중국이 엔진 소음 감지범위를 절반으로 줄인 초저소음 잠수함 기술을 개발했다고 밝혀 전 세계 방산업체들이 주목하고 있다.

중국 연구팀은 소나시스템에서 감지할 수 있는 수중 진동을 완화하는 방법을 통해 이를 성사시켰다고 밝혔다.

상하이교통대학 기계시스템 및 진동 국가중점연구실의 장즈이와 그의 연구팀은 중국 연구저널 'Noise and Vibration Control'에 게재된 연구결과를 통해 은밀한 작전 중 잠수함의 스텔스성을 크게 향상시킬 수 있는 진동감쇠 기술을 공개했다.

연구결과에 따르면 이 기술은 기존의 단단한 엔진 마운트를 하이브리드 능동-수동 진동분리시스템으로 교체해 잠수함 선체를 통해 전달되는 엔진 소음을 최대 26데시벨(dB)까지 줄이는 것을 목표로 한다.

이 엔진은 진동을 분산시키기 위해 강철-고무-강철로 된 '샌드위치 링'을 결합했으며, 엔진 주위에 방사형으로 배열된 12개의 압전 액추에이터가 있는 활성층을 통해 소음을 더 줄였다.

이러한 전기 구동식 액추에이터는 정밀한 레버 메커니즘을 통해 강력한 제어력으로 엔진의 미크론 수준의 움직임을 상쇄할 수 있다는 것이다.

연구결과는 수중 엔진소음이 10dB 감소하면 감지 범위가 32% 감소한다고 지적했다.

연구팀은 "저속 항해 중에 전력장비 작동으로 인해 발생하는 기계적 소음은 수중 이동체의 주요 소음원이 되어 탐지를 위한 핵심 음향 특성으로 작용한다"고 지적했다.

이어 "엔진의 에너지 전달을 줄이기 위한 진동감쇠 장치를 구현하는 것은 수중 이동체의 음향 스텔스 성능을 강화하는 데 필수적"이라고 덧붙였다.

장즈이와 그의 연구팀은 축소된 프로토타입으로 실험실 테스트를 진행했으며, 그 결과 100Hz에서 24dB 감소(수동 12dB+능동 12dB), 400Hz에서 26dB 감소라는 전례없는 성능을 보였다고 밝혔다.

효과적인 대역폭은 10~500Hz에 걸쳐 대부분의 일반적인 엔진 고주파를 포괄했으며, 시스템의 매우 짧은 반응시간 덕에 실시간 소음 제거가 가능했다.

연구팀은 시스템의 스마트 FX-LMS 적응 알고리즘이 다차원 제어 행렬을 사용해 12개의 모든 액추에이터를 조정함으로써 주요 과제인 불안정한 피드백 루프를 피했다고 설명했다.

이 연구는 중국의 메이저 조선그룹인 CSSC가 후원했다.