차세대 고속열차 EMU-370.[연합]

[헤럴드경제=구본혁 기자] 한국철도기술연구원은 고속열차의 속도향상에 따른 실내 소음저감을 지속 향상하기 위해, 열차 차체의 주재료인 알루미늄 압출재 내부 빈 공간에 경량 아크릴 소재를 삽입하여 소음 차단 성능을 획기적으로 높이는 기술을 개발했다.

현재 철도차량은 경량화를 위해 내부가 비어있는 이중판 구조의 알루미늄 압출재를 주로 사용하며, 이러한 구조는 특정 주파수 대역에서 내부 공간의 공명 현상이 발생하여 소음에 취약했다.

철도연이 개발한 기술은 알루미늄보다 44% 가벼운 아크릴 플라스틱을 압출재 내부 공간에 최적의 형태로 배치하는 방식이다. 이는 단순히 벽을 두껍게 만들어 무게를 늘리는 기존 방식에서 벗어나, 구조적 강성을 높이고 내부 공기층의 소음 진동 모드를 인위적으로 제어하는 혁신적인 접근이다.

철도연은 이번 연구를 통해 ‘부분 보강형’과 ‘전부 보강형’ 두 가지 보강 모델을 제시하고, 3dB 이상의 소음저감 효과를 검증했다.

현재 운행되는 고속철도에 이 기술을 적용하여 3dB 저감 시, 실내에서 승객이 저감 개선을 크게 인지할 수 있는 정도의 향상이 기대된다.

한국철도기술연구원이 개발한 소형 시편 모델.[한국철도기술연구원 제공]

이 기술은 기존의 소음저감 방식인 ‘흡음재 충진’이 시간이 지남에 따라 재료가 굳어 성능이 저하되는 단점을 보완할 수 있으며, 제작 공정이 간편해 실제 철도차량 제작 시 경제성과 실용성을 동시에 확보했다는 평가를 받는다.

특히 이 기술은 기존 흡음재 방식 대비 차체 무게가 매우 작게 증가하면서 동등 이상 수준으로 소음저감이 가능하고, 흡음재, 차음재 등의 방식과 병행하여 적용할 수 있는 장점이 있다.

노희민 철도연 책임연구원은 “경량 소재를 활용한 내부 구조 보강은 철도차량 경량화와 함께 소음저감 쾌적성이라는 두 마리 토끼를 잡는 기술”이라며 “향후 고속열차뿐만 아니라 도시철도 등 다양한 철도차량의 승차감 향상에 기여할 것”이라고 밝혔다.