다중빔 소나 20주년, 국내 조선 전장 설계에 미치는 파급 효과

뉴질랜드에 본사를 둔 WASP는 2006년 함부르크 SMM 전시회에서 최초 다중빔 소나 시스템을 공개한 이후 20년째 기술을 발전시키고 있다. 이 시스템은 고주파 펄스를 회전 트랜스듀서가 방사하고, 수백 개의 빔을 동시에 수신해 해저 지형을 3차원으로 재구성한다. 최신 디지털 신호처리와 전자빔포밍 기술이 적용돼 해저 표면을 0.5 m 이하 해상도로 측정한다.

1. 기술 성숙도와 선급 인증 현황

WASP 다중빔 소나는 현재 TRL 9 수준으로, 전 세계 30여 개 국가의 해양 연구기관·상업 선박에 적용돼 검증된 상태다. DNV·LR·ABS 등 주요 선급은 전자파 적합성(EMC)·해양 환경 내구성(IEC 60092) 평가를 통해 인증을 부여한다. 인증 절차는 설계 검토·시뮬레이션·현장 시험 순으로 진행되며, 최종 보고서에 시스템 성능과 안전 기준 충족 여부가 명시된다.

2. 전력계통 설계에 미치는 영향

다중빔 소나는 실시간으로 해저 지형 데이터를 제공한다. 이를 전력계통 설계에 적용하면 선박 운항 시 예상 부하 변동을 kW·kVA 단위로 정확히 예측할 수 있다. 예를 들어, 해저 케이블 설치 작업 시 전력 수요가 150 kW에서 300 kW 사이로 변동하는데, 다중빔 데이터 기반 시뮬레이션을 통해 여유 용량을 10 %만 확보하면 충분함을 확인할 수 있다.

3. 디지털 트윈 연계 활용

다중빔 데이터는 디지털 트윈 플랫폼에 실시간 스트리밍돼 선박 구조·전장 시스템의 물리적 변화를 가상 모델에 반영한다. 이 과정에서 전력 부하·냉각 요구량·진동 특성을 동시에 분석한다. 결과적으로 설계 단계에서 전력 시스템 용량을 과다 배정하거나 과소 배정하는 위험을 크게 줄인다.

4. 국내 조선·전장 실무 관점의 시사점

국내 대형 조선소와 중형 조선소는 현재 선박 설계 시 전통적인 수심·해저 지형 정보를 활용한다. 다중빔 소나 도입 시 설계 단계에서부터 정확한 해저 데이터가 제공돼 연료 효율을 최적화할 수 있다. 또한, 전장 설계팀은 전력 부하 변동을 실시간으로 모니터링해 전력 시스템 안정성을 확보한다. 이는 선박 운항 중 전력 장애 발생률을 15 % 이상 감소시킬 것으로 기대된다.

5. 적용 사례와 기대 효과

최근 국내 한 조선소는 다중빔 소나 데이터를 활용해 12 MW급 LNG 운반선의 전력 배분 설계를 재검토했다. 기존 설계에서는 1,200 kVA 여유를 두었으나, 다중빔 기반 시뮬레이션 결과 900 kVA 여유만으로도 충분함을 확인했다. 이로써 전력 시스템 무게를 200 톤 가량 절감하고, 연료 소비를 연간 3 % 절감했다.

6. 전망 및 실무 적용 로드맵

다중빔 소나 기술은 향후 해양 재생에너지(풍력·파력) 설비 설치와 연계돼 전력계통 설계에 필수 요소가 될 전망이다. 국내 조선·전장 실무자는 2025년까지 파일럿 프로젝트를 진행하고, 2027년부터 신형 선박에 표준 장비로 채택하는 로드맵을 수립하는 것이 바람직하다. 이를 위해 선급과 협업해 인증 절차를 사전 검토하고, 디지털 트윈 플랫폼과 데이터 연동 표준을 마련해야 한다.

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