KR101534984B1 - 수중 급유 시스템 - Google Patents

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Abstract

무인잠수정을 이용한 수중 급유 시스템 및 방법에 관하여 개시한다.
본 발명의 실시예에 따른 수중 급유 시스템은, 연료보급 플랫폼과, 연료보급 플랫폼에 격납된 연료유탱크모듈 및 작업모듈을 피급유잠수함까지 운반하는 무인잠수정을 포함한다.

Description

수중 급유 시스템{UNDERWATER REFUELING SYSTEM}
본 발명은 수중 급유 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무인잠수정을 이용하여 잠수함의 수중 급유를 수행할 수 있는 수중 급유 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 잠수함 사이의 연료유 보급 작업은 전적으로 인력에 의존하여 수행되고 있으므로, 수상에서 두 함정 사이로 연료유 라인을 연결하는 선행 작업이 요청된다.
특히, 연료를 보급해주는 모함에 연결된 급유라인을 연료보급이 필요한 잠수함(이하, '피급유잠수함'이라 함)의 급유구까지 다수의 가이드 로프를 이용하여 연결한 후, 연료유를 이송하였다.
그런데, 상기와 같이 수상에서 연료유를 보급해주는 방식은 수중에서 주로 은밀한 작전을 수행하는 잠수함에 적용하기에 다소 부적절한 면이 있으며, 만에 하나 적에게 노출될 경우 잠수함은 물론 승조원의 안전에 위험을 초래할 수 있다.
따라서, 잠수함의 급유를 수중에서 실시할 수 있는 기술적 방안이 요구되는 실정이다.
잠수함(대한민국 공개특허 제10-2007-0063413호)
본 발명은 잠수함의 수중 연료보급을 실현해 낼 수 있는 수중 급유 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 무인잠수정을 이용하여 잠수함의 수중 연료보급을 실시할 수 있는 수중 급유 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 플랫폼에 격납된 연료유 탱크를 급유가 필요한 잠수함까지 무인잠수정을 이용하여 운송하는 방식에 따르는 수중 급유 시스템을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 연료보급 플랫폼; 및 상기 연료보급 플랫폼에 격납된 연료유탱크모듈 및 작업모듈을 피급유잠수함까지 운반하는 무인잠수정;을 포함하는 수중 급유 시스템을 제공한다.
상기 연료보급 플랫폼은, 상기 연료유탱크모듈 및 작업모듈을 적재 보관하는 플랫폼 본체; 상기 플랫폼 본체를 지지하는 지지대; 및 상기 플랫폼 본체에 구비된 부력탱크;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 플랫폼 본체의 상부는 상기 연료유탱크모듈, 상기 작업모듈과 함께 상기 무인잠수정도 격납 가능하게 구성되며, 상기 플랫폼 본체에는, 상기 무인잠수정의 전기충전을 위한 연료전지 충전부가 구비될 수 있다.
또한, 상기 무인잠수정에는 수중 추진을 위한 복수 대의 추진장치가 구비되되, 상기 추진장치는, 상기 무인잠수정의 전후 및 상하 이동을 가능하게 해주는 제1 스러스터; 및 상기 무인잠수정의 좌우 이동을 가능하게 해주는 제2 스러스터;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무인잠수정은, 상기 피급유잠수함 쪽으로 연료유를 공급할 때 피급유잠수함과 연결하기 위한 도킹장치; 및 상기 도킹장치를 이용한 연결 작업 시 수중에서 정밀한 시야확보를 가능하게 해주는 수중카메라;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연료유탱크모듈은, 설정된 양의 연료유를 보관하며, 상기 연료유의 배출에 연동하여 해수가 충수되는 연료유저장공간; 및 상기 연료유의 배출에 연동하여 부력을 조절하는 부력조절탱크를 포함할 수 있다.
또한, 상기 작업모듈은, 상기 연료유탱크모듈로부터 상기 피급유잠수함 쪽으로 연료유를 이송시키기 위한 펌프; 및 상기 연료유탱크모듈의 부력 조절에 필요한 압축공기를 공급하는 압축공기 공급장치;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연료보급 플랫폼, 무인잠수정, 연료유탱크모듈 및 작업모듈 각각에는, 적어도 하나의 수중음파통신장치가 구비되어, 수면 상에 설치된 통신부표와의 통신에 의해 지상관제소에서 원격제어가 가능해질 수 있다.
본 발명인 수중 급유 시스템에 의하면, 잠수함의 수중 연료보급을 실현해 낼 수 있다.
특히, 플랫폼에 보관된 연료유 탱크를 급유가 필요한 잠수함까지 무인잠수정을 이용하여 운송해 줌으로써, 기존의 급유 작업에 동원되었던 작업인력을 절감할 수 있으며, 보다 은밀한 잠수함의 수중 작전 수행을 가능하게 해줄 수 있다.
또한, 잠수함의 연료유 재보급을 통하여 잠수함 작전범위 확대를 기대할 수 있으며, 작전 시 잠수함 및 승조원의 안전 확보에 도움을 줄 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중 급유 시스템의 개념도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
그리고 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
일반적으로 잠수함 사이의 연료유 보급 작업은 전적으로 인력에 의존하여 수행되고 있으므로, 수상에서 두 함정 사이로 연료유 라인을 연결하는 선행 작업이 요청된다. 그런데 이러한 수상 연료 보급 방식은 잠수함에 적용하기에는 다소 부적절한 면이 있었다. 왜냐하면, 잠수함의 경우 주로 수중에서 은밀하게 작전을 수행하는 용도로 이용되기 때문이다. 작전 수행 중에 만에 하나 적에게 노출될 경우 잠수함은 물론 승조원의 안전을 보장하기 어렵기 때문이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수중 급유 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 도시된 수중 급유 시스템(100)은 연료보급 플랫폼(110)과 무인잠수정(120)을 포함한다.
상기 연료보급 플랫폼(110)은 연료유탱크모듈(140)과 작업모듈(130)을 격납하고, 이들을 피급유잠수함(S)까지 운송하기 위한 무인잠수정(120)을 격납하도록 구성될 수 있다.
상기 연료보급 플랫폼(110)은 플랫폼 본체(111)와, 지지대(113)와, 부력탱크(115)를 포함한다.
상기 플랫폼 본체(111)는 상기 연료유탱크모듈(140) 및 작업모듈(130)을 적재 보관하도록 구성된다.
또한, 상기 지지대(113)는 상기 플랫폼 본체(111)를 지지할 수 있도록 되어 있다. 일 예로서, 상기 지지대(113)는 수중안전성 확보를 위하여 잭업(Jack-up) 방식 지지대일 수 있다.
상기 부력탱크(115)는 상기 플랫폼 본체(111)에 구비되며, 상기 플랫폼 본체(111)를 수면으로 이동시키는 작용을 한다.
그리고 상기 플랫폼 본체(111)에는 무인잠수정(120)의 전기충전을 위한 연료전지 충전부(150)가 구비된다.
상기 연료전지 충전부(150)는 상기 무인잠수정(120)에 전기를 공급하기 위하여 수소 저장용기, 산소 저장용기, 연료전지모듈, 반응수 배출설비, 전기배전 및 공급체계 등을 구비할 수 있다.
만일, 상기 연료보급 플랫폼(110) 내에서, 연료유와 연료전지 충전부의 수소, 산소가 소진되면, 상기 플랫폼 본체(111) 내에 구비된 부력탱크(115)에 압축공기를 공급하고 상기 플랫폼 본체(111)를 수면으로 이동시킨다. 이로써, 연료보급 플랫폼(110)은 수면으로 이동된 후 지원정에 의해 모항으로 이동할 수 있게 된다.
상기 무인잠수정(120)은 상기 연료보급 플랫폼(110)에 격납된 연료유탱크모듈(140) 및 작업모듈(130)을 피급유잠수함(S)까지 운반하도록 구성될 수 있다.
특히, 상기 무인잠수정(120)은 연료유탱크모듈(140)과 작업모듈(130)을 상기 연료보급 플랫폼(110)으로부터 피급유잠수함(S)까지 이송하며, 피급유잠수함(S)에 도킹하여 연료유탱크모듈(140)로부터 연료유를 주입하도록 구성된다.
이를 위해, 상기 무인잠수정(120)은 별도로 도시하진 않았으나 수중 추진을 위한 복수 대의 추진장치를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 추진장치(미도시)는 무인잠수정의 전후 및 상하 이동을 가능하게 해주는 제1 스러스터(미도시)와, 상기 무인잠수정의 좌우 이동을 가능하게 해주는 제2 스러스터(미도시)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 무인잠수정(120)은, 상기 피급유잠수함(S) 쪽으로 연료유를 공급할 때 연결되기 위한 도킹장치(미도시)와, 상기 도킹장치를 이용한 연결 작업 시 수중에서 정밀한 시야확보를 가능하게 해주는 수중카메라(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 연료유탱크모듈(140)은 피급유잠수함(S)에 공급해 주기 위한 설정된 양의 연료유를 보관하며, 상기 연료유의 배출에 연동하여 해수가 충수되는 기능을 갖는 연료유저장공간(미도시)을 구비할 수 있다. 그리고 상기 연료유의 배출에 연동하여 부력을 조절하는 부력조절탱크(미도시)를 더 구비할 수 있다.
특히, 상기 연료유저장공간은 자유통수에 의한 압력평형구조로서, 연료유의 배출 시 하단으로 해수가 자동 충수되도록 구성될 수 있다. 연료유가 완전 배출되는 경우, 증가되는 중량을 부력조절탱크에 저장된 해수를 배출하는 방식으로 보상할 수 있다.
상기 작업모듈(130)은 연료유탱크모듈(140)로부터 상기 피급유잠수함(S) 쪽으로 연료유를 이송시키기 위한 펌프(미도시)와, 연료유탱크모듈(140)의 부력 조절에 필요한 압축공기를 공급하는 압축공기 공급장치(미도시)를 포함할 수 있다.
나아가, 상기 연료보급 플랫폼(110), 무인잠수정(120), 연료유탱크모듈(140) 및 작업모듈(130) 각각에는, 적어도 하나의 수중음파통신장치(미도시)가 구비될 수 있다.
상기 수중음파통신장치는 수면 상에 설치된 통신부표(미도시)와 무선 통신이 가능하여, 지상관제소에서 상기 연료보급 플랫폼(110), 무인잠수정(120), 연료유탱크모듈(140), 작업모듈(130)의 동작 등을 원격으로 제어할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 잠수함의 수중 연료보급을 실현해 낼 수 있다.
특히, 플랫폼에 보관된 연료유 탱크를 급유가 필요한 잠수함까지 무인잠수정을 이용하여 운송해 줌으로써, 기존 급유 작업에 동원되었던 작업인력을 절감하고, 은밀한 수중 작전을 가능하게 해준다.
또한, 잠수함의 연료유 재보급을 통하여 잠수함 작전범위 확대를 기대할 수 있으며, 작전 시 잠수함 및 승조원의 안전 확보에 도움을 줄 수 있다.
지금까지 본 발명인 수중 급유 시스템 및 방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그리고 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
S: 피급유잠수함
100: 수중 급유 시스템
110: 연료보급 플랫폼
111: 플랫폼 본체
113: 지지대
115: 부력탱크
120: 무인잠수정
130: 작업모듈
140: 연료유탱크모듈
150: 연료전지 충전부

Claims (8)

  1. 연료보급 플랫폼; 및
    상기 연료보급 플랫폼에 격납된 연료유탱크모듈 및 작업모듈을 피급유잠수함까지 운반하는 무인잠수정;을 포함하는 수중 급유 시스템에 있어서,
    상기 연료보급 플랫폼은,
    상기 연료유탱크모듈 및 작업모듈을 적재 보관하는 플랫폼 본체;
    상기 플랫폼 본체를 지지하는 지지대; 및
    상기 플랫폼 본체에 구비된 부력탱크;를 포함하는 수중 급유 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플랫폼 본체의 상부는 상기 연료유탱크모듈, 상기 작업모듈과 함께 상기 무인잠수정도 격납 가능하게 구성되며,
    상기 플랫폼 본체에는, 상기 무인잠수정의 전기충전을 위한 연료전지 충전부가 구비되는 수중 급유 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 무인잠수정에는 수중 추진을 위한 복수 대의 추진장치가 구비되되,
    상기 추진장치는,
    상기 무인잠수정의 전후 및 상하 이동을 가능하게 해주는 제1 스러스터; 및
    상기 무인잠수정의 좌우 이동을 가능하게 해주는 제2 스러스터;를 포함하는 수중 급유 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무인잠수정은,
    상기 피급유잠수함 쪽으로 연료유를 공급할 때 피급유잠수함과 연결하기 위한 도킹장치; 및
    상기 도킹장치를 이용한 연결 작업 시 수중에서 정밀한 시야확보를 가능하게 해주는 수중카메라;를 포함하는 수중 급유 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연료유탱크모듈은,
    설정된 양의 연료유를 보관하며, 상기 연료유의 배출에 연동하여 해수가 충수되는 연료유저장공간; 및
    상기 연료유의 배출에 연동하여 부력을 조절하는 부력조절탱크를 포함하는 수중 급유 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 작업모듈은,
    상기 연료유탱크모듈로부터 상기 피급유잠수함 쪽으로 연료유를 이송시키기 위한 펌프; 및
    상기 연료유탱크모듈의 부력 조절에 필요한 압축공기를 공급하는 압축공기 공급장치;를 포함하는 수중 급유 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연료보급 플랫폼, 무인잠수정, 연료유탱크모듈 및 작업모듈 각각에는, 적어도 하나의 수중음파통신장치가 구비되어,
    수면 상에 설치된 통신부표와의 통신에 의해 지상관제소에서 원격제어가 가능한 수중 급유 시스템.
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