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AEDT(Aviation Environmental Design Tool)를 이용한 전기추진 수직이착륙형 PAV 운영을 위한 소음 분석
Noise Analysis for the Operation of the eVTOL PAV using AEDT (Aviation Environmental Design Tool) 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.23 no.4, 2019년, pp.265 - 272  

윤주열 (세종대학교 항공우주공학과) ,  이봉술 (세종대학교 항공우주공학과) ,  황호연 (세종대학교 항공우주공학과)

초록
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본 논문에서는 우리나라에서 가장 교통이 혼잡한 수도권에서의 출퇴근 시나리오를 선정하고, 미국연방항공국에서 개발한 AEDT (aviation environmental design tool) 소트프웨어를 사용하여 PAV (personal air vehicle) 운용 시 발생하는 소음분석을 수행하였다. 미항공우주국에서 선보인 ODM (on-demand mobility) 개념에서 PAV를 운용하기 위한 안전성 다음으로 소음이 중요한 고려요소이다. PAV의 정확한 NPD (noise power distance) 데이터가 공개되어 있지 않는 문제를 해결하고자 eVTOL (electric vertical take off and landing) PAV와 같은 저소음 PAV를 민간용 헬리콥터로 모델링하여 소음 분석을 수행하고, 해당지역의 주거 적합성을 예측하였다. 전기추진과 같은 소음 감소 기술의 적용은 소음 노출 레벨을큰 폭으로 감소시켰고, 수도권내에서 소음문제 없이 PAV를 이용한 출퇴근이 실현 가능하다는 결론에 도달하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we selected commuting scenarios in the most congested metropolitan area in Korea, and conducted noise analysis during personal air vehicle (PAV) operation using aviation environmental design tool (AEDT)software which was developed by Federal Aviation Administration (FAA). Noise is the...

주제어

#Noise analysis   #AEDT   #On-demand mobility   #Personal air vehicle (PAV)   #Vertiport   #Air taxi  

표/그림 (18)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 미래의 PAV 운용 시 정확한 소음 측정을 위해 현실적인 기준 모델을 만들어야 한다. 본 논문에서는 수직이착륙 PAV 운항을 AEDT에서 적용 가능한 민간용 헬리콥터로 모델링하여 소음해석을 수행하고, NPD 데이터를 수정하는 대신 운항수 조정을 통하여 소음 감소 기술의 영향에 대해 분석하였다.
  • 이 값을 초과하는 소음은 규제 대상이며 추가적인 소음 감소 절차가 필요하다. 본 논문에서는 자세한 인구데이터 확보가 어려워 소음 규제 영향권에 있는 정확한 인구데이터를 도출하는 것 대신 각각의 receptor가 나타내는 소음지표를 noise contour로 나타내고, 소음 감소 기술 적용시 65 dB이상인 receptor의 개수가 얼마나 감소하는지 연구하였다.

가설 설정

  • 첫번째는 부평구에서 서초, 강남으로 출근하는 인구의 수, 두 번째는 수원에서 서초, 강남으로 출근하는 인구의 수를 나타낸다. 이 두 시나리오에 대해 각각 5%, 10%의 인구를 하루 동안 PAV를 이용하는 통근 인구로 가정하고, 계산된 통근 인구는 표 2에서의 헬리콥터 범주의 각 퍼센트와 곱해져 표 4, 5와 같이 나타내게 된다. 이는 하루 동안의 PAV 운용 횟수를 뜻하며, AEDT에서 출퇴근 시간대별로 적용되어 소음 분석을 수행하게 된다.
  • Uber사에서는 종래의 헬리콥터 소음보다 15 dB 감소를 목표로 하고, Lilium jet사에서는 20 dB 감소한 항공기를 개발하여 상용화를 앞두고 있다. 이에 따라, 본 논문에서는 운항수 조정에 따른 전기추진 등 소음 감소 기술의 영향을 분석하기 위해 eVTOL의 소음이 헬리콥터의 소음보다 약 10~20 dB 감소한다고 가정하였고, 데시벨은 로그 스케일이므로 실제 소음 총량은 약 1/10~1/100 감소한다. 따라서 표 4와 같이 출퇴근 인구 데이터를 기반으로 도출한 운항수를 기준 운항수로 설정하고 이를 소음 감소 기술을 적용한 운항 수로 변환한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
인구밀집지역에서 PAV 운용 시 고려할 점은 무엇인가? 수도권처럼 인구가 밀집되어 있는 곳에서 PAV를 운용하기 위해서는 안전성 다음으로 소음이 중요한 고려요소이다. 소음 공해는 다른 환경문제와 달리 지속적으로 증가하는 경향이 있으며, 크게 경제적 영향과 환경적 영향으로 나눌 수 있다.
NASA의 ODM은 무엇인가? 이에 따라 PAV(personal air vehicle)가 그 대안으로 제시되고 있다. 미항공우주국 (NASA; National Aeronautics and Space Administration)에서 선보인 ODM (on-demand mobility)은 PAV를 여러 사람이공유하면서, 사용자가 원하는 임무에 따라 선택할 수 있는 door-to-door 방식의 항공 교통수단이다. 또한, 최근 NASA에서는 통근·통학 인구가 밀집되어 있는 지역에서의 교통 혼잡 해결방안으로 “Hoverless VTOL Hyper Commuter Mission Concept”를선보였다.
항공기 소음은 일반 소음과 달리 왜 차단이 어려운가? 항공기 소음은 일반소음과 달리 음량이 매우 크고, 주된 소음원이 항공기 엔진의 소음이므로 그 주파수가 고주파 성분을 포함한 금속성의 음질을 가지고 있다. 또한, 항공기 운항 시간에따라주간과야간에지속적으로발생하며, 발생장소가상공이기 때문에 소음이 미치는 면적이 광범위하여 차단 시설의 설치가 어렵다[2].
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