KR101386639B1 - Model underwater vehicle and producing method thereof - Google Patents

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KR101386639B1
KR101386639B1 KR1020130054544A KR20130054544A KR101386639B1 KR 101386639 B1 KR101386639 B1 KR 101386639B1 KR 1020130054544 A KR1020130054544 A KR 1020130054544A KR 20130054544 A KR20130054544 A KR 20130054544A KR 101386639 B1 KR101386639 B1 KR 101386639B1
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김완진
이동훈
김형문
황해룡
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국방과학연구소
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Abstract

A model underwater vehicle, which is used for testing the performance of a sonar system according to an embodiment of the present invention, is formed by reducing an underwater vehicle at a preset ratio and includes a first body formed by reducing the body of the underwater vehicle and a second body formed by reducing a tool which protrudes from the body of the underwater vehicle and combined with the first body.

Description

모형 수중 운동체 및 모형 수중 운동체의 제조 방법{MODEL UNDERWATER VEHICLE AND PRODUCING METHOD THEREOF}Model underwater vehicle and manufacturing method of model underwater vehicle {MODEL UNDERWATER VEHICLE AND PRODUCING METHOD THEREOF}

본 발명의 실시예들은 소나시스템의 성능 테스트에 사용되는 모형 수중 운동체에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to a model underwater vehicle used for performance testing of a sonar system.

소나관련 시스템 개발을 위해서는 수중운동체의 음향특성에 관한 이론적인 분석뿐만 아니라 이를 검증하기 위한 다양한 실험방법이 사용되는데, 실제 수중운동체를 사용한 해상실험의 경우 기상, 조류 등과 같은 환경변수의 제어가 어렵고, 실제 수중운동체를 운용하는데 많은 비용이 소요되기 때문에 이를 대체하기 위해 축소표적 실험이 많이 이용되고 있다. 축소표적 실험이란 제한된 크기의 수조 또는 호수 등과 같은 환경에서 실제 수중운동체와 유사한 수중운동체를 일정한 비율로 축소하여 수행하는 것으로, 실험에 사용되는 소나시스템에는 크게 능동 소나시스템과 수동 소나시스템이 있다. 수동 소나시스템은 표적의 형태에 크게 영향을 받지 않으므로 실제 수중운동체를 단순화시켜 축소표적을 제작하는 것이 가능하다. For the development of sonar related systems, various experimental methods are used to verify the acoustic characteristics of underwater vehicles, as well as to verify them.In the case of marine experiments using underwater vehicles, it is difficult to control environmental variables such as weather and tidal current. Since it is very expensive to operate the underwater vehicle, the scaled-down experiments are frequently used to replace it. The reduced target experiment is performed by reducing a certain amount of underwater vehicle similar to the actual underwater vehicle in a limited size of a tank or a lake. The sonar system used in the experiment includes an active sonar system and a passive sonar system. Since passive sonar systems are not greatly affected by the shape of the target, it is possible to simplify the actual underwater vehicle and produce reduced targets.

이에 반해 능동 소나시스템의 경우에는 축소표적이 정밀할수록 획득된 축소표적 신호가 실제 수중운동체 시험결과와 유사한 특성을 가지므로, 축소표적 실험에 사용될 축소표적은 가능한 실제 수중운동체와 유사하게 제작해야할 필요성이 있다. 그러나 실제 수중운동체의 내외부에는 다수의 구조물이 존재하기 때문에 각 구조물들이 표적신호에 미치는 영향을 분석하기 위해서는 단수 및 복수의 내외부 구조물을 가지는 다수의 축소표적을 제작하여 실험을 수행하여야 하나, 이를 위해서는 많은 비용이 소요되는 문제가 있어 실제 실험 시에는 다양한 축소표적을 제작해 사용하기가 어려웠다.On the other hand, in the case of active sonar systems, the more precisely the reduced target is, the more the reduced target signal has similar characteristics to the actual underwater vehicle test results. have. However, since there are many structures inside and outside of the actual underwater vehicle, in order to analyze the effect of each structure on the target signal, experiments should be carried out by producing a number of reduced targets having a single and a plurality of internal and external structures. Due to the costly problem, it was difficult to produce various scaled targets in actual experiments.

이러한 문제들로 인해 종래에는 특정 구조물만을 부착한 축소표적을 제작하거나, 수중운동체를 3차원으로 모델링한 후 이를 수학적으로 분석해 표적신호의 특성을 분석하였다. 그러나 이러한 방법들은 실제 수중운동체에서 발생하는 물리적 현상을 제한적으로 밖에 설명할 수밖에 없으며, 개별 구조물들이 표적신호에 미치는 영향을 분석하는 데에도 한계가 있었다.
Due to these problems, conventionally, a scaled target to which only a specific structure is attached is manufactured, or an underwater vehicle is modeled in three dimensions and then mathematically analyzed to analyze the characteristics of the target signal. However, these methods can not only explain the physical phenomena that actually occur in underwater vehicles, but also have limitations in analyzing the effect of individual structures on target signals.

본 발명의 일 목적은 보다 저렴하게 제작하면서도 실제 수중 운동체와 유사한 표적 신호를 반사하는 모형 수중 운동체를 제공하기 위한 것이다.
One object of the present invention is to provide a model underwater vehicle that is cheaper and reflects a target signal similar to an actual underwater vehicle.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르는 소나 시스템의 성능을 실험하기 위하여 사용되는, 수중 운동체를 일정 비율로 축소시킨 모형 수중 운동체는, 상기 수중 운동체의 본체를 축소시킨 제1 바디 및 상기 제1 바디에 결합되고, 상기 수중 운동체의 본체로부터 돌출된 기구물을 축소시킨 제2 바디를 포함한다. In order to achieve the above object of the present invention, the model underwater vehicle, which is used to test the performance of the sonar system according to an embodiment of the present invention, has been reduced to a certain proportion of the underwater vehicle, And a second body coupled to the reduced first body and the first body, the reduced body protruding from the body of the underwater vehicle.

이 때, 상기 제2 바디는, 상기 수중 운동체를 구성하는 복수의 기구물들 중 상기 본체로부터 R 이상의 길이로 돌출된 기구물을 축소시켜 형성될 수 있다.In this case, the second body may be formed by reducing a mechanism protruding to a length R or more from the main body of the plurality of instruments constituting the underwater vehicle.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제2 바디로부터 이격되고, 상기 제1 바디에 결합되는 제3 바디를 더 포함하고, 상기 제3 바디는, 상기 수중 운동체를 구성하는 복수의 기구물들 중 상기 본체로부터 R 이상의 길이로 돌출되고, 상기 제2 바디에 대응하는 기구물로부터 R 이상의 길이로 이격된 기구물을 축소시킬 수 있다.According to an example associated with the present disclosure, the third body may further include a third body spaced apart from the second body and coupled to the first body, wherein the third body may include the plurality of instruments constituting the underwater vehicle. Projections protruded from the body by R or more in length and spaced apart by R or more from the instruments corresponding to the second body can be reduced.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 제2 바디에 결합되는 제4 바디를 더 포함하고, 상기 제4 바디는, 상기 수중 운동체의 본체로부터 돌출된 기구물들 중 상기 제2 바디에 대응하는 기구물로부터 R 이상의 길이로 돌출되고, 상기 제1 바디 및 제3 바디로부터 R 이상의 길이로 이격된 기구물을 축소시킬 수 있다.According to an example associated with the present disclosure, the apparatus may further include a fourth body coupled to the second body, wherein the fourth body may be configured to include a body corresponding to the second body among the instruments protruding from the body of the underwater vehicle. Protruding to a length of R or more, it is possible to reduce the spaced apart from the first body and the third body by a length of R or more.

또한 상기한 과제를 실현하기 위하여 본 발명의 다른 실시예는, 수중 운동체의 본체를 축소시켜 제1 바디를 형성하는 단계와, 상기 수중 운동체의 본체로부터 돌출된 기구물들 중 상기 본체로부터 R 이상의 길이로 돌출된 기구물을 선정하는 단계 및 상기 선정된 기구물을 축소시켜 제2 바디를 형성한 후, 상기 제1 바디에 결합시키는 단계를 포함하는 모형 수중 운동체의 제조 방법을 개시한다.In addition, another embodiment of the present invention in order to realize the above object, to reduce the main body of the underwater vehicle body to form a first body, and the length of R or more from the main body of the protruding body from the body of the underwater vehicle Disclosed is a method of manufacturing a model underwater vehicle comprising the step of selecting a protruding instrument and reducing the selected instrument to form a second body and then engaging the first body.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 수중 운동체를 구성하는 복수의 기구물들 중 상기 본체로부터 R 이상의 길이로 돌출되고, 상기 제2 바디에 대응하는 기구물로부터 R 이상의 길이로 이격된 기구물을 선택하는 단계 및 상기 선택된 기구물을 축소시켜 제3 바디를 형성한 후, 상기 제1 바디에 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an example related to the present invention, selecting an instrument projecting in a length of R or more from the main body and spaced apart in the length of R or more from an apparatus corresponding to the second body among a plurality of instruments constituting the underwater vehicle; And reducing the selected apparatus to form a third body, and then coupling the selected apparatus to the first body.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 수중 운동체의 본체로부터 돌출된 기구물들 중 상기 제2 바디에 대응하는 기구물로부터 R 이상의 길이로 돌출되고, 상기 제1 바디 및 제3 바디로부터 R 이상의 길이로 이격된 기구물을 수집하는 단계 및 상기 수집된 기구물을 축소시켜 제4 바디를 형성한 후, 상기 제2 바디에 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
According to an example related to the present invention, among the protrusions protruding from the main body of the underwater body, the protrusion corresponding to the second body with a length of R or more, and spaced apart by the length of R or more from the first body and the third body. Collecting the collected instruments and reducing the collected instruments to form a fourth body, and then coupling them to the second body.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 모형 수중 운동체 및 모형 수중 운동체는 수중 운동체를 구성하는 바디들을 선택적으로 조립하여 모형 수중 운동체를 제작함으로써, 다수의 모형 수중 운동체 제작에 요구되는 비용이 절감되는 이점이 있다.
The model underwater vehicle and the model underwater vehicle according to the at least one embodiment of the present invention configured as described above are manufactured by selectively assembling the bodies constituting the underwater vehicle and manufacturing the model underwater vehicle, thereby making a plurality of models of the underwater vehicle. The cost is reduced.

도 1은 양상태 소나에서 관측되는 수중운동체의 하이라이트 분포 예를 나타낸 모식도이다.
도 2는 수중운동체의 구조의 예를 나타낸 모식도이다.
도 3은 수중운동체의 외부 구조물만을 조립하는 방법의 예를 나타내는 모식도이다.
도 4는 수중운동체의 내부 구조물만을 조립하는 방법의 예를 나타내는 모식도이다.
도 5는 수중운동체가 이중선각을 가지는 경우 바디들을 조립하는 방법의 예를 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 모형 수중 운동체의 개념도이다.1 is a schematic diagram showing an example of the highlight distribution of the underwater vehicle observed in both state sonar.
2 is a schematic diagram showing an example of the structure of the underwater vehicle.
Figure 3 is a schematic diagram showing an example of a method of assembling only the external structure of the underwater vehicle.
Figure 4 is a schematic diagram showing an example of a method of assembling only the internal structure of the underwater vehicle.
Figure 5 is a schematic diagram showing an example of how to assemble the body when the underwater vehicle has a double hull.
6 is a conceptual diagram of a model underwater vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 관련된 모형 수중 운동체 및 모형 수중 운동체의 제조 방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the manufacturing method of the model underwater vehicle and the model underwater vehicle which concerns on this invention are demonstrated in detail with reference to drawings. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the present specification, the same or similar reference numerals are given to different embodiments in the same or similar configurations. As used herein, the singular forms "a", "an" and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 방법들이 가지는 한계를 극복하기 위해 실제 수중운동체가 수중에서의 운동성을 고려해 대부분 유선형으로 제작되며, 능동 소나시스템에서 송신되는 신호의 대부분이 수평타, 프로펠러와 같은 돌출부에서 강하게 반사 또는 산란된다는 점에 착안하여, 다양한 정밀축소표적(이하, 모형 수중 운동체라고 한다)을 효과적으로 제작할 수 있는 방법을 제안한다.In order to overcome the limitations of the conventional methods as described above, the actual underwater vehicle is manufactured in the most streamlined form in consideration of the mobility in the water, and most of the signals transmitted from the active sonar system are projected parts such as horizontal rudders and propellers. Focusing on the strong reflection or scattering in the present invention, we propose a method to effectively produce various precision reduction targets (hereinafter referred to as model underwater moving bodies).

상기의 문제를 해결하기 위해 안출된 본 발명은 기술적/비용적인 문제로 인해 실제 수중운동체의 내외부에 존재하는 개별 구조물들을 포함하는 다양한 정밀 모형 수중 운동체의 제작이 어려운 종래의 모형 수중 운동체 제작방법의 문제를 해결하기 위해 제안된 것이다. 본 발명은 종래와 같이 실험목적에 따라 다양한 정밀모형 수중 운동체를 제작하지 않고, 실제 수중운동체에서 강한 반사 또는 특징적으로 구분되는 산란신호를 발생시키는 부분만을 모듈화시킨 후, 모듈별로 분리하여 구조물을 제작하고, 실험 목적에 따라 모듈을 선택해 조립하는 방법을 제공함으로써 모형 수중 운동체 실험 시 소요되는 모형 수중 운동체 제작비용을 감소시키는데 그 목적이 있다. 본 발명은 실제 수중운동체를 모형 수중 운동체 신호에 영향을 주는 정도에 따라 구분한 후, 모형 수중 운동체에 작게 영향을 미치는 부분은 배제하고 나머지 부분은 개별적으로 분리하여 제작하는 것과 개별적으로 제작된 모듈들을 조립하여 실험목적에 맞춰 모형 수중 운동체를 조립하는 것을 특징으로 한다. The present invention devised to solve the above problems is a problem of the conventional method of manufacturing a model underwater vehicle, which is difficult to manufacture a variety of precise model underwater vehicle including individual structures existing inside and outside of the actual underwater vehicle due to technical and cost problems It is proposed to solve. The present invention does not produce a variety of precision model underwater vehicle according to the purpose of the experiment as in the prior art, after modularizing only the part that generates a strong reflection or characteristically scattered signal from the actual underwater vehicle, and then separated by module to produce a structure The purpose of this study is to reduce the manufacturing cost of a model underwater vehicle by providing a method of selecting and assembling the module according to the experimental purpose. The present invention divides the actual underwater vehicle according to the degree of influence on the model underwater vehicle signal, and excludes the small influence on the model underwater vehicle and separates the remaining parts separately and separately produced modules It is characterized by assembling the model underwater vehicle in accordance with the purpose of assembly by assembly.

본 발명에 대해 기술하기 위한 구체적인 설명은 다음과 같다. 모형 수중 운동체 시험에서 획득되는 신호의 음향 산란 특성은 파장의 파수를 나타내는 k와 표적의 크기 a를 고려할 때 ka의 값이 100 이상인 값을 가지므로, 4개의 음향산란 영역 중 기하광학영역 (Geometric optics region)에 해당된다. 이 영역에서 발생하는 표적의 음향 산란 신호는 음선이론 (Ray theory)에 따른 경면 반사 (Specular reflection) 신호와 내부 구조물에 의한 재방사 (Reradiation) 신호로 구성되며, 에너지의 대부분은 경면반사 신호가 차지하게 된다. 모형 수중 운동체 실험 시 경면반사 신호와 재방사 신호를 측정하면 시간적으로 구분이 가능한 파형 구조인 하이라이트 (Highlight)들이 나타나는데, 이러한 하이라이트들은 표적의 형상 및 내부 구조물, 그리고 모형 수중 운동체의 자세각(Aspect angle)에 의해 결정된다. 그러나 단일 모형 수중 운동체만을 사용하여 실험을 수행할 경우 하이라이트들이 복합적으로 작용하여 나타나게 되므로 이를 해석하기 어려운 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 다수의 모형 수중 운동체를 제작하는 방법들이 사용될 수 있으나, 이는 비용적인 측면에서 비효율적이다. 따라서 본 발명에서는 하이라이트 발생부위를 분석하고 이를 모형 수중 운동체 제작에 반영하여 적은 비용으로 다수의 축소 표적을 제작하는 것과 유사한 효과를 낼 수 있는 방법을 제안한다.Detailed description for describing the present invention is as follows. The acoustic scattering characteristics of the signal obtained in the model underwater vehicle test have a value of at least 100, considering k, the wavelength of the wave, and the target size a, so that the geometric optics region). The acoustic scattering signal of the target generated in this region consists of specular reflection signal according to Ray theory and reradiation signal by internal structure, and most of the energy is occupied by the specular reflection signal. Done. Measurements of specular and reradiated signals show highlights, which are time-differentiated waveform structures, when the model underwater vehicle experiments are performed. These highlights reflect the shape and internal structure of the target and the model underwater vehicle. Is determined by However, when the experiment is performed using only a single model underwater vehicle, the highlights appear in a complex action, which makes it difficult to interpret them. In order to solve this problem, a method of manufacturing a large number of model underwater vehicles can be used, but this is inefficient in terms of cost. Therefore, the present invention proposes a method that can analyze the highlight spot and reflect it to the model underwater vehicle to produce a similar effect to the production of a number of reduction targets at a low cost.

좀 더 구체적인 설명을 위해 도 1과 같은 양상태 (Bi-static) 소나를 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 음향 신호원 (910)에 의해 송신된 신호는 수중운동체를 모사한 모형 수중 운동체의 외부선체(100)와 수직/수평타 (500)에서 경면 반사되어 음향 신호원 (910)과 θ만큼의 각도 차이를 가지는 수중 청음기 (920)에 수신되며, 이 때 수중 청음기 (920)에 수신되는 신호는 모형 수중 운동체에서 음향 신호원 (910)을 바라볼 때 결정되는 음향 신호의 입사 영역과; 모형 수중 운동체에서 수중 청음기 (920)를 바라볼 때 결정되는 음향 신호의 반사 영역의 관계에 의해 결정된다. For a more detailed description, a bi-static sonar as shown in FIG. 1 will be described as an example. The signal transmitted by the acoustic signal source 910 is mirror-reflected from the outer hull 100 and the vertical / horizontal stroke 500 of the model underwater vehicle, which simulates the underwater vehicle, and is angularly different from the acoustic signal source 910 by θ. And a signal received by the underwater listener 920, the incident region of the acoustic signal determined when the model underwater vehicle looks at the acoustic signal source 910; It is determined by the relationship of the reflection area of the acoustic signal determined when looking at the hydrophone 920 in the model underwater vehicle.

도 1에서 파란색으로 표시된 부분은 음향 신호의 입사 영역을 나타내며, 검은색으로 표시된 부분은 표적의 자세각에 의해 음영이 발생하는 부분을 나타낸다. 모형 수중 운동체로 입사된 신호는 스넬의 법칙 (Snell's law)에 따라 입사각에 대응하는 방향으로 경면 반사된다. 경면 반사된 신호들 중 수중 청음기 (920)에 입사 가능한 신호만이 도 1에서 녹색으로 표시된 하이라이트 영역 (101, 501)이 되고 적색으로 표시된 나머지 영역의 경면 반사 신호 (102)는 수중 청음기 (920)에 수신되지 않는다. 하이라이트 영역 (101, 501)은 경면 반사 신호들로 구성되나, 시계열 신호로 측정될 때 기하학적인 위치에 따라 수중 청음기 (920)에 도착하는 시간이 달라지므로 외부선체 (100)에 의한 하이라이트 신호 (101)와 수직/수평타 (500)에 의한 하이라이트 신호 (501)는 구분이 가능하다. 모형 수중 운동체 실험에서 사용하는 송신 펄스의 거리 해상도 (Range resolution) R 은 펄스의 종류에 따라 결정되며, 연속파 (Continuous wave) 펄스와 선형 주파수 변조 (Linear frequency modulation) 펄스의 경우 각각 (식 1) 및 (식 2)와 같이 정의된다.In FIG. 1, a portion marked in blue represents an incident region of an acoustic signal, and a portion marked in black represents a portion in which shadows are generated by the attitude angle of the target. The signal incident on the model underwater vehicle is specularly reflected in the direction corresponding to the angle of incidence according to Snell's law. Of the specularly reflected signals, only the signals that can be incident on the hydrophone 920 become the highlight areas 101 and 501 shown in green in FIG. 1, and the mirror-reflected signal 102 of the remaining areas shown in red is the hydrophone 920. Is not received. The highlight regions 101 and 501 are composed of specularly reflected signals, but the time of arrival at the hydrophone 920 depends on the geometric position when measured as a time series signal, so that the highlight signal 101 by the outer hull 100 is different. ) And the highlight signal 501 by the vertical / horizontal hit 500 can be distinguished. Range resolution R of the transmission pulse used in the model underwater vehicle experiment is determined by the type of pulse, and for continuous wave pulse and linear frequency modulation pulse (Equation 1) and It is defined as (Equation 2).

Figure 112013042613767-pat00001
Figure 112013042613767-pat00001

Figure 112013042613767-pat00002
Figure 112013042613767-pat00002

여기서, 상기 수식 중 T는 사용된 펄스의 길이이고, W는 사용된 펄스의 대역폭이고, c는 사용된 음향 펄스의 수중 전파속도이다.Where T is the length of the pulse used, W is the bandwidth of the pulse used, and c is the underwater propagation speed of the acoustic pulse used.

수중운동체를 축소 (scale down)시켰다고 가정했을 켰을 때, 외부 구조물의 크기가 보다 R보다 크고, 외부 구조물간의 거리가 R보다 긴 경우에는 별도의 하이라이트 영역이 구성되므로, 모형 수중 운동체 제작 시에는 이러한 영역들을 모듈화(바디화) 대상으로 간주할 수 있다.Assuming that the scale of the underwater body is scaled down, if the size of the external structure is larger than R and the distance between the external structures is longer than R, a separate highlight area is formed. Can be considered to be modular (body) objects.

상술한 바와 같이 음향 신호원 (910)에서 송신한 신호는 대부분 경면반사 신호를 발생시키나, 일부신호는 모형 수중 운동체의 내부로 전파되어 내부구조물이 존재하는 경우 재방사되어 수중 청음기 (920)에 수신될 수 있으므로, 모형 수중 운동체에 대한 정밀 음향 특성 측정을 위해서는 모형 수중 운동체 제작 시 내부구조물에 대한 형상도 고려하여야 한다.As described above, most of the signals transmitted from the acoustic signal source 910 generate mirror reflection signals, but some of the signals propagate into the model underwater vehicle and are radiated again when the internal structure is present and received by the underwater listener 920. In order to accurately measure the acoustic characteristics of the model underwater vehicle, the shape of the internal structure should also be taken into account when manufacturing the model underwater vehicle.

전술한 내용을 토대로 일반적인 수중운동체를 바디화 시켜 구분하여 보면 도 2와 같이 크게 외부선체(100), 갑판(200), 밸러스트 탱크(300), 내부보강재(400), 수직/수평타(500), 프로펠러(600), 모터(700), 타원형 상부 구조물(800)로 나눌 수 있다. 이외에도 각종 펌프, 배관, 운용 장치 등의 내부 구조물이 있으나 이러한 내부 구조물들은 표적신호에 크게 영향을 미치지 않는다고 가정하고 본 발명에서 이에 대한 기술은 생략한다. 본 발명에서 제안한 바와 같이 신호가 강하게 반사되는 영역을 고려하여 각 구성부를 실험환경에 맞추어 일정비율로 축소하고 바디화한 후 개별적으로 설계/제작할 경우, 다수의 수중운동체를 제작할 때 보다 비용은 크게 감소하면서도 표적신호의 품질측면에 있어서는 큰 차이가 나지 않는 이점이 있다. Based on the above description, the general underwater movement body is divided into two, and the outer hull 100, the deck 200, the ballast tank 300, the internal reinforcement 400, vertical / horizontal rudder 500 as shown in FIG. , Propeller 600, motor 700, can be divided into elliptical upper structure (800). In addition, there are various internal structures such as pumps, pipes, and operating devices, but these internal structures are assumed to not significantly affect the target signal, and description thereof will be omitted. As proposed in the present invention, in consideration of the region where the signal is strongly reflected, each component is reduced to a certain ratio according to the experimental environment, and the body is individually designed and manufactured, and the cost is greatly reduced when manufacturing a plurality of underwater vehicles. However, there is an advantage that does not make a big difference in terms of the quality of the target signal.

제작된 바디들을 이용하여 모형 수중 운동체 실험에 이용하는 경우의 예는 다음과 같다. 만약 실험 목적이 외부구조물에 의한 영향만을 측정하는 경우라면, 도 3과 같이 실린더(100), 수평타(500), 프로펠러(600), 타원형 구조물(800)만을 조립하여 사용하고, 내부 구조물에 의한 영향만을 측정하는 경우라면 도 4와 같이 실린더(100), 갑판(200), 밸러스트 탱크(300), 내부보강재(400), 모터(700)만을 조립해 사용한다. 이중선각의 경우에도 도 5와 같이 실린더(100)에 내부보강재(400)에 직경이 다른 실린더(110)만을 추가하면 실험에 요구되는 모형 수중 운동체를 구성할 수 있으므로, 모형 수중 운동체 실험에 요구되는 다양한 모형 수중 운동체를 개별 바디들만의 조합으로 구성할 수 있다.An example of using the manufactured bodies in the model underwater vehicle experiment is as follows. If the purpose of the experiment is to measure only the influence of the external structure, as shown in Figure 3, only the cylinder 100, horizontal rudder 500, propeller 600, elliptical structure 800, used to assemble, If only the impact is measured as shown in Figure 4, the cylinder 100, deck 200, ballast tank 300, the internal reinforcing material 400, the motor 700 is used to assemble. Even in the case of double hulls, as shown in FIG. 5, by adding only the cylinder 110 having a different diameter to the internal reinforcing material 400 to the cylinder 100, a model underwater vehicle required for the experiment may be configured. A variety of model underwater vehicles can be constructed with individual body combinations.

도 6은 본 발명의 실시예에 따르는 모형 수중 운동체의 개념도이다. 앞서 설명한 모형 수중 운동체 및 그 제작 방법을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
6 is a conceptual diagram of a model underwater vehicle according to an embodiment of the present invention. The above-described model underwater vehicle and its manufacturing method will be described with reference to the drawings.

본 발명의 실시예에 따르는 모형 수중 운동체(10)는 제1 바디(11)와 제2 바디(12)를 포함할 수 있다.The model underwater vehicle 10 according to the embodiment of the present invention may include a first body 11 and a second body 12.

이 때, 제1 바디(11)는 실제 수중 운동체의 본체를 축소시켜 형성될 수 있다. 그리고, 제2 바디(12)는 실제 수중 운동체를 구성하는 복수의 기구물들 중 본체로부터 R 이상의 길이(D1)로 돌출된 기구물을 축소시켜 형성한다. 즉, 여기서 제2 바디(12)의 대상이 되는 실제 수중 운동체의 기구물은 본체에 접하는 일단에서 본체에서 가장 멀어지는 타단까지의 길이가 R 이상의 길이(D1)로 이루어지는 것을 말한다.At this time, the first body 11 may be formed by reducing the body of the actual underwater vehicle. And, the second body 12 is formed by reducing the mechanism protruding to the length D1 or more from the body of the plurality of instruments constituting the actual underwater movement body. That is, the mechanism of the actual underwater moving object which is the object of the 2nd body 12 here means that the length from one end which contact | connects a main body to the other end which is furthest from a main body consists of length D1 or more than R.

또한, 모형 수중 운동체(10)는 제3 바디(13)를 포함할 수 있다. 이러한 제3 바디(13)는 제1 바디(11)에 결합되며, 제2 바디(12)로부터 이격될 수 있다. 이 때, 제3 바디(13)는 수중 운동체를 구성하는 복수의 기구물들 중 본체로부터 R 이상의 길이(D2)로 돌출됨과 동시에 제2 바디(12)에 대응하는 기구물로부터 R 이상의 길이(D4)로 이격될 수 있다.In addition, the model underwater vehicle 10 may include a third body 13. The third body 13 may be coupled to the first body 11 and spaced apart from the second body 12. At this time, the third body 13 protrudes from the main body to the length D2 or more from the body among the plurality of mechanisms constituting the underwater body and at the same time the length D4 or more from the mechanism corresponding to the second body 12. Can be spaced apart.

그리고, 모형 수중 운동체(10)는 제4 바디(14)를 포함할 수 있다. 제4 바디(14)는 제2 바디(12)에 결합되며, 수중 운동체의 본체로부터 돌출된 기구물들 중 제2 바디(12)에 대응하는 기구물로부터 R 이상의 길이(D3)로 돌출되고, 제1 바디(11) 및 제3 바디(13)로부터 R 이상의 길이로 이격될 수 있다.In addition, the model underwater vehicle 10 may include a fourth body 14. The fourth body 14 is coupled to the second body 12, protrudes from the tool corresponding to the second body 12 of the instruments protruding from the body of the underwater body 12 or more in length D3, It may be spaced apart from the body 11 and the third body 13 by a length of R or more.

이상 설명한 제2 바디 내지 제4 바디(12, 13, 14)는 도 1에 도시한 바와 같이, 별도의 하이라이트 영역에 해당하므로, 별도로 바디화하여 모형 수중 운동체(10)를 구성하는 것이다.Since the second to fourth bodies 12, 13, and 14 described above correspond to separate highlight regions as illustrated in FIG. 1, the second to fourth bodies 12, 13, and 14 correspond to separate highlight regions to form the model underwater vehicle 10.

따라서, 모형 수중 운동체(10)의 제조 방법은 다음의 단계들을 포함할 수 있다.Therefore, the method of manufacturing the model underwater vehicle 10 may include the following steps.

즉, 수중 운동체의 본체를 축소시켜 제1 바디(11)를 형성하는 단계와, 상기 수중 운동체의 본체로부터 돌출된 기구물들 중 상기 본체로부터 R 이상의 길이로 돌출된 기구물을 선정하는 단계 및 상기 선정된 기구물을 축소시켜 제2 바디(12)를 형성한 후, 상기 제1 바디(11)에 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.That is, reducing the main body of the underwater vehicle body to form a first body 11, selecting a protruding object of length R or more from the main body of the instruments protruding from the body of the underwater vehicle and the selected After reducing the apparatus to form the second body 12, it may include the step of coupling to the first body (11).

제3 바디(13)가 추가되는 경우에는, 상기 수중 운동체를 구성하는 복수의 기구물들 중 상기 본체로부터 R 이상의 길이로 돌출되고, 상기 제2 바디(12)에 대응하는 기구물로부터 R 이상의 길이로 이격된 기구물을 선택하는 단계 및 상기 선택된 기구물을 축소시켜 제3 바디(13)를 형성한 후, 상기 제1 바디(11)에 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있으며, 제4 바디(14)를 추가하는 경우에는 수중 운동체의 본체로부터 돌출된 기구물들 중 상기 제2 바디(12)에 대응하는 기구물로부터 R 이상의 길이로 돌출되고, 상기 제1 바디(11) 및 제3 바디(13)로부터 R 이상의 길이로 이격된 기구물을 수집하는 단계 및 상기 수집된 기구물을 축소시켜 제4 바디(14)를 형성한 후, 상기 제2 바디(12)에 결합시키는 단계를 더 포함할 수 있다.In the case where the third body 13 is added, it protrudes from the main body to the length of R or more, and is spaced apart from the mechanism corresponding to the second body 12 by the length of R or more, among the plurality of instruments constituting the underwater body. The method may further include selecting a selected tool and reducing the selected tool to form a third body 13, and then coupling the selected tool to the first body 11, and further adding a fourth body 14. In the case of the protruding body from the body of the underwater vehicle, the protruding length of R or more from the instrument corresponding to the second body 12, the length of the R or more from the first body 11 and the third body 13 The method may further include collecting the instruments spaced apart from each other and reducing the collected instruments to form a fourth body 14, and then coupling the instruments to the second body 12.

전술한 바와 같이 실제 수중운동체에서 강한 음향특성을 나타내는 부분만을 선택하여 바디화한 후 모형 수중 운동체(10)을 제작하면, 다양한 특정 바디들을 결합하여 원하는 모형 수중 운동체(10)를 구성해 낼 수 있다.As described above, if only the body showing the strong acoustic characteristics of the actual underwater vehicle body is selected and then the model underwater body 10 is manufactured, various specific bodies can be combined to form a desired model underwater body 10. .

상기와 같이 설명된 모형 수중 운동체 및 모형 수중 운동체의 제조 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
The above-described model underwater vehicle and the method of manufacturing the model underwater vehicle are not limited to the configuration and method of the embodiments described above, but the embodiments may be modified in all or all of the embodiments so that various modifications may be made. Some may be optionally combined.

Claims (6)

소나 시스템의 성능을 실험하기 위하여 사용되는, 수중 운동체를 일정 비율로 축소시킨 모형 수중 운동체에 있어서,
상기 모형 수중 운동체는,
상기 수중 운동체의 본체를 축소시킨 제1 바디; 및
상기 제1 바디에 결합되고, 상기 수중 운동체의 본체로부터 돌출된 기구물을 축소시킨 제2 바디를 포함하고,
상기 제2 바디는,
상기 수중 운동체를 구성하는 복수의 기구물들 중 상기 본체로부터 R 이상의 길이로 돌출된 기구물을 축소시킨 것을 특징으로 하는 모형 수중 운동체.
여기서, 소나 시스템의 음향 신호원에서 상기 모형 수중 운동체를 향하여 방사되는 펄스가 연속파(Continuous wave) 펄스인 경우,
Figure 112013042613767-pat00003
이고,
소나 시스템의 음향 신호원에서 상기 모형 수중 운동체를 향하여 방사되는 펄스가 선형 주파수 변조(Linear frequency modulation) 펄스인 경우,
Figure 112013042613767-pat00004
이고,
이 때, 상기 수식 중 T는 사용된 펄스의 길이이고, W는 사용된 펄스의 대역폭이고, c는 사용된 음향 펄스의 수중 전파속도이다.In the model underwater vehicle, which is used to test the performance of the sonar system, which is reduced in proportion to the underwater vehicle,
The model underwater vehicle,
A first body in which the body of the underwater vehicle is reduced; And
A second body coupled to the first body and having a reduced body projecting from the body of the underwater vehicle;
The second body may include:
A model underwater vehicle, characterized in that the object protruding to a length of R or more from the main body of the plurality of mechanisms constituting the underwater vehicle.
Here, when the pulse emitted from the acoustic signal source of the sonar system toward the model underwater vehicle is a continuous wave pulse,
Figure 112013042613767-pat00003
ego,
If the pulse emitted from the acoustic signal source of the sonar system toward the model underwater vehicle is a linear frequency modulation pulse,
Figure 112013042613767-pat00004
ego,
Where T is the length of the pulse used, W is the bandwidth of the pulse used, and c is the underwater propagation speed of the acoustic pulse used. 제1항에 있어서,
상기 제2 바디로부터 이격되고, 상기 제1 바디에 결합되는 제3 바디를 더 포함하고,
상기 제3 바디는,
상기 수중 운동체를 구성하는 복수의 기구물들 중 상기 본체로부터 R 이상의 길이로 돌출되고,
상기 제2 바디에 대응하는 기구물로부터 R 이상의 길이로 이격된 기구물을 축소시킨 것을 특징으로 하는 모형 수중 운동체.The method of claim 1,
A third body spaced apart from the second body and coupled to the first body,
The third body,
Protrudes from the main body to a length of R or more, among a plurality of instruments constituting the underwater vehicle,
Model underwater moving object, characterized in that to reduce the spaced apart from the device corresponding to the second body by a length of R or more. 제2항에 있어서,
상기 제2 바디에 결합되는 제4 바디를 더 포함하고,
상기 제4 바디는,
상기 수중 운동체의 본체로부터 돌출된 기구물들 중 상기 제2 바디에 대응하는 기구물로부터 R 이상의 길이로 돌출되고,
상기 제1 바디 및 제3 바디로부터 R 이상의 길이로 이격된 기구물을 축소시킨 것을 특징으로 하는 모형 수중 운동체.3. The method of claim 2,
Further comprising a fourth body coupled to the second body,
The fourth body,
Protruding from the body corresponding to the second body of the instruments protruding from the body of the underwater vehicle body by a length of R or more,
Model underwater moving object, characterized in that to reduce the spaced apart from the first body and the third body by a length of R or more. 소나 시스템의 성능을 실험하기 위하여 사용되는, 수중 운동체를 일정 비율로 축소시킨 모형 수중 운동체의 제조 방법에 있어서,
상기 수중 운동체의 본체를 축소시켜 제1 바디를 형성하는 단계;
상기 수중 운동체의 본체로부터 돌출된 기구물들 중 상기 본체로부터 R 이상의 길이로 돌출된 기구물을 선정하는 단계; 및
상기 선정된 기구물을 축소시켜 제2 바디를 형성한 후, 상기 제1 바디에 결합시키는 단계를 포함하는 모형 수중 운동체의 제조 방법.
여기서, 소나 시스템의 음향 신호원에서 상기 모형 수중 운동체를 향하여 방사되는 펄스가 연속파(Continuous wave) 펄스인 경우,
Figure 112013042613767-pat00005
이고,
소나 시스템의 음향 신호원에서 상기 모형 수중 운동체를 향하여 방사되는 펄스가 선형 주파수 변조(Linear frequency modulation) 펄스인 경우,
Figure 112013042613767-pat00006
이고,
이 때, 상기 수식 중 T는 사용된 펄스의 길이이고, W는 사용된 펄스의 대역폭이고, c는 사용된 펄스의 속력이다.In the method of manufacturing a model underwater vehicle, which is used to test the performance of a sonar system, in which the underwater vehicle is reduced to a certain ratio,
Reducing the body of the underwater vehicle to form a first body;
Selecting a protruding instrument having a length of R or more from the main body among the instruments protruding from the main body of the underwater vehicle; And
And shrinking the selected apparatus to form a second body, and then coupling the selected apparatus to the first body.
Here, when the pulse emitted from the acoustic signal source of the sonar system toward the model underwater vehicle is a continuous wave pulse,
Figure 112013042613767-pat00005
ego,
If the pulse emitted from the acoustic signal source of the sonar system toward the model underwater vehicle is a linear frequency modulation pulse,
Figure 112013042613767-pat00006
ego,
Where T is the length of the pulse used, W is the bandwidth of the pulse used, and c is the speed of the pulse used. 제4항에 있어서,
상기 수중 운동체를 구성하는 복수의 기구물들 중 상기 본체로부터 R 이상의 길이로 돌출되고, 상기 제2 바디에 대응하는 기구물로부터 R 이상의 길이로 이격된 기구물을 선택하는 단계; 및
상기 선택된 기구물을 축소시켜 제3 바디를 형성한 후, 상기 제1 바디에 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모형 수중 운동체의 제조 방법.5. The method of claim 4,
Selecting an instrument projecting in a length of R or more from the main body and spaced apart in length by R or more from an apparatus corresponding to the second body among a plurality of instruments constituting the underwater vehicle; And
And shrinking the selected instrument to form a third body, and then coupling the selected instrument to the first body. 제5항에 있어서,
상기 수중 운동체의 본체로부터 돌출된 기구물들 중 상기 제2 바디에 대응하는 기구물로부터 R 이상의 길이로 돌출되고, 상기 제1 바디 및 제3 바디로부터 R 이상의 길이로 이격된 기구물을 수집하는 단계; 및
상기 수집된 기구물을 축소시켜 제4 바디를 형성한 후, 상기 제2 바디에 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모형 수중 운동체의 제조 방법.




6. The method of claim 5,
Collecting, from the first body and the third body, at least R of the instruments protruding from the body corresponding to the second body among the instruments protruding from the body of the underwater vehicle; And
And shrinking the collected instruments to form a fourth body, and then coupling the collected instruments to the second body.




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