KR101043930B1 - 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선 및 그의 이착수 방법 - Google Patents

수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선 및 그의 이착수 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 동체; 상기 동체의 양측에, 상기 동체를 기준으로 대칭되게 설치되는 날개; 상기 날개의 하부에 설치되며, 팽창용 에어가 주입됨에 따라 루프 형태의 단면 형태를 이루도록 부풀어서 상기 날개의 하방으로 전개되는 전개 유닛; 및 상기 날개의 하부에 설치되고, 상기 전개 유닛이 한정하는 영역 내에서 상기 수면을 향한 방향으로 분사 에어를 분사하는 분사 유닛을 포함하는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선 및 그의 이착수 방법을 제공한다.

Description

수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선 및 그의 이착수 방법{WIG CRAFT UTILIZING AIR POCKET TO ENHANCE TAKING OFF/LANDING ABILITY ON WATER AND METHORD FOR TAKING OFF/LANDING THE SAME ON WATER}
본 발명은 수면에 대해 이착수하는 위그선 및 그의 이착수 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 위그선은 Wing In Ground의 앞글자를 따라서 WIG로 칭해지는 것이다. Ground Effect Vehicle이라는 말로부터 GEV선이라고도 하며, Wing IN Surface Effect라는 말로부터 WISE선이라고 하기도 한다.
위그선은 수면 바로 위에서 양력이 급증하는 해면효과를 이용하여 수면 가까이에서 떠다니는 비행체이다. 수면에 대해서 1~5m 정도의 거리를 두고 비행하기 때문에 비행기인지 선박인지 논란이 있었으나, 국제해사기구(IMO)에서 선박으로 분류함에 따라 논란은 종식되었다.
위그선이 선박으로 분류되었다고 하더라도, 위그선은 수면 가까이 떠서 운항하기 위해서는, 비행기와 유사하게, 수면에서 이수(離水)하는 과정이 필요하다. 또한, 위그선이 운항을 마치는 시점에서, 위그선은 수면에 대해 착수(着水)해야 한다.
본 발명의 목적은, 위그선의 이수 시에 물에 의한 저항을 줄일 수 있고 착수 시에는 위그선이 수면으로부터 받는 충격량을 줄여줄 수 있는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선 및 그의 이착수 방법을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선은, 동체; 상기 동체의 양측에, 상기 동체를 기준으로 대칭되게 설치되는 날개; 상기 날개의 하부에 설치되며, 팽창용 에어가 주입됨에 따라 루프 형태의 단면 형태를 이루도록 부풀어서 상기 날개의 하방으로 전개되는 전개 유닛; 및 상기 날개의 하부에 설치되고, 상기 전개 유닛이 한정하는 영역 내에서 상기 수면을 향한 방향으로 분사 에어를 분사하는 분사 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전개 유닛은, 상기 날개에 설치되고, 상기 팽창용 에어가 주입되는 내부 공간을 구비하는 에어 포켓; 및 상기 에어 포켓의 내부 공간에 연통되도록 형성되어, 상기 내부 공간에 상기 팽창용 에어를 주입하는 주입 유닛을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 에어 포켓은, 인접한 측부들이 서로 연결되어 하나의 중공체를 이루는 복수의 에어 스커트를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 날개의 내부에 설치되어, 상기 복수의 에어 스커트의 인접한 측부들을 서로 연결시키거나 서로 분리시키는, 탈착 유닛이 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 에어 스커트는 상기 측부에 일정 간격으로 연속적으로 돌출되도록 형성되는 이빨들을 포함하고, 상기 탈착 유닛은, 베이스; 상기 베이스의 하부에 배치되며, 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 부분을 가져서 상기 인접한 에어 스커트들이 상기 하방으로 이동 시에 상기 이빨들이 서로 엮이도록 하는, 한 쌍의 연결 쐐기; 및 상기 베이스의 상부에 배치되며, 폭 방향으로 상기 한 쌍의 연결 쐐기의 중앙에 배치되어 상기 인접한 에어 스커트들 상기 상방으로 이동 시에 상기 서로 엮여진 이빨들이 분리되도록 하는, 분리 쐐기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 에어 스커트는, 제1 파이프를 통해 상기 주입 유닛에 연통되며, 상기 에어 스커트의 외형을 이루는 메인 엔벨로프; 및 상기 메인 엔벨로프 내에 상기 메인 엔벨로프의 윤곽 방향을 따라 배치되며, 제2 파이프를 통해 상기 주입 유닛에 연통되는 윤곽 엔벨로프를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 날개에 설치되며, 상기 에어 스커트를 감도록 형성되는 와인딩 롤이 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 에어 포켓의 내면에 부착되며, 상기 날개의 하방으로 신장되도록 형성되는 자바라; 및 상기 자바라에 연결되어, 상기 자바라를 상기 날개를 향하여 당겨서 상기 자바라가 접혀지게 하는, 폴딩 유닛이 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 폴딩 유닛은, 상기 자바라의 하부에 연결되는 로프; 및 상기 날개에 설치되며, 상기 자바라가 접히도록 상기 로프를 권취하는 권취기를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 에어 포켓은, 제1 파이프를 통해 상기 주입 유닛에 연통되며, 상기 에어 포켓의 외형을 이루는 메인 엔벨로프; 및 상기 메인 엔벨로프 내에 상기 메인 엔벨로프의 연장 방향을 따라 배치되며, 제2 파이프를 통해 상기 주입 유닛에 연통되는 연장 엔벨로프를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 분사 유닛은, 분사 에어를 생산하는 에어 컴프레서; 및 상기 에어 컴프레서에 연통되도록 형성되며, 상기 날개의 하부를 통해 노출되어 상기 분사 에어를 배출하는, 분사 노즐을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 위그선을 수면에 대해 이착수시키는 방법은, 동체와, 상기 동체의 양측에 설치되는 날개를 구비하는 위그선을 수면상에 배치하는 단계; 상기 날개의 하부에 설치된 전개 유닛에 팽창용 에어를 주입하여, 상기 날개와 상기 전개 유닛과 상기 수면에 의해 한정되는 제한 공간을 형성하는 단계; 및 상기 제한 공간 내에서 상기 수면을 향해 분사 에어를 분사하여, 상기 위그선을 상기 수면에 대해 부상돤 상태이게 하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 날개의 하부에 설치된 전개 유닛에 팽창용 에어를 주입하여, 상기 날개와 상기 전개 유닛과 상기 수면에 의해 한정되는 제한 공간을 형성하는 단계는, 상기 전개 유닛을 루프 형태의 단면 형태를 이루도록 부풀려서 상기 전개 유닛이 중공체를 형성하도록 하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 위그선의 이수 또는 착수 후에 상기 전개 유닛에 대한 팽창용 에어의 공급을 해제하는 단계가 더 구비될 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선 및 그의 이착수 방법에 의하면, 동체에 연결된 날개의 하측에서 전개 유닛과 분사 유닛에 의해 형성되는 에어 쿠션에 의해 동체가 수면에서 일정 수준으로 떠오른 상태로 이수를 위해 추진될 수 있다. 이에 의해, 이수 시에 물의 저항을 줄일 수 있고, 이는 연료 소모량을 또한 줄일 수 있게 한다. 착수 시에도 위의 에어 쿠션에 의해, 동체가 수면에 부딪혀 발생 되는 충격량이 줄어들 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선(100)을 보인 사시도이다.
도 2는 도 1의 전개 유닛(130)을 보인 사시도이다.
도 3은 도 1의 라인(Ⅲ-Ⅲ)을 따라 취한 날개(120) 부분에 대한 단면도이다.
도 4는 도 2의 전재 유닛(130)의 일 변형예에 따른 전개 유닛(230)을 보인 개념도이다.
도 5는 도 2의 전개 유닛(130)의 다른 변형예에 따른 전개 유닛(330)을 보인 개념도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위그선을 수면에 대해 이착수시키는 방법을 보인 순서도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선 및 그의 이착수 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선(100)을 보인 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 위그선(100)은, 동체(110)와, 날개(120)와, 전개 유닛(130)과, 분사 유닛(140)을 포함할 수 있다.
동체(110)는 조종실과 승객실, 화물실 등이 형성되는 부분이다. 이러한 동체(110)는 하나 또는 두 개가 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 동체(110)가 하나인 형태, 다시 말해서 단동선을 예시하고 있다. 동체(110)의 후방 측에는 추진 엔진(101)이 설치될 수 있다. 추진 엔진(101)으로는 제트 엔진, 또는 터보 프로브 엔진 등이 사용될 수 있다. 동체(110)의 후방에는 꼬리 날개(102)가 또한 설치될 수 있다. 꼬리 날개(102)는 동체(110)의 연장 방향에 대체로 교차하는 방향으로 연장하도록 구비될 수 있다.
날개(120)는 동체(110)에 연결된다. 구체적으로, 날개(120)는 동체(110)의 양측에, 서로 대칭되게 설치되는 한 쌍으로 구비될 수 있다. 날개(120)의 단면 형상은 에어 포일(Air foil)의 형태를 가질 수 있다. 날개(120)의 단부 측에는 폰툰(103, Side Pontoon)이 설치될 수 있다. 사이드 폰툰(103)은 날개(120)가 물에 대해 뜰 수 있도록 하는 부낭(浮囊)과 같은 것이다. 사이드 폰톤(103) 다음으로는 보조 날개(121)가 구비될 수 있다.
전개 유닛(130)은 날개(120)의 하부에 설치된다. 전개 유닛(130)은 팽창용 에어가 주입됨에 따라 부풀어서 전개되는 것이다. 전개 유닛(130)의 전개된 상태는, 루프 형태의 단면을 가진 중공체의 형태가 될 수 있다.
분사 유닛(140)은 날개(120)의 하부에 설치되어 분사 에어를 분사한다. 구체적으로, 분사 유닛(140)은 전개 유닛(130)이 한정하는 영역 내에서 수면을 향한 방향으로 분사 에어를 분사하도록 배치될 수 있다. 분사 유닛(140)은 분사 에어를 생산하는 에어 컴프레서와, 상기 에어 컴프레서에서 생산된 분사 에어를 배출하는 분사 노즐을 포함할 수 있다. 본 도면 및 도 3에서 참조 번호 140은 상기 분사 노즐을 지칭하고 있다.
다음으로, 위의 전개 유닛(130)에 대해 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 살펴 본다. 도 2는 도 1의 전개 유닛(130)을 보인 사시도이다.
본 도면을 참조하면, 전개 유닛(130)은 에어 포켓(131)과, 주입 유닛(136)을 포함할 수 있다.
에어 포켓(131)은 팽창용 에어가 주입되는 내부 공간을 구비하는 구조물이다. 이러한 에어 포켓(131)은 루프 형태의 단면을 가지고서 연장 방향(L)을 따라 연장된 형태의 중공체이다. 본 도면에는 에어 포켓(131)의 단면이 4각형인 것을 예시하고 있으나, 단면 형태가 삼각형, 원형, 5각형 등 다른 형태가 될 수도 있을 것이다.
에어 포켓(131)은 전체적인 외형을 이루는 메인 엔벨로프(132)와, 메인 엔벨로프(132) 내에 위치하며 메인 엔벨로프(132)보다 작은 부피를 가지는 연장 엔벨로프(133)를 포함할 수 있다. 이에 의해서, 에어 포켓(131)의 내부 공간은 연장 엔벨로프(133) 내의 공간과, 연장 엔벨로프(133) 외의 공간으로 구분될 수 있다. 연장 엔벨로프(133)를 구비하지 않는다면, 에어 포켓(131)의 내부 공간은 하나만 존재하게 될 것이다.
주입 유닛(136)은 에어 컴프레서(137)와, 밸브(138)와, 파이프(139a,139b)를 포함할 수 있다. 에어 컴프레서(137)는 팽창용 에어를 생산하도록 형성된다. 밸브(138)는 에어 컴프레서(137)에서 생산된 팽창용 에어를 제1 파이프(139a) 또는 제2 파이프(139b)로 분배한다. 여기서, 제1 파이프(139a)는 메인 엔벨로프(132)에 연통되고, 제2 파이프(139b)는 연장 엔벨로프(133)에 연통될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 에어 포켓(131)에 팽창용 에어가 주입되지 않은 상태에서 에어 포켓(131)에 주입 유닛(136)을 이용하여 팽창용 에어를 주입하면, 에어 포켓(131)은 본 도면과 같은 형체를 유지하도록 부풀려질 수 있다. 이때, 에어 컴프레서(137)의 초기 작동 시 발생하는 팽창용 에어를 제2 파이프(139b)를 통해 연장 엔벨로프(133)에 우선 공급하도록 밸브(138)를 제어할 수 있다. 그에 의하면, 연장 엔벨로프(133) 내에 팽창용 에어가 공급되면서, 에어 포켓(131)의 뼈대를 이루는 부분이 먼저 팽창될 수 있다. 다시 말해서, 연장 엔벨로프(133)가 연장 방향(L)을 따라 부풀어서 펴지게 됨으로써, 육면체 형태의 에어 포켓(131)의 형상이 구현되게 된다. 연장 엔벨로프(133)에 대한 압촉 공기 공급이 끝나면, 밸브(138)를 제어하여 제1 파이프(139a)를 통해 메인 엔벨로프(132)에 팽창용 에어를 공급할 수 있다. 이에 의해, 메인 엔벨로프(132)가 팽창용 에어를 공급받아 부풀게 되면서, 에어 포켓(131)이 전체적으로 부풀어서 최종적인 형태 형성하게 된다.
다음으로, 위와 같이 전개되는 에어 포켓(131)과 분사 유닛(140)의 위그선(100)의 이착수시의 작용에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 도 1의 라인(Ⅲ-Ⅲ)을 따라 취한 날개(120) 부분에 대한 단면도이다.
본 도면을 참조하면, 에어 포일 형태의 날개(120)의 하부(122)에는 전개 유닛(130)의 에어 포켓(131)이 전개된 채로 결합되어 있다. 에어 포켓(131)은 날개(120)의 내부에 위치하고 있다가 주입 유닛(136)에 의해 팽창용 에어를 공급받아 날개(120)의 외부로 전개된 것일 수 있다. 물론, 에어 포켓(131)을 비 전개된 상태로 날개(120)의 하부(122)의 외면에 설치하는 것도 가능할 것이다.
에어 포켓(131)은, 도 2를 통해 설명한 바와 같이, 루프 형태의 단면을 가지고서 연장 방향(L)을 따라 전개된 것이다. 그에 의해, 에어 포켓(131)과 날개(120)의 하부(122)와 수면(W1,W2)은 닫힌 공간을 형성하게 된다. 위의 닫힌 공간은 이하 제한 공간(R)이라 칭해질 수 있다.
분사 유닛(140), 주로는 분사 노즐은 위의 제한 공간(R) 내에 위치하도록 날개(120)의 하부(122)에 설치된다.
이러한 구성에 의하면, 분사 유닛(140)에서 분사 에어가 수면(W1)을 향해 분사될 때, 제한 공간(R) 내에서는 에어 쿠션이 형성된다. 이러한 에어 쿠션이 형성되는 효과에 의해, 날개(120)[및 그와 연결되며 수면(W1)에 일부 잠긴 동체(110)]는 수면(W1)에서 부상하게 된다. 상기 떠오르는 정도를 에어 포켓(131)을 기준으로 설명하면, 에어 포켓(131)은 수면(W1) 아래로 잠긴 부분이 있던 상태에서, 분사 유닛(140)의 가동에 의해 수면(W2) 아래로 잠긴 부분이 거의 없는 상태로 부상될 수 있다.
이러한 수면(W1)과 수면(W2) 사이의 간격(D) 만큼의 부상 효과는 동체(110)가 수면에 대해 잠기는 정도가 줄어드는 결과로 이어진다. 동체(110)가 수면에 덜 잠기게 됨에 의해, 위그선(100)의 이수 시에 추진 엔진(101, 도 1)에 의한 추진력이 수면에 더 많이 잠기는 경우보다 작게 필요하게 된다. 이는 추진 엔진(101)의 가동을 위한 연료의 소모를 줄일 수 있게 하며, 또한 이수 성능 향상시키기 위해 이수 후의 운행에 필요한 출력보다 과도하게 큰 고출력의 추진 엔진(101)을 채용하지 않아도 되게 한다.
또한, 위그선(100)의 수면에 대한 착수 시에는 전개 유닛(130)과 분사 유닛(140)에 의해 발생되는 에어 쿠션 효과에 의해, 위그선(100)이 수면에 대한 충돌 시에 받게 되는 충격량이 상당 부분 줄어들 수 있게 된다. 이에 의해, 위그선(100)에 탑승한 승객 등이 받는 충격도 줄어들게 되고, 또한 별도의 충격 완충 설비를 위그선(100)에 덜 갖추어도 되게 된다.
이상의 전개 유닛(130)의 다른 형태들에 대해 도 4 및 도 5를 참조하여 각각 설명한다.
먼저, 도 4는 도 2의 전재 유닛(130)의 일 변형예에 따른 전개 유닛(230)을 보인 개념도이다.
본 변형예에서 전개 유닛(230)은, 복수의 에어 스커트(231)와, 에어 스커트(231)에 대응하는 와인딩 롤(235)을 포함할 수 있다.
에어 스커트(231)는 복수 개로 구비되고 서로 연결되어 앞선 실시예에서의 에어 포켓(131, 도 2)을 구성할 수 있다. 예를 들어, 하나의 에어 포켓(131)을 형성하기 위해서는, 4개의 에어 스커트(231)가 구비될 수 있다. 본 도면에서는 설명의 편의를 위하여, 2개의 에어 스커트(231)를 도시하고 있다.
에어 스커트(231)는 대체로 직사각형 형태로 형성될 수 있다. 에어 스커트(231)의 전체적인 외형은 메인 엔벨로프(232)에 의해 형성된다. 메인 엔벨로프(232)의 내부에는, 앞서 도 2를 참조하여 설명한 바와 유사하게, 윤곽 엔벨로프(233)가 구비될 수 있다. 윤곽 엔벨로프(233)는 메인 엔벨로프(232)의 윤곽을 따라서, 구체적으로 4개의 변을 따라서 연장하도록 형성될 수 있다. 메인 엔벨로프(232)의 양 측부에는 이빨(235)이 형성될 수 있다. 이빨(235)은 일정한 간격으로 돌출부들이 연속적으로 배치된 형태를 가질 수 있다.
와인딩 롤(235)은 각 에어 스커트(231)에 대응하여 배치된다. 와인딩 롤(235)은 모터에 의해 회전하면서, 에어 스커트(231)를 감거나 풀어 내릴 수 있다. 이를 위하여, 에어 스커트(231)의 일단부는 와인딩 롤(235)에 결합될 것이다. 와인딩 롤(235)의 내부를 통해서는, 메인 엔벨로프(232)와 윤곽 엔벨로프(233)에 연통되기 위한 파이프(도 2의 139a,139b 참조)가 연장할 수 있을 것이다.
와인딩 롤(235)이 날개(120)의 내부에 위치할 때, 에어 스커트(231)는 날개(120)에 형성되는 개구부(125)를 통해 날개(120) 밖으로 전개될 수 있다.
에어 스커트(231)들을 연결하여 에어 포켓(131, 도 2)을 형성하기 위하여, 날개(120)에는 탈착 유닛(250)이 구비될 수 있다. 탈착 유닛(250)은, 베이스(251)와, 연결 쐐기(253)와, 분리 쐐기(255)를 포함할 수 있다. 베이스(251)는 연결 쐐기(253)와 분리 쐐기(255)가 설치되는 뼈대를 이룬다. 연결 쐐기(253)는 한 쌍으로 구비되며, 베이스(251)의 하부에 돌출 형성된다. 연결 쐐기(253)는 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 부분을 가진다. 상기 폭이 좁아지는 부분에 의해, 팽창용 에어가 주입된 상태에서 인접한 에어 스커트(231)들이 하방 이동 시에 각각의 이빨(235)들이 서로 엮이도록 한다. 분리 쐐기(255)는 베이스(251)의 상부에 배치되며, 폭 방향으로 한 쌍의 연결 쐐기(253)의 중앙에 배치된다. 그에 의해, 인접한 에어 스커트(231)들이 상방으로 이동 시에 서로 엮인 이빨(235)들이 분리될 수 있게 한다.
에어 스커트(231)에서 상단은 와인딩 롤(235)에 감겨지며 회전되므로, 이와 달리 상하 직진 운동만 하게되는 에어 스커트(231)의 하단에 앞선 실시예의 파이프(139a,139b, 도 2 참조)를 연결할 수 있을 것이다. 이 경우, 파이프(139a,139b)가 와인딩 롤(235)의 회전에 의해 꼬이지 않게 되는 이점이 있다.
이러한 구성에 의하면, 위그선(100)의 이착수 시에 주입 유닛(136, 도 2 참조)에 의해 팽창용 에어가 에어 스커트(231)에 주입된다. 팽창용 에어는 윤곽 엔벨로프(233)에 먼저 주입된 후에, 메인 엔벨로프(232)에 주입될 수 있다. 팽창용 에어 주입에 의해 에어 스커트(231)가 팽창되면서 와인딩 롤(235)은 에어 스커트(231)를 풀어 내리게 된다. 이때, 하나의 에어 스커트(231)는 탈착 유닛(250)의 연결 쐐기(253)에 의해 측부의 이빨(235)이 인접한 다른 에어 스커트(231)의 이빨(235)과 서로 엮여서, 상기 인접한 다른 에어 스커트(231)와 연결된다. 이렇게 에어 스커트(231)들이 연결되면, 이들은 날개(120)의 외부에서 전체로서 에어 포켓(131, 도 2 참조)을 형성하게 된다. 에어 스커트(231)들에 의해 에어 포켓이 형성되면, 분사 유닛(140, 도 1)을 가동하여 에어 쿠션 효과를 얻을 수 있게 된다.
위그선(100)의 이착수 완료로서 에어 쿠션 효과가 더 이상 필요하지 않은 경우에, 에어 스커트(231)에 대한 에어의 공급을 중지하면 에어 스커트(231)는 에어가 빠진 상태가 된다. 이런 중에, 와인딩 롤(235)을 감아서 에어 스커트(231)를 감아 올린다. 그에 의해, 서로 연결된 에어 스커트(231)들은 탈착 유닛(250)의 분리 쐐기(255)에 의해 서로 분리되어 각각의 와인딩 롤(235)에 감기게 된다. 결과적으로, 사용되지 않는 에어 스커트(231)는 날개(120) 내로 수납되게 된다.
다음으로, 도 5는 도 2의 전개 유닛(130)의 다른 변형예에 따른 전개 유닛(330)을 보인 개념도이다.
본 도면을 참조하면, 본 변형예에 따른 전개 유닛(330)은, 단일체로 구성되는 에어 포켓(131)을 날개(120) 내로 후퇴시키거나 날개(120) 밖으로 전개시킬 수 있는 메커니즘을 구비한다.
구체적으로, 전개 유닛(330)은, 에어 포켓(131)과, 자바라(335)와, 폴딩 유닛(336)을 포함할 수 있다.
에어 포켓(131)은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 루프 형태의 단면을 가지고서 연장 방향(L)으로 전개될 수 있는 중공체이다. 에어 포켓(131)은 본 도면에서도 4각형 형태로 예시되어 있다.
자바라(335)는 에어 포켓(131)의 내부 공동(131a)에서 내벽(131b)에 결합될 수 있다. 자바라(335)는 구체적으로, 링크(335a)와, 핀(335b)을 포함할 수 있다. 링크(335a)는 복수 개로 구비되고, 서로 교차되도록 배치된다. 이러한 링크(335a)들은 핀(335b)에 의해 연결된 다른 링크에 대해 상대 회전 가능하다. 이러한 상대 운동에 의해, 자바라(335)는 연장 방향(L)으로 전개되거나 고정대(335c)를 향해 후퇴된다. 링크(335a)가 연결되는 고정대(335c)는, 날개(120)의 내부에 설치될 수 있다.
폴딩 유닛(336)은 자바라(335)를 날개(120) 내부로 끌어 당겨 링크(335a)들이 서로에 대해 접혀지도록 하는 것이다. 이러한 폴딩 유닛(336)은 로프(337)와, 권선기(338)를 포함할 수 있다. 로프(337)는 링크(335a) 중에 고정대(335c)에서 멀리 위치한 링크에 일단이 연결될 수 있다. 로프(337)의 타단은 권선기(338)에 연결된다. 권선기(338)는 모터와, 상기 모터의 출력축에 설치된 원통체로 형성될 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 날개(120) 내에서 팽창용 에어가 주입되지 않은 에어 포켓(131)은 전개되지 않은 상태로 유지된다. 이때, 권선기(338)가 로프(337)를 완전히 감고 있으므로, 에어 포켓(131)이 날개(120) 밖으로 자유낙하되지 않는다.
전개 유닛(330)을 전개해야 하는 경우에는, 권선기(338)에서 로프(337)를 풀게 된다. 또한, 주입 유닛(136, 도 2)을 통해서 에어 포켓(131)에 팽창용 에어가 주입된다. 그에 의해, 에어 포켓(131)은 날개(120)의 밖으로 자유 낙하하여 펼쳐지는 동시에 팽창용 에어를 주입받아 부풀게 된다. 이렇게 부풀은 전개 유닛(330)은 날개(120) 및 수면(W1, 도3)과 함께 제한 공간(R)을 형성하게 된다.
전개 유닛(330)을 비 전개 상태로 전환하는 경우에는, 에어 포켓(131)에 대한 팽창용 에어 공급을 해제하고, 로프(337)를 권선기(338)로 감아서 자바라(335)를 고정대(335c)를 향해 당기게 된다. 이때, 에어 포켓(131)에는 작은 구멍이 있어서, 팽창용 에어가 상기 구멍을 통해 배출될 수 있다. 그에 의해, 에어 포켓(131) 내부에서 팽창용 에어가 없어진 채로, 에어 포켓(131)은 날개(120)의 내부에 접힌 채로 폴딩 유닛(336)에 의해 유지될 수 있다. 이와 달리, 에어 포켓(131)에 대한 석션(suction)을 통해서 팽창용 에어를 에어 포켓(131)에서 회수할 수도 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 위그선(100) 이착수 방법에 대해 도 6 및 앞선 도면들을 참조하여 설명한다. 여기서, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위그선을 수면에 대해 이착수시키는 방법을 보인 순서도이다.
본 도면 및 앞선 도면들을 참조하면, 위그선(100)은 수면(W1) 상에 배치되어 이수 또는 착수를 위한 상황에 놓이게 된다(S1).
그에 따라, 에어 포켓(131)에는 주입 유닛(136)을 통해, 팽창용 에어가 주입된다(S2). 그 결과, 에어 포켓(131)은 부풀어서 속이 빈 중공체로서의 형태를 갖추게 된다.
에어 포켓(131)이 제 형태를 갖추게 되면, 에어 포켓(131)과 날개(120)와 수면(W1)에 의해 한정되는 제한 공간(R) 내에서, 분사 유닛(140)이 수면(W1)에 대해 분사 에어를 분사하도록 가동된다(S3). 이때, 제한 공간(R) 내에서는 상기 분사되는 분사 에에어 의해 에어 쿠션 효과가 발생하게 된다. 이러한 에어 쿠션 효과에 의해, 이수하는 위그선(100)은 물의 저항을 덜 받게 되고, 착수하는 위그선(100)은 물에 의한 충격을 덜 받게 된다.
이러한 에어 쿠션 효과는 위그선(100)의 이수 또는 착수 완료 이후에는 더 이상 의미가 없게 된다. 따라서, 위그선(100)의 이수 또는 착수가 완료되었는지를 판단하게 된다(S4).
위그선(100)의 이수 또는 착수가 완료되면, 에어 포켓(131)에 주입되는 팽창용 에어의 공급을 중단하거나 이를 회수하게 된다(S5). 또는, 에어 포켓(131)에 작은 구멍을 뚫어서 팽창용 에어가 자연적으로 배출되도록 할 수도 있다.
제한 공간(R) 형성을 위해 제 역할을 다한 에어 포켓(131)은 회수되거나 아니면 그대로 유지될 수 있다(S6). 여기서 회수된다는 것은 에어 포켓(131)이 날개(120) 밖을 전개된 상태에서 날개(120) 내부로 후퇴되는 것을 의미하고, 유지된다는 것은 에어 포켓(131)을 부풀지 않게 한 상태로 날개(120)의 외부에 둔다는 것을 의미한다. 후자의 경우에 에어 포켓(131)은 위그선(100)의 운항 방향의 반대 방향으로 접혀져서 날개(120)의 하부(122)에 붙어 있을 것이므로, 위그선(100)의 운항에 저항으로 작용하는 정도는 미미하도록 할 것이다.
그러나, 위 저항마저도 줄이고 에어 포켓(131)의 손상 등을 방지하기 위하여, 에어 포켓(131)을 날개(120)의 내부로 회수할 수도 있다(S7). 에어 포켓(131)을 회수하기 위해서는, 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이 와인딩 롤(235) 및 탈착 유닛(250)을 사용하거나, 도 5를 참조하여 설명한 바와 같이 자바라(335)와 폴딩 유닛(336)을 사용할 수도 있을 것이다.
상기와 같은 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선 및 그의 이착수 방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100: 위그선 101: 추진 엔진
103: 사이드 폰툰 110: 동체
120: 날개 121: 보조 날개
122: 하부 130,230,330: 전개 유닛
131: 에어 포켓 132: 메인 엔벨로프
133: 연장 엔벨로프 136: 주입 유닛
140: 분사 유닛 231: 에어 스커트
250: 탈착 유닛 335: 자바라
336: 폴딩 유닛

Claims (14)

  1. 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선으로서,
    동체;
    상기 동체의 양측에, 상기 동체를 기준으로 대칭되게 설치되는 날개;
    상기 날개의 하부에 설치되며, 팽창용 에어가 주입됨에 따라 루프 형태의 단면 형태를 이루도록 부풀어서 상기 날개의 하방으로 전개되는 전개 유닛; 및
    상기 날개의 하부에 설치되고, 상기 전개 유닛이 한정하는 영역 내에서 수면을 향한 방향으로 분사 에어를 분사하는 분사 유닛을 포함하는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전개 유닛은,
    상기 날개에 설치되고, 상기 팽창용 에어가 주입되는 내부 공간을 구비하는 에어 포켓; 및
    상기 에어 포켓의 내부 공간에 연통되도록 형성되어, 상기 내부 공간에 상기 팽창용 에어를 주입하는 주입 유닛을 포함하는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 에어 포켓은, 인접한 측부들이 서로 연결되어 하나의 중공체를 이루는 복수의 에어 스커트를 포함하는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 날개의 내부에 설치되어, 상기 복수의 에어 스커트의 인접한 측부들을 서로 연결시키거나 서로 분리시키는 탈착 유닛을 더 포함하는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에어 스커트는 상기 측부에 일정 간격으로 연속적으로 돌출되도록 형성되는 이빨들을 포함하고,
    상기 탈착 유닛은,
    베이스;
    상기 베이스의 하부에 배치되며, 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 부분을 가져서 상기 인접한 에어 스커트들이 상기 하방으로 이동 시에 상기 이빨들이 서로 엮이도록 하는, 한 쌍의 연결 쐐기; 및
    상기 베이스의 상부에 배치되며, 폭 방향으로 상기 한 쌍의 연결 쐐기의 중앙에 배치되어 상기 인접한 에어 스커트들 상기 상방으로 이동 시에 상기 서로 엮여진 이빨들이 분리되도록 하는, 분리 쐐기를 포함하는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 에어 스커트는,
    제1 파이프를 통해 상기 주입 유닛에 연통되며, 상기 에어 스커트의 외형을 이루는 메인 엔벨로프; 및
    상기 메인 엔벨로프 내에 상기 메인 엔벨로프의 윤곽 방향을 따라 배치되며, 제2 파이프를 통해 상기 주입 유닛에 연통되는 윤곽 엔벨로프를 포함하는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 날개에 설치되며, 상기 에어 스커트를 감도록 형성되는 와인딩 롤을 더 포함하는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 에어 포켓의 내면에 부착되며, 상기 날개의 하방으로 신장되도록 형성되는 자바라; 및
    상기 자바라에 연결되어, 상기 자바라를 상기 날개를 향하여 당겨서 상기 자바라가 접혀지게 하는, 폴딩 유닛을 더 포함하는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 폴딩 유닛은,
    상기 자바라의 하부에 연결되는 로프; 및
    상기 날개에 설치되며, 상기 자바라가 접히도록 상기 로프를 권취하는 권취기를 포함하는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 에어 포켓은,
    제1 파이프를 통해 상기 주입 유닛에 연통되며, 상기 에어 포켓의 외형을 이루는 메인 엔벨로프; 및
    상기 메인 엔벨로프 내에 상기 메인 엔벨로프의 연장 방향을 따라 배치되며, 제2 파이프를 통해 상기 주입 유닛에 연통되는 연장 엔벨로프를 포함하는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 분사 유닛은,
    분사 에어를 생산하는 에어 컴프레서; 및
    상기 에어 컴프레서에 연통되도록 형성되며, 상기 날개의 하부를 통해 노출되어 상기 분사 에어를 배출하는, 분사 노즐을 포함하는, 수면에 대한 이착수 성능 향상을 위한 에어 포켓을 활용한 위그선.
  12. 동체와, 상기 동체의 양측에 설치되는 날개를 구비하는 위그선을 수면상에 배치하는 단계;
    상기 날개의 하부에 설치된 전개 유닛에 팽창용 에어를 주입하여, 상기 날개와 상기 전개 유닛과 상기 수면에 의해 한정되는 제한 공간을 형성하는 단계; 및
    상기 제한 공간 내에서 상기 수면을 향해 분사 에어를 분사하여, 상기 위그선을 상기 수면에 대해 부상돤 상태이게 하는 단계를 포함하는, 위그선을 수면에 대해 이착수시키는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 날개의 하부에 설치된 전개 유닛에 팽창용 에어를 주입하여, 상기 날개와 상기 전개 유닛과 상기 수면에 의해 한정되는 제한 공간을 형성하는 단계는,
    상기 전개 유닛을 루프 형태의 단면 형태를 이루도록 부풀려서 상기 전개 유닛이 중공체를 형성하도록 하는 단계를 포함하는, 위그선을 수면에 대해 이착수시키는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 위그선의 이수 또는 착수 후에 상기 전개 유닛에 대한 팽창용 에어의 공급을 해제하는 단계를 더 포함하는, 위그선을 수면에 대해 이착수시키는 방법.
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