선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이에 본 논문에서는 군용항공기 소음 저감에 대한 기초 연구로서 미국 연방 항공국(FAA)에서 개발, 상용화되어 널리 사용되고 있는 INM (Integrated Noise Model)을 이용하여 군용항공기의 여러 가지 비행 패턴 중 이륙 각도와 선회 고도와 선회 패턴 변화에 따른 군용 항공기 소음의 영향을 예측하고 WECPNL (Weighted Equivalent Continuous Perceived Noise Level)의 변화를 분석하였다. 그리고 본 연구결과를 통해 향후 비행장 주변 저소음 운항 경로를 구축하는데 필요한 기초 자료를 제공하였다.
- 이에 본 논문에서는 군용항공기 소음 저감에 대한 기초 연구로서 미국 연방 항공국(FAA)에서 개발, 상용화되어 널리 사용되고 있는 INM (Integrated Noise Model)을 이용하여 군용항공기의 여러 가지 비행 패턴 중 이륙 각도와 선회 고도와 선회 패턴 변화에 따른 군용 항공기 소음의 영향을 예측하고 WECPNL (Weighted Equivalent Continuous Perceived Noise Level)의 변화를 분석하였다. 그리고 본 연구결과를 통해 향후 비행장 주변 저소음 운항 경로를 구축하는데 필요한 기초 자료를 제공하였다.
제안 방법
- 기존의 운항 경로에서는 그림 3(a)에서와 같이 두 가지 선회 경로를 이용하고 있다. 본 연구에서는 기존 운항경로의 선회 항로뿐 아니라 그림 3(b)처럼 보다 짧은 선회 항로을 갖는 변경된 선회경로를 고려하여 비교 분석하였다. 그림 3(b)에서의 선회 항로는 해당 항공기종에서 고려 가능한 항로에 해당한다.
- 7일간의 측정 기간 동안 1일 단위로 매 항공기 통과시에 측정한 최고소음도 데이터로부터 당일 평균 최고소음도를 정하고, 평균 최고소음도에 비행 회수의 시간대별 가중치를 부과하여 1일 단위 WECPNL을 결정하였다. 그리고 이러한 1일 단위 WECPNL을 7일 동안 측정하여, 7일 평균 값으로 해당 지점의 WECPNL 측정치를 결정하였다.
- 국내의 ○○공항주변의 여러 지역에서 관측을 실시하여 운항 경로와 항공기 기종, 기종별 운항 횟수 등을 얻었다. 관측결과로부터, 비행장의 항공기 운항을 대표할 수 있는 기본 항로와 기종을 파악하여 INM 모델링에 적용하였다. 관측을 통해 얻어진 운항 기종은 크게 A, B, C로 나누어지는데 C의 경우, 그 운항 횟수가 많지 않고 소음영향 또한 상대적으로 미미하여 A, B 두 기종만 적용하였다[8].
- 관측결과로부터, 비행장의 항공기 운항을 대표할 수 있는 기본 항로와 기종을 파악하여 INM 모델링에 적용하였다. 관측을 통해 얻어진 운항 기종은 크게 A, B, C로 나누어지는데 C의 경우, 그 운항 횟수가 많지 않고 소음영향 또한 상대적으로 미미하여 A, B 두 기종만 적용하였다[8]. 운항항로는 대표적으로 이륙, 선회, 착륙으로 나눌 수 있으며, 본 논문에서 그 의미는 이륙항로는 항공기가 이륙하여 피해지역을 벗어날 때까지 관측된 운항경로를 나타내며, 선회의 경우 착륙하기 전에 비행장 주변을 한 바퀴 선회하여 착륙할 때까지 관측된 운항경로를 나타낸다.
- 국내의 ○○공항주변의 여러 지역에서 관측을 실시하여 운항 경로와 항공기 기종, 기종별 운항 횟수 등을 얻었다. 관측결과로부터, 비행장의 항공기 운항을 대표할 수 있는 기본 항로와 기종을 파악하여 INM 모델링에 적용하였다.
- 본 연구에서 연구대상으로 삼은 OO공항의 경우 대표적으로 A, B의 두 가지의 항공기가 운항되고 있지만, 두 항공기는 추력이 약하고 노후화 된 기종이기 때문에 이륙 시 큰 이륙 각도를 가지고 빨리 상승하는 것이 현실적으로 어려운 실정이다. 그러나 현재 운행되고 있는 이륙각도와 가능한 최대 이륙 각도를 조사함으로써, 이륙 각도를 변화시켜 항공기 소음의 영향을 분석하였다. 참고로 현재 항공기들은 약 8°로 이륙하고 있으나, 항공기 특성상 최대 10°까지이륙이 가능하다.
- 7일간의 측정 기간 동안 1일 단위로 매 항공기 통과시에 측정한 최고소음도 데이터로부터 당일 평균 최고소음도를 정하고, 평균 최고소음도에 비행 회수의 시간대별 가중치를 부과하여 1일 단위 WECPNL을 결정하였다. 그리고 이러한 1일 단위 WECPNL을 7일 동안 측정하여, 7일 평균 값으로 해당 지점의 WECPNL 측정치를 결정하였다. 측정 기간에 항공기 통과회수는 측정 지점에 따라 다르나 하루 평균 60 ~ 90대로 관측되었다.
- 따라서 예측 모델의 변수인 이륙 각도의 변화 범위는 8°~10°에 해당하며 이를 고려하여 이륙각도 변화에 따른 소음영향을 분석하였다.
- 또한 기종별 운항 횟수는 소음·진동 환경오염공정시험기준에 따라 측정한 7일간의 측정기간 동안의 관측된 총 횟수를 측정 일수로 나누어 평균치를 사용하였다.
- 모델링 결과의 예측치와 실측치를 비교함으로써, 모델링 결과의 신뢰성을 파악하기 위해 항공기의 이륙, 착륙 및 선회 항로에 놓인 6 측정 지점에서 소음 · 진동 환경오염 공정시험기준을 기준으로 항공소음을 측정하였다.
- 선회의 경우 기존 운항 고도는 488m(1600ft)이나, 본 연구에서 고려하는 항공기의 경우, 가능한 착륙 선회 고도 범위는 488m(1600ft) - 732m(2400ft)에 해당한다. 본 연구에서는 고도를 122m (400ft)씩 상승시켜 610m(2000ft)와 732m(2400ft)로 상향 설정한 경우에 대해 항공기 소음의 영향을 분석하였다.
- 선회 고도의 변화를 주기 위하여 기존에 항공기의 선회 고도를 조사하였고, 그에 따라 고도가 상승함에 따른 소음영향의 변화를 분석하였다. 선회의 경우 기존 운항 고도는 488m(1600ft)이나, 본 연구에서 고려하는 항공기의 경우, 가능한 착륙 선회 고도 범위는 488m(1600ft) - 732m(2400ft)에 해당한다.
- 본 논문은 군용항공기의 이 · 착륙, 선회 패턴에 따른 소음의 영향을 미 연방 항공국(FAA)의 INM을 이용하여 예측하였다. 예측 모델의 신뢰성을 위해서는 관측된 기본 항로에 대해서 지점별 실측치와 예측치를 비교함으로써 예측결과의 신뢰성을 확인하였다. 이러한 예측 모델을 이용하여 이륙 각도 변화, 선회고도 변화 및 선회 항로 등 다양한 운항 방식의 변화를 통해서 항공기 소음도 및 소음피해지역의 감소가 가능한 것을 알 수 있었다.
대상 데이터
- 본 논문은 군용항공기의 이 · 착륙, 선회 패턴에 따른 소음의 영향을 미 연방 항공국(FAA)의 INM을 이용하여 예측하였다.
이론/모형
- 운항 경로는 여러 지점에서 관측하여 얻어진 기존 운항 경로와 관련 자료들(이찬, 길현권, 2007; 이찬, 길현권, 2005)을 참조하여 그림 2와 같이 기본 운항 경로를 설정하였다. 기존의 운항 경로에서는 그림 3(a)에서와 같이 두 가지 선회 경로를 이용하고 있다.
성능/효과
- 이러한 예측 모델을 이용하여 이륙 각도 변화, 선회고도 변화 및 선회 항로 등 다양한 운항 방식의 변화를 통해서 항공기 소음도 및 소음피해지역의 감소가 가능한 것을 알 수 있었다. 또한 다양한 운항 경로의 종합을 통해 저소음 운항 경로를 제안하였고, 저소음운항경로를 이용하는 경우 최대 WECPNL 3 의 소음저감효과와 16%에 달하는 소음 피해면적의 축소가 이루어질 수 있음을 확인하였다.
- 선회고도에 따른 소음영향권의 주된 감소 변화는 그림 6(a), (b) 그리고 (c)의 동그라미 친 부분에서 확인될 수 있다. 또한 선회고도에 따른 소음 감소는 그림 6의 모델링 결과에서 각 지점에 따른 소음 예측치를 나타내는 표 4에서 볼 수 있듯이 선회고도가 488m(1600ft) 일 때 비해 732m (2400ft)일 때, 선회 항로에 놓인 a 지점 경우 WECPNL 2.7의 감소를 보였다. 소음 노출면적에서도 표 5에서 볼 수 있듯이 선회고도가 488m(1600ft)일 때 총 소음노출면적이 약 151.
- 또한 이륙각도에 따른 소음 감소는 그림 5의 모델링 결과에서 각 지점에 따른 소음 예측치를 나타내는 표 2에서 볼 수 있듯이 이륙 각도가 8°일 때 비해 10°일 때 이륙 항로에 놓인 d 지점 경우 WECPNL 2.7의 감소를 보였다.
- 선회 경로에 변화를 주어 해석한 결과, 변경된 선회 경로를 채택함으로써 소음 영향권역이 감소하는 것으로 나타났다. 선회경로에 따른 소음영향권의 주된 감소 변화는 그림 7(a), (b)의 동그라미 친 부분에서 확인될 수 있다.
- 선회 고도의 변화를 주어 해석한 결과, 선회 고도가 높아질수록 선회 경로내의 지점들에서 소음 영향권역이 감소하는 것으로 나타났다. 선회고도에 따른 소음영향권의 주된 감소 변화는 그림 6(a), (b) 그리고 (c)의 동그라미 친 부분에서 확인될 수 있다.
- 예측 모델의 신뢰성을 위해서는 관측된 기본 항로에 대해서 지점별 실측치와 예측치를 비교함으로써 예측결과의 신뢰성을 확인하였다. 이러한 예측 모델을 이용하여 이륙 각도 변화, 선회고도 변화 및 선회 항로 등 다양한 운항 방식의 변화를 통해서 항공기 소음도 및 소음피해지역의 감소가 가능한 것을 알 수 있었다. 또한 다양한 운항 경로의 종합을 통해 저소음 운항 경로를 제안하였고, 저소음운항경로를 이용하는 경우 최대 WECPNL 3 의 소음저감효과와 16%에 달하는 소음 피해면적의 축소가 이루어질 수 있음을 확인하였다.
- 표 2는 그림 5의 소음 지도에서 이륙, 착륙 및 선회 항로에 놓인 총 6지점에서 이륙 각도 변화에 따른 예측 결과를 비교한 것이며, 표 3은 이륙 각도 변화에 따른 군용항공기의 소음영향면적을 비교 한 것이다. 이륙 각도의 변화를 주어 해석한 결과, 이륙 각도가 높아질수록 이륙 항로 지점들에서 소음 영향권역이 감소하는 것으로 나타났다. 이륙 각도에 따른 소음영향권의 주된 감소 변화는 그림 5(a)와 (b)의 동그라미 친 부분에서 확인될 수 있다.
- 저소음 운항 경로를 고려하여 해석한 결과, 표 8에서 볼 수 있듯이 기본 운항 경로일 때 비해 저소음 운항 경로일 때 이륙 항로에 놓인 d 지점 경우 WECPNL 2.7의 소음감소를 보였다. 소음노출면적에서도 표 9에서 볼 수 있듯이 기본 경로일 때 총 소음노출면적이 약 151.
후속연구
- 그러므로 이러한 결과들로부터, 주어진 비행장의 항공기 특성을 분석하여, 가능할 수 있는 이륙 각도, 선회 고도 및 선회 반경등의 변화를 파악하고, 예측 모델을 활용함으로써 저소음 운항 경로를 찾을 수 있다면, 소음영향권역의 소음피해를 보다 더 저감할 수 있을 것으로 사료된다. 그러므로 본 연구 결과들이 향후 저소음 운항 경로 설정을 위한 연구의 기초 자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.
- 그러므로 이러한 결과들로부터, 주어진 비행장의 항공기 특성을 분석하여, 가능할 수 있는 이륙 각도, 선회 고도 및 선회 반경등의 변화를 파악하고, 예측 모델을 활용함으로써 저소음 운항 경로를 찾을 수 있다면, 소음영향권역의 소음피해를 보다 더 저감할 수 있을 것으로 사료된다. 그러므로 본 연구 결과들이 향후 저소음 운항 경로 설정을 위한 연구의 기초 자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.