KR100702446B1 - 20인승급 위그선 - Google Patents

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KR100702446B1
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신명수
강국진
김윤식
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한국해양연구원
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Abstract

본 발명은 파랑중 조파저항 및 부가저항을 최소화하여 안정적인 이수 및 항주성능 등 내항성능을 향상시킨 활주형 20인승급 위그선으로서, 안정적인 이수 및 항주를 수행하고, 보조선체와 주날개부를 연결하는 보조선체지지봉 뿐만 아니라, 수평꼬리날개와 동체부를 연결하는 수평꼬리날개지지봉을 설치하여 보조선체 및 수평꼬리날개에 미치는 충격을 분산.보강하여 파손을 방지하는 파랑중 내항 성능 및 운동 성능이 우수한 20인승급 위그선을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 주선체, 탑승실, 출입구, 스케그 및 보조선체가 구비된 동체부와, 주날개부, 에어로런, 수평꼬리날개 및 수직꼬리날개가 구비된 날개부와, 추진장치부가 구비된 수면효과선에 있어서, 상기 동체부의 주선체 하부는 활주형 선저부가 설치되고, 상기 날개부의 주날개부 후방 외측은 1단 꺽임되어 상기 에어로런이 설치되며, 상기 추진장치부는 한쌍의 엔진, 프로펠러 및 지지대로 구성되어 상기 주날개부의 상부에 설치되며, 상기 수면효과선의 총길이는 24±2m이고, 폭은 20±2m 이며, 높이는 7±1m이고, 항속거리는 1,000±100Km인 것을 특징으로 하는 20인승급 위그선에 관한 것이다.
위그선, 주선체, 보조선체, 스케그, (보조선체)지지봉,(수평꼬리날개)지지봉

Description

20인승급 위그선{WIG EFFECT SHIP FOR 20 PASSENGER}
도 1은 종래기술에 의한 위그선의 정면도이며,
도 2는 종래기술에 의한 위그선의 측면도이고,
도 3은 종래기술에 의한 위그선의 평면도이며,
도 4는 본 발명에 의한 위그선의 정면도이고,
도 5는 본 발명에 의한 위그선의 측면도이며,
도 6은 본 발명에 의한 위그선의 평면도이다
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 주선체 2, 2' : (선측) 보조선체
3 : 주익 5, 5' : (수상용) 추진장치
6 : (비행용) 주추진장치 7 : 수직방향타
10 : 동체부 11 : 주선체
12 : 탑승실 13 : 출입구
14 : 스케그 15 : 보조선체
15-1 : (보조선체)지지봉 20 : 날개부
21 : 주날개부 23 : 에어로런(Aileron)
25 : 꼬리날개부 26 : 수평꼬리날개
26-1 : (수평꼬리날개)지지봉 27 : 수직꼬리날개
30 : 추진부 31 : 엔진
32 : 프로펠러 33 : (엔진)지지대
본 발명은 파랑중 조파저항 및 부가저항을 최소화하여 안정적인 이수 및 항주성능 등 내항성능을 향상시킨 활주형 20인승급 위그선으로서, 적정한 크기, 중량 및 속도로서 안정적인 이수 및 항주를 수행하고, 보조선체와 주날개부를 연결하는 보조선체지지봉뿐만 아니라, 수평꼬리날개와 동체부를 연결하는 수평꼬리날개지지봉을 설치하여 보조선체 및 수평꼬리날개에 미치는 충격을 분산.보강하여 파손을 방지하는 파랑중 내항 성능 및 운동 성능이 우수한 20인승급 위그선을 제공하는 것이다.
위그선(WIG SHIP: WING IN GROUND EFFECT SHIP)이란 고속으로 수면 위를 미끄러져 하늘을 나르는 배로서 주날개가 수면근처(약 2-3미터)를 항주 할 때 주날개 밑의 공기가 갇히기 때문에 발생하는 수면 효과를 이용하여, 항력의 증가 없이 양력을 증가시키는 효과를 이용하는 것으로 기존의 선박이나 항공기보다 안정된 상태로 비행하므로 우수한 운송 효율을 지닌 초고속 해상 운송 시스템으로서 추력증가램(PAR: POWER AUGMENTED RAM)방식 또는 공기부양방식이 이용되고 있으며 대부분 정기 항로가 아닌 강, 호수 등과 같은 파도가 없는 내수면 또는 내해에서 사용되고 있다.
종래에는 상기의 공기 부양방식으로 호버크래프트나 해면효과선(SES)에 이용되는 방식이 있는데 이러한 방식은 선체 하부에 설치된 스커트에 부양팬을 이용하여 고압 공기를 불어 넣어 공기압으로 선체를 부양시키는 방식으로 정수중 초고속으로 항주한다. 그러나, 이러한 공기부양방식은 파랑 상태에서는 조파저항과 부가저항의 엄청난 증가로 필요 이수 속도에 도달하지 못하고 결과적으로 이수에 필요한 양력이 모자라기 때문에 이수가 불가능할 뿐만 아니라 내항성능이 불량하여 이착수가 불가능하다는 치명적인 단점을 갖고 있어 우수한 운송 효율과 뛰어난 장점에도 불구하고 아직 사용화 초기 단계에 머물러 있으며, 고속을 실현하기 위하여 큰 추력을 낼 수 있는 대형 추진기관 및 추진 장치가 선정되기도 하는데 이는 엄청난 선가의 증가, 연료 소모 및 운항비를 증대시켜 경제성이 떨어지는 문제가 발생되어 현실적 해결 방법이 되질 못하고 있다.
또한, 본원의 발명자가 특허출원 제 2001-61827호(2001.10.08)의 "최소 수선단면을 갖는 삼동선형 위그선"을 출원하여 특허등록 받은 종래기술이 있는데, 첨부된 도 1 내지 도 3에 나타난 바와 같다. 여기서, 도 1은 위그선의 정면도이며, 도 2는 위그선의 측면도이고, 도 3은 위그선의 평면도인데, 상기 종래 발명은 수상용 및 비행용 추진기의 출력을 배분하기 위한 것으로 주익(3)에 부착된 수상용 추진장치(5,5') 이외로 비행용 주추진장치(6)가 추가로 주선체(1)의 선미동체(1') 상부에 부착되어 진동.소음이 동체에 직접 전달되는 문제점과, 추진기가 추가로 필요하게 되어 고장의 확률도 높다는 문제점이 있고, 보조선체(2.2')가 주선체(1) 보다 낮은 위치에 설치되어 수면과 접촉시 먼저 접촉하게 되어 충격을 보완해야 한다는 문제점이 있었다.
본 발명은 파랑중 조파저항 및 부가저항을 최소화하여 안정적인 이수 및 항주성능 등 내항성능을 향상시킨 활주형 20인승급 위그선으로서, 적정한 크기, 중량 및 속도로서 안정적인 이수 및 항주를 수행하고, 보조선체와 주날개부를 연결하는 보조선체지지봉뿐만 아니라, 수평꼬리날개와 동체부를 연결하는 수평꼬리날개지지봉을 설치하여 보조선체 및 수평꼬리날개에 미치는 충격을 분산.보강하여 파손을 방지하는 파랑중 내항 성능 및 운동 성능이 우수한 20인승급 위그선을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 주선체, 탑승실, 출입구, 스케그 및 보조선체가 구비된 동체부와, 주날개부, 에어로런, 수평꼬리날개 및 수직꼬리날개가 구비된 날개부와, 추진장치부가 구비된 수면효과선에 있어서, 상기 동체부의 주선체 하부는 활주형 선저부가 설치되고, 상기 날개부의 주날개부 후방 외측은 1단 꺽임되어 상기 에어로런이 설치되며, 상기 추진장치부는 한쌍의 엔진, 프로펠러 및 지지대로 구성되어 상기 주날개부의 상부에 설치되며, 상기 수면효과선의 총길이는 24±2m이고, 폭은 20±2m 이며, 높이는 7±1m이고, 총중량은 9±1톤이며, 최대속도는 200±20Km/h이고, 항속거리는 1,000±100Km인 것을 특징으로 하는 20인승급 위그선에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면들에 의거하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 위그선의 정면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 위그선의 측면도이고, 도 6은 본 발명에 의한 위그선의 평면도이다.
먼저, 도 4 내지 도 6에 나타난 바와 같이, 본 발명은 높은 파랑중 안정적인 이수(Take-off)및 항주성능 등 내항성능을 향상시키기 위하여 동체부(10)의 주선체(11) 하부는 활주형 선저부(11-1)가 설치되어 조파저항 및 부가저항을 최소화되게 하고, 날개부(20)의 주날개부(21) 후방 외측은 1단 꺽임되어 상기 에어로런(23)이 설치되며, 추진장치부(30)는 안정적인 이수 및 항주의 추진력 등을 담당하기 위하여 한쌍의 엔진(31), 프로펠러(32) 및 지지대(33)로 구성되어 상기 주날개부(21)의 상부에 설치되고, 상기 수면효과선(100)의 총길이는 24±2m이며, 폭은 20±2m 이고, 높이는 7±1m이며, 총중량은 9±1톤이고, 항속거리는 1,000±100Km인 20인승급 위그선이다.
도 4 및 도 5에 나타난 바와 같이, 양측 주날개부(21)의 양측단 하부에는 보조선체(15)를 설치하여 수면효과에 필요한 익단판 기능을 갖게 하면서 배수량도 배분하여 최소 저항 특성을 갖도록 한다. 상기 익단판(END PLATE)이란 날개 양측 끝단의 하부에 수직 하방으로 설치되어 양측 주날개부(21)가 해면 근처를 항주할 때 주날개부(21) 밑에 공기를 가두어 양력을 증가시키는 수면효과 증대에 중요한 역할을 하는 것이다.
그리고, 상기 보조선체(15)의 내측은 상기 주날개부(21)의 하부와 보조선체 지지봉(15-1)에 의해 연결되게하여 충격 등 부담 능력을 향상시켜 파손을 방지하고, 수직꼬리날개(27)의 상부에 설치되는 꼬리날개부(25)의 수평꼬리날개(26)에도 하부 내측을 상기 동체부(10)의 주선체(11) 후방 상부와 수평꼬리날개지지봉(26-1)으로 연결되게하여 충격 등 부담 능력을 향상시켜 파손을 방지한다.
또한, 수면효과선(100)의 높이는 꼬리날개와 파랑과의 간섭을 없애기 위하고, 방향타의 폭 및 높이를 확보하기 위하여 약 7±1m로 하고, 본원 발명 20인승급 위그선의 총중량은 여객 20명의 소요 순재화중량을 1인당 약 100Kg로 할때 2톤이 되고, 자체무게와 연료 등의 무게가 약 7±1톤정도 됨을 감안할 때, 총중량은 약 9±1톤이 된다. 따라서, 총중량에 따른 결과로 유의파고 약 2m 내외에서 이수하기 위하여는 추력이 2톤이상 필요하게 되어 추진장치부(30)의 엔진(31)은 각각 추진마력이 약 1,000±100마력 정도가 되며 상기 엔진(31)의 프로펠러(32)는 후측에 설치된다.
수면효과선(100)의 최대속도는 내항성능 향상 및 안전도 확보를 위하여 약 200±20Km/h로 하며, 항속거리는 근거리국제항로에 투입하기에 적합한 약 1,000±100Km 로 하였다. 그리고, 본원 발명의 수면효과선(100)은 수면효과를 받는 영역내의 순항속도는 약 150±10Km/h의 속도이고, 이때의 수면효과에 의한 양력증가는 약 33%정도가 된다. 또한, 수면효과가 없는 높은 고도인 영역 외에서의 순항속도는 약 170±10Km/h의 속도가 된다. 또한, 유의파고 약 2m 내외에서 수면효과선(100)이 이수하기 위하여는 이수속도를 낮추는 것이 중요한데 본원 발명의 이수속도는 약 100±10Km/h이다.
도 5에 나타난 상기 선저부(11-1) 후방의 베이스라인(BL:Base Line)과 동일선상의 스케그(14)는 트랜섬 선미형상으로, 본 발명에서는 스케그의 크기를 길이 5±1m, 높이 0.5±0.05m, 폭(단면두께)는 0.1±0.01m로 하여 통상의 크기 보다 하방을 깊게하고 단면을 얇게하여 저항의 증가없이 직진성능을 높이기 위한 것이다.
도 6에 나타난 바와 같이, 본 발명은 20인승급 위그선으로서 주선체(11) 내부에 탑승실(12) 내부에 출입구(13) 및 화장실(16)이 설치되고, 날개부(20)는 주날개부(21)와 꼬리날개부(25)로 구분되며 상기 꼬리날개부(25)는 다시 수평꼬리날개(26)와 수직꼬리날개(27)로 구분된다. 특히, 상기 주날개부(21)의 후방 외측은 1단 꺽임되어 상기 에어로런(23)이 설치된다.
상기 동체부(10)의 폭(b)은 좌석의 2열 배치를하기 위하여 약 2.5±0.1m 이며, 수면효과선(100)의 내항 성능 향상을 위하여 길이/폭 비를 약 7±0.5 로 하면 동체길이(l)가 약 18±2m 가 된다. 여기에 종방향 안정성 확보를 위한 수평꼬리날개(26)의 길이 약 6±4m를 추가하면 수면효과선(100)의 총길이는 약 24±2m가 된다.
또한, 수면효과선(100)의 전체폭은 20±2m 인데, 이는 상기 동체부 폭(b) 약 2.5±0.1m와 양날개의 폭 약 17.5±2m를 합한 것이다. 따라서, 일측 날개의 폭은 약 8.75±1m이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위 의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
본 발명은 파랑중 조파저항 및 부가저항을 최소화하여 안정적인 이수 및 항주성능 등 내항성능을 향상시킨 활주형 20인승급 위그선으로서, 적정한 크기, 중량 및 속도로서 안정적인 이수 및 항주를 수행할 수 있고, 보조선체와 수평꼬리날개를 지지하는 보조선체지지봉과 수평꼬리날개지지봉을 설치하여 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 활주형 선저부(11-1)가 설치된 주선체(11), 탑승실(12), 출입구(13), 스케그(14) 및 보조선체(15)가 구비된 동체부(10)와, 주날개부(21), 에어로런(23), 수평꼬리날개(26) 및 수직꼬리날개(27)가 구비된 날개부(20)와, 한쌍의 엔진(31), 프로펠러(32) 및 지지대(33)로 구성된 추진장치부(30)가 구비된 수면효과선(100)에 있어서,
    상기 날개부(20)의 주날개부(21) 후방 외측은 1단 꺽임되어 상기 에어로런(23)이 설치되며,
    상기 추진장치부(30)는 상기 주날개부(21)의 상부에 설치되고,
    상기 동체부(10)의 길이(l)는 18±2m이고, 수평꼬리날개(26)의 길이는 6±4m 이며,
    상기 수면효과선(100)의 총길이는 24±2m이며, 폭은 20±2m 이고, 높이는 7±1m이며, 항속거리는 1,000±100Km인 것을 특징으로 하는 20인승급 위그선
  3. 제 2항에 있어서, 상기 동체부(10)의 폭(b)은 2.5±0.1m 이며, 일측 날개의 폭은 8.75±1m인 것을 특징으로 하는 20인승급 위그선
  4. 제 2항에 있어서, 상기 선저부(11-1) 후방의 스케그(14)는 길이 5±1m, 높이 0.5±0.05m, 폭(단면두께)는 0.1±0.01m인 것을 특징으로 하는 20인승급 위그선
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 2항에 있어서, 상기 추진장치부(30)의 엔진(31)은 각각 추진마력이 1,000±100마력이며, 프로펠러(32)는 후측에 설치되는 것을 특징으로 하는 20인승급 위그선
  8. 제 2항에 있어서, 상기 수면 효과선(100)의 수면효과 영역내의 순항속도는 150±10Km/h인 것을 특징으로 하는 20인승급 위그선
  9. 제 2항에 있어서, 상기 수면 효과선(100)의 수면효과 영역외의 순항속도는 170±10Km/h인 것을 특징으로 하는 20인승급 위그선
  10. 제 2항에 있어서, 상기 수면 효과선(100)의 이수속도는 100±10Km/h인 것을 특징으로 하는 20인승급 위그선
  11. 제 2항에 있어서, 상기 수면 효과선(100)의 최대속도는 200±20Km/h인 것을 특징으로 하는 20인승급 위그선
  12. 제 2항에 있어서, 상기 수면 효과선(100)의 총중량은 9±1톤인 것을 특징으로 하는 20인승급 위그선
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