항공기 소음과 아동의 학습, 수면 영향: 연구 결과 공개

1. 항공기 소음과 어린이 건강(수면장애와 고혈압 위험)

공항 근처 또는 출도착하는 제트기의 비행 경로 바로 아래에 사는 사람이라면 누구나 매일 듣고 싶어 하는 노래가 있습니다. 바로 사이먼 앤 가펑클의 "침묵의 소리"입니다.

 

비행기 소음은 얼마나 심할까요? 2022년 보고서에서 미국에서 가장 혼잡한 주로서 소음에 대해 잘 알고 있는 뉴저지의 과학자들은 공항과 같이 소음으로 오염된 지역에 거주하는 주민들의 심장마비 발병률이 조용한 지역에 거주하는 사람들보다 72% 더 높다고 말했습니다. 럿거스 로버트 우드 존슨 의과대학의 아벨 모레이라 교수는 소음 공해를 심장병의 원인으로 간주해야 한다고 말했습니다.

런던의 항공 환경 연맹은 최근 "항공기 소음이 어린이의 기억력과 학습에 영향을 미치고 수면을 방해하며 장기적으로 심각한 건강 문제를 일으킬 수 있다"고 선언했습니다.

벨기에의 한 환경 단체는 공항 소음으로 고통받는 주민들의 건강 비용이 총 10억 유로(미화 10억 7천만 달러)에 달할 것으로 추산했습니다. 이 단체는 공항 소음으로 인한 수면 장애와 지속적인 주간 소음으로 인해 5만 1,000명이 고혈압에 걸릴 위험이 높아지고, 2,000명이 심장병에 걸릴 위험이 커졌다고 계산했습니다.

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2. 유럽연합, 시끄러운 항공기에 대한 금지 조치 발표

유럽연합은 지나치게 시끄러운 항공기의 유럽 영공 비행을 금지하는 지침을 발표했습니다.
벨기에는 지난 4월 단거리 비행과 개인 제트기에 세금을 부과하면서 제트기 소음을 억제하기 위한 조치를 취하기 시작했습니다. 그리고 볼티모어에 있는 BWI 공항은 분주하고 소음이 심한 터미널 주변의 400여 가구에 방음 시설을 설치하는 3,500만 달러 규모의 다년간 프로젝트에 착수했습니다.

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3. 물결형 벽을 통한 제트 엔진 소음 감소 기술의 효과

소음의 유해한 영향에 대한 우려가 커지고 있는 가운데 상하이 대학교에서 반가운 소식이 들려왔습니다. 한 연구팀이 귀가 찢어질 듯한 제트 엔진의 소음을 획기적으로 억제할 수 있는 모델을 개발했습니다.

연구진은 지난 5월 항공역학 분야 학술지 '어드밴시스 인 에어로다이나믹스(Advances in Aerodynamics)'에 발표한 논문 '내벽 처리에 의한 높은 아음속 제트 흐름의 소음 제어'에서 공기 난류, 항공 음향 및 유체 역학에서 수행한 수많은 시뮬레이션을 자세히 설명했습니다.

연구진은 항공기 프로펠러, 헬리콥터 로터, 터보 기계에서 발생하는 소리를 평가하는 데 널리 사용되는 윌리엄스-호킹스 방정식과 같은 고전적인 연구에 의존했습니다. 존 포크스 윌리엄스는 초음속 콩코드 제트기 설계에 기여한 것으로 가장 잘 알려져 있습니다.

상하이 팀은 전단층 불안정성, 유동장, 원거리 소음과 같은 문제를 조사했습니다.
그 결과 노즐 출구 쪽의 매끄러운 내벽을 물결무늬 패턴이 있는 벽으로 대체하는 물결무늬 내벽(WIW)이라는 제트 엔진 처리 방법을 고안해 냈습니다. 노즐은 추력을 생성하는 뜨거운 가스를 운반하는 특수한 모양의 튜브입니다.

2019년 MIT 연구진이 처음 제안한 이 개념은 "미세한 규모의 난기류를 제어할 수 있다"고 상하이 연구진 중 한 명인 후위에 마오는 설명합니다. 그 결과 "중-고주파 소음을 줄일 수 있다"고 마오는 말합니다.

상하이 WIW 솔루션은 엔진 추력을 방해하거나 소음 및 추력 목표를 달성하기 위해 추가 장치가 필요했던 다른 사람들의 이전 노력을 개선한 것입니다.
상하이의 해결책은 추력 손실이 적고 다른 구조물에 의존하지 않고도 상당한 소음 감소를 달성할 수 있습니다.

마오는 "물결형 벽 제어 방법은 아주 작은 기하학적 수정을 유도하여 전단층 혼합을 향상시키면서 추력을 약간 희생시킵니다."라고 말합니다. "결과적으로 웨이브 월은 아음속 제트의 흐름 및 소음 제어에 유망한 방법입니다."

조만간 이 개념이 더욱 구체화되어 실제 제작에 들어가면 세계에서 가장 번화한 공항 중 하나인 뉴욕 퀸즈의 JFK 공항에서 몇 분 거리에 있는 팝 듀오 사이먼 앤 가펑클이 "침묵의 소리"를 상쾌하고 평화롭게 연주하는 모습을 볼 수 있게 될지도 모릅니다.