향과 환경소음 관련된 내용을 연구했습니다. 그러던 중 대학원에서 고속열차와 관련된 국책과제에 참여했고, 제 전문 분야를 철도 차량과 접목하게 됐죠. 현재 응용기술연구팀에서는 철도 차량의 소음·진동과 관련해서는 초기 입찰에서 본선 시운전, 사후 C/S 확인 및 대응에 이르기까지 모든 업무를 진행하고 있습니다. 구체적으로는 소음·진동의 기준 설정과 해석, 소음·진동을 발생시키는 장치별 측정과 관리 및 검증, 차량의 사양 검증 등의 업무를 수행합니다.”

현대로템 응용기술연구팀은 차체구조, 충돌, 대차피로, 동역학, 소음, 화재, 유동 등 다양한 분야의 전문가가 모인 팀입니다. 진행하는 프로젝트별로 차량의 종류가 다르고, 나라와 발주처에 따라 요구되는 성능도 모두 달라지기 마련인데요. 여러 가지 기준을 복합적으로 만족시키기 위해 응용기술연구팀 내에서도 지속적인 협업이 이루어지고 있습니다. 

“철도 차량의 경우, 휠과 레일에서 가장 큰 소음이 발생합니다. 그 외에는 견인전동기와 구동기어, 냉난방기를 작동하는 과정에서 소음이 발생하죠. 저희는 다양한 차음(소리가 전달되지 않도록 차단하는 것) 소재를 활용해 어떻게 하면 실내에 들리는 소음을 최소화할지를 연구하고 있습니다. 최근 트렌드는 빠르고 가벼우면서도 소음을 최소화한 차량인데, 이 모든 것이 다 상충하는 요소거든요. 발주처에서도 조용한 차량을 선호하기에, 이러한 이상적인 차량을 목표로 저희 역시 전진하고 있답니다.”

철도 차량이 발주되어 고객 앞에 다다르기까지, 장형석 선임연구원과 같은 전문가들의 끊임없는 노력이 있었습니다. 자신의 전문 분야에 대한 그의 열정 덕분이었을까요? 최근 장형석 선임연구원은 한국철도학회가 주최한 ART 2018(The 2nd Asian Conference on Railway Engineering and Transportation)에서 수상의 영광까지 얻었답니다.


철도국제학회 참가와 수상의 기쁨

지난 10월, 국내외 연구자들이 참석해 철도 전 분야의 최신 연구 동향을 교류하는 국제학술대회 ART 2018이 제주에서 열렸습니다. 트랙과 같은 토목 분야, 철도 차량, 네트워크, 철도 운영, 비용 산정을 비롯해 다양한 분야의 연구 성과물이 발표되었는데요. 장형석 선임연구원 역시 팀원들과 함께 소음·진동과 관련된 주제로 발표를 진행했습니다.


“저희가 발표한 내용은 철도 차량에서 공기 전달음 차단 성능의 현장 측정법(Field Measurement of Airborne Sound Insulation in a Railway Vehicle)입니다. 철도 차량에서는 바닥 구조, 도어, 통로 연결막 등을 통해 소음을 차단하는 구조가 중요합니다. 원래는 이를 정량적으로 평가하기 위해 실험실에서 해당 구조의 시편을 제작해 측정하곤 했습니다. 

그런데 이 방법은 차량 제조 과정에서 측정이 어렵고, 시편을 제작하는 데 드는 비용이 상당하다는 단점이 있어요. 외부적 요인으로 매번 시행할 수 없기 때문에 현장에서 측정하자는 아이디어가 나오게 된 거죠. 저희는 다양한 특징의 스피커와 마이크로폰 등을 통해 실험실과 유사하면서도 객관적인 수치를 얻는 방법을 제안해 좋은 반응을 얻었습니다.”


철도 차량을 제작하는 과정에서 소음을 줄이는 것만큼이나 사전에 예측하고 관리하는 것도 중요하다고 장형석 선임연구원은 이야기합니다. 차량을 제작한 후에 수정하려면 비용이 훨씬 많이 들기에, 중간 과정에서도 계속 체크할 필요가 있다고 말이죠. 이는 차량을 제작하는 과정에서 설계와 다른 결과물을 얻을 수도 있기 때문입니다. 가능하다면 사전에 문제를 방지하는 것이 좋지만, 제작 후에도 차량을 납품하기 전까지 빠른 조치를 취하기 위해 지속적인 관리와 측정이 필요합니다. C/S 발생 시 문제를 확인하고 대응책을 마련하는 것 역시 응용기술연구팀의 역할이랍니다.

“이번에 참가한 철도국제학회 외에도 소음·진동 분야의 전문가가 모이는 세계적 규모의 학술대회들이 있습니다. 철도 분야의 실내외 소음도 상당히 비중 있게 다뤄지는 내용이죠. 소음·진동 전문 학회인 인터노이즈(Internoise) 2020은 서울에서 개최 예정이며, 유럽을 중심으로 하는 국제 학회인 유로노이즈(Euronoise)에서는 유럽의 공동 연구 동향을 파악할 수 있습니다. 세계적으로 저소음 경량화 고속 차량에 대한 연구가 대세인데요. 아까 말씀드린 것처럼 중량과 차음 성능, 속도와 공기저항에 따른 소음은 모두 상충하는 부분입니다. 현대로템은 물론, 세계적 철도 차량 제작사에도 중요한 챌린지라고 할 수 있죠.”


전문 분야를 다루는 국제 학회에서 깊이 있는 인사이트를 얻을 수 있는 만큼, 장형석 선임연구원은 서울에서 열릴 인터노이즈 학회에도 참여하고 싶다는 뜻을 밝혔습니다. 첨단 기술 개발 성과를 공유하는 행사를 통해, 팀은 물론 현대로템 전체의 기술력과 경쟁력을 제고할 것으로 기대됩니다.


고객이 행복한 철도 차량을 향한 꿈

현대로템에서 소음·진동에 관한 연구를 지속하고 있는 장형석 선임연구원. 그에게는 연구자로서 이루고 싶은 목표가 있습니다. 자신만의 전문성으로 고객이 편안한 철도 차량을 연구하고 있는 장형석 선임연구원의 이야기를 들어볼까요?


▲ 응용기술연구팀 소음그룹(김병희 책임연구원, 김종환 주임연구원, 임효석 선임연구원, 김재환 선임연구원, 장형석 선임연구원)

“단기적으로는 이번에 응용기술연구팀 소음그룹에서 진행한 연구와 관련해 실험실 및 현장 차음 데이터를 더 많이 수집해 내부 업무에 도움이 되는 DB를 구축하고 싶습니다. 이 내용으로 SCI 논문(Science Citation Index, 과학기술논문 인용 색인)을 발표해 공신력을 얻는 것이 1차 목표죠.

아직 부족한 점이 많지만 장기적인 목표도 세우고 있습니다. 바로 제 박사학위 논문 내용이기도 했던 ‘적절한 소음’과 관련된 내용인데요. 철도 소음을 최대한 줄이면서 같은 소음이라도 승객 또는 거주민에게 덜 성가신 소음원으로 만드는 것입니다. 같은 크기의 소음이라도 주파수 성능에 따라 성가시게 들리기도 하고, 사람들 간 대화 소리를 차단하는 긍정적 역할을 하는 경우가 있거든요. 더 세심한 소음원 관리를 통해 역세권에 사는 사람들도 행복한 철도 차량 개발에 앞장서고 싶습니다.”

꾸준한 연구 개발을 통해 자신의 분야에서 꿈을 이뤄가고 있는 장형석 선임연구원. 그는 현대로템 입사를 꿈꾸는 후배들에게 자신의 주특기와 산업을 접목해 ‘나만의 전문성’을 발견할 것을 권합니다. 전문성은 곧 자신만의 무기가 되어 그 어떤 분야에서도 꿈을 펼칠 기회가 주어진다고 말이죠. 장형석 선임연구원과 팀원들의 연구를 통해 소음·진동을 최소화한 꿈의 열차에 탑승할 날을 기대해 주세요!

Posted by 현대로템
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