KR101644184B1 - 모터 보트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 몸체부가 수면으로부터 일정 거리 이격되고 추진체부는 수중에 잠긴 상태로 고속 향해가 가능한 모터 보트에 관한 것이다. 본 발명에 따른 모터 보트는 고속 운항이 가능할 뿐만 아니라 수면과 공중의 착시현상이 방지될 수 있으므로 안전하다.

Description

모터 보트{Motor boat}

본 발명은 몸체부가 수면으로부터 일정 거리 이격되고 추진체부는 수중에 잠긴 상태로 고속 향해가 가능한 모터 보트에 관한 것이다.

일반적으로, 수면비행선박은 Wing In Ground의 앞글자를 따라서 "WIG선"으로 칭하는데, 위그선은 수면 바로 위에서 양력이 급증하는 해면효과를 이용하여 수면 가까이에서 떠다니는 비행체로 알려져 있다.

위그선이 비행할 때에는 수면효과를 이용하여 항력의 증가없이 양력을 증가시켜 기존의 선박이나 항공기보다 안정된 상태로 비행하게 되므로 위그선은 운송효율이 매우 높은 초고속 해양 운송 시스템이라 할 수 있으며, 현재 대부분 파도가 거의 없는 내수면이나 내해에서 사용되고 있다.

위그선은 공기부양방식을 이용한 호버크래프트나 해면효과선(SES) 등이 이미 있는데, 이러한 방식은 선체 하부에 설치된 부양팬을 이용하여 고압공기를 넣음으로써 선체를 부양시키는 방식으로 정수 중 초고속으로 항주한다. 그러나, 이러한 공기부양 방식은 파랑이 있는 상태에서는 조파저항과 부가저항의 엄청난 증가로 필요 이수속도에 도달하지 못하여 이수에 필요한 양력 또한 부족하게 된다.

현재까지 개발된 위그선은 우수한 운송 효율을 갖고 있음에도 불구하고 내항성능이 떨어져 파랑이 있는 경우에 이착수가 취약하다는 단점을 갖고 있어 아직 사용화 초기단계에 머물고 있다.

이를 해결하기 위하여 대형추진기관 및 보조선체의 이용, 동력장치의 위치조정 등 여러 가지 방법이 제시되었으나 안전성이나 에너지 효율성이 떨어져서 실용화에 어려움을 겪고 있다.

한국 특허공보 제10-0441112(2004.07.09) 한국 공개특허공보 제10-2005-0061749(2005.06.23)

본 발명자들은 안전하면서도 고속 향해가 가능한 모터 보트를 개발하기 위하여 예의 연구한 결과, 후술하는 바와 같은 구조를 갖는 모터 보트가 수면으로부터 일정 거리 이격되어 고속 향해가 가능하면서도 대단히 안전하여 실용화가 가능함을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은, 일면에 있어서,

선체의 몸체부가 수면으로부터 일정 거리를 유지하여 운항 가능한 모터 보트에 있어서,

선체 또는 비행기의 외형을 이루고, 내부에 화물 및 승객의 탑승 공간이 형성되며, 하부에 엔진룸을 구비하는 선체의 몸체부;

상기 선체의 몸체부의 상면 양측에 일체로 연결된 날개를 구비하여 운행시 양력 및 방향 조절이 가능한 양력부;

선체의 몸체부의 후단에 일체로 연결되고, 운항시 몸체부를 수면으로 상승시키는 추진체부;

엔진룸의 동력을 추진체부에 전달하는 동력 전달부;

선체의 방향 및 운전을 조종하는 조종부; 및

선체의 작동을 제어하는 제어부;로 이루어지고,

추진체의 일부가 수중에 잠긴 상태에서 무엔진 양력부의 양력과 추진체의 추진력에 의하여 선체의 몸체부가 수면으로부터 일정거리를 유지한 상태로 고속 운항이 가능한 것을 특징으로 하는 모터 보트를 제공하는데에 있다.

본 발명에 따른 모터 보트는 고속 운항이 가능할 뿐만 아니라 수면과 중의 착시현상이 방지될 수 있으므로 안전하다.

도 1은 종래의 위그선에 대한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 모터 보트의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 모터 보트의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 모터 보트의 배면도이다.
도 5는 상기 양력부의 날개 형상을 나타낸 측면도이다.
도 6은 추진체부의 측면도이다.
도 7은 추진체부의 정면도이다.
도 8은 추진체부의 배면도의 일례이다.

본 발명은, 일면에 있어서,

선체의 몸체부가 수면으로부터 일정 거리를 유지하여 운항 가능한 모터 보트에 있어서,

선체 또는 비행기의 외형을 이루고, 내부에 화물 및 승객의 탑승 공간이 형성되며, 하부에 엔진룸을 구비하는 선체의 몸체부;

상기 선체의 몸체부의 상면 양측에 일체로 연결된 날개를 구비하여 운행시 양력 및 방향 조절이 가능한 양력부;

선체의 몸체부의 후단에 일체로 연결되고, 운항시 몸체부를 수면으로 상승시키는 추진체부;

엔진룸의 동력을 추진체부에 전달하는 동력 전달부;

선체의 방향 및 운전을 조종하는 조종부; 및

선체의 작동을 제어하는 제어부;로 이루어지고,

추진체의 일부가 수중에 잠긴 상태에서 양력부의 양력과 추진체의 추진력에 의하여 선체의 몸체부가 수면으로부터 일정거리를 유지한 상태로 고속 운항이 가능한 것을 특징으로 하는 모터 보트를 제공한다.

본 발명은, 추가의 일면에 있어서, 상기 몸체는 좌우가 대칭인 것을 특징으로 하는 모터 보트를 제공한다.

본 발명은, 다른 일면에 있어서, 상기 양력부는 날개의 측단부에 에어런이 구비되고, 날개 측면은 전면의 각도가 원만하거나 급격하게 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 보트를 제공한다.

본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서, 상기 추진체부는 배면에서 볼 때 상광하협의 구조로 이루어지고, 측면에서 볼 때 후면으로 갈수록 쳐지거나 좁아지는 4면체 형상 또는 원형의 관으로 구성되고, 직선형 또는 유선형의 형상으로 이루어진 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 보트를 제공한다.

본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서, 상기 하우징은 하부에 평형수를 수용하는 공간을 학보하고, 저면에 평형수가 충전 및 배출되는 도어를 구비한 것을 특징으로 하는 모터 보트를 제공한다.

본 발명은, 더욱 추가의 일면에 있어서, 상기 추진체부는 하우징의 단부에 수평판 및 스크류가 장착되는 것을 특징으로 하는 모터 보트를 제공한다.

본 발명은, 더욱 추가의 일면에 있어서, 상기 추진체부의 전면은 몸체부의 후단에 대하여 둔각으로 결합되는 것을 특징으로 하는 모터 보트를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 모터 보트에 대한 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면들을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 달리 언급하지 않더라도 통상의 선박이나 비행기에서 사용되는 기계적 장치나 구성 요소들이 당연히 포함될 수 있는 것으로 이해되어야 하며, 이러한 기계적 장치나 구성 요소들에 대한 세세한 설명은 생략한다. 따라서, 본 발명의 명세서에서는 단순히 조종실이나 엔진룸만을 언급하더라도 이러한 구성 요소들은 그 연결 관계를 구체적으로 언급하지 않은 경우에도 필연적으로 작동 가능하게 연결되는 것으로 이해하여야 한다. 이러한 연결관계는 본 발명의 명세서에서 필수 구성 요소로서 포함되는 것으로서, 본 발명의 범위 및 기재 내용에 포함되는 것으로 한다.

도 1은 종래의 위그선에 대한 개략도이이고, 도 2는 본 발명의 모터 보트의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 모터 보트의 정면도이며, 도 4는 본 발명의 모터 보트의 배면도이다.

본 발명에 모터 보트는 양력부와 추진체부의 협력에 의하여 고속 운항시 선체의 몸체부가 수면으로부터 일정 거리를 유지하여 운항할 수 있는 것을 특징으로 한다.

특히, 본 발명에 따른 모터 보트는 추진체부의 일부가 수중에 잠긴 상태에서 양력부의 양력과 추진체의 추진력에 의하여 선체의 몸체부가 수면으로부터 일정거리를 유지한 상태로 고속 운항이 가능한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 모터 보트는 크게 몸체부(100), 양력부(200), 추진체부(300), 동력전달부(400), 조종실(101) 및 제어부로 이루어진다.

선체의 몸체부(100)은 통상적인 선체 또는 비행기의 외형을 이루고, 이러한 외형 및 내부 구조는 기존의 공지된 것을 포함할 수 있으며, 그 일례를 들면 내부에 조종실(101), 화물 및 승객의 탑승 공간이 형성되며, 하부에 엔진룸(401)을 구비할 수 있다. 물론, 이외에도 통상의 선박에 구비되는 기능적인 요소들을 포함할 수 있음은 자명하다. 상기 몸체부(100)는 좌우가 대칭인 것이 보트의 중심을 바로 잡는 점에 있어서 바람직할 수 있다.

그러한 선체의 하부 형상은 수면(W)의 저항을 최소화하고 유체역학적 부상을 제공하기 위해 일정한 형상을 가지는 것이 더욱 바람직할 수 있으며, 유선형 구조를 갖는 것이 바람직할 수 있고, 그러한 구조는 동력과 연료를 절감시킬 수 있다.

양력부(200)는 통상의 비행기 날개(201)의 형상으로 이루어지는데, 상기 선체의 몸체부(100)의 상면 양측에 일체로 연결된 날개(201)를 구비하여 운행시 양력 및 방향 조절이 가능한 구조로 이루어질 수 있다.

종래의 위그선은 동체 외부에 엔진을 주로 장착하여 개발되었으나, 외부의 엔진 및 프로펠러를 사용한 경우에는 엔진의 가동에 따른 승객의 위험이 있을 뿐만 아니라 운항시 조종사의 사고의 위험성이 높다는 문제점을 수반하였다. 따라서, 추진체가 수면에 잠겨 있는 구조는 공중에 완전히 있는 상태가 아니므로 그만큼 안전성이 확보될 수 있다.

도 5는 상기 양력부(200)의 날개(201) 형상을 나타낸 정면도로서, 측단부에는 에어런(202, 203)를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 양력부(200)의 날개(201)의 형상은 평면에서 볼 때 갈수록 좁아지는 구조 또는 평행한 폭의 구조로 이루어질 수 있으며, 양력을 제공함에 있어서 도 5의 A로 나타낸 바와 같이 측면을 대략 수평으로 이등분하여 볼 때 상부에 형성된 각도가 급격할수록 저속 운항용으로 사용될 수 있고, 각도가 원만할수록 고속의 운항용으로 사용될 수 있다. 따라서, 필요에 따라서 날개 측면은 전면의 각도가 원만하거나 급격하게 형성될 수 있다. 이러한 각도는 모터 보트가 수면으로부터 상승하게 되는 양력을 제공한다.

에어런(202, 203)은 모터 보트의 선회(롤링)시 각도 조절을 용이하게 할 수 있는 구성 요소로서 날개(201) 측단의 하측에 구비되고, 단부가 상하로 기울어지게 작동되는데, 동작시 좌우의 에어런은 항상 반대로 작동을 하게 된다. 지지대(204)는 몸체부(100)와 날개(201) 사이에 설치되어 날개를 지지한다. 일부 도면에서는 편의상 생략하였다.

상기 추진체부(300)는 선체의 몸체부(100)의 후단에 일체로 연결되어 몸체부의 이동과 수면 상승을 가능케하는 구조로 이루어질 수 있고, 정박시에는 수중에 잠기는 부분이나, 운항시 특히 고속운항시는 일부가 수면위로 상승하는 하우징(301)을 포함할 수 있다.

상기 하우징(301)의 형태는 도 4의 배면도에 나타낸 바와 같이 상광하협의 구조로 이루어질 수 있다. 상기 하우징(301)의 측면은 도 2에 나타낸 바와 같이 후면으로 갈수록 쳐지거나 좁아지는 4면체 형상 또는 원형의 관으로 구성되는 것이 좋다.

이러한 추진체부(300)의 하우징(301)는 수평으로 위치한 몸체부에 대하여 기울기를 갖도록 일체로 결합되어 형성될 수 있는데, 그 기울기에 대해서는 90°~180°의 사이에서 형성될 수 있다. 다시 말해서, 추진체부(300)의 전면은 몸체부(100)의 후단에 대하여 둔각으로 결합되고, 수면에 대하여는 예각으로 형성되는데, 예를 들면 45°전후로 형성될 수 있다.

또한, 하우징(301)은 측면에서 보았을 때 직선형 또는 "S"자형 등의 유선형의 형상으로 구부러진 형상으로 이루어질 수 있다.

본 발명은 상기한 바의 양력부(200)와 추진체부(300)의 협력 작용에 의해 동작시 모터 보트가 수면으로부터 일정 거리를 유지하되, 종래의 위그선과는 달리 추진체부(300)의 작동시 양력부(200)에 의하여 모터 보트가 양력을 갖게 되어 수면으로부터 상승되고, 상승되는 높이나 상승되는 시간은 운항 속도에 따라 달라질 수 있고, 특히 날개의 전면에 형성된 경사각도에 따라서 다양하게 설계할 수 있으며, 추진체부(300)는 스크류(305)의 작동에 의해 전진하므로 스크류(305)를 포함하는 추진체부(300)의 하부측은 수면으로부터 이탈되지 않는 본질적 구조를 갖게 되어 안전성을 제공하게 되는 특징을 갖는다.

도 6은 상기 추진체부(300)의 측면도이고, 도 7은 상기 추진체부의 정면도이며, 도 8은 상기 추진체부의 배면도의 일례이다.

물론, 상기 하우징(301)의 하부에는 평형수를 수용하는 공간(309)을 확보하여 평형수를 채울 수 있는 구조가 바람직하고, 평형수는 도어(310)를 통하여 필요에 따라 충전 및 배출되는 구조가 더욱 바람직하다. 모터 보트의 운항시 도어(310)는 자동 개폐되는 구조가 더욱 바람직하다.

추진체부(300)는 선체의 몸체부(100)에 일체로 또는 통상의 결합 수단에 의하여 연결되고, 바람직하게는 후단에 연결되며, 몸체부(100)의 엔진룸(401)에서 발생된 동력은 동력전달 수단을 통하여 스크류(305)에 전달되어 추진력이 제공된다.

상기 추진체부(300)는 상기 하우징(301)의 최단부에 방향타(304)가 상부에서 직접 장착되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 방향타(304)는 상기 하우징(301)의 후단에 결합구(308)를 통하여 직접 결합되는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 방향타는 모터 보트의 가장 뒷쪽에 위치하여 모터 보트의 선회 각도나 진행 방향을 조정하는데 이용된다.

스크류(305)와 수평판(302)은 하우징(301)의 하측 단부에 장착되는데, 스크류(305)는 회전축(405) 상에 직접 또는 간접적으로 결합되는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 모터 보트의 좌우 균형을 유지하는 수평판(302, 엘리베이터라고도 함)은 스크류(305)의 측면에 배치되는 것이 더욱 효율적일 수 있다.

한편, 스크류(305)는 스크류 고정부(303)의 내부에 배치될 수 있고, 스크류 고정부(303)는 회전축(405)에 대하여 상하좌우가 이동가능하게 결합되는 것이 더욱 바람직하다. 이를 위해서는 동력전달부(400)에 유니버셜 조인트 등을 사용하여 회전축(405)의 이동을 자유롭게 하고, 스크류의 고정부(303)는 제어부에 의해 작동가능하게 연결된다. 지지대(306)는 상기 고정부(303)를 지지한다. 도면 부호 307은 스크류 고정구이다. 수평판(302)은 스크류 고정부(303)의 측부에 횡방향으로 설치될 수 있다.

본 발명의 모터 보트는 운항시 스크류(305)를 포함하는 추진체(300)의 일부는 물에 잠긴 상태에서 작동하는데, 운항시 더욱 효율적인 운항을 위하여 추진체(300)는 수중에 일정 깊이로 침수된 채로 작동하며, 높은 추진 효율을 위하여 수중에서 깊이를 조절할 수 있는 것이 더욱 바람직하다.

물론, 이러한 스크류(305)를 포함하는 추진체의 구성은 제트 엔진에 사용되는 임펠러를 포함하는 구조로 대체 가능하다.

동력전달부(400)는 엔진룸(401)에서 발생된 동력을 등속 조인트나 유니버셜 조인트(403)를 거쳐서 추진체부(300)에 전달할 수 있다.

상기 스크류(305)는 동력전달 수단(402, 403, 404, 405)에 작동가능하게 연결되고 회전에 의하여 모터 보트의 추진력을 제공한다. 이러한 구조는 통상의 구조로 연결될 수 있는데, 예를 들면 402는 감속용 기어박스로서 엔진의 회전력을 감속하여 전달하고, 403은 등속 조인트나 유니버셜 조인트로서 단차가 있는 위치에 회전력을 전달할 수 있으며, 404는 감속용 기어박스를 나타낸 것이다. 405는 회전축이고, 406은 베어링 하우징의 구성을 나타낸 것이다.

엔진의 출력은 100~500 km/h의 고속 운항 속도를 제공하기 위하여 통상의 회전수(rpm)의 작동에 의해 속도를 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 스크류는 고속 운항시 3,000 rpm 이상으로 회전하는 것이 바람직할 수 있다.

조종실(101)은 선체의 진행 방향, 방향전환, 속도 등 운전 상태나 조건을 조종하는 수단들을 포함하고, 통상의 선박이나 비행기의 조작에 포함되는 수단들을 특별한 변형이 없이 포함할 수 있다.

예를 들면, 수평판 조작은 레버를 손으로 당기면 상승하고, 밀면 하강하며, 방향타 조작은 발로 작동하는 것이 바람직한데, 레버를 우측발로 밀면 우향으로, 좌측발로 밀면 좌향으로 선회하게 되고, 에어런은 손으로 작동하는 것이 바람직한데 레버를 우측으로 밀면 우측으로 기울어지고, 좌측으로 밀면 좌측으로 기울어지도록 조종기기들을 구비하는 것이 바람직하다.

제어부는 운항 및 각종 동작 기계의 선체의 전반적인 작동을 제어하는 것으로서, 모터 보트의 작동 및 운항 조건을 설정할 수 있는 통상의 수단들을 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 모터 보트의 작동에 관하여 설명한다.

먼저, 운전자는 스위치를 작용시켜 엔진을 가동하고, 정해진 작동 순서에 의하여 운항 조건 및 상태를 점검한 후, 모터 보트의 작동을 개시한다.

모터 보트는 장애물이 많은 연안에서는 저속 주행하여 장애물이 없고 시야 및 안전성이 확보된 넓은 지역에서는 고속 주행을 시작하는 것이 바람직하다.

모터가 일정 속도에 이르면 선체의 몸체부는 수면에서 점점 부상하게 되는데, 본 발명의 구조상 스크류를 포함하는 추진체의 일부는 항시 수중에 잠겨있게 되고, 각도가 조절되는 날개의 양력에 의해 일정 속도 이상에서는 몸체부가 수면으로 부터 일정 거리, 바람직하게는 2~5m, 가장 바람직하게는 3m 내외를 유지하여 운항할 수 있다.

따라서, 추진체는 수직의 길이가 적어도 5 m 이상일 수 있고, 소형 모터 보트에서는 바람직하게는 5~10m의 길이를 갖는다. 그러나, 본 발명은 이러한 길이에 제한되지 않는다.

상술한 바와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 자명하다.

100: 선체의 몸체부 200: 날개부
300: 추진체부 400: 동력전달부

Claims (12)

1. 선체의 몸체부가 수면으로부터 일정 거리를 유지하여 운항 가능한 모터 보트에 있어서,
   선체의 외형을 이루고, 내부에 화물 및 승객의 탑승 공간이 형성되며, 하부에 엔진룸을 구비하는 선체의 몸체부;
   상기 선체의 몸체부의 상면 양측에 일체로 연결된 날개를 구비하여 운행시 양력 및 방향 조절이 가능한 양력부;
   선체의 몸체부의 후단에 일체로 연결되고, 운항시 몸체부를 수면으로 상승시키는 추진체부;
   엔진룸의 동력을 추진체부에 전달하는 동력 전달부;
   선체의 방향 및 운전을 조종하는 조종부; 및
   선체의 작동을 제어하는 제어부;로 이루어지고,
   상기 양력부는 날개의 측단부에 에어런이 구비되고, 날개 측면은 전면의 각도가 원만하거나 급격하게 형성되고, 상기 추진체부는 하우징과 스크류를 포함하며, 상기 하우징은 하부에 평형수를 수용하는 공간을 학보하고, 저면에 평형수가 충전 및 배출되는 도어를 구비하고, 상기 스크류는 스크류 고정부의 내부에 배치되며, 추진체의 일부가 수중에 잠긴 상태에서 양력부의 양력과 추진체의 추진력에 의하여 선체의 몸체부가 수면으로부터 일정거리를 유지한 상태로 고속 운항이 가능한 것을 특징으로 하는 모터 보트.
2. 청구항 1에 있어서,
   좌우가 대칭인 것을 특징으로 하는 모터 보트.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 추진체부는 배면에서 볼 때 상광하협의 구조로 이루어지고, 측면에서 볼 때 후면으로 갈수록 쳐지거나 좁아지는 4면체 형상 또는 원형의 관으로 구성되고, 직선형 또는 유선형의 형상으로 이루어진 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 보트.
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 추진체부는 하우징의 단부에 수평판 및 스크류가 장착되는 것을 특징으로 하는 모터 보트.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 추진체부의 전면은 몸체부의 후단에 대하여 둔각으로 결합되는 것을 특징으로 하는 모터 보트.
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 스크류 고정부는 회전축에 대하여 상하좌우가 이동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 모터 보트.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 스크류 고정부는 측부에 수평판이 횡방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 모터 보트.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력전달부는 엔진룸에서 발생된 동력을 등속 조인트나 유니버셜 조인트를 거쳐서 추진체부에 전달하는 것을 특징으로 하는 모터 보트.
12. 삭제

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