수중소음

수 중 소 음

<해군무기체계에 큰 영향>

물속 낮은 음향도 높은 음압기록 / 소리이용 위치탐지 목표물 찾아

수중에서의 상대방을 탐지·피탐지하는 수단은 거의 소리에 의존하기 때문에, 수중소음은 해군관련 수중무기체계들의 전투효과도에 상당한 영향을 주는 수중에서의 소리이다. 특히 잠수함은 방사되는 소리로 인해 적에게 자기의 위치를 노출시킨다. 또한 잠수함들 상호간에는 음향 신호로 통신을 하며, 적의 위치를 추정하기 위하여 소나를 사용한다.

이러한 기능들도 소음에 의하여 성능이 크게 좌우된다.
소음이 기능에 치명적인 역할을 하는 대상은 비단 잠수함만이 아니다. 수상함정에서 방사되는 소리에 의해 적 잠수함에게 자기의 위치가 노출될 수 있으며, 수동 소나의 자체 소음은 표적탐지 성능을 저하시킨다. 또 다른 예로써, 수상함정이나 잠수함에서 방사되는 소리를 이용하여 표적의 위치를 탐지하여 목표물을 찾아가는 어뢰에서도 어뢰에서 발생되는 자체 소음의 영향으로 인하여 그 성능이 제한을 받는다.
소음은 기계를 움직이는 과정에서 발생하는 피할 수 없는 부산물이다.
작동하는 힘은 항상 조금은 불안정하고, 진동이 발생하며, 이러한 진동은 기계의 표면에 전달되어 소리처럼 방사된다. 마찬가지로 물체가 유체속을 움직일 때 난류 유동이 형성된다. 이러한 난류 유동들은 결국 열로 변화면서 소멸되지만 또한 미소한 양의 소리를 방사한다. 단지 진공에서만 소리의 발생없이 유용한 일을 할 수 있다. 음향학자들은 역학적 과정의 필요한 부산물로서 열과 함께 소리를 포함시키기 위하여, 어떠한 유용한 역학적인 진행 과정도 열을 조금은 발생시키지 않을 수는 없다고 하는 열역학 제2법칙을 수정하려는 시도를 할지도 모르겠다.

다양한 기계 장치에 의해 공기중으로 방사되는 음향 파워(Sound Power)의 양은 소형팬에서 발생하는 마이크로 와트(Microwatt)에서부터 비행기에서의 수킬로와트(Kilowatt), 대형 로켓에서는 수 메가 와트(Megawatt)에 이른다. 수중에서의 파워는 이들 수치보다 훨씬 낮다. 저속항해를 하는 현대 잠수함의 음향 파워는 일반적으로 수십미리 와트정도인 것으로 알려져 있다. 이에 비하여 수상함정은 5∼1백와트에 이른다 수천마력의 기계적 파워(Mechanical Power)가 수상함정이나 잠수함에서 발생되는 것을 안다면, 기계적 파워의 아주 미소한 비율만이 실질적으로 수중 소음으로 변환된다는 것은 분명하다.

그러나 수상함정, 잠수함, 어뢰등에서 물속으로 방사된 음향파워 수준이 비록 상대적으로 낮다고 하더라도 방사된 수중 소음이 중요하지 않다는 것을 의미하지 않는다. 1와트나 되는 많은 음향 파워를 방사하는 수중에서의 소음원은 현대식 수동 소나에 의해서 굉장히 먼거리에서 탐지된다. 만약 공기중에서는, 위와 동일한 음향 파워는 불과 몇 블록밖에 전달되지 않는다. 이러한 차이의 이유는 물속에서는 상대적으로 낮은 수준의 음향파워라도 높은 음압을 나타내기 때문이다.