안녕하십니까? 오늘은 비접촉 수중폭발 시 그 폭압이 승조원들에게 이비인후과적 피해를 줄 수 있냐를 이야기하려고 합니다.

 

먼저 비접촉 수중폭발의 매커니즘부터 알아보시죠.

 

 

출처: https://youtu.be/OWIqhSOrNcM

 

불과 4분이면 완벽하게 버블제트에 대해서 이해하실 수 있습니다. 이러한 버블제트 기술은 언제 나왔을까요? 버블제트 자체는 기뢰와 어뢰라는 것을 사용했던 19세기부터 존재했을까요? 접폭 수중 폭발이라고 해도 버블젯은 만들었을테니까요. 하지만 이미 인간의 등장 이전부터 버블젯은 살상에 이용됐습니다.

 

 

 

출처: https://youtu.be/NdUPwOmCplI

 

딱총새우가 그 주인공이죠. 그리고 잠수함이 등장한 후 폭뢰를 떨구면서 폭뢰는 인간이 인위적으로 만든 버블젯을 구현합니다. 제1차 세계대전 말 영국 해군이 독일 해군은 유보트를 막기 위해서 자기신관기뢰를 배치하기 시작됐습니다. 1930년대에는 음향신관기뢰까지 나옵니다. 그리고, 1943년 나치 독일은 G7e/T4 Flake를 배치하면서 최초의 음향유도어뢰를 배치합니다. 물론, 당시 기술로는 문제가 많았고 명중률도 30%에 불과했습니다. 하지만 연합군은 음향유도어뢰기만기를 개발할 정도로 신경을 썼습니다.

 

 

비접촉 수중폭발은 선저를 들었다가 놓았다가 다시 들어올린 후 버블젯으로 타격하여 두동강을 내기 때문에 승조원들은 교통사고가 난 것처럼 골절, 열창, 열상, 좌상, 염좌 등의 부상을 당합니다. 하지만 전사를 봐도 버블젯 어뢰가 이비인후과적 손상을 안겨준 사례는 찾기 힘듭니다.

그러나, 군필자가 절반 쯤인 나라에서 일생에서 한번 교장 호수에 던져본 수류탄 경험 한번으로 "어뢰가 터졌는데 고막 터진 사람이 없냐는 게 말이 되냐"는 분이 계시죠. 저는 이를 경험에 호소하는 논리적 오류라고 새로히 명명할까 생각 중입니다. 이 생각은 뒤로 미뤄두고 승조원들에게 전달된 압력, 제가 계산해봤습니다. 

 

 

 

먼저 해당 연구 자료를 찾았습니다. 먼저 찾은 자료는 제주대학교에서 1994년에 연구한 海中 TNT爆發音에 있어서 爆藥重量에 따른 爆發音의 騷音準位와 자주복(Takifugu rubripes) 치어의 반응입니다. 해당 연구를 통해 산출 해낸 TNT의 폭압을 구하는 식은 4.007*10,000* TNT폭약무게의 1.46승 / r(폭심지로부터 거리)였습니다. 이 값을 토대로 수심 9m, TNT 250kg급 폭발이 발생했을 때 파스칼을 구하고 psi(제곱인치당 파운드 압력)로 환산하니, 2,415 psi가 나왔습니다. 

 

이제 음압이 물 밖으로 이동할 시간입니다. 물질의 물성치 중 하나가 특성 음향 임피던스입니다. 소리가 통과할 매질의 밀도와 그 매질에서 음속을 곱해주면 나오는 값입니다. 그 음향 임피던스를 투과율 공식에 대입해주면 값을 구할 수 있습니다. http://foxface.com/jaico/ut/UT/html/UT_024.htm

 

온도에 따라 특성 음향 임피던스 값은 조금씩 달라지만 공기는 415rayl, 해수는 1,540,000rayl입니다. 이걸 링크에 나온 투과율 T 공식에 넣어주면, 수중의 음압이 밖으로 나왔을 땐 불과 1.3psi에 불과합니다.

 

 

허나, 해당 연구는 실험한 폭약 무게가 30kg과 50kg, 거리는 60m와 100m, 250m로 그 값이 매우 적습니다. 그래서, 미군에서 나온 자료를 사용했습니다. 이건 데이터가 다양하더군요.

 

《Calculating the Effect of Surface or Underwater Explosions on Submerged Equipment and Structures》

 

수중폭발시 특정 거리 r에서 폭약의 최대 폭압을 계산하는 산식이 있습니다. 폭압이 곧 음압은 아니지만 혹자들이 제기하는 의혹은 그 폭압에 코피, 고막 손상 등 이비인후과적 질환이 없냐는 것이니 이 자료를 사용하여 값을 뽑아냈습니다. 아래 사진으로 정리했습니다.

 

0001.jpg

 

출처: 본인

 

엑셀은 참 편합니다. 저 같은 수학 고자도 이렇게 값만 넣어서 계산할 수 있게 해줍니다. 결론은 수중에서 그 큰 저항을 이겨내고 수면에서 막 투과해서 나온 압력조차 2.73 psi입니다. 고막 등에 손상을 입히기에는 부족한 위력입니다. 게다가 이 압력은 견시데크까지 20m를 가면서 감쇠됩니다. 선체로 들어간 음압은 해수->선체->선체 내 공기 등 2중으로 매질 변화를 겪으면서 훨씬 감쇠되죠. 거기에 에너지보존의 법칙에 따라 선체를 쪼개는데 들어간 힘, 해저로 쳐박힌 힘까지 빼야합니다.

 

과거 전사에서 어뢰가 터져도 이비인후과 증상이 없거나 적은 이유가 여기에 있었습니다.

 

 

 

레퍼런스

[1] 《Calculating the Effect of Surface or Underwater Explosions on
Submerged Equipment and Structures》2Page
Link:  https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download%3Fdoi%3D10.1.1.129.8805%26rep%3Drep1%26type%3Dpdf&ved=2ahUKEwif28TC2pXiAhXCxosBHTdICCUQFjABegQICBAC&usg=AOvVaw2zbDVe6tkzc5UpDXqOSVy4 

 

[2]  http://foxface.com/jaico/ut/UT/html/UT_024.htm

 

 

[3] 매질의 밀도 * 매질에서의 음속의 값으로 물질의 고유 물성

 

[4] 귀에 대한 폭발 손상(Blast Injury to the Ear) 저널

"폭발로 인한 고압력(overpressure)은 고막을 내측으로 전위시키며 그 압력이 클 경우에 천공을 유발하게 된다. 5 psi의 압력 이상에서 고막 손상이 나타나며 15 psi의 압력에서는 약 50%의 손상을 일으킬 수 있다."


link: http://www.kjorl.org/journal/view.php?number=556 

 

[5] 《Relation between Explosion Sound Level and the Amount of the TNT Explosive and Responses of the Young Puffer, Takifugu rubripes, against the Explosion Sound Under the Water》1page
link: http://www.riss.kr/search/detail/DetailView.do?p_mat_type=1a0202e37d52c72d&control_no=05d2c2835d050d91#redirect

 

 





    



  • |
  1. 0001.jpg (File Size:560.7KB/Download:2)
facebook twitter google plus pinterest kakao story band
PANDA 2019.05.12. 23:09

저런걸 다 계산하다니 존경합니다. 선동은 한마디면 되지만 반박은 문서 수십장을 필요로 한다는데 격하게 동의하며, 반박을 실현하고계시는 모습이 존경스럽습니다. 불태님의 노력으로 천안함 전사자와 생존자분들이 명예가 완전히 회복되기 바랍니다.

불태 2019.05.12. 23:25

감사합니다. 혹시 그거 아십니까? 말씀 하신 요제프 괴벨스가 말했다는 그 명언, 대한민국에서만 돌지 요제프 괴벨스가 했다는 기록이 없습니다. 괴벨스가 그런 말을 한 적이 없다는 것이 해당 문장이 명문장임을 역설적으로 증명하는 아이러니랄까요. 정말 거짓선동은 "고막터진사람이 없다는 게 말이 안 된다." 하나면 되지만 반박은 제가 이틀을 자료 뒤지게 했지요. 좋은 말씀 감사합니다. 

Profile image 지나가는행인 2019.05.12. 23:49

이 좋은 글을 자유게시판(기타)에 올리시면 아니되옵니다.

토론방으로 옮겨 주세요.

 

그리고 출처는 명확해야 합니다. 그러니까,

책이면 저자, 발행년도, 제목, 인용 페이지 수가 필요합니다.

논문이면 저자, 년도, 논문집인지, 확회발표자료인지, 그리고 인용페이지(보통 논문집에 발간된 제목의 전체페이지) 등을 밝혀 주시면 감사하겠습니다.

Profile image 폴라리스 2019.05.12. 23:51

읽을거리는 자유게시판이 맞습니다. 게시판 목적을 착각하지 마십시요.

Profile image 지나가는행인 2019.05.12. 23:54

 

이게 읽을거리라고 생각되시면 할 수 없구요..

저는 토론목적이 맞다고 보는데요?

 

왜냐하면 저 글이 나중에 학회용 인용자료가 될 수도 있거든요..

이 사이트에서 고수분들이 있을건데, 저는 저쪽은 잘 모르긴 합니다.

 

제가 관여하는 확회건데, 참고문헌이 잘 정리되어야 글의 가치도 올라갑니다.

왜냐하면, 그 인용문들이 타당한지의 근거를 다른사람들이 토론하려면 인용처가 어디인지를 확실히 알아야 하거든요.

이 글의 가치가 올라가려면 인용하신 자료의 근거를 좀 더 명확하게 하셔야 되고, 사진이라고 하신것의 산식(엑셀을 붙이라는건 아닙니다)

을 명확히 써주시는게 좋습니다.

(인용 : http://www.kgshome.org/Application/A003_Publication/Paper_WriteRule.asp)

 

참고문헌.jpg

 

Profile image 폴라리스 2019.05.12. 23:59

나중에 학회에 인용된다고 해도 토론방용은 아닙니다. 토론방의 목적을 다시 생각해보시죠.

 

불태 2019.05.13. 00:12

지적 감사합니다. 집가면 손보죠.

불태 2019.05.13. 00:33

학회에 인용된다니 과찬이십니다. 내일 도서관 가서 관련 서적 찾아서 내용 보강하겠습니다.

불태 2019.05.13. 02:46

해당 논문, 페이지, 링크까지 달아주었습니다.

Profile image 지나가는행인 2019.05.13. 07:10

감사 합니다.

아마도 전세계에서 불태님과 같은 생각을 가진분이 있을지 모릅니다. 인터넷에 관련문헌이 있는지 확인이 필요할 수 있습니다. 

저도 찾아보겠습니다.

 

우스개소리로 더이상 이세상에 새로운것은 없다고 합니다. 이제는 응용에 머문다는 말이죠. 특허를 내려면 기존특허  찾아보고 유튜브 구글찾아보면 다 나온다고 하기도 하구요.

 

그래도 인류가 발전하는건 불태님과 같은 도전이 있기 때문일 것입니다.

응원 합니다^^.

Profile image 지나가는행인 2019.05.13. 09:17

현재론 잘 안나오고요.

'구글 학술검색'을 시도 중인데, 현재로 그에 맞는 자료는 잘 안나옵니다.

저녁 때, 더 찾아 볼께요

불태 2019.05.13. 20:52

저도 찾아도 안 나오길래. 오늘 도서관을 다녀왔습니다. 거기서 자료 복사까지 해왔습니다. 스캐너가 있다면 바로 보내드리겠는데 제가 스캐너가 없어서 그건 힘들 것 같습니다. 해당 서적과 페이지 수 불러 드릴테니, 검색 하셔서 해당 페이지를 보시거나, 도서관 가셔서 보시길 권장합니다. 지나가는 행인님도 계산해보시고 저와 비교해보는 게 어떨까 합니다. 

 

1. 최신 소음 진동 -이론과 실무- 정일록 등 4인, 신광 문화사

https://search.daum.net/search?w=bookpage&bookId=1037555&tab=introduction&DA=LB2&q=%EC%B5%9C%EC%8B%A0%20%EC%86%8C%EC%9D%8C%20%EC%A7%84%EB%8F%99%20-%EC%9D%B4%EB%A1%A0%EA%B3%BC%20%EC%8B%A4%EB%AC%B4-

1P~17P: 소리에 대한 기본 특성과 기본적인 용어 설명

26~27P: 거리에 따른 소리의 감쇄

 

2. 공학도를 위한 소음공학[이론과 실무]

https://search.daum.net/search?w=bookpage&bookId=763283&tab=introduction&DA=LB2&q=%EA%B3%B5%ED%95%99%EB%8F%84%EB%A5%BC%20%EC%9C%84%ED%95%9C%20%EC%86%8C%EC%9D%8C%EA%B3%B5%ED%95%99%5B%EC%9D%B4%EB%A1%A0%EA%B3%BC%20%EC%8B%A4%EB%AC%B4%5D

 

4~7P 소리의 특성

17~22P 소리의 투과

27~35P 음압 레밸과 계산 및 기타 사항

54~57 폭발음의 특성

 

3. 소음진동 이채봉, 차경환, 형설 출판사

https://search.daum.net/search?w=bookpage&bookId=260938&tab=introduction&DA=LB2&q=%EC%86%8C%EC%9D%8C%EC%A7%84%EB%8F%99%20%EC%9D%B4%EC%B1%84%EB%B4%89

 

18~20p 음압에 관한 설명

22~29p 음압 레벨 계산과 음파의 파동 방정식 계산

42~49p 음압의 전달, 감쇠, 반사, 굴절, 회절, 투과

54p 공기의 흠음

167p 흠읍 재료와 흠음 효과

 

음향공학개론 차일환 저, 진영사 1992년 작

 

84~85 두 개의 음파의 반사 및 투과

90~95P 세 개의 매질에서 반사 및 투괴

395~395 수중음향학. 수중에서 음원 레벨

 

이상 총 76p입니다.

 

이 자료를 취합하면, 수중 9m, 천안함 좌현 3m에서 폭발한 TNT 250kg급 폭발이 승조원들에게 전달된 압력을 구할 수 있을 것 같습니다. 

Profile image 지나가는행인 2019.05.13. 22:40

구글 학술검색으로 찾아 봤는데, 버블젯어뢰로 인한 승무원 고막손상은 찾을 수가 없었습니다.

매질이 계속 변하는 문제라서 쉽게 해결이 될지 모르겠습니다.

제가 이쪽은 문외한이라서요ㅠㅠ.

 

http://www.ask.or.kr/

이런 학회에 도움을 받는것도 도움이 되실 수 있을것 같습니다.

일단 비슷한 국내논문을 찾으셔서 저자를 잘 파악하고(논문에 보면 교신저자 e-mail있음), 그 다음에는 이메일 등으로 질문을 해 보는 건데요.

이게 먹힐라면 우선

1. 저자의 해당 논문에대한 관심을 표시해 주시고(e-mail 제목을 잘 붙이셔야 합니다)

2. 요즘 이런문제에 관심이 있다.

3. 그런데 이런식으로 전개하는게 맞는 방향이냐?

등등을 물어보심이 어떨까 합니다.

 

도움이 많이 못되 죄송합니다.

혹시 국내문헌이라던가 있으시면 제가 도움이 될 수 있을지 모르겠습니다.

불태 2019.05.14. 00:47

http://www.riss.kr/search/detail/DetailView.do?p_mat_type=be54d9b8bc7cdb09&control_no=8b1a30d31456aa7bffe0bdc3ef48d419  적합한 논문을 찾은 것 같아요. 일단 비접촉수중폭발이 승조원의 이비인후과적 피해를 주는 경우를 연구한 경우는 없는 것 같으니, 수중발파, 수중폭발과 폭압, 음압에 대해 연구한 자료를 찾고, 그 후에 수중을 뚫고 나와서 공기 중을 진행한 음압이 이비인후과에 피해를 줄 수 있는 지, 음압과 이비인후과적 피해에 대한 연구를 따라 찾아서 취합 중입니다.

Profile image 지나가는행인 2019.05.14. 08:50

   찾으신 논문은 지상에서 구멍을 파고 발파시켜  근처에 있는 호수나 수조내에서 hydrophone을 이용해 측정하는 방식이라 발재내용과는 조건이 다릅니다.

   다만 이런경우 어떻게 풀어갔는지를 중점적으로 보면될것 같습니다.

불태 2019.05.13. 22:20

쪽지 보내드렸습니다.

밀리돔 | milidom 의 저작물은 이용약관에 의거해 이용 가능합니다. 이 라이선스의 범위 이외의 이용허락은 별도로 문의하시기 바랍니다.

글/댓글 작성 전 이용약관을 숙지는 의무사항입니다. 규정 미준수에 의한 책임은 온전히 작성자 본인에게 있습니다.