KR101570322B1 - Active Cavitator System of the Supercavitating Underwater Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초월공동 현상을 이용하여 수중에서 고속으로 이동하는 수중운동체의 캐비테이터 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a cavitator system for an underwater vehicle moving at a high speed in water by using superconducting cavitation.
수중운동체(Underwater Vehicle)의 속도가 높아져 물체 주위의 국부압력이 유체의 증기압(Vapor Pressure)보다 낮아지면 유체가 기화하게 되는 공동(Cavitation) 현상이 발생한다. 이때 이동 속도가 더욱 증가하게 되면 공동은 수중운동체의 형상을 모두 덮을 만큼 성장하게 되는데 이를 초월공동(Supercavitation)이라 한다(도 1).
As the speed of the underwater vehicle increases, the local pressure around the object becomes lower than the vapor pressure of the fluid, causing a cavitation phenomenon in which the fluid is vaporized. At this time, as the moving speed further increases, the cavity grows to cover all the shapes of the underwater vehicle, which is called supercavitation (FIG. 1).
초월공동으로 덮인 수중운동체는 마치 공기 중에서 이동하는 것과 같은 효과를 받기 때문에 물체에 작용하는 항력(Drag)은 극적으로 감소하게 된다(이하, 초월공동 현상을 이용하는 수중운동체를 ‘초월공동 수중운동체’라고 함). 이 같은 초월공동 현상을 바탕으로 수중에서는 초고속이라 할 수 있는 200노트(약 300Km/H) 이상의 속도로 이동할 수 있는 어뢰에 관한 연구가 시도되고 있다. 현재 러시아에서는 초월공동 어뢰를 개발 완료하여 운용하고 있는 것으로 알려졌으며, 독일과 미국에서도 유사한 초월공동 어뢰 개발을 위한 연구가 수행 중인 것으로 알려지고 있다. 하지만 군사적 이용목적의 개발단계로 현재는 제한적인 정보들만이 공개되어 있는 실정이다.
Submerged underwater motions are as if they are moving in the air, so the drag on the object is dramatically reduced (hereinafter, submersible motors using transcendental cavitation are referred to as 'transcendental submersibles' box). A study on torpedoes capable of moving at a speed of 200 knots (about 300 Km / H) or more, which can be said to be super-fast, is underway based on the transcendental cavitation phenomenon. It is known that Russia has completed the development and operation of a transcontinental torpedo, and it is known that research is underway in Germany and the United States to develop similar transcontinental torpedoes. However, as of the development stage for military use, only limited information is currently available.
초월공동 수중운동체의 전두부에는 공동을 발생시키고 이를 초월공동으로 성장시키는 역할을 하는 캐비테이터(Cavitator)가 설치되어 있다(도 1, 도 2). 캐비테이터의 형상과 초월공동 성능은 전체 수중운동체 설계파라미터를 결정짓는 핵심요소로, 초월공동 유동해석 기술과 실험을 통한 검증이 필요하다. 아울러 발사 초기 마찰저항을 감소시키고 초월공동 성장을 촉진시키기 위한 인공초월공동(Artificial Supercavity) 장치에 대한 연구 또한 그 중요성이 부각되고 있다.
A cavitator is installed at the front of the transom of the common underwater vehicle to generate cavities and to jointly grow them (Figs. 1 and 2). The geometry of the cavitator and the transcritical cavity performance are the key factors that determine the design parameters of the underwater vehicle. In addition, studies on artificial supercavity equipment for reducing initial frictional resistance and promoting transcendental joint growth have also become important.
초월공동이 발생하기 전까지 항력은 수중운동체의 전두부 형상에 따라 크게 달라지며, 초월공동 발생 후 수중운동체에 작용하는 항력은 대부분 캐비테이터에 집중된다. 현재까지 개발되고 있는 캐비테이터의 형상은 원뿔형(Cone Type)과 원판형(Disk Type)이 있다. 원뿔형은 저항 및 직진안정성(기진력) 측면에서 유리하나 원판형에 비해 발생하는 초월공동 형상이 작기 때문에 캐비테이터 후방에 위치하는 수중운동체의 몸체 형상에 제한을 받는다. 반면에, 원판형은 저항 및 직진안정성 측면에서 불리하나 원뿔형에 비해 발생하는 초월공동 형상이 크기 때문에 수중운동체의 몸체 형상에 제한을 덜 받는다.Until the transcendental cavity occurs, the drag varies greatly depending on the shape of the frontal part of the underwater vehicle, and most of the drag acting on the underwater vehicle after the transcendental joint is concentrated in the cavitator. The cavitators that have been developed so far include a cone type and a disk type. The conical shape is glass in terms of resistance and linear stability (excitation force) but is limited by the shape of the body of the underwater vehicle located behind the cavitator because the transonic cavity shape is smaller than that of the disk type. On the other hand, the disk shape is disadvantageous in terms of resistance and straightness stability but is less restricted in the shape of the body of the underwater vehicle because of its large transverse cavity shape compared with the conical shape.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 초월공동 수중운동체의 발사 초기 원뿔형상을 유지하여 저항과 기진력을 줄이고 속도가 증가함에 따라 순차적으로 원판형상으로 변하는 능동형 캐비테이터 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an active cavitator system in which resistance and excitation force are reduced by maintaining the initial conical shape of the transonic cavity underwater vehicle, .
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
수중운동체의 전두부에 설치되며 상기 수중운동체의 발사 시 원뿔형상에서 원판형상으로 변경되는 변환형 캐비테이터;A convertible cabinet installed at the front of the underwater vehicle and having a conical shape and changing into a disc shape when the underwater vehicle is launched;
상기 변환형 캐비테이터의 후방에 설치되며 내부에 압축공기를 저장하는 압축공기탱크;A compressed air tank installed behind the conversion type cavitator and storing compressed air therein;
상기 압축공기탱크 내부의 공기압을 계측하며 계측된 공기압이 설정 값을 초과하면 압축공기밸브를 여는 압력센서; 및A pressure sensor for measuring the air pressure inside the compressed air tank and opening the compressed air valve when the measured air pressure exceeds a set value; And
상기 수중운동체의 전단부에 설치되며 상기 압축공기탱크 내부의 압축공기를 상기 수중운동체 외부로 배출하여 인공초월공동을 형성하는 압축공기배출구;A compressed air discharge port provided at a front end of the underwater vehicle for discharging compressed air inside the compressed air tank to the outside of the underwater vehicle to form an artificial transit cavity;
를 포함하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템으로서,An active cavitator system of a transcendental cavity underwater vehicle,
상기 변환형 캐비테이터는 2개 이상의 캐비테이터요소를 구비하는바, 각각의 캐비테이터요소는 상기 수중운동체의 발사 초기에는 전후 방향으로 층을 이루어 원뿔형상을 이루다가 상기 수중운동체의 속도가 증가하면 전방의 캐비테이터요소가 후방의 캐비테이터요소 안으로 순차적으로 삽입되어 함몰되면서 최종적으로는 원판형상을 이루며,Wherein each of the cavitator elements forms a conical shape in the forward and backward directions at an initial stage of the launch of the underwater vehicle, and when the speed of the underwater vehicle is increased, The cavitator element is sequentially inserted into the cavitator element at the rear and is recessed to finally form a disk shape,
상기 압축공기탱크는 상기 압력센서 및 상기 압축공기밸브의 작동에 따라 내부의 압축공기를 상기 압축공기배출구로 배출하되,Wherein the compressed air tank discharges compressed air in the compressed air tank to the compressed air outlet according to the operation of the pressure sensor and the compressed air valve,
상기 압축공기배출구의 압축공기 배출 시점은 상기 압력센서의 설정 값에 의하여 능동적으로 조절되는바, 상기 설정 값이 크면 클수록 상기 압축공기배출구의 압축공기 배출 시점은 느려지고 상기 설정 값이 작으면 작을수록 상기 압축공기배출구의 압축공기 배출 시점은 빨라지는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템을 제공한다.
The compressed air discharge time point of the compressed air discharge port is actively controlled by the set value of the pressure sensor, and the larger the set value is, the slower the compressed air discharge time point of the compressed air discharge port becomes, and as the set value becomes smaller, And the compressed air discharging opening of the compressed air outlet is accelerated.
상기 변환형 캐비테이터는 제1캐비테이터요소, 제2캐비테이터요소 및 제3캐비테이터요소를 구비하는바, 상기 수중운동체의 발사 초기에는 상기 제1캐비테이터요소, 상기 제2캐비테이터요소 및 상기 제3캐비테이터요소가 전방에서부터 후방으로 순서대로 층을 이루어 원뿔형상을 이루며, 상기 수중운동체의 속도가 증가하면 제일 먼저 상기 제1캐비테이터요소가 상기 제2캐비테이터요소 안으로 삽입되어 함몰되고 그 다음 상기 제1캐비테이터요소와 상기 제2캐비테이터요소가 함께 상기 제3캐비테이터요소 안으로 삽입되어 함몰됨에 따라 종국에는 원판형상을 이룬다.
Wherein said conversion cavitator comprises a first cavitator element, a second cavitator element and a third cavitator element, said initial cavitator element, said second cavitator element, and said third cavitator element, The third cavitator element forms a conical shape in order from the front to the rear, and when the speed of the underwater movement increases, the first cavitator element is first inserted and recessed into the second cavitator element, The first cavitator element and the second cavitator element are inserted together into the third cavitator element and eventually form a disc shape.
상기 제1캐비테이터요소는 원뿔형상이다.
The first cavitator element is conical in shape.
상기 제2캐비테이터요소는 원뿔의 상단부가 잘려나간 형상이며 상기 제1캐비테이터요소를 수용할 수 있는 제1수용공간과 상기 제1수용공간 안으로 삽입되는 상기 제1캐비테이터요소가 상기 제2캐비테이터요소를 통과하여 빠져 나가지 않도록 잡아주는 제1스토퍼를 구비한다.
Said second cavitator element having a topped conical shape cut away and having a first receiving space for receiving said first cavitator element and a second receiving chamber for receiving said first cavitator element inserted into said first receiving space, And a first stopper for holding the data element so as not to pass through the data element.
상기 제3캐비테이터요소는 원뿔의 상단부가 잘려나간 형상이며 상기 제2캐비테이터요소를 수용할 수 있는 제2수용공간과 상기 제2수용공간 안으로 삽입되는 상기 제2캐비테이터요소가 상기 제3캐비테이터요소를 통과하여 빠져 나가지 않도록 잡아주는 제2스토퍼를 구비한다.
Wherein the third cavitator element is formed in a shape in which the upper end of the cone is cut away and has a second accommodation space capable of accommodating the second cavitator element and a second cavitator element inserted into the second accommodation space, And a second stopper for catching it so as not to come out through the data element.
상기 제1캐비테이터요소의 높이는 상기 제2캐비테이터요소의 높이보다 작거나 같고 상기 제2캐비테이터요소의 높이는 상기 제3캐비테이터요소의 높이보다 작거나 같다.
The height of the first cavitator element is less than or equal to the height of the second cavitator element and the height of the second cavitator element is less than or equal to the height of the third cavitator element.
상기 제1캐비테이터요소에는 후방으로 향하는 피스톤축이 연결되고 상기 피스톤축의 끝단에는 피스톤이 설치되며, 상기 제3캐비테이터요소에는 후방으로 향하는 실린더가 연결되고 상기 피스톤축은 상기 제2캐비테이터요소와 상기 제3캐비테이터요소를 관통하여 상기 실린더 안까지 연장되며, 상기 피스톤은 상기 제1캐비테이터요소 또는 상기 제2캐비테이터요소가 후방으로 함몰될 때 상기 피스톤축의 이동에 따라 상기 실린더의 벽을 타고 후방으로 이동한다.
Wherein the first cavitator element is connected to a rearwardly facing piston shaft and a piston is provided at an end of the piston shaft, a rearwardly facing cylinder is connected to the third cavitator element, and the piston shaft is connected to the second cavitator element, And the piston extends through the third cavitator element and extends in the cylinder, the piston abuts the wall of the cylinder in accordance with the movement of the piston shaft when the first cavitator element or the second cavitator element is recessed backward Move.
상기 제2캐비테이터요소의 후단에는 제1슬라이딩요소가 설치되는바, 상기 제1슬라이딩요소는 상기 제2캐비테이터요소에 의해 후방으로 밀려 상기 실린더 안으로 들어간다.
A first sliding element is installed at the rear end of the second cavitator element, and the first sliding element is pushed backward by the second cavitator element into the cylinder.
상기 제1슬라이딩요소와 상기 실린더 벽면 간의 마찰력에 따라 상기 변환형 캐비테이터의 형상변경 시점이 조절된다.
And the shape change time point of the conversion type capillator is adjusted according to a friction force between the first sliding element and the cylinder wall surface.
상기 실린더의 후단에는 상기 압축공기탱크가 연결되며 상기 압축공기탱크의 내부 전단에는 제2슬라이딩요소가 설치되는바, 상기 제2슬라이딩요소는 상기 피스톤에 의해 밀려 상기 압축공기탱크의 후방으로 이동한다.
The compressed air tank is connected to a rear end of the cylinder, and a second sliding element is installed at an inner front end of the compressed air tank. The second sliding element is pushed by the piston and moves rearward of the compressed air tank.
상기 압축공기탱크의 출구에는 압축공기이동관이 연결되며, 상기 압축공기탱크와 상기 압축공기이동관의 연결지점에는 압축공기밸브가 설치되는바, 상기 압축공기탱크의 출구는 상기 수중운동체의 발사 초기에는 상기 압축공기밸브에 의해 닫혀 있다가 상기 수중운동체의 속도가 점차 증가하면서 상기 압력센서가 작동함에 따라 열린다.
Wherein a compressed air moving pipe is connected to an outlet of the compressed air tank and a compressed air valve is installed at a connection point between the compressed air tank and the compressed air moving pipe, Is closed by the compressed air valve, and the speed of the underwater vehicle gradually increases, and is opened as the pressure sensor is operated.
상기 압축공기배출구의 위치 및 개수는 상기 수중운동체의 상하 및 좌우로 대칭이 되도록 설계된다.
The position and the number of the compressed air outlet are designed to be symmetrical with respect to the up, down, left and right sides of the underwater vehicle.
상기 압축공기배출구가 2개 이상인 경우 상기 각각의 압축공기배출구가 선택적으로 개폐될 수 있도록 구성된다.
And when the compressed air discharge ports are two or more, the respective compressed air discharge ports can be selectively opened and closed.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
상기 실린더의 내부 공간과 상기 압축공기이동관을 연결하는 관으로 상기 압축공기이동관에 대하여 바이패스(By-pass) 관의 형태로 연결되는 서브압축공기이동관;A sub compressed air moving pipe connected to the compressed air moving pipe in the form of a by-pass pipe by a pipe connecting the inner space of the cylinder and the compressed air moving pipe;
상기 서브압축공기이동관에 설치되며, 서브압력센서의 작동에 따라 상기 서브압축공기이동관을 개폐하는 서브압축공기밸브 및;A sub compressed air valve installed in the sub compressed air moving pipe for opening and closing the sub compressed air moving pipe according to the operation of the sub pressure sensor;
상기 서브압축공기밸브와 전기적으로 연결되며, 상기 실린더 내부의 공기압을 계측하여 상기 계측된 공기압이 설정 값을 초과하면 상기 서브압축공기밸브를 열어 상기 실린더 내부의 압축공기가 상기 서브압축공기이동관을 통하여 상기 압축공기이동관으로 이동하도록 하는 서브압력센서;And a control unit that is electrically connected to the sub compressed air valve and measures the air pressure inside the cylinder. When the measured air pressure exceeds a set value, the sub compressed air valve is opened to allow compressed air in the cylinder to pass through the sub compressed air moving pipe A sub-pressure sensor for moving to the compressed air moving pipe;
를 구비한다.Respectively.
본 발명에 따르면, 초월공동 수중운동체의 발사 초기에는 캐비테이터가 원뿔형상을 유지하므로 저항과 기진력을 줄일 수 있으며 속도가 증가함에 따라 캐비테이터가 순차적으로 원판형상으로 변하며 이에 따라 발생하는 초월공동 형상도 커지기 때문에 수중운동체의 몸체 형상에 제한을 덜 받는다.According to the present invention, since the cavitator maintains the conical shape at the initial stage of the launching of the submerged joint underwater, the resistance and the excitation force can be reduced. As the speed increases, the cavitator sequentially changes into the disc shape, So that the shape of the body of the underwater vehicle is less restricted.
도 1은 초월공동으로 덮인 수중운동체.
도 2는 초월공동 수중운동체의 주요 요소기술.
도 3은 본 발명에 따른 초월공동 수중운동체의 형상.
도 4는 본 발명에 따른 변환형 캐비테이터의 구성.
도 5는 본 발명에 따른 변환형 캐비테이터의 단계별 작동 방식.Fig. 1 shows a submersible covered underwater vehicle.
Figure 2 is a key elemental description of a transcontinental joint underwater vehicle.
Fig. 3 shows the shape of a transcontinental joint underwater vehicle according to the present invention.
4 is a view showing the configuration of the conversion type cavitator according to the present invention.
5 is a diagram illustrating a stepwise operation of the conversion type cavitator according to the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 3은 본 발명에 따른 초월공동 수중운동체(10)의 형상을 보여준다.
FIG. 3 shows the shape of the transcontinental cavity underwater
본 발명에 따른 초월공동 수중운동체(10)의 전두부에는 변환형 캐비테이터(20)가 구비된다(도 3). 변환형 캐비테이터(20)는 기존의 원뿔형(Cone Type) 또는 원판형(Disk Type) 캐비테이터에 대비되는 것으로, 원뿔형 또는 원판형 캐비테이터는 그 형상이 고정되어 변하지 않으나 변환형 캐비테이터(20)는 초월공동 수중운동체(10)의 발사 초기에는 원뿔형상을 유지하다가 속도가 증가함에 따라 순차적으로 원판형상으로 변하는 것에 특징이 있다.
The
변환형 캐비테이터(20)는 상기와 같은 형상의 변경을 위한 2개 이상의 캐비테이터요소를 구비하는바, 처음에는 각각의 캐비테이터요소가 상호간에 전후 방향으로 층을 이루므로 변환형 캐비테이터(20)가 원뿔형상을 하고 있으나 점차 전방의 캐비테이터요소가 후방의 캐비테이터요소 안으로 순차적으로 삽입되어 함몰되면서 최종적으로는 변환형 캐비테이터(20)가 원판형상으로 변하게 된다.
The
도 4는 본 발명에 따른 변환형 캐비테이터(20)의 구성을 보여준다. 그리고 도 5는 본 발명에 따른 변환형 캐비테이터(20)의 단계별 작동 방식을 보여준다.
Fig. 4 shows the configuration of the conversion-
상술한 바와 같이 변환형 캐비테이터(20)는 형상의 변경을 위한 2개 이상의 캐비테이터요소를 구비하는바, 이러한 캐비테이터요소의 개수는 수중운동체(10)의 크기나 형상 등에 따라 다양하게 설계될 수 있는 것이다. 이하, 본 발명의 실시 예와 관련하여서는 변환형 캐비테이터(20)가 3개의 캐비테이터요소를 구비하는 경우를 전제로 설명한다.
As described above, the
변환형 캐비테이터(20)는, 처음(수중운동체(10)의 발사 초기)에는, 제1캐비테이터요소(21), 제2캐비테이터요소(22) 및 제3캐비테이터요소(23) 등 3개의 캐비테이터요소가 상호간에 층을 이루어 전체적으로 원뿔형상을 이룬다(도 5의 A). 이 경우 제1캐비테이터요소(21), 제2캐비테이터요소(22) 및 제3캐비테이터요소(23)는 수중운동체(10)의 전방에서부터 후방으로 순서대로 배열된다.
The
하지만 수중운동체(10)의 속도가 점차 증가하면서 변환형 캐비테이터(20)의 전방으로부터 힘이 가해지면 각각의 캐비테이터요소는 후방의 캐비테이터요소 안으로 순차적으로 삽입되어 함몰되며 최종적으로 원판형상을 이루게 된다. 보다 구체적으로는, 제일 먼저 제1캐비테이터요소(21)가 후방의 제2캐비테이터요소(22) 안으로 삽입되어 함몰되며(도 5의 B), 그 다음 단계로 제1캐비테이터요소(21)와 제2캐비테이터요소(22)가 함께 제3캐비테이터요소(23) 안으로 삽입되어 함몰된다(도 5의 C). 그 결과 처음에는 원뿔형상(도 5의 A)이던 변환형 캐비테이터(20)가 종국에는 원판형상(도 5의 C)으로 변한다. 이하, 본 발명에 따른 변환형 캐비테이터(20)의 구성 및 단계별 작동 방식에 대하여 보다 상세히 설명한다.
However, as the speed of the
제1캐비테이터요소(21)는 원뿔형상이다. 제2캐비테이터요소(22)는 원뿔의 상단부가 잘려나간 형상인데, 몸체 가운데는 제1캐비테이터요소(21)가 삽입되어 함몰될 때 이를 수용할 수 있는 제1수용공간(22a)을 구비한다. 제1수용공간(22a)의 전단은 개방되어 있으므로 제1캐비테이터요소(21)는 상기 제1수용공간(22a) 안으로 삽입되어 함몰될 수 있다. 하지만, 제1수용공간(22a)의 후단은 개방되어 있지 않고 제1스토퍼(22b)에 의해 가로막혀 있다. 제1스토퍼(22b)는 제2캐비테이터요소(22)의 바닥면에 해당하는 것인데, 이는 제1수용공간(22a) 안으로 삽입되는 제1캐비테이터요소(21)가 제2캐비테이터요소(22)를 통과하여 빠져 나가지 않도록 잡아주는 역할을 한다. 따라서 일단 제1캐비테이터요소(21)가 제2캐비테이터요소(22) 안으로 삽입되어 함몰된 이후에는 제1캐비테이터요소(21) 단독이 아니라, 제1캐비테이터요소(21)와 제2캐비테이터요소(22)가 일체가 되어 함께 제3캐비테이터요소(23) 안으로 삽입되어 함몰된다.
The
제3캐비테이터요소(23)는 제2캐비테이터요소(22)와 마찬가지로 원뿔의 상단부가 잘려나간 형상인데, 몸체 가운데는 제2캐비테이터요소(22)가 삽입되어 함몰될 때 이를 수용할 수 있는 제2수용공간(23a)을 구비한다. 제2수용공간(23a)의 전단은 개방되어 있으므로 제2캐비테이터요소(22)는 상기 제2수용공간(23a) 안으로 삽입되어 함몰될 수 있다. 하지만, 제2수용공간(23a)의 후단은 개방되어 있지 않고 제2스토퍼(23b)에 의해 가로막혀 있다. 제2스토퍼(23b)는 제3캐비테이터요소(23)의 바닥면에 해당하는 것인데, 이는 제2수용공간(23a) 안으로 삽입되는 제2캐비테이터요소(22)가 제3캐비테이터요소(23)를 통과하여 빠져 나가지 않도록 잡아주는 역할을 한다. 따라서 제1캐비테이터요소(21)와 제2캐비테이터요소(22)가 제3캐비테이터요소(23) 안으로 삽입되어 함몰되면, 이로 인하여 변환형 캐비테이터(20)는 최종적으로 원판형상을 갖게 된다(도 5의 C).
The
이때 변환형 캐비테이터(20)가 종국적으로 원판형상이 되고 이에 따라 원판형 캐비테이터의 장점을 갖기 위해서는, 제1캐비테이터요소(21)의 높이(H1)는 제2캐비테이터요소(22)의 높이(H2)보다 작거나 같고 제2캐비테이터요소(22)의 높이(H2)는 제3캐비테이터요소(23)의 높이(H3)보다 작거나 같은 관계가 되는 것이 바람직하다. 참고로, 도 5의 실시 예에서는 제1캐비테이터요소(21), 제2캐비테이터요소(22) 및 제3캐비테이터요소(23)의 높이(H1, H2, H3)가 모두 같은 관계가 나타나 있다. 만약, 제1캐비테이터요소(21)의 높이(H1)가 제2캐비테이터요소(22)나 제3캐비테이터요소(23)의 높이(H2, H3)보다 크거나 제2캐비테이터요소(22)의 높이(H2)가 제3캐비테이터요소(23)의 높이(H3)보다 크다면 변환형 캐비테이터(20)는 어느 정도의 원뿔형상을 계속 유지하게 되므로 바람직하지 못하다.
The height H1 of the
제1캐비테이터요소(21)에는 후방으로 향하는 피스톤축(31)이 연결되며 상기 피스톤축(31)의 끝단에는 피스톤(32)이 설치된다. 그리고 제3캐비테이터요소(23)에는 후방으로 향하는 실린더(33)가 연결된다. 피스톤축(31)은 제2캐비테이터요소(22)와 제3캐비테이터요소(23)를 관통하여 실린더(33) 안까지 연장되며 피스톤(32)은 피스톤축(31)의 이동에 따라 실린더(33)의 벽을 타고 후방으로 이동하게 된다. 이때 피스톤축(31)이 이동하는 경우는 제1캐비테이터요소(21) 또는 제2캐비테이터요소(22)가 후방으로 함몰되는 경우이다(도 5의 B, C).
A
한편, 제2캐비테이터요소(22)의 후단에는 제1슬라이딩요소(40)가 설치된다. 제1슬라이딩요소(40)는 몸체 가운데에 관통구를 구비하며 피스톤축(31)은 상기 관통구를 통과한다. 또한 제1슬라이딩요소(40)는 제2캐비테이터요소(22)가 제3캐비테이터요소(23) 안으로 삽입되어 함몰되는 경우 제2캐비테이터요소(22)에 의해 밀려 실린더(33) 안으로 들어간다(도 5의 C). 이하, 본 발명에서 제1슬라이딩요소(40)를 둔 이유에 대하여 설명한다.
On the other hand, a first sliding
초월공동 수중운동체(10)가 발사된 이후 속도가 증가함에 따라 변환형 캐비테이터(20)는 전방으로부터 수중운동체(10)의 진행을 방해하는 저항을 받게 되며 그 힘은 수중운동체(10)의 속도에 비례하여 증가하게 된다. 그리고 상기 힘에 의하여 제1캐비테이터요소(21)와 제2캐비테이터요소(22)는 후방으로 순차적으로 삽입되어 함몰된다. 이때 제1슬라이딩요소(40)와 실린더(33) 벽면 간의 마찰력에 따라 제2캐비테이터요소(22)의 함몰 시점, 즉 변환형 캐비테이터(20)의 형상변경 시점이 조절될 수 있다.
As the velocity increases after the transom communal
제1슬라이딩요소(40)와 실린더(33) 벽면 간의 마찰력이 큰 경우에는 제1슬라이딩요소(40)가 실린더(33) 안으로 밀려들어가기 위해 큰 힘이 필요하며 마찰력이 작은 경우에는 상대적으로 작은 힘이 필요하다. 따라서 제1슬라이딩요소(40)와 실린더(33) 벽면 간의 마찰력이 크게 되도록 하면 제2캐비테이터요소(22)는 수중운동체(10)의 속도가 상당히 증가한 시점, 즉 변환형 캐비테이터(20)에 가해지는 저항이 상당히 큰 시점이 되어야 비로소 제3캐비테이터요소(23) 안으로 함몰될 수 있지만, 마찰력이 작게 되도록 하면 수중운동체(10)의 속도가 상대적으로 높지 않은 시점에서도 제2캐비테이터요소(22)가 제3캐비테이터요소(23) 안으로 함몰되는 것이 가능하다.
When the friction force between the first sliding
제1슬라이딩요소(40)는 금속이나 고무 기타 합성섬유 재질로 제작될 수 있으며 제1슬라이딩요소(40)의 크기나 재질에 따라 제1슬라이딩요소(40)와 실린더(33) 벽면 간의 마찰력을 조절하는 것이 가능하다.
The first sliding
한편, 실린더(33)의 후단에는 압축공기탱크(50)가 연결되며 상기 압축공기탱크(50)의 내부에는 압축공기가 저장된다. 그리고 압축공기탱크(50)의 내부 전단에는 제2슬라이딩요소(60)가 설치된다. 즉, 제2슬라이딩요소(60)는 실린더(33)의 후단과 압축공기탱크(50)의 전단이 맞닿는 위치에 설치된다. 제2슬라이딩요소(60)는 제2캐비테이터요소(22)가 제3캐비테이터요소(23) 안으로 삽입되어 함몰되는 경우 피스톤(32)에 의해 밀려 압축공기탱크(50)의 벽을 타고 후방으로 이동하게 된다(도 5의 C).
Meanwhile, a
압축공기탱크(50)의 후단에는 압축공기이동관(70)이 연결된다. 압축공기탱크(50)의 후단은 압축공기가 밖으로 빠져나오는 출구에 해당하는 것인데, 초기(초월공동 수중운동체(10)의 발사 시점)에는 상기 출구가 압축공기밸브(71)에 의해 닫혀 있다. 압축공기밸브(71)는 압축공기탱크(50)와 압축공기이동관(70)의 연결지점에 설치되며, 초월공동 수중운동체(10)의 발사 후 일정 시점이 지나 압력센서(90)의 작동에 따라 열린다.
A compressed air moving pipe (70) is connected to the rear end of the compressed air tank (50). The outlet of the
즉, 상기와 같이 피스톤(32)이 후방으로 이동(도 5의 B)하거나 제2슬라이딩요소(60)가 후방으로 이동(도 5의 C)하면, 실린더(33) 또는 압축공기탱크(50) 내부의 압력이 증가하게 되며, 상기 압력의 증가에 따른 압력센서(90)의 작동 시 압축공기밸브(71)가 열리게 된다. 그러면 압축공기탱크(50)의 출구가 열리게 되며 이때 상기 출구로 나온 압축공기는 압축공기이동관(70)을 따라 이동하여 최종적으로는 압축공기배출구(80)를 통해 외부(수중)로 배출된다.
5B) or the second sliding
이와 관련하여, 상기 압축공기배출구(80)의 압축공기 배출 시점은 압력센서(90)의 설정 값에 의하여 능동적으로 조절된다. 압력센서(90)는 압축공기탱크(50) 내부의 공기압을 계측하며 압축공기밸브(71)와 전기적으로 연결된다(도 4). 상기 압력센서(90)는 계측된 공기압이 설정 값을 초과하면 압축공기밸브(71)를 열어 압축공기탱크(50) 내부의 압축공기가 외부로 배출되도록 한다. 따라서 만약 압력센서(90)의 설정 값이 크다면 압축공기 배출 시점은 느려지겠지만, 반대로 압력센서(90)의 설정 값이 작다면 그만큼 압축공기 배출 시점도 빨라지게 된다. 정리하자면, 압력센서(90)의 설정 값이 크면 클수록 압축공기배출구(80)의 압축공기 배출 시점은 느려지고, 압력센서(90)의 설정 값이 작으면 작을수록 압축공기배출구(80)의 압축공기 배출 시점은 빨라지게 되는 것이다.
In this regard, the compressed air discharge time point of the
한편, 본 발명에서 압축공기배출구(80)를 둔 이유는 인공초월공동(Artificial Supercavity)을 형성하기 위함이다. 인공초월공동은 자연초월공동(Natural Supercavity)에 대비되는 것으로, 자연초월공동이 자연현상에 따라 초월공동이 발생하는 것이라면 인공초월공동은 초월공동의 발생을 자연현상에만 맡기지 않고 이를 위해 인위적 조작을 가하는 것을 말한다.
Meanwhile, the reason why the
자연초월공동의 경우 공동은 수중운동체(10)의 속도가 높아져 물체 주위의 국부압력이 유체의 증기압보다 낮아져야 발생하지만, 본 발명의 경우에는 수중운동체(10)의 발사 시 물체 주위로 배출되는 공기에 의하여 곧바로 국부압력이 낮아지므로 자연초월공동 대비 속도가 낮은 구간에서도 공동이 쉽게 발생한다. 이는 곧 본 발명의 경우 자연초월공동보다 이른 시점에 초월공동이 형성될 수 있음을 의미하는 것이다.
In the case of the natural transocean cavity, the cavity has to have a higher velocity of the
상기와 같은 인공초월공동을 형성하기 위하여 압축공기배출구(80)는 초월공동 수중운동체(10)의 전단부에 설치된다. 그리고 압축공기탱크(50)의 압축공기가 상기 압축공기배출구(80)까지 이동하기 위한 통로인 압축공기이동관(70)이 설치된다. 도 4 및 도 5의 실시 예에서 보면 압축공기이동관(70)이 압축공기탱크(50)의 출구에서 시작하여 그 끝단이 상기 압축공기배출구(80) 쪽으로 휘어지도록 설계되어 있다. 압축공기배출구(80)의 위치 및 개수는 수중운동체(10)의 크기나 형상 등에 따라 다양하게 설계될 수 있으나, 수중운동체(10)의 저항 및 직진안정성 측면을 고려할 때 압축공기배출구(80)의 위치 및 개수는 수중운동체(10)의 상하 및 좌우로 대칭이 되도록 설계되는 것이 바람직하다. 참고로, 본 발명의 실시 예에서는 총 4개의 압축공기배출구(80)가 상하 및 좌우로 대칭이 되도록 설치되었으며, 상기 각각의 압축공기배출구(80)는 네 갈래로 갈라진 압축공기이동관(70)의 끝단과 일대일로 연결되었다.
The
한편, 압축공기배출구(80)가 2개 이상인 경우 각각의 압축공기배출구(80)가 선택적으로 개폐될 수 있도록 구성하는 것은 수중운동체(10)의 안정적인 운항에 긍정적 영향을 미친다는 측면에서 매우 바람직하다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예와 같이 압축공기배출구(80)가 수중운동체(10)의 상하 및 좌우에 각각 1개씩 설치된 경우라면, 수중운동체(10)의 운항 속도에 따라 하부 1개의 압축공기배출구(80)를 통하여 먼저 압축공기가 배출되고 그 다음 좌우 2개의 압축공기배출구(80), 상부 1개의 압축공기배출구(80)의 순서로 압축공기가 배출되도록 구성하는 것이다(물론 최종적으로는 4개의 모든 압축공기배출구(80)를 통하여 압축공기가 배출되는 상태가 될 것이다). 이를 통하여 수중운동체(10)의 운항 상태에 따른 맞춤형 초월공동 형성이 가능해질 수 있다.
On the other hand, when the number of
이를 위하여 본 발명에서는 압축공기탱크(50)의 전방에 서브압축공기이동관(100)을 구비한다. 서브압축공기이동관(100)은 실린더(33)의 내부 공간과 압축공기이동관(70)을 연결하는 관으로, 이러한 서브압축공기이동관(100)은 압축공기이동관(70)에 대하여 바이패스(By-pass) 관의 형태로 연결된다. 그리고 서브압축공기이동관(100)에는 서브압축공기이동관(100)의 개폐를 위한 서브압축공기밸브(101)를 설치하는바, 상기 서브압축공기밸브(101)는 서브압력센서(110)의 작동에 따라 개폐된다.
To this end, a sub compressed
즉, 도 5의 B와 같이 피스톤(32)이 후방으로 이동하여 실린더(33) 내부의 압력이 증가하게 되면, 상기 압력의 증가에 따른 서브압력센서(110)의 작동에 따라 서브압축공기밸브(101)가 열리게 된다. 그러면 서브압축공기이동관(100)을 따라 실린더(33) 내부의 압축공기가 압축공기이동관(70)으로 이동하여 최종적으로는 압축공기배출구(80)를 통해 외부(수중)로 배출된다.
5B, when the
이와 관련하여, 서브압축공기밸브(101)의 개폐 시점은 서브압력센서(110)의 설정 값에 의하여 능동적으로 조절된다. 서브압력센서(110)는 실린더(33) 내부의 공기압을 계측하며 서브압축공기밸브(101)와 전기적으로 연결된다(도 4). 상기 서브압력센서(110)는 계측된 공기압이 설정 값을 초과하면 서브압축공기밸브(101)를 열어 실린더(33) 내부의 압축공기가 압축공기이동관(70)으로 이동하도록 한다. 따라서 만약 서브압력센서(110)의 설정 값이 크다면 압축공기의 이동 시점은 느려지겠지만, 반대로 서브압력센서(110)의 설정 값이 작다면 그만큼 압축공기의 이동 시점도 빨라지게 된다. 정리하자면, 서브압력센서(110)의 설정 값이 크면 클수록 압축공기배출구(80)의 압축공기 배출 시점은 느려지고, 서브압력센서(110)의 설정 값이 작으면 작을수록 압축공기배출구(80)의 압축공기 배출 시점은 빨라지게 되는 것이다.
In this regard, the opening and closing timing of the
본 발명의 실시 예에서, 압축공기배출구(80)는 수중운동체(10)의 상하 및 좌우에 각각 1개씩 설치되고, 압축공기이동관(70)은 네 갈래로 갈라져 그 끝단이 압축공기배출구(80)에 일대일로 연결된다. 그리고 서브압축공기이동관(100)은 총 4개가 구비되며, 각각의 서브압축공기이동관(100)은 압축공기이동관(70)의 네 갈래 관에 대하여 바이패스 관의 형태로 연결된다. 그리고 4개의 서브압축공기이동관(100) 각각에는 서브압축공기밸브(101)가 설치되며, 각각의 서브압축공기밸브(101)는 서브압력센서(110)와 개별적으로 연결된다.
In the embodiment of the present invention, one
만약 하부 1개의 압축공기배출구(80)로 향하는 서브압축공기이동관(100)의 서브압축공기밸브(101)와 연결된 서브압력센서(110)의 설정 값을 가장 작게 되도록 하고, 그 다음 좌우 2개의 압축공기배출구(80), 상부 1개의 압축공기배출구(80)로 향하는 서브압축공기이동관(100)의 서브압축공기밸브(101)와 연결된 서브압력센서(110)의 설정 값을 순서대로 점차 크게 되도록 하면, 수중운동체(10)의 발사 후 운항 속도가 증가함에 따라 하부 1개의 압축공기배출구(80)를 통하여 먼저 압축공기가 배출되고 그 다음 좌우 2개의 압축공기배출구(80), 상부 1개의 압축공기배출구(80)의 순서로 압축공기가 배출되며, 최종적으로는 최후방의 압축공기밸브(71)가 열리면서 4개의 압축공기배출구(80)를 통하여 실린더(33) 및 압축공기탱크(50) 내부의 압축공기가 모두 외부로 배출되는 상황을 구현할 수 있다.
If the set value of the
이상의 설명과 같이 본 발명에 의하면, 초월공동 수중운동체(10)의 발사 초기에는 변환형 캐비테이터(20)가 원뿔형상을 유지하므로 기존의 원판형 캐비테이터에 비해 저항과 기진력을 줄일 수 있다(도 5의 A). 그리고 속도가 점차 증가함에 따라 변환형 캐비테이터(20)가 순차적으로 원판형상으로 변하므로 이에 따라 발생하는 초월공동 형상도 기존의 원뿔형 캐비테이터에 비해 커지게 된다(도 5의 C). 때문에 수중운동체(10)의 몸체 형상에 제한을 덜 받는다.
As described above, according to the present invention, since the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and accompanying drawings. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
10 : 수중운동체 20 : 변환형 캐비테이터
21 : 제1캐비테이터요소 22 : 제2캐비테이터요소
22a : 제1수용공간 22b : 제1스토퍼
23 : 제3캐비테이터요소 23a : 제2수용공간
23b : 제2스토퍼 31 : 피스톤축
32 : 피스톤 33 : 실린더
40 : 제1슬라이딩요소 50 : 압축공기탱크
60 : 제2슬라이딩요소 70 : 압축공기이동관
71 : 압축공기밸브 80 : 압축공기배출구
90 : 압력센서 100 : 서브압축공기이동관
101 : 서브압축공기밸브 110 : 서브압력센서10: underwater vehicle 20: convertible cavitator
21: first cavitator element 22: second cavitator element
22a:
23: third
23b: second stopper 31: piston shaft
32: piston 33: cylinder
40: first sliding element 50: compressed air tank
60: second sliding element 70: compressed air moving tube
71: Compressed air valve 80: Compressed air outlet
90: Pressure sensor 100: Sub compressed air moving tube
101: Sub compressed air valve 110: Sub pressure sensor
Claims (14)
상기 변환형 캐비테이터(20)의 후방에 설치되며 내부에 압축공기를 저장하는 압축공기탱크(50);
상기 압축공기탱크(50) 내부의 공기압을 계측하며 계측된 공기압이 설정 값을 초과하면 압축공기밸브(71)를 여는 압력센서(90); 및
상기 수중운동체(10)의 전단부에 설치되며 상기 압축공기탱크(50) 내부의 압축공기를 상기 수중운동체(10) 외부로 배출하여 인공초월공동을 형성하는 압축공기배출구(80);
를 포함하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템으로서,
상기 변환형 캐비테이터(20)는 2개 이상의 캐비테이터요소를 구비하는바, 각각의 캐비테이터요소는 상기 수중운동체(10)의 발사 초기에는 전후 방향으로 층을 이루어 원뿔형상을 이루다가 상기 수중운동체(10)의 속도가 증가하면 전방의 캐비테이터요소가 후방의 캐비테이터요소 안으로 순차적으로 삽입되어 함몰되면서 최종적으로는 원판형상을 이루며,
상기 압축공기탱크(50)는 상기 압력센서(90) 및 상기 압축공기밸브(71)의 작동에 따라 내부의 압축공기를 상기 압축공기배출구(80)로 배출하되,
상기 압축공기배출구(80)의 압축공기 배출 시점은 상기 압력센서(90)의 설정 값에 의하여 능동적으로 조절되는바, 상기 설정 값이 크면 클수록 상기 압축공기배출구(80)의 압축공기 배출 시점은 느려지고 상기 설정 값이 작으면 작을수록 상기 압축공기배출구(80)의 압축공기 배출 시점은 빨라지는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.A convertible cavitator (20) installed at the front of the underwater vehicle (10) and changing from a cone shape to a disc shape when the underwater vehicle (10) is fired;
A compressed air tank (50) installed at the rear of the conversion type cavitator (20) and storing compressed air therein;
A pressure sensor (90) for measuring the air pressure in the compressed air tank (50) and opening the compressed air valve (71) when the measured air pressure exceeds a set value; And
A compressed air outlet (80) installed at a front end of the underwater vehicle (10) and discharging compressed air in the compressed air tank (50) to the outside of the underwater vehicle (10) to form an artificial transit cavity;
An active cavitator system of a transcendental cavity underwater vehicle,
The conversion type cavitator 20 includes two or more cavitator elements. The cavitator elements form a conical shape in the forward and backward directions at the initial stage of the launch of the underwater movement body 10, When the velocity of the capillary element 10 increases, the front cavitator element is sequentially inserted into the rear capitator element,
The compressed air tank 50 discharges compressed air inside the compressed air outlet 80 according to the operation of the pressure sensor 90 and the compressed air valve 71,
The compressed air discharge time point of the compressed air discharge port 80 is actively controlled by the set value of the pressure sensor 90. The larger the set value is, the slower the compressed air discharge time point of the compressed air discharge port 80 becomes And the compressed air discharge time of the compressed air discharge port (80) is accelerated as the set value becomes smaller.
상기 변환형 캐비테이터(20)는 제1캐비테이터요소(21), 제2캐비테이터요소(22) 및 제3캐비테이터요소(23)를 구비하는바,
상기 수중운동체(10)의 발사 초기에는 상기 제1캐비테이터요소(21), 상기 제2캐비테이터요소(22) 및 상기 제3캐비테이터요소(23)가 전방에서부터 후방으로 순서대로 층을 이루어 원뿔형상을 이루며,
상기 수중운동체(10)의 속도가 증가하면 제일 먼저 상기 제1캐비테이터요소(21)가 상기 제2캐비테이터요소(22) 안으로 삽입되어 함몰되고 그 다음 상기 제1캐비테이터요소(21)와 상기 제2캐비테이터요소(22)가 함께 상기 제3캐비테이터요소(23) 안으로 삽입되어 함몰됨에 따라 종국에는 원판형상을 이루는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.The method according to claim 1,
The transformable cavitator 20 comprises a first cavitator element 21, a second cavitator element 22 and a third cavitator element 23,
The first cavitator element 21, the second cavitator element 22 and the third cavitator element 23 are sequentially layered from the front to the rear in the initial stage of the launch of the underwater vehicle 10, Shaped,
As the speed of the underwater vehicle 10 increases, the first cavitator element 21 is first inserted and recessed into the second cavitator element 22, and then the first cavitator element 21 and the second cavitator element 22, Characterized in that the second cavitator element (22) is inserted into the third cavitator element (23) and is concaved to eventually form a disc shape.
상기 제1캐비테이터요소(21)는 원뿔형상인 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.The method of claim 2,
Characterized in that the first cavitator element (21) is a conical shape.
상기 제2캐비테이터요소(22)는 원뿔의 상단부가 잘려나간 형상이며 상기 제1캐비테이터요소(21)를 수용할 수 있는 제1수용공간(22a)과 상기 제1수용공간(22a) 안으로 삽입되는 상기 제1캐비테이터요소(21)가 상기 제2캐비테이터요소(22)를 통과하여 빠져 나가지 않도록 잡아주는 제1스토퍼(22b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.The method of claim 2,
The second cavitator element 22 is formed in a shape that the upper end of the cone is cut away and has a first accommodation space 22a capable of accommodating the first cavitator element 21 and a second accommodation space 22b And a first stopper (22b) for holding the first cavitator element (21) in the second cavitator element (22) so that the first cavitator element (21) does not escape through the second cavitator element (22) .
상기 제3캐비테이터요소(23)는 원뿔의 상단부가 잘려나간 형상이며 상기 제2캐비테이터요소(22)를 수용할 수 있는 제2수용공간(23a)과 상기 제2수용공간(23a) 안으로 삽입되는 상기 제2캐비테이터요소(22)가 상기 제3캐비테이터요소(23)를 통과하여 빠져 나가지 않도록 잡아주는 제2스토퍼(23b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.The method of claim 2,
The third cavitator element 23 includes a second accommodating space 23a in which the upper end of the cone is cut and is capable of receiving the second cavitator element 22 and a second accommodating space 23b that is inserted into the second accommodating space 23a. And a second stopper (23b) for holding the second cavitator element (22), which prevents the second cavitator element (22) from escaping through the third cavitator element (23) .
상기 제1캐비테이터요소(21)의 높이(H1)는 상기 제2캐비테이터요소(22)의 높이(H2)보다 작거나 같고 상기 제2캐비테이터요소(22)의 높이(H2)는 상기 제3캐비테이터요소(23)의 높이(H3)보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.The method of claim 2,
The height H1 of the first cavitator element 21 is less than or equal to the height H2 of the second cavitator element 22 and the height H2 of the second cavitator element 22 is less than the height H2 of the second cavitator element 22. [ 3 < / RTI > of the cavitator element (23) is less than or equal to the height (H3) of the cavitator element (23).
상기 제1캐비테이터요소(21)에는 후방으로 향하는 피스톤축(31)이 연결되고 상기 피스톤축(31)의 끝단에는 피스톤(32)이 설치되며,
상기 제3캐비테이터요소(23)에는 후방으로 향하는 실린더(33)가 연결되고 상기 피스톤축(31)은 상기 제2캐비테이터요소(22)와 상기 제3캐비테이터요소(23)를 관통하여 상기 실린더(33) 안까지 연장되며,
상기 피스톤(32)은 상기 제1캐비테이터요소(21) 또는 상기 제2캐비테이터요소(22)가 후방으로 함몰될 때 상기 피스톤축(31)의 이동에 따라 상기 실린더(33)의 벽을 타고 후방으로 이동하는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.The method of claim 2,
A piston piston 31 is connected to the first cavitator element 21 and a piston 32 is installed at an end of the piston shaft 31,
A rearwardly facing cylinder 33 is connected to the third cavitator element 23 and the piston shaft 31 penetrates the second cavitator element 22 and the third cavitator element 23, Extends to the inside of the cylinder 33,
The piston 32 rides on the wall of the cylinder 33 in accordance with the movement of the piston shaft 31 when the first cavitator element 21 or the second cavitator element 22 is depressed rearward Wherein the first and second passageways move backward.
상기 제2캐비테이터요소(22)의 후단에는 제1슬라이딩요소(40)가 설치되는바, 상기 제1슬라이딩요소(40)는 상기 제2캐비테이터요소(22)에 의해 후방으로 밀려 상기 실린더(33) 안으로 들어가는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.The method of claim 7,
A first sliding element 40 is provided at the rear end of the second cavitator element 22 so that the first sliding element 40 is pushed rearward by the second cavitator element 22, 33). ≪ RTI ID = 0.0 > 33. < / RTI >
상기 제1슬라이딩요소(40)와 상기 실린더(33) 벽면 간의 마찰력에 따라 상기 변환형 캐비테이터(20)의 형상변경 시점이 조절되는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.The method of claim 8,
Wherein the changing point of the shape of the translucent cavitator (20) is adjusted according to the frictional force between the first sliding element (40) and the wall surface of the cylinder (33).
상기 실린더(33)의 후단에는 상기 압축공기탱크(50)가 연결되며 상기 압축공기탱크(50)의 내부 전단에는 제2슬라이딩요소(60)가 설치되는바, 상기 제2슬라이딩요소(60)는 상기 피스톤(32)에 의해 밀려 상기 압축공기탱크(50)의 후방으로 이동하는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.The method of claim 7,
The compressed air tank 50 is connected to a rear end of the cylinder 33 and a second sliding element 60 is installed at an inner front end of the compressed air tank 50. The second sliding element 60 And is pushed by the piston (32) to move backward of the compressed air tank (50).
상기 압축공기탱크(50)의 출구에는 압축공기이동관(70)이 연결되며, 상기 압축공기탱크(50)와 상기 압축공기이동관(70)의 연결지점에는 압축공기밸브(71)가 설치되는바, 상기 압축공기탱크(50)의 출구는 상기 수중운동체(10)의 발사 초기에는 상기 압축공기밸브(71)에 의해 닫혀 있다가 상기 수중운동체(10)의 속도가 점차 증가하면서 상기 압력센서(90)가 작동함에 따라 열리는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.The method of claim 10,
A compressed air moving pipe 70 is connected to an outlet of the compressed air tank 50 and a compressed air valve 71 is installed at a connecting point between the compressed air tank 50 and the compressed air moving pipe 70, The outlet of the compressed air tank 50 is closed by the compressed air valve 71 at an initial stage of the launch of the underwater vehicle 10 and the speed of the underwater vehicle 10 gradually increases, Is opened in response to actuation of the actuator.
상기 압축공기배출구(80)의 위치 및 개수는 상기 수중운동체(10)의 상하 및 좌우로 대칭이 되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.The method of claim 11,
Wherein the position and number of the compressed air outlet (80) are designed to be symmetrical with respect to the up, down, left and right sides of the underwater vehicle (10).
상기 압축공기배출구(80)가 2개 이상인 경우 상기 각각의 압축공기배출구(80)가 선택적으로 개폐될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.The method of claim 12,
Wherein the compressed air outlet (80) is selectively opened and closed when the compressed air outlet (80) is two or more.
상기 실린더(33)의 내부 공간과 상기 압축공기이동관(70)을 연결하는 관으로 상기 압축공기이동관(70)에 대하여 바이패스(By-pass) 관의 형태로 연결되는 서브압축공기이동관(100);
상기 서브압축공기이동관(100)에 설치되며, 서브압력센서(110)의 작동에 따라 상기 서브압축공기이동관(100)을 개폐하는 서브압축공기밸브(101) 및;
상기 서브압축공기밸브(101)와 전기적으로 연결되며, 상기 실린더(33) 내부의 공기압을 계측하여 상기 계측된 공기압이 설정 값을 초과하면 상기 서브압축공기밸브(101)를 열어 상기 실린더(33) 내부의 압축공기가 상기 서브압축공기이동관(100)을 통하여 상기 압축공기이동관(70)으로 이동하도록 하는 서브압력센서(110);
를 구비하는 것을 특징으로 하는 초월공동 수중운동체의 능동형 캐비테이터 시스템.14. The method of claim 13,
A sub compressed air moving pipe 100 connected to the compressed air moving pipe 70 in the form of a by-pass pipe by a pipe connecting the internal space of the cylinder 33 and the compressed air moving pipe 70, ;
A sub compressed air valve 101 installed in the sub compressed air moving pipe 100 for opening and closing the sub compressed air moving pipe 100 according to the operation of the sub pressure sensor 110;
Compressed air valve 101 and measures the air pressure inside the cylinder 33. When the measured air pressure exceeds the set value, the sub-compressed air valve 101 is opened to open the cylinder 33, A sub pressure sensor (110) for causing the compressed air in the inside to move to the compressed air moving pipe (70) through the sub compressed air moving pipe (100);
Wherein the active cavitator system comprises:
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