KR101560809B1 - 선박 자세 제어 및 인양 시스템 및 방법 - Google Patents

선박 자세 제어 및 인양 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101560809B1
KR101560809B1 KR1020140152113A KR20140152113A KR101560809B1 KR 101560809 B1 KR101560809 B1 KR 101560809B1 KR 1020140152113 A KR1020140152113 A KR 1020140152113A KR 20140152113 A KR20140152113 A KR 20140152113A KR 101560809 B1 KR101560809 B1 KR 101560809B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rocket
ship
lifting
thrust
control information
Prior art date
Application number
KR1020140152113A
Other languages
English (en)
Inventor
김상현
Original Assignee
엘아이지넥스원 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘아이지넥스원 주식회사 filed Critical 엘아이지넥스원 주식회사
Priority to KR1020140152113A priority Critical patent/KR101560809B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101560809B1 publication Critical patent/KR101560809B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B43/00—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for
    • B63B43/02—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking
    • B63B43/04—Improving safety of vessels, e.g. damage control, not otherwise provided for reducing risk of capsizing or sinking by improving stability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C7/00—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects
    • B63C7/06—Salvaging of disabled, stranded, or sunken vessels; Salvaging of vessel parts or furnishings, e.g. of safes; Salvaging of other underwater objects in which lifting action is generated in or adjacent to vessels or objects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B15/00—Self-propelled projectiles or missiles, e.g. rockets; Guided missiles
    • F42B15/01—Arrangements thereon for guidance or control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

선박 자세 제어 및 인양 시스템 및 방법을 공개한다. 본 발명은 선박의 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보를 분석하여, 선박에 이상 발생 시 로켓 제어 정보를 생성하는 제어부 및 각각 로켓 발사체를 구비하여 선박의 양측단에 적어도 하나씩 배치되며, 로켓 제어 정보를 수신하고, 수신된 로켓 제어 정보에 대응하는 추력으로 로켓 발사체를 발사하며, 로켓 발사체의 추력을 선박으로 전달하여 선박의 자세를 복원하거나 인양하는 복수개의 로켓 인양부를 포함한다.

Description

선박 자세 제어 및 인양 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING BALANCE AND SALVAGE OF SHIP}
본 발명은 선박 자세 제어 및 인양 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 로켓 발사체를 이용한 선박 자세 제어 및 인양 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 해양 선박 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 그러나 해양 선박은 해상을 운항하는 특성상 사고 발생 시, 빠른 초기 대응이 어려워 대형 사고로 이어지는 경우가 많다. 또한 사고 발생 후 인명 구조 및 인양 작업에서도 육상 사고에 비해 현실적인 제약 사항이 많아 인명 및 재산 피해가 더욱 커지게 된다.
특히 해양 선박은 그 특성상 자세 균형을 상실하게 되면, 균형을 복원 할 수 있는 수단이 구비되어 있지 않다는 문제가 있다. 즉 현재의 해양 선박은 좌측 또는 우측 어느 한쪽으로 크게 기울게 되면, 균형을 회복할 수 없어 그대로 전복(轉覆, overturn)하게 된다. 또한 균형을 상실하지 않은 상태에서도 문제가 발생하여 해양 선박이 침몰하는 경우, 바람이나 파도 및 조류 등의 영향에 의해 자세 균형을 유지하지 못하고, 어느 한 쪽으로 기울어져 침몰하는 경우가 대부분이다.
해양 선박이 자세 균형을 상실한 경우, 선박의 탑승객은 빠르게 선박에서 탈출해야 하지만, 선박 내에서 이동이 여의치 않아 탈출이 매우 어려워지는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 해양 선박이 기울어지면 설계상 선박의 바닥이나 측면에 비해 침수에 대한 대비가 적은 부위로 해수가 유입되어 선박의 침몰을 가속하는 결과를 초래할 수 있다. 이는 인명 및 재산 피해를 최소화할 수 있는 선박이 침몰하기 전까지의 초기 대응 시간을 단축하게 되어, 피해를 더욱 키우게 되는 문제가 있다.
따라서 우선은 해양 선박이 자세 균형을 상실하더라도 대응할 수 있도록 하여 사고 발생을 방지할 수 있도록 하는 것이 최우선적으로 고려되어야 하고, 해양 선박 사고가 발생하였다면, 선박의 침몰은 불가피하다 할지라도 피해 최소화, 특히 인명 피해를 최소화하기 위해서 가급적 선박이 침몰될 때까지의 시간을 늘이고, 이 시간 동안에도 선박이 자세 균형을 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 해양 선박의 구조상 하부가 좁게 형성되어 있으므로, 침몰한 선박이 해저에 닿게 되는 경우, 기울어져 놓이게 된다. 이는 침몰한 선박의 인양 시에 무게 중심이 한쪽으로 치우쳐져 인양 작업을 어렵게 하는 요인이 된다. 따라서 현재 침몰 선박의 인양 시에는 수중에서 선박의 선체를 바로 세운 이후에 부양되도록 하고 있다.
도1 은 기존의 선박 인양 작업의 일예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도1 에서는 해저까지 침몰한 선박을 인양하기 위한 작업을 일예로 나타내었으며, 통상적으로 해저에 침몰된 선박, 군함, 잠수함(이하 '침몰 선박이라 약칭함)등을 인양하기 위해서는 ①과 같이 크레인 선(Crane ship)으로부터 인양을 위한 체인을 매달아 내리고, 이 체인을 침몰 선박에 묶는다. 이후 ②와 같이 크레인이 체인을 일부만 감아 올려, 침몰 선박을 해저 바닥에서 띄운후 선체를 바르게 세운다.
선체의 자세가 바르게 서면, ③과 같이 선체의 인양 시의 무게를 경감하기 위해, 선체에 리프트 백과 같은 부력 제공 수단을 설치한다. 그리고 ④와 같이 크레인이 무게가 경감된 선체를 인양하고, 배수 작업을 수행하여 수면으로 부양시킨다. 수면으로 부상된 선체는 크레인 선이나 다른 해양 선박을 이용하여 이송함으로써, 인양 작업을 완료한다.
그러나 상기한 기존의 인양 작업은 속도가 느린 크레인 선박이 사고 지점까지 도달하는데 시간이 오래 걸리는 문제가 있다. 또한 대부분 잠수부가 잠수하여 체인을 설치하기 때문에, 잠수부가 접근할 수 있는 수심과 작업 시간의 제약에 따라 침몰 선박 인양에 한계가 있다. 잠수부의 체인 설치 작업은 해상 상태 또는 수온, 해류, 시계 제한 등의 수중 조건에도 제약을 받으므로, 사고 발생에서 인양까지 많은 시간과 노력을 기울여야 하는 문제점이 있으며, 잠수부의 안전에도 심각한 영향을 미칠 수 있다.
도2 는 기존의 선박 인양 작업의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도2 는 플로팅 도크(Floating Dock)를 이용한 선박 인양 작업을 도시하였다. 플로팅 도크를 이용한 선박 인양 작업 또한 선박을 수면 부근까지 인양하는 작업은 도1 의 ① 내지 ③과 동일하게 수행하며, 수면 부근으로 부양된 침몰 선박을 수면 위로 부상시켜 이송하기 위해 플로팅 도크를 사용한다. 도2 의 ①에 도시된 바와 같이, 우선 크레인에 의해 침몰 선박이 수면으로 부양된다. 그리고 ② 에 도시된 바와 같이, 플로팅 도크를 부양된 침몰 선박의 하부로 이동시켜 배치한다. 플로팅 도크는 해수면 아래에서 이동이 가능하며, 해수면 위로 부상할 수 있다. 이에 ③과 같이, 플로팅 도크가 해수면 위로 부상하면서 도크 내에 배치된 침몰 선박을 함께 해수면 위로 인양한다. 그리고 플로팅 선박은 인양된 침몰 선박을 도크 내에 고정하고, 목적지로 이동한다.
즉 플로팅 도크를 이용하는 인양 작업에도 기본적으로 크레인 선을 필요로하며, 체인 작업이 필수적이다. 그러나 체인 작업의 어려움뿐만 아니라 크레인선 자체의 인양 무게에도 한계가 있어, 인양 작업이 용이하지 않다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 해양 선박이 자세 균형을 상실한 경우에도 자세를 복구할 수 있도록 보조하고, 해양 선박이 해수면 아래로 침몰한 경우에는 인양을 보조할 수 있는 선박 자세 제어 및 인양 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 선박 자세 제어 및 인양 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 선박 자세 제어 및 인양 시스템은 선박의 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보를 분석하여, 선박에 이상 발생 시 로켓 제어 정보를 생성하는 제어부; 및 각각 로켓 발사체를 구비하여 상기 선박의 양측단에 적어도 하나씩 배치되며, 상기 로켓 제어 정보를 수신하고, 수신된 상기 로켓 제어 정보에 대응하는 추력으로 상기 로켓 발사체를 발사하며, 상기 로켓 발사체의 추력을 상기 선박으로 전달하여 상기 선박의 자세를 복원하거나 인양하는 복수개의 로켓 인양부; 를 포함한다.
상기 제어부는 자이로 센서를 포함하는 적어도 하나의 센서를 구비하여 상기 상태 정보를 수집하고, 상기 선박의 자세를 복원하거나 인양하기 위해 상기 복수개의 로켓 인양부 각각의 상기 로켓 발사체의 추력과 진행 방향을 계산하여 상기 로켓 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수개의 로켓 인양부 각각은 상기 선박의 측단에 결합되고, 대응하는 상기 로켓 발사체가 수납되어 발사되는 발사대; 및 상기 로켓 발사체와 상기 로켓 발사체에 대응하는 상기 발사대 사이에 연결되어 상기 로켓 발사체의 추력을 상기 발사대를 통해 상기 선박으로 전달하는 인장 체인; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 선박 자세 제어 및 인양 시스템은 상기 선박의 양측면 및 하부면을 감싸는 연결 벨트를 추가로 구비하고, 상기 연결 벨트가 선체의 양측단에 상기 발사대를 고정 배치하는 것을 특징으로 한다.
상기 로켓 발사체는 상기 로켓 제어 정보에 응답하여 추력을 조절하고, 발사된 이후 상기 로켓 제어 정보에 지정된 진행 방향으로 방향 전환이 가능한 추력 편향 로켓인 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 선박이 기설정된 기울기 이상으로 기울어진 것으로 판별되면, 상기 선박의 양측단에 배치된 상기 복수개의 로켓 인양부 중 기울어진 방향의 로켓 인양부의 상기 로켓 발사체가 발사되도록 상기 로켓 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 선박이 침몰한 상태인 것으로 판별되면, 상기 선박의 양측단에 배치된 상기 복수개의 로켓 인양부 전체의 상기 로켓 발사체가 발사되도록 상기 로켓 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 선박에 구비된 관성 항법 시스템과 연동되고, 상기 관성 항법 시스템에서 인가되는 정보를 이용하여 상기 선박의 상태 정보를 획득하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 선박 자세 제어 및 인양 방법은 각각 로켓 발사체와 인양 체인 및 발사대를 구비하여 선박의 양측장에 적어도 하나씩 배치되는 복수개의 로켓 인양부 및 제어부를 포함하는 선박 자세 제어 및 인양 시스템의 선박 자세 제어 및 인양 방법에 있어서, 상기 제어부가 상기 선박의 상태 정보를 획득 및 분석하여 상기 선박의 이상 발생 여부를 판별하는 단계; 상기 제어부가 상기 선박에 이상이 발생한 것으로 판별되면, 상기 선박의 상태에 따라 로켓 제어 정보를 생성하고, 생성된 로켓 제어 정보를 상기 복수개의 로켓 인양부 중 적어도 하나의 로켓 인양부로 전송하는 단계; 및 상기 로켓 제어 정보를 수신한 상기 로켓 인양부가 상기 로켓 제어 정보에 대응하는 추력으로 상기 로켓 발사체를 발사하며, 상기 인장 체인 및 상기 발사대를 통해 상기 선박으로 상기 로켓 발사체의 추력을 전달하는 단계; 를 포함한다.
상기 선박의 이상 발생 여부를 판별하는 단계는 상기 제어부가 상기 선박의 부양이 필요한지 판별하는 단계; 및 상기 선박의 자세 제어가 필요한지 판별하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 로켓 발사체의 추력을 전달하는 단계는 상기 로켓 제어 정보를 수신한 상기 로켓 인양부 각각이 상기 로켓 제어 정보에 대응하는 추력으로 상기 로켓 발사체의 추력을 가변하는 단계; 상기 추력이 가변된 로켓 발사체를 발사는 단계; 및 상기 발사된 로켓 발사체의 진행 방향을 상기 로켓 제어 정보에 따라 가변하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명의 선박 자세 제어 및 인양 시스템 및 방법은 해양 선박의 양측단에 적어도 하나씩의 로켓 발사체와 인장 체인을 포함하여, 해양 선박이 자세 균형을 상실한 경우, 일측의 로켓 발사체의 추력을 가변하여 발사함으로써 자세 균형을 복원하여 사고 발생을 방지한다. 또한 사고 발생 이후에도 해양 선박의 기울어짐을 최대한 억제하고, 침몰 시간을 연장하여 탑승객의 탈출 시간을 확보함으로써, 인명 및 재산 피해를 줄일 수 있다. 뿐만 아니라 해양 선박이 해수면 아래로 침몰한 경우에는 양측단의 로켓 발사체를 모두 발사하여 해양 선박을 부양함으로써, 인양 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있다.
도1 은 기존의 선박 인양 작업의 일예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도2 는 기존의 선박 인양 작업의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 자세 제어 및 인양 시스템을 나타낸다.
도4 는 선박 자세 균형 상실 시, 선박 자세 제어 및 인양 시스템의 동작을 나타낸다.
도5 는 선박 침몰 시, 선박 자세 제어 및 인양 시스템의 동작을 나타낸다.
도6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 자세 제어 및 인양 방법을 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈", "블록" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 자세 제어 및 인양 시스템을 나타낸다.
도3 을 참조하면, 본 발명의 선박 자세 제어 및 인양 시스템은 제어부(미도시) 및 해양 선박의 양측단에 적어도 하나씩 배치되는 적어도 하나의 로켓 인양부(RFD1, RFD2)를 구비한다. 그리고 해양 선박의 양측단에 구비되는 적어도 하나의 로켓 인양부(RFD1, RFD2) 각각은 로켓 발사체(RCK), 인장 체인(CHN), 발사대(LNT) 및 제어부(미도시)를 구비한다.
로켓 발사체(RCK)는 발사대(LNT) 내부에 삽입 배치되며, 인장 체인(CHN)의 일단이 결합된다. 그리고 로켓 발사체(RCK)는 제어부의 제어에 따라 추력을 가변하여 지정된 방향으로 발사대(LNT)로부터 발사되어 비행한다. 여기서 로켓 발사체는 유동 간섭이 없는 편향 추진 로켓이 적용되는 것이 바람직하다. 편향 추진 로켓은 로켓 후단에 인장 체인(CHN)을 고정할 수 있는 기계적 인터페이스를 제공할 수 있도록 분사 노즐 방향이 측하방으로 향하도록 하고, 노즐(Nozzle)을 통해 방출되는 고압 가스의 유동 방향을 제어하여 로켓의 비행 방향을 제어할 수 있는 로켓을 의미한다. 로켓 발사체(RCK)는 발사대(LNT)에서 발사되지만, 본 발명에서 로켓 발사체(RCK)는 선체가 안정된 상태에서 발사되지 않는다. 오히려 로켓 발사체(RCK)는 선체가 불안정한 상태에서 발사된다. 따라서 로켓 발사체(RCK)가 발사대(LNT)에서 발사되는 방향이 유동적이다. 이는 로켓 발사체(RCK)가 인장 체인(CHN)을 통해 발사대(LNT)를 인장하게 되는 경우에, 의도한 바와 다르게 선체의 자세를 더욱 불안정하게 할 수 있다. 그러므로, 로켓 발사체(RCK)가 발사 방향이 유동적인 발사대(LNT)에서 발사된 이후에, 선체의 자세를 안정화할 수 있는 방향으로 진행할 수 있도록 비행 방향을 제어할 수 있도록 추력 편향 로켓을 사용하는 것이 바람직하다.
편향 추진 로켓은 짐발 노즐, 제트베인, 제트탭, 인젝션 노즐 등의 장치를 노즐 또는 로켓 안정 날개 뒤에 장착하여 구현할 수 있으며, 편향 추진 시에 발생할 수 있는 비행 추력 손실 및 측력을 최소화하기 위해 유동 간섭이 없는 구조의 편향 추진 로켓을 사용하는 것이 바람직하다.
인장 체인(CHN)은 일단이 로켓 발사체(RCK)와 결합되고 타단은 발사대(LNT)와 결합된다. 따라서 인장 체인(CHN)은 로켓 발사체(RCK)가 발사되면, 로켓 발사체(RCK)의 추력을 타단에 연결된 발사대(LNT)에 대한 인장력으로 전달한다. 즉 로켓 발사체(RCK)가 발사대(LNT)를 추력으로 끌어당기도록 한다. 여기서 인장 체인(CHN)의 길이가 너무 짧으면, 로켓 발사체(RCK)의 비행 방향이 안정화되지 않은 상태에서 발사대(LNT)를 인장하게 되어, 선체의 자세를 오히려 불안정하게 할 수 있다. 그러므로, 인장 체인(CHN)은 로켓 발사체(RCK)가 발사되어 자세를 안정화할 때까지 비행하는 거리 이상의 길이를 갖도록 구성되어야 한다. 다만 인장 체인(CHN)의 길이가 너무 길게 되면, 로켓 발사체(RCK)의 추력이 발사대(LNT)를 인장하기 이전에 불필요하게 소모하게 된다. 따라서 인장 체인의 길이는 로켓 발사체(RCK)의 자세 안정화를 위한 거리와 추력 사이의 상관 관계를 고려하여 결정되어야 한다.
발사대(LNT)는 로켓 발사체(RCK)와 인장 체인(CHN)이 수납되고, 인장 체인(CHN)의 타단이 결합된다. 또한 발사대(LNT)는 로켓 발사체(RCK)로부터 인장 체인(CHN)을 통해 전달되는 인장력이 선체로 인가되도록 선체와 결합된다. 그리고 제어부에서 인가되는 명령에 응답하여 로켓 발사체(RCK)를 발사한다.
제어부는 자이로센서를 포함하는 적어도 하나의 센서를 구비하여 해양 선박의 상태를 감지 및 판별한다. 제어부는 선박 상태 판별 결과, 만일 선박의 현재 상태가 기설정된 각도 이상으로 기울어지거나 침몰 중인 것으로 판별되면, 판별된 상태에 따라 적어도 하나의 로켓 인양부(RFD1, RFD2) 중 로켓 발사체(RCK)를 발사해야할 로켓 인양부를 선택하고, 선택된 로켓 인양부의 로켓 발사체(RCK)의 진행 방향과 로켓 발사체(RCK)가 가져야 할 추력을 계산한다. 이때 제어부는 선박의 상태 판별 및 로켓 발사체(RCK)의 진행 방항과 추력을 계산하기 위해 선박의 제원이나 현재 적재량 등이 미리 저장될 수 있다. 제어부는 선박의 제원과 현재 적재량및 자이로 센서를 이용하여 획득되는 기울기로부터 선박의 자세, 즉 선박의 기울기를 복원하기 위해 필요한 힘을 계산할 수 있으며, 선박의 자세를 복원하기 위한 힘이 곧 로켓 발사체가 가져야 할 추력으로 계산된다. 다만 제어부는 로켓 발사체가 가져야하는 추력을 계산할 때, 상기한 바와 같이, 로켓 발사체의 발사 각도를 고려하여 추력을 계산해야 한다.
본 발명에서 로켓 인양부(RFD1, RFD2)는 선박의 자세 안정화 또는 인양을 위해 구비된다. 그러나 만일 로켓 발사체(RCK)의 추력이 약하면 선박의 자세를 복원하지 못하는 반면, 로켓 발사체(RCK)의 추력이 강하면 선박의 자세가 현재 기울어진 상태의 반대 방향으로 기울어지게 되는 문제가 발생하게 된다. 따라서 제어부는 로켓 발사체(RCK)의 추력이 선박의 자세를 안정화 할 수 있는 수준으로 계산한다. 그리고 계산 결과를 로켓 제어 정보로 로켓 발사체(RCK)로 전송한다. 이에 로켓 발사체(RCK)는 로켓 제어 정보를 수신하여 추력을 가변하고, 발사되어 진행될 방향을 판별한다.
제어부는 선박의 기존 시스템에 대해 변경이나 수정 없이 즉시 적용될 수 있도록 선박과 독립된 별개의 장치로 구현되는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서 제어부는 선박의 관성 항법 시스템(Inertial Navigation System : INS)과 연동하여 동작하도록 구성됨으로써, 선박의 자세 정보 및 관성값을 획득할 수 있도록 구현되는 것이 바람직하다.
도4 는 선박 자세 균형 상실 시, 선박 자세 제어 및 인양 시스템의 동작을 나타낸다.
도4 의 (a)에 도시된 바와 같이, 해양 선박은 대부분 선체가 수중으로 잠기는 한계선인 흘수선()이 있으며, 특히 항행의 안전상 허용된 최대의 흘수선을 만재(滿載)흘수선이라 하여, 어떤 경우에도 이를 초과하는 화물을 선박에 선적할 수 없도록 하고 있다. 선박에서 수중에 잠긴 부분은 조류나 파도의 영향을 크게 받으며, 선박의 안정적인 항해에 매우 중요하다. 이에 제어부는 선박의 상태로서 현재 선체가 수중에 잠긴 수준을 파악한다. 그리고 선박의 무게 중심 높이는 선박에 선적된 화물의 무게 크기 및 위치에 따라 달라지게 된다. 이러한 무게 중심의 높이도 선박의 안정적인 항해에 매우 중요한 요인으로서, 제어부는 무게 중심의 높이도 함께 측정한다.
(b)는 선박이 자세를 제어하지 못해 일측으로 기울어진 상태를 나타낸다. 이렇게 선박이 일측으로 일정 각도 이상 기울어지면, 선박의 자체 복원력으로는 자세를 복원하지 못하게 된다. 기존에는 이에 대응하는 수단이 별도로 구비되어 있지 않아 불가피하게 선박이 침몰하였다. 그러나 (b)에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 선박이 일정 각도 이상 일측으로 기울어져 자체적으로 자세를 복원하지 못하는 경우에, 제어부가 기울어진 각도와 선박의 무게 중심, 흘수선 등의 선박 상태 정보를 획득 및 분석하여, 적어도 하나의 로켓 인양부(RFD1, RFD2) 중 로켓 발사체(RCK)를 발사해야할 로켓 인양부를 선택하고, 로켓 제어 정보를 생성한다. 그리고 생성된 로켓 제어 정보를 선택된 로켓 인양부의 로켓 발사체(RCK)로 전송한 후 발사한다.
표1 은 제어부가 로켓 제어 정보를 생성하기 위해 획득하는 선박 제원의 일예를 나타낸다.
Figure 112014106166278-pat00001
표2 는 표1 의 제원을 갖는 선박의 기울기에 따라 제어부가 계산한 로켓 발사체의 추력의 일예를 나타낸다.
Figure 112014106166278-pat00002
표2 에 나타난 바와 같이, 로켓 제어 정보를 수신한 로켓 발사체(RCK)는 로켓의 진행 방향과 추력을 로켓 제어 정보에 따라 조절하고 발사대(LNT)로부터 발사된다. 발사된 로켓 발사체(RCK)와 발사대(LNT)는 인장 체인(CHN)으로 연결되어 있으므로, 로켓 발사체(RCK)의 추력은 인장 체인(CHN)을 통해 발사대(LNT)로 인가되고, 발사대(LNT)는 선체의 일측에 고정되어 있으므로, 기울어진 선체의 자세가 로켓 발사체(RCK)의 추력에 의해 복원된다. 즉 사고 발생을 방지할 수 있다.
이는 선박에 침수가 발생하여 침몰되고 있는 상태에서도 선체의 자세를 세울 수 있으므로, 선박의 탑승객이 선박을 탈출할 수 있는 시간을 확보할 수 있도록 한다.
도5 는 선박 침몰 시, 선박 자세 제어 및 인양 시스템의 동작을 나타낸다.
도5 에서는 선박이 해수면 아래로 잠긴 침몰 상태를 나타낸다. 이 경우, 본 발명의 선박 자세 제어 및 인양 시스템의 제어부는 모든 로켓 인양부(RFD1, RFD2)의 로켓 발사체(RCK)를 발사하여 침몰된 선박을 해수면으로 인양할 수 있다. 이미 침몰한 선박을 인양하기 위해서는 도5 에 도시한 바와 같이, 선박을 가능한 해수면에 근접하도록 하기 위해 로켓 발사체(RCK)을 추력을 최대로 하여 발사하는 것이 바람직하다. 그러나 이는 선박의 침몰 상태의 수심에 따라 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어 선박이 침몰한 직후라면, 선박을 부양하기 위한 부양력이 로켓 발사체(RCK)의 최대 추력 이하로 설정될 수도 있다. 또한 도1 에 도시한 바와 같이 선박 인양 시에도 선박의 자세를 바르게 세우는 것이 바람직하며, 이에 제어부는 선박의 기울어진 방향에 따라 로켓 발사체(RCK)의 추력을 조절할 수 있다.
도5 에서는 도3 및 도4 와 달리 선박의 양측단에 배치되는 발사대(LNT) 사이를 연결하는 연결 벨트(CBT)를 추가로 도시하였다. 상기에서는 발사대(LNT)가 직접 선박의 측단에 고정 결합되는 것으로 설명하였으나, 이 경우, 선체 및 발사대(LNT)의 결합 부위가 로켓 발사체(RCK)의 추력으로 인가되는 인장력을 버티지 못하게 되는 경우가 발생할 수 있다. 또한 기존의 선박에 선박 자세 제어 및 인양 시스템을 도입하고자 하는 경우, 선체 및 발사대(LNT)의 결합이 용이하지 않을 수 있다. 이런 경우를 위해 본 발명의 선박 자세 제어 및 인양 시스템은 선체의 양측면 및 하부면을 감싸는 연결 벨트(CBT)를 추가로 구비하고, 연결 벨트(CBT)가 선체의 양측단에 발사대(LNT)를 안정적으로 고정 배치한다. 즉 발사대(LNT)가 연결 벨트(CBT)를 이용하여 선체에 결합 고정되며, 연결 벨트(CBT)는 선채의 양측면 및 하부면을 감싸도록 구성됨으로써, 기존의 선박에도 용이하게 선박 자세 제어 및 인양 시스템을 제공할 수 있으며, 안정적으로 선체를 인양 할 수 있도록 한다.
도6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박 자세 제어 및 인양 방법을 나타낸다.
도3 내지 도5 를 참조하여 본 발명의 선박 자세 제어 및 인양 시스템의 선박 자세 제어 및 인양 방법을 설명하면, 우선 선박이 출항하여 운항한다(S10). 그리고 제어부는 선박이 운항하는 동안 선박의 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보를 분석하여 선박에 이상이 발생하는지 판별한다(S20). 만일 선박에 이상이 발생하지 않은 것으로 판별되면, 선박은 운항을 계속하고, 제어부는 상태 정보를 계속 수집하여 이상 발생 여부를 판별한다.
그러나 선박에 이상이 발생한 것으로 판별되면, 제어부는 선박 부양이 필요한지 판별한다(S30). 만일 선박 부양이 필요한 것으로 판별되면, 제어부는 선박 부양에 필요한 부양력을 계산한다. 여기서 선박 부양은 선박이 해수면 아래로 가라앉아 인양이 필요한 상태로서, 제어부는 해수면에 대한 현재 선박의 침몰 상태에 따라 부양력을 다르게 계산 할 수 있다.
또한 제어부는 현재 선박이 균형을 상실한 상태인지 판별한다(S50). 선박이 균형을 상실한 상태라 함은 선박이 좌측 또는 우측의 어느 일측으로 기울어진 상태를 의미하며, 선박의 부양 필요성과 무관하게 선박의 기울어짐은 보정되어야 한다. 이에 제어부는 선박의 기울어짐 상태, 즉 편향 각도를 판별한다(S60). 그리고 판별 결과에 따라 선박의 균형을 복원하기 위한 로켓 발사체(RCK)의 추력을 표2 와 같이 계산한다(S70). 이때 제어부는 로켓 발사체의 진행 방향도 함께 계산하여 로켓 제어 정보를 생성하며, 생성된 로켓 제어 정보를 복수개의 로켓 인양부 중 대응하는 로켓 인양부의 로켓 발사체(RCK)로 전달한다.
로켓 제어 정보를 수신한 로켓 발사체(RCK)는 수신된 로켓 제어 정보에 따라 추력 및 진행 방향을 결정하고, 발사대(LNT)로부터 발사된다(S80). 로켓 발사체(RCK)가 발사되면, 발사된 로켓 발사체(RCK)에 연결된 인장 체인(CHN)에 의해 선박이 인양되거나 자세를 복원하게 된다.
본 발명에 따른 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 선박에 구비된 관성 항법 시스템과 연동되고, 상기 관성 항법 시스템에서 인가되는 정보와 미리 저장된 선박의 제원과 현재 적재량에 대한 정보를 이용하여 상기 선박의 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보를 분석하여, 선박에 이상 발생 시, 상기 선박의 자세를 복원하거나 인양하기 위한 복수개의 로켓 발사체의 추력과 진행 방향을 계산하여 로켓 제어 정보를 생성하는 제어부; 및
    각각 상기 로켓 발사체를 구비하여 상기 선박의 양측단에 적어도 하나씩 배치되며, 상기 로켓 제어 정보를 수신하고, 수신된 상기 로켓 제어 정보에 대응하는 추력으로 상기 로켓 발사체를 발사하며, 상기 로켓 발사체의 추력을 상기 선박으로 전달하여 상기 선박의 자세를 복원하거나 인양하는 복수개의 로켓 인양부; 를 포함하고,
    상기 복수개의 로켓 인양부 각각은
    상기 선박의 측단에 결합되고, 대응하는 상기 로켓 발사체가 수납되어 발사되는 발사대; 및
    상기 로켓 발사체와 상기 로켓 발사체에 대응하는 상기 발사대 사이에 연결되어 상기 로켓 발사체의 추력을 상기 발사대를 통해 상기 선박으로 전달하는 인장 체인; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 자세 제어 및 인양 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서, 상기 선박 자세 제어 및 인양 시스템은
    상기 선박의 양측면 및 하부면을 감싸는 연결 벨트를 추가로 구비하고, 상기 연결 벨트가 선체의 양측단에 상기 발사대를 고정 배치하는 것을 특징으로 하는 선박 자세 제어 및 인양 시스템.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 로켓 발사체는
    상기 로켓 제어 정보에 응답하여 추력을 조절하고, 발사된 이후 상기 로켓 제어 정보에 지정된 진행 방향으로 방향 전환이 가능한 추력 편향 로켓인 것을 특징으로 하는 선박 자세 제어 및 인양 시스템.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 선박이 기설정된 기울기 이상으로 기울어진 것으로 판별되면, 상기 선박의 양측단에 배치된 상기 복수개의 로켓 인양부 중 기울어진 방향의 로켓 인양부의 상기 로켓 발사체가 발사되도록 상기 로켓 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 선박 자세 제어 및 인양 시스템.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 선박이 침몰한 상태인 것으로 판별되면, 상기 선박의 양측단에 배치된 상기 복수개의 로켓 인양부 전체의 상기 로켓 발사체가 발사되도록 상기 로켓 제어 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 선박 자세 제어 및 인양 시스템.
  8. 삭제
  9. 각각 로켓 발사체와 인양 체인 및 발사대를 구비하여 선박의 양측장에 적어도 하나씩 배치되는 복수개의 로켓 인양부 및 제어부를 포함하는 선박 자세 제어 및 인양 시스템의 선박 자세 제어 및 인양 방법에 있어서,
    상기 제어부가 상기 선박에 구비되어 연동되는 관성 항법 시스템에서 인가되는 정보와 미리 저장된 선박의 제원과 현재 적재량에 대한 정보를 상기 선박의 상태 정보로 획득 및 분석하여 상기 선박의 이상 발생 여부를 판별하는 단계;
    상기 제어부가 상기 선박에 이상이 발생한 것으로 판별되면, 상기 선박의 자세를 복원하거나 인양하기 위한 복수개의 로켓 발사체의 추력과 진행 방향을 계산하여 로켓 제어 정보를 생성하고, 생성된 상기 로켓 제어 정보를 상기 복수개의 로켓 인양부 중 적어도 하나의 로켓 인양부로 전송하는 단계; 및
    상기 로켓 제어 정보를 수신한 상기 로켓 인양부가 상기 로켓 제어 정보에 대응하는 추력으로 상기 로켓 발사체를 발사하며, 상기 인장 체인이 상기 선박에 고정된 상기 발사대를 통해 상기 선박으로 상기 로켓 발사체의 추력을 전달하는 단계; 를 포함하고,
    상기 로켓 발사체의 추력을 전달하는 단계는
    상기 로켓 제어 정보를 수신한 상기 로켓 인양부 각각이 상기 로켓 제어 정보에 대응하는 추력으로 상기 로켓 발사체의 추력을 가변하는 단계;
    상기 추력이 가변된 로켓 발사체를 발사는 단계; 및
    상기 발사된 로켓 발사체의 진행 방향을 상기 로켓 제어 정보에 따라 가변하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 자세 제어 및 인양 방법.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 선박의 이상 발생 여부를 판별하는 단계는
    상기 제어부가 상기 선박의 부양이 필요한지 판별하는 단계; 및
    상기 선박의 자세 제어가 필요한지 판별하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 자세 제어 및 인양 방법.
  11. 삭제
KR1020140152113A 2014-11-04 2014-11-04 선박 자세 제어 및 인양 시스템 및 방법 KR101560809B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140152113A KR101560809B1 (ko) 2014-11-04 2014-11-04 선박 자세 제어 및 인양 시스템 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140152113A KR101560809B1 (ko) 2014-11-04 2014-11-04 선박 자세 제어 및 인양 시스템 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101560809B1 true KR101560809B1 (ko) 2015-10-15

Family

ID=54357129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140152113A KR101560809B1 (ko) 2014-11-04 2014-11-04 선박 자세 제어 및 인양 시스템 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101560809B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101959554B1 (ko) * 2017-12-28 2019-03-18 목포해양대학교 산학협력단 침몰 선박의 수평화 작업용 머드 스키드 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001063684A (ja) 1999-08-25 2001-03-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 塔状構造物支持浮体

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001063684A (ja) 1999-08-25 2001-03-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 塔状構造物支持浮体

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101959554B1 (ko) * 2017-12-28 2019-03-18 목포해양대학교 산학협력단 침몰 선박의 수평화 작업용 머드 스키드 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2014224703B2 (en) System and method for recovering an autonomous underwater vehicle
US7350475B2 (en) Launch and recovery system
US9422034B2 (en) Actively steerable gravity embedded anchor systems and methods for using the same
US8833288B2 (en) Unmanned underwater vehicle and method for recovering such vehicle
EP3365224B1 (en) System and method for launch and recovery of a marine vessel
FI3778373T3 (fi) Miehittämätön pinta-alus kauko-ohjatun vedenalaisen ajoneuvon toimenpiteitä varten
WO2017086780A1 (en) Method of and system for hauling a marine equipment unit, a marine equipment unit and a carrier
EP2868570A1 (en) Advanced rescue device
DK168203B1 (da) Fremgangsmåde og apparat til installering af en anode i et katodisk beskyttelsessystem i en undersøisk konstruktion
US4781144A (en) Off-shore drilling installation evacuation system
US12065222B2 (en) Method, apparatus and system for recovering a sailing vessel
KR101620916B1 (ko) 길이 및 기울기 조절이 가능한 가이드 레일을 구비한 자유 낙하식 구명정 진수장치
US10259540B1 (en) Systems and methods for launching and recovering objects in aquatic environments; platforms for aquatic launch and recovery
KR101560809B1 (ko) 선박 자세 제어 및 인양 시스템 및 방법
JP4046154B2 (ja) 水中航走体
EP0444054B1 (en) Deployment of mines and other objects at sea
EP4098536A1 (en) An underwater vessel and associated system
US11027805B1 (en) Systems and methods for launching and recovering objects in aquatic environments; platforms for aquatic launch and recovery
RU2360828C1 (ru) Подводный спасательный комплекс
Jamieson et al. Effective launch and recovery of autonomous underwater vehicles
US6293219B1 (en) Suspension system for inflatable boat
WO2022254179A1 (en) An underwater vessel and associated system
GB2607317A (en) An underwater vessel and associated system
CN116968864A (zh) 一种具有升降甲板的半潜船及其工作方法
Schlosser et al. Ten years of operational experience with CURV III

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180806

Year of fee payment: 4