KR101304256B1 - 잠수함 - Google Patents

Abstract

잠수함은 내압선각을 포함한다. 적어도 하나의 조립체를 탑재하기 위한 적어도 하나의 탑재 플랫폼이 내압선각 내에 배치된다. 이 탑재 플랫폼은 섬유복합재료 및 플라스틱으로부터 형성된다.

Description

잠수함{Submarine}

본 발명은 적어도 하나의 조립체를 저장하기 위한 적어도 하나의 탑재 플랫폼을 갖는 잠수함에 관한 것이다.

군용 잠수함들에 있어서, 구동 모터들, 펌프들 및 이와 유사한 것들과 같은 조립체들을 탑재 플랫폼상에 탄성적 방식으로 저장 또는 탑재하는 것이 알려져 있고, 여기서 탑재 플랫폼들은 잠수함의 내압선각에 연결된 잠수함 기저부상에 탄성적으로 차례차례 탑재된다. 이 탑재 플랫폼들은 사전제조된 강철 형상, 바람직하게는 I-빔 및 기타 특별히 제조된 강철 부품으로 제조되고, 여기서 I-빔은 탑재 플랫폼의 지지구조를 형성한다.

알려진 탑재 플랫폼에 있어서는 특정 주파수 영역들에서 고유주파수들의 수가 매우 높다는 것이 발견되었다. 저장된 조립체들은 아주 많은 수의 여기 주파수들을 생성하고 또한 그것들을 탑재 플랫폼상으로 전송하기 때문에, 통상적으로 탑재 플랫폼 또한 약간의 그들의 고유 주파수들로 여기(excitation) 된다. 이것으로부터의 구조물-전달된 음향 결과는, 경우가 있을 수 있는 것으로서, 잠수함 기저부를 통해 또는 내압선각상으로의 보조통로들을 통해 더 직접적으로 유도되고 군용 잠수함들에 전혀 바람직하지 않은 음향신호로 유도될 수가 있다.

본 발명의 목적은, 위와 같은 단점을 해소하고, 현저하게 더 낮은 구조물-전달 음향레벨로 탑재 플랫폼의 고유주파수 여기를 갖는, 조립체를 저장하기 위한 적어도 하나의 탑재 플랫폼을 구비한 잠수함을 제공하는 데 있다.

위 목적은 청구항 1에 특정된 구성들을 구비한 잠수함에 의해 달성된다. 이 잠수함의 이점 있는 추가적 형태들은 도면은 물론 종속 청구항들 및 상세한 설명으로부터 이해되어 질 것이다. 여기서, 본 발명에 따르면, 종속 청구항들에 특정된 구성들은, 각 경우 그 자체로, 또한 기술적으로 의미 있는 조합으로, 청구항 1 및 본 발명에 따른 해결책을 추가로 형성한다.

본 발명에 따른 잠수함은, 바람직하게는 군용 잠수함으로, 통상적 방식으로 내압선각을 포함하고 있다. 적어도 하나의 조립체, 예를 들면 구동모터, 펌프 또는 유사한 진동 발생 기계를 탑재하기 위한 적어도 하나의 탑재 플랫폼이 내압선각 내에 배치된다. 이로써, 이 탑재 플랫폼은 잠수함의 내압선각에 연결되어 있는 잠수함 기저부상에 바람직하게는 탄성적으로 탑재된다.

본 발명에 따르면, 탑재 플랫폼은 섬유복합재료(fiber composite material) 및 플라스틱으로 구성된다. 바람직하게는, 예를 들면 탄소-섬유-강화 플라스틱 또는 유리-섬유-강화 플라스틱과 같은 섬유-강화 플라스틱이 섬유복합재료로 적용된다. 이들 물질 및 플라스틱으로 이루어진 탑재 플랫폼은 지금까지 알려져 온 그리고 강철로 이루어진 탑재 플랫폼에 필적할만한 강도 특성을 갖는다. 그러나, 이들 탑재 플랫폼들에 대조적으로, 본 발명에 따른 탑재 플랫폼은 섬유복합재료로부터의 구성에 의해 아주 더 좋은 진동흡수능력을 갖는 특성이 있다. 더욱이, 섬유복합재료 및 플라스틱으로부터 이루어진 탑재 플랫폼의 무게는 강철 부분들로 제조된 탑재 플랫폼과 비교하여 아주 낮으며, 이것은, 지금까지 알려진 잠수함에 있어서의 탑재 플랫폼의 중량을 초과함이 없이, 탑재 플랫폼의 고유진동 작용에 영향을 주기 위하여, 목표로 한 방식으로 부가적 질량의 첨가를 탑재 플랫폼상에 허용한다. 이것에 관련된 점을 고려하면, 본 발명에 따른 탑재 플랫폼의 설계는 잠수함의 내압선각에 전달되는 구조물-전달 음향의 상당한 감소를 허용하고, 가장 바람직한 경우에 있어서는 실질적으로 더 이상 감지되지 않는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 탑재 플랫폼의 제조에 있어서 섬유복합재료 및 플라스틱의 사용은, 본 발명의 또 다른 바람직한 형태로 예견될 수 있는 바와 같이, 이 플랫폼이 하나의 조각으로 설계되는 것을 허용한다. 이 단일-조각 탑재 플랫폼은 또한 여러 구성품들이, 제조 후의 탑재 플랫폼이 개별 구성품으로 더 이상 역으로 해체되지 않도록, 탑재 플랫폼의 형성을 위하여 예를 들면 접착 접합에 의해 또는 다른 형태의 재질접합에 의해 함께 결합 되는 그러한 플랫폼으로 이해될 수 있다.

이 탑재 플랫폼은 빔들에 의해 강도가 강화된 이-차원 기저체를 포함한다. 이-차원 기저체는 주로 평면으로 확장하고 있는 구성품으로 이해된다. 여기서, 그것은 평면 판 또는, 강도 및 하중 적재 능력을 증가시키기 위하여, 그 단면이 예를 들면 물결모양으로 된 형상을 갖는 또는 구유-같은 요홈들을 포함하는 판의 경우일 수 있다. 기저체는 바람직하게는 스프링소자들/댐핑소자들에 의해 진동을 흡수하는 식으로 거기에 탑재되는 적어도 하나의 조립체를 설치하기 위한 역할을 수행한다. 빔들과 관련하여, 평행감각에 있어서, 빔들은 그들의 길이에 비하여 좁고 휘는 부하들을 수용하는데 특히 적합하다. 이 빔들은 그것의 바깥 면들 상에 탑재 플랫폼의 기저체의 한계를 정하고 외견상 프레임을 형성한다.

더욱이, 이 빔들은 기저체에 의해 걸쳐진 영역 내에 배치된다. 바람직하게는, 이 빔들은 직사각형 단면 형상을 갖는다.

이 기저체는 빔들에 결합되고, 즉 일체화된다. 따라서, 이 기저체는 또한 빔들의 일부를 형성한다. 여기서, 각 경우에 있어서 기저체의 양 평탄면들 상에 돌출하는 빔의 부분에 대한 또 다른 이점을 예견할 수 있다. 그러므로 이 설계와 함께, 빔들이, 서로로부터 떨어져 있는 기저체의 평탄면들 상에, 기저체의 주 확장 방향의 평면에 대하여 바람직하게는 수직으로 배열된 돌출부들을 형성해도 좋다.

더욱 바람직하게는, 탑재 플랫폼의 빔들은 다-층 식으로 설계되어도 좋다. 따라서, 이 빔들은 서로 인접하고 그들이 구성하고 있는 재질 및 그들의 치수가 다른 여러 부분들로 설계되어 져도 좋다. 개별 층들의 재질, 두께 및 수는 빔들의 진동흡수능력이 탑재 플랫폼 상에 탑재되는 조립체에 의해 생성되는 여기 진동수에 특히 잘 적합하도록 선택된다. 통상적으로, 빔들의 개별 층들은 기저체의 기초 배열에 대하여 수직으로 중첩되게 배치된다.

탑재 플랫폼의 기저체는 섬유복합재료의 다축 섬유들로부터 형성되는 것이 이점이 있다. 즉, 기저체는 단일 방향 섬유배열을 갖고 중첩되게 배열된 여러 개의 섬유 매트들로 구성되고, 여기서 개별 섬유 매트들은 개별 섬유 매트들의 섬유배열이 다른 식으로 배열된다. 이 설계와 함께, 섬유 매트들은 플라스틱망에 함께 내장된다. 통상적으로, 기저체는 진동 여기 및 어떤 방향으로부터 하중쇼크를 흡수할 수 있도록 하기 위하여 적어도 삼-축 섬유들로부터 형성된다. 이 섬유들은, 기저체를 만들기 위하여, 기저체의 소망하는 형상에 대응하는 몰드에 적용되고 뒤이어 인조 수지에 스며들게 하여 해결된다.

바람직하게는, 기저체의 제 1평탄면 상에 연결되는 빔들의 부분들은 각 경우에 있어서 섬유복합재료의 단일방향 섬유들에 의해 형성된다. 따라서, 이들 빔 부분들의 모든 섬유들은 동일한 섬유배열을 갖는다. 이들 빔 부분들의 섬유들은 여기서 통상적으로 주 치수에 대하여 또는 빔들의 길이방향 확장에 대하여 평행하게 놓인다. 이것은, 섬유방향에 대하여 길이로 보통 섬유배열을 갖는 섬유조성 구성품들이 특별히 확연한 축 강도 및 휨 강도를 갖는 점을 고려하면, 저장되는 조립체(8)의 휘어지는 가로지르는 힘에 대응하는 이점이 있다. 통상적으로, 단일방향 섬유배열을 갖는 이들 빔 부분들은 기저체의 평탄면 상에 배치되고 이것은 탑재 플랫폼의 설치 위치에서 기저체의 하부 면을 형성한다.

또 다른 이점의 설계에 있어서, 기저체의 제 2평탄면 상에 연결되는 빔들의 부분들은 각 경우에 있어서 발포 물질의 층에 의해 형성된다. 발포 플라스틱으로 구성되고 기저체에 접착된 이 층은, 비록 더 낮은 강도를 갖지만, 중량 증가는 무시할 정도이고, 개별 빔들의 단면 및 내부 영역 관성모멘트는 현저하게 증가되고, 이와 같이 또한 빔들의 강성 향상을 가져온다.

통상적으로, 섬유복합재료의 단일방향 층은 기저체로부터 떨어져 있는 면에서의 발포물질의 층에 접속한다. 빔 내에 발포부분을 통해 기저빔에서 떨어져 있는 이 층은 발포 층에 접합 되어져도 좋고 빔들의 휨 강도를 증가시키는 역할을 한다. 이 층에 있어서, 개별 섬유들은 역시 빔들의 길이방향 확장방향으로 단일방향 식으로 배열된다.

최종적으로, 빔들은 특히 섬유복합재료의 다축 섬유로 둘러싸여 있다. 즉 각 경우에 있어서, 섬유들은 서로 중첩 배치된 개별 층들의 바깥면 상에 배치되고, 층들로부터 개별 빔들이 구성되며, 섬유들 단일방향으로 배열된 섬유들과 함께 섬유 매트들은 섬유배열에 대하여 서로 가로로 및/또는 비스듬히 배열되고 플라스틱 망에 내장된다. 이 개별 빔들의 강도는 이 대책에 의해 다시 한번 증가되고, 여기서 단일방향 섬유 배열과 함께 두 바깥 빔 층들에 우세한 다른 전단 응력이 다축 섬유들에 의해 보상된다.

본 발명의 탑재 플랫폼을 구비한 잠수함은, 구조물-전달된 음향이 잠수함 기저부를 통해 또는 내압선각상으로의 보조통로들을 통해 더 직접적으로 유도되고 군용 잠수함들에 전혀 바람직하지 않은 음향신호로 유도되는 종래기술의 단점을 해소하고, 현저하게 더 낮은 구조물-전달 음향레벨로 탑재 플랫폼의 고유주파수 여기를 갖는 잠수함을 제공한다.

도 1은 그 속에 배치되는 조립체들을 위한 탑재 플랫폼을 구비한 잠수함의 내압선각에 대한 도식적이고 매우 단순화한 단면도,
도 2는 도 1에 따른 탑재 플랫폼의 사시도, 및
도 3은 도 2에 따른 탑재 플랫폼의 A의 확대도 이다.

이하에서 본 발명의 하나의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 데크(4)가 잠수함의 내압선각(2) 내에 배치되고, 이 데크는 탑재 플랫폼(6)을 위한 기저부를 형성한다. 데크(4)는 내압선각(2)의 벽에 통상적인 방식으로 단단하게 연결된다. 탑재 플랫폼(6)은 작동할 때 진동을 생성하고 고무스프링(10)들 상에 탄성적으로 탑재되는 방식으로 거기에 설치되는 조립체(8)를 탑재하는 역할을 수행한다. 탑재 플랫폼(6)은 스프링소자들/댐핑소자들(12)을 통해 데크(4) 상에 탄성적으로 설치된다.

이 탑재 플랫폼(6)은 이차원적 기저체(14)를 포함한다. 이 기저체(14)는 그 단면이 물결-같은 식으로 형상화된 판에 의해 형성되고, 여기서 납작하게 들어 올려진 영역(16)은 평편하게 설계된 요홈들(18)을 번갈아 형성한다. 이 기저체(14)는 섬유-강화 플라스틱의 형태로 된 섬유복합재료로부터 형성된다. 따라서, 기저체(14)는 비교적 경량인 방식으로 설계되고, 여기서 탄소 섬유 또는 유리 섬유와 같은, 플라스틱에 내장된 섬유들이 매우 높은 강도를 부여한다. 이 기저체(14)는, 플라스틱 망에 내장된 섬유매트들로 구성된 그리고 각 경우에 단일방향 섬유배열을 갖는 삼-축 섬유들이, 개별 매트의 섬유 배열이 서로 상당히 다른 식으로 서로 적층 되게, 배열되어 형성된다. 이에 의해, 이 기저체(14)는 그것에 작용하는 힘의 방향에 독립적으로 매우 높은 강도를 갖는다.

기저체(14)의 올려 진 영역(16)에서, 이 기저체(14)는 거기에 배치되고 각 경우 에 있어서 영역들(16)의 전체 길이에 걸쳐 뻗어 있는 빔들(20)에 의해 부가적으로 튼튼해진다. 나타난 탑재 플랫폼(6)의 모든 빔들(20)은 서로 평행하게 배열되어 있다. 도 3에 도시된 A의 상세도로부터 특별히 알 수 있는 바와 같이, 빔들(20)은 다 층 식으로 설계되고, 여기서 기저 판(14)이 빔들(20) 속으로 결합되며, 서로 인접하는 빔들(20)의 층들이 재질 맞춤으로 서로 연결된다. 적층 배열된 각 및 모든 빔의 층들은 각 경우에 있어서 동일한 폭을 갖는다.

빔들(20)의 각각은 기저체(14)의 하부측면 상에 배치된 부분을 포함한다. 이 부분은 단일방향 섬유 배열을 갖는 섬유들의 형태로 플라스틱 매트릭스 속으로 내장된 층(22)에 의해 형성된다. 따라서, 층(22) 내의 모든 섬유들은 동일한 방향으로 배열되고, 여기서 층(22)의 개별 섬유들은 빔(20)의 길게 확장하는 방향으로 놓인다. 이 섬유 배열은 빔(20)에 대하여 특히 큰 휨 강도, 특별히 그 빔의 길게 확장하는 것에 직교하는 방향에 대한 휨 강도를 부여한다. 스프링소자들(12) 상에 탑재 플랫폼(6)의 탑재와 함께, 층들(22)은 빔들(20)의 일부를 형성하고, 탑재 플랫폼(6)이 스프링소자들(12)/댐핑소자들(12) 상에 놓인다.

각 경우에 있어서, 발포재질의 층(24)에 의해 형성된 빔들(20)의 부분은 층(22)으로부터 떨어져 있는 기저체의 면에서 기저체(14)와 접속한다. 발포된 플라스틱의 이 층(24)은 개별 빔(20)의 단면을 주로 이루는 기능을 하고, 따라서, 빔들(20)의 내부 영역의 관성 모멘트가, 중량증가는 무시될 정도로, 가능한 한 크게 수반된다.

각 경우에 있어서, 층(26)에 의해 형성되는 빔들(20)의 부분은, 기저체(14)로부터 떨어져 있는 면들에서, 발포재질로부터 형성된 층들과 접속한다. 층들(22)과 함께, 빔들(20)의 층들(26)은 또한 각 경우에 있어서 단일방향 섬유 배열을 갖고 플라스틱 매트릭스 속으로 내장된 섬유들에 의해 형성되며, 여기서 층(26)의 개별 섬유들은 빔(20)의 길게 확장하는 방향으로 놓이고 이 방식으로 그 빔의 길게 확장하는 방향에 대하여 수직으로 빔들(20)의 휨 강도를 더 증가시킨다.

빔들(20) 각각은 섬유-강화 플라스틱의 삼-축 섬유들(28)에 의해 감싸진다. 따라서, 층들(22 및 24) 사이에 내장된 빔들(20)의 영역(16)은 물론 층들(22, 24 및 26)은 삼-축 섬유들(28)에 의해 완전히 둘러싸여지고, 여기서 섬유들의 단일 방향 배열을 갖는 삼-축 섬유들(28)의 섬유 층들은 개별 섬유 층들의 섬유 배열이 다르도록 서로 중첩하여 배치된다. 개별 빔들(20)의 삼-축 섬유들(28)은 그들이 빔들(20)의 바깥 영역에 있는 기저체(14)의 영역들(16)에 중첩되도록 치수되어진다.

2: 내압선각 4: 데크
6: 탑재 플랫폼 8: 조립체
10: 고무스프링 12: 스프링소자/댐핑소자
14: 기저체 16: 영역
18: 요홈 20: 빔
22, 24, 26: 층 28: 섬유들

Claims (10)

1. 내압선각(2) 및 이 내압선각(2) 내에 배치되고 적어도 하나의 진동발생 조립체(8)를 탑재하기 위한 탑재 플랫폼(6)을 갖는 잠수함에 있어서,
   상기 탑재 플랫폼(6)은 섬유복합재료 및 플라스틱으로 형성되고,
   상기 탑재 플랫폼(6)은 진동발생 조립체(8)를 설치하기 위한 이-차원 기저체(14)를 포함하며 상기 이-차원 기저체(14)는 빔들(20)에 의해 보강되고,
   상기 기저체(14)는 빔들(20) 속으로 결합되고, 빔들(20)의 일 부분이 기저체(14)의 양 평탄면들 상으로 각각 돌출하며,
   상기 기저체(14)의 제 1평탄면에 연결되는 빔들(20)의 부분들은 각각 섬유들이 빔들의 길이방향 확장에 대하여 평행하게 배열되는 섬유복합재료의 단일방향 층(22)으로 이루어져 향상된 진동흡수능력을 가지는 탑재 플랫폼(6)을 갖는 것을 특징으로 하는 잠수함.
2. 제 1항에 있어서, 탑재 플랫폼(6)은 한 조각으로 설계되는 것을 특징으로 하는 잠수함.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 빔들(20)은 다-층으로 설계되는 것을 특징으로 하는 잠수함.
6. 제 1항에 있어서, 기저체(14)는 섬유복합재료의 다축 섬유들로부터 설계되는 것을 특징으로 하는 잠수함.
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서, 기저체(14)의 제 2평탄면에 연결되는 빔들(20)의 일부분들은 각 경우에 있어서 발포물질의 층(24)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 잠수함.
9. 제 8항에 있어서, 섬유복합재료의 단일방향 층(26)은 기저체(14)로부터 떨어져 있는 면 상에서 발포물질의 층(24)에 접속하는 것을 특징으로 하는 잠수함.
10. 제 1항에 있어서, 빔들(20)은 섬유복합재료의 다축 섬유들(28)에 의해 둘러싸여 져 있는 것을 특징으로 하는 잠수함.

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