KR101785226B1 - 호버크래프트 기능을 겸비한 에어제트 추진방식의 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은 호버크래프트 기능을 겸비한 에어제트 추진방식의 선박 및 그 구성방법에 관한 것이다.

Description

호버크래프트 기능을 겸비한 에어제트 추진방식의 선박{Air-Jet Propelled Ship has Hovercraft Function And The Composition Method}

본 발명은 호버크래프트 기능을 겸비한 에어제트 추진방식의 선박에 관한 것이다.

일반적으로 동력원을 가진 선박은 프로펠러(Propeller)를 회전시켜 그 추진력으로 이동하고, 경우에 따라 물을 고압으로 분사하는 워터제트(Water-Jet) 방식으로 추진력을 얻는데, 선체는 유선형으로 가늘고 긴 형태를 띠며 선체의 상당부분은 수면 아래에 잠겨 있어 안정성을 높이는 반면 추진력을 떨어뜨리는 측면도 있다.

한편 호버크래프트(Hovercraft)는 기존 선박의 원리와 달리 항공기용 프로펠러(Propeller)를 이용하여 추력을 발생시키는데 일부는 선체 하부에 공급하여 선체를 부상시키고 나머지 부분은 후방으로 향하여 추진력을 얻게 되는데, 선저(船底)면이 평면으로 되어있어 선체가 수면위에 떠서 달릴 수 있는 구조로 되어있다.

다른 한편으로 위그선(Wing-in-Ground effect ship)은 선박과 비행기의 중간 형태로 수면에 이착륙을 하고 저고도의 비행이 가능한 구조로 되어있다.

일반적인 선박의 경우 안정성과 대중성 및 오랜 세월동안 사용해온 검증의 결과가 있기는 하지만, 속도와 연료 효율적 측면이나 프로펠러(Propeller)에 밧줄 또는 그물 등의 이물질이 감기는 사고가 비일비재하기도 하고, 호버크래프트의 경우 고속 운항과, 개펄이나 육지와 바다를 막론하고 기동이 가능하지만 엄청난 연료 소모와 함께 선체 하부에 공기를 가두는 역할을 하는 스커트(Skirt)부분의 손상은 그 경제성과 편리성에 심각한 문제점을 보여주고 있는 한편, 기동 시 발생하는 굉장한 소음과 함께 선체와 수면(지면)의 미끄러짐 현상으로 정밀한 조향이 불가능하고 그 조종 역시 대단히 어려운 측면이 있는 것이 사실이다.

위그선의 경우 아직까지 상용화에 성공하지 못한 대단히 불안정한 방식으로 항공기와 같은 연료소모와 특화된 정박시설 및 비행 시의 불안정성 그리고 대형화에 있어 치명적인 문제점이 있는 것 또한 사실이다.

기존 호버크래프트의 경우 항공기과 같이 프로펠러를 구동하여 후면의 공기를 밀어내어 추진력을 얻고 또한 방향전환 및 브레이크에 있어서도 기존의 호버크래프트는 항공기와 같이 공기 흐름의 방향을 바꾸어주는 방향타를 이용함으로써 즉각적인 방향전환이 불가능하여 이른바 미끄러짐 현상(Skid)이 반드시 일어나게 되어 그 운행과정이 불안정하고 조종성이 현저히 떨어지는 것이다.
종래의 공기부양 선박은 공개특허공보 제10-2012-0048235호(2012.05.15. 공개)가 개시되어있으며 이는 선체의 저면에 고압의 공기를 송기하여 수면으로부터 부양되도록 함으로써 마찰손실을 감소시켜 동력의 효율을 향상시킬 수 있고 연료의 소비를 절감할 수 있도록 하였으나, 선박의 상당부분은 수면 아래에 잠겨 있어 추진력이 떨어지는 단점이 있는 것이다.

공개특허공보 제10-2012-0048235호(2012.05.15. 공개)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은, 종래의 동력원으로 사용되는 선박 및 호버크래프트의 문제점들을 개선하여 새로운 형태의 선박의 구성방법 및 추진체계를 제공하려는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 운송수단은 선박의 흘수선 부분 외곽에 일정한 폭으로 선체의 외벽이 바깥으로 펼쳐져 나올 수 있게 구성하여 그 내부에 유연한 섬유질의 호버크래프트(Hovercraft) 스커트(Skirt)를 보관하고 그것을 출납할 때, 선체의 외벽이 개폐될 수 있도록 하여 일반적인 선체의 형상으로 항행하기도 하고 필요에 따라 호버크래프트 기능을 이용하여 운행할 수 있도록 선체를 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한 선수 부분은 타원형을 이루고 있어 개폐부의 설치에 있어 그 개폐구 덮개를 일정한 간격으로 분리하여 열고 닫을 수 있게 하는데, 열었을 때는 각 개폐구의 끝과 끝이 서로 맞닿지 않고 일정한 간격을 가질 수 밖에 없는 구조적 특성이 있어, 각 개폐구의 내부에 유연한 섬유 및 고무재질의 소재를 이용하여 개폐구 덮개의 면을 서로 연결하여 개폐구를 개방하여 스커트를 펼쳤을 때, 개폐구의 모서리가 스커트 표면을 상하게 하는 것을 방지하는 동시에 미려한 외관을 이룰 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 에어제트 추진력을 이용하여 일반적인 항행을 할 때 에어제트 분사노즐은 물속에서 추진력을 발생시키지만, 호버크래프트 기능을 이용하여 운항할 경우 선체는 수면과 일정한 높이로 떠오르게 되어 에어제트 분사노즐은 수면 또는 지면과 어느 정도의 이격 거리를 가지게 되어 결과적인 추진력의 감소로 이어질 수밖에 없기 때문에 호버크래프트 기능을 가진 선박의 에어제트 분사장치는 스커트를 펼치고 호버링(Hovering)하는 만큼의 높이만큼 에어제트 분사노즐이 수면 또는 지면과 가까이 하강하여 분사할 수 있도록 하여 최적의 효율을 낼 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수상 운송수단은 선체 바닥면의 가장자리 부분을 돌출시켜 선체하부에 공기를 가둘 수 있도록 한 에어포켓 공간을 형성하여 선체와 수면 사이에 일단의 공기층을 형성하여 선체 하부면적에 대한 수면마찰을 없애는 한편, 선체를 부상시켜 수면과 접하는 면적을 감소시켜 속도와 연료 효율을 높일 수 있는 수상 운송수단을 제공하기 위한 것이다.

선체 형태와 추진체계를 바탕으로 본 발명이 지향하는 바는 선저(船底)면의 가장자리에 돌출된 부분은 삼각형 형상의 빗면을 이룰 수 있도록 구성하고 선박이 전진할 경우 그 빗면을 따라 물의 저항을 받아 선체가 상승할 수 있도록 하는 한편, 그 빗면의 끝단에는 에어제트 분사노즐을 설치하여 고압으로 분사되는 에어제트 기류에 의해 선체 하단의 수면을 밀어내어 추진력을 얻음과 동시에 에어제트 기류가 후방의 빗면을 따라 분사됨으로써 선체와 수면 사이의 마찰력을 없애는 공기윤활(Air Lubrication) 작용을 하여 연료소모와 속도에 있어 효율적인 항해를 할 수 있도록 하는 시스템을 구성할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명에 따른 호버크래프트 기능을 겸비한 에어제트 추진방식의 선박 및 그 구성방법은 일상적인 상황에서는 선체 하부에 구성된 에어포켓 기능과 에어제트 추진에 의해 효율적인 기동을 하고, 수면을 벗어나 기동할 경우에는 호버크래프트 기능을 이용하여 고속으로 기동하며 활동 영역을 대폭 확대할 수 있는 동시에 소음은 월등하게 감쇄되는 효과가 있어, 기존 호버크래프트와 비교할 수 없는 정숙성을 가질 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 경우 선체 하부로 보내는 대형 프로펠러와 추진력을 얻기 위해 후방에 돌출된 대형 프로펠러가 없기 때문에 시각적인 부분과 함께 한정된 선체의 공간을 대단히 효율적으로 사용할 수 있는 장점도 있는 것이다.

또한 선체내의 엔진과 터빈의 구동에 의해 생성된 고압의 공기를 선저(船底)면에 장치된 에어제트 분사노즐을 통해 수면에 분사하여 추진력을 얻어 기동하여 기존 선박과 같이 기계적인 장치로 힘을 전달하여 프로펠러(Propeller)를 회전시키는 것과 달리 공기의 분사 방향만을 전환시켜 선체의 운행방향을 바꾸는 것으로 시스템의 구성 및 운용과 조작에 있어 훨씬 경제적이고 진보적인 것이다.

본 발명은 기존 호버크래프트의 경우 수면 및 지면과의 미끄러짐 현상(Skid)으로 정교한 조향이 불가능했지만 본 발명의 경우 선체하부의 에어제트 분사노즐이 고압 공기로 수면과 지면을 방향에 따라 분사하게 되므로 고도의 정밀조향이 가능한 점 역시 최고의 장점이라고 할 수 있다.

본 발명의 특징들은 기존의 선박이 가질 수 없는 연료소모의 효율성과 함께 추진저항을 월등히 감소시키는 요인으로 고속 기동이 가능하고 수면과 지면을 가리지 않고 기동할 수 있는 광범위한 활동 영역과 다양한 용도로 쓰일 수 있는 것이다.

그리고 기존 선박의 경우 특정 항, 포구 또는 계류장에만 정박할 수 있고 태풍 등의 자연재해나 정비 등의 문제에 있어 중장비를 동원하여 육지로 옮겨야만 하는 경우가 많은데 이러한 불편과 비용의 문제 역시 간과할 수 없는 것이었는데, 본 발명의 경우 그러한 애로점에 전혀 상관없이 항시 편리하게 정박 및 계류와 육지로의 이동이 간편한 것이 특징이다.

그리고 접안 시 외부도움 없이 제자리 회전, 좌로 이동, 우로 이동, 후진 및 브레이크 등을 기관에 전혀 무리를 주지 않고 정교하게 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 호버크래프트로의 전환과정
도 2는 본 발명에 따른 호버크래프트로의 전환과정 선수부 상세도.
도 3은 본 발명에 따른 호버크래프트로의 전환과정 선미부 저면상세도.
도 4는 본 발명에 따른 호버크래프트로의 전환과정 선미부 상세도.
도 5는 본 발명에 따른 스커트 개폐구의 개방 및 선체 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 스커트 개폐구의 개방 및 선체 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 스커트 개폐구의 개방 및 선체 구성도.
도 8은 본 발명에 따른 에어제트 분사장치 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 에어제트 분사노즐 상태도.
도 10은 본 발명에 따른 에어제트 추진선박 기능 사용에 따른 에어제트 분사장치 구성도.
도 11은 본 발명에 따른 에어제트 분사장치 전진 및 후진 제어도.
도 12은 본 발명에 따른 에어제트 분사장치 좌회전 및 우회전 제어도.
도 13은 본 발명에 따른 에어제트 분사장치 좌로 이동 및 우로 이동 제어도.
도 14은 본 발명에 따른 에어제트 추진선박 기능 사용에 따른 에어제트 분사장치 작동 상세도.
도 15은 본 발명에 따른 호버크래프트 기능 사용에 따른 에어제트 분사장치 작동 상세도.
도 16은 본 발명에 따른 호버크래프트 기능 사용에 따른 분사장치 전진 및 후진 제어도.
도 17은 본 발명에 따른 호버크래프트 기능 사용에 따른 분사장치 좌회전 및 우회전 제어도.
도 18은 본 발명에 따른 호버크래프트 기능 사용에 따른 분사장치 좌로 이동 및 우로 이동 제어도.
도 19은 본 발명에 따른 호버크래프트 전환시 에어제트 분사장치 분사노즐 작동도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하도록 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.

또한 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또한 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 호버크래프트로의 전환과정, 도 5는 본 발명에 따른 스커트 개폐구의 개방 및 선체 구성도, 도 8은 본 발명에 따른 에어제트 분사장치 구성도, 도 14은 본 발명에 따른 에어제트 추진선박 기능 사용에 따른 에어제트 분사장치 작동 상세도, 도 15은 본 발명에 따른 호버크래프트 기능 사용에 따른 에어제트 분사장치 작동 상세도, 도 19은 본 발명에 따른 호버크래프트 전환시 에어제트 분사장치 분사노즐 작동도이다.

도 1 내지 도 19에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 호버크래프트 기능을 겸비한 에어제트 추진방식의 선박 및 그 구성방법은, 선박의 흘수선(106) 부분 외곽에 일정한 폭으로 선체의 외벽이 바깥으로 펼쳐져 나올 수 있게 구성하여 그 내부에 유연한 섬유질의 호버크래프트(Hovercraft) 스커트(300)(Skirt)를 보관하고, 상기 스커트가 출납할 때, 선체(100)의 외벽이 개폐될 수 있도록 구성하여 일반적인 선체의 형상으로 항행하기도 하고 필요에 따라 호버크래프트 기능을 이용하여 운행할 수 있도록 구성하며, 선체와 수면 사이에 일단의 공기층을 형성하여 선체 하부 면적에 대한 수면 마찰을 없애는 한편, 선체를 부상시켜 수면과 접하는 면적을 감소시키기 위하여 선체 바닥면의 가장자리 부분을 돌출시켜 선체 하부에 공기를 가둘 수 있는 에어포켓구간(120)을 형성하고, 상기 선체 바닥면의 가장자리 돌출 부분은 삼각형 형상의 빗면을 이룰 수 있도록 구성하여, 선박이 전진할 경우 그 빗면을 따라 물의 저항을 받아 선체가 상승할 수 있도록 구성하는 한편, 그 빗면의 끝단에는 에어제트 분사장치(200)을 설치하여 고압으로 분사되는 에어제트 기류에 의해 선체 하단의 수면을 밀어내어 추진력을 얻음과 동시에 에어제트 기류가 후방의 빗면을 따라 분사됨으로써 선체와 수면 사이의 마찰력을 없애는 공기윤활(Air Lubrication) 작용을 하여 선체의 추진력을 향상시킬 수 있도록 구성한다.

상기한 호버크래프트(Hovercraft) 스커트(Skirt)를 보관하는 부분을 여닫는 구조의 개폐부(302)는 선체의 흘수선 부근 외벽으로 선체 가장자리 전 방위에 걸쳐 띠 형태를 이루며, 선체의 가장 바깥쪽 표면에 해당되며, 외양은 선체 외부 표면이나 실질적으로는 스커트(300)를 내장하고 있는 안쪽의 부분이 주된 선체에 속한다고 할 수 있다.

선수 부분은 타원형을 이루고 있어 개폐부(302)의 설치에 있어 그 개폐구 덮개(306)를 일정한 간격으로 분리하여 열고 닫을 수 있게 하는데, 열었을 때는 각 개폐구의 끝과 끝이 서로 맞닿지 않고 일정한 간격을 가질 수밖에 없는 구조적 특성이 있어, 각 개폐구의 내부에 유연한 섬유 및 고무재질의 소재를 이용하여 개폐구 덮개(306)의 면을 서로 연결하여 개폐구를 개방하여 스커트를 펼쳤을 때, 개폐구의 모서리가 스커트 표면을 상하게 하는 것을 방지하는 동시에 미려한 외관을 이룰 수 있도록 한다.

선체의 양현에 설치되는 개폐구 덮개는 일직선을 이루고 있어 선미 부분과 만나는 모서리의 개폐구 덮개와 함께 개방되었을 때, 두 개폐구의 끝단의 차이나는 간격은 선수부분의 개폐구 덮개와 동일하게 유연한 소재를 이용하여 그 안쪽 면을 서로 연결하여 개폐구를 열었을 때 일정한 면과 높이를 유지하여 공기에 의해 팽창된 스커트를 고르게 눌러줄 수 있도록 구성하는 것이다.

스커트를 출납하는 개폐부를 닫을 경우 선수 및 선미의 모서리 부분에 개폐구 덮개와 덮개를 서로 연결해주는 섬유 또는 고무재질의 유연재는 스커트와 함께 접혀져 보관공간으로 들어가고 개폐구 덮개가 닫히면서 완전한 일반적인 선체의 형상을 이루게 하는 것이다.

또한 상기한 스커트 개폐구(302)는 선체 외곽 흘수선에 접하여 일반적인 자유 경첩에 의하여 외측 방향으로 회전하면서 개폐되도록 구성하여 스커트를 걷어 올려 보관 및 펼쳐 내리기 쉽게 하여 수면 및 육상 등을 가리지 않고 호버링 할 수 있도록 한다.

상기한 스커트는 호버크래프트 기능으로 전환 시 스커트용 밸브를 개방하여 에어제트의 공기를 일부 공급하여 스커트가 즉시 펼쳐져 팽팽하게 일정한 형상을 유지하도록 하고 기동 중에도 형상이 찌그러지거나 구겨져서 선체 하부공간의 공기가 빠져나가지 못하도록 하여 에어쿠션 역할을 하여 부양(Hovering)상태를 유지하여 고속이동을 가능하도록 하는 것이다.

호버크래프트용 에어제트 분사장치(200)의 구성 및 제어방법은 에어제트 추진력을 이용하여 일반적인 항행을 할 때 에어제트 분사노즐(206)은 물속에서 추진력을 발생시키지만, 호버크래프트 기능을 이용하여 운항할 경우 선체는 수면과 일정한 높이로 떠오르게 되고 이때 에어제트 분사노즐은 수면 또는 지면과 어느 정도의 이격 거리를 가지게 되어 결과적인 추진력의 감소로 이어질 수밖에 없기 때문에 호버크래프트 기능을 가진 선박의 에어제트 분사장치는 스커트를 펼치고 호버링(Hovering)하는 만큼의 높이만큼 에어제트 분사노즐이 수면 또는 지면과 가까이 하강하여 분사할 수 있도록 구성하는 것이다.

상기한 에어제트 분사장치의 선저 면에 설치를 위한 선체의 구성은 선수에서 선미 부분에 이르는 방향으로 일렬로 다수의 에어제트 분사노즐 열을 설치하고, 이렇게 설치된 열과 열사이의 공간에는 추진력을 다한 공기를 가두어 둘 수 있는 에어포켓구간(120)이 설치되는 것이다.

일렬로 에어제트 분사장치가 설치된 부분의 선체는 선수 방향이 낮고 선미 쪽으로 갈수록 일정한 각도를 가진 높이를 두어 그 높이 부분과 동일한 직경의 에어제트 분사장치(200)를 설치하여 거의 직 후방에 가까운 각도로 에어제트를 분사할 수 있도록 선체를 만들어 고속항진을 함에 있어 저항을 받지 않게 하고, 또 물결이 일시적 부분적으로 선체와 부딪힐 경우에도 진행에 가장 저항을 받지 않도록 선체를 구성하는 것이다.

상기한 에어제트 분사장치(200)는 몸체(202)와 연동간(204) 그리고 분사노즐(206)로 이루어지며, 에어제트 분사장치의 몸체는 선체 하단에 고정되고, 이에 연결된 일정한 길이의 연동간은 2개가 한 쌍으로 구성되어 에어제트 분사장치의 몸체나 선체에 부착된 유압실린더 또는 유압모터의 구동에 의해 상하운동을 하며 호버링 또는 호버크래프트 기능을 이용할 경우 높아진 선체와 수면 또는 지면과의 간격에 맞추어 하방으로 움직여 에어제트 분사력을 효율적으로 속도로 변환시킬 수 있게 하는 구성된다.

에어제트 분사장치의 연동간은 2개의 상이한 축으로 구성되어 종단의 에어제트 분사노즐에 연결되는데, 이때 유압실린더 또는 유압모터에 의해 연동간이 상하운동을 하게 되는데, 일반적인 항행을 할 때는 에어분사노즐이 선체와 나란한 방향으로 위치하게 되고, 호버크래프트 기능을 사용할 경우에는 연동간의 작용에 따라 에어제트 분사노즐이 아래로 향하면서 선체와 나란하던 노즐의 방향이 일정한 각도를 가지고 점점 수면 또는 지면방향으로 향하게 된다.

이것은 서로 상이한 두 축의 연동간이 회전운동을 하면서 발생하는 일정한 비율의 차이를 이용하는 것으로 별도의 조작 없이 자동적으로 최적의 효율을 낼 수 있는 각도를 유지하게 하도록 구성하는 방법인 것이다.

에어제트 분사장치의 제어는 연동간에 고정된 에어제트 분사노즐은 유니버설 조인트 형태로 구성되어 유압실린더 또는 유압모터에 의해 좌, 우 그리고 상, 하 운동이 가능하여 조향 및 브레이크 기능과 전진과 후진을 자유롭게 할 수 있게 구성되는 것이고, 에어제트 분사장치의 상하 높낮이 조절장치에 의해 분사노즐이 어느 높이에 있어도 노즐의 분사방향은 전, 후와 좌, 우를 상관하지 않고 작동되도록 구성된 것이다.

따라서 선체내의 엔진과 터빈의 구동에 의해 생성된 고압의 공기를 선저(船底)면에 장치된 에어제트 분사노즐을 통해 수면에 분사하여 추진력을 얻어 기동하며, 이때 힘을 잃은 공기는 선저(船底)면의 에어포켓구간에 갇혀 선체를 부양시키는 역할과 함께 선체가 추진되어 나갈 때 수면과의 직접적인 마찰저항을 상쇄시켜 보다 빠른 속력과 운항 효율을 높이는 역할을 하게 되는 것이다.

엔진의 저속회전 또는 엔진 정지 상태와 같은 경우, 에어쿠션구간의 공기가 터빈 방향으로 역류하게 되면 에어쿠션 밸브의 작동에 따라 자동 차단되어 일정한 양의 공기를 지속적으로 가두어 두는 역할과, 엔진 정상가동 시 자동해제하고, 에어쿠션 밸브를 중심으로 상, 하단부의 압력 차이에 따라 자동 차단 및 해제 기능을 역할을 하도록 구성한다.

호버크래프트에서 에어제트 추진 선박기능으로 전환 시 스커트용 밸브를 폐쇄 하여 스커트를 걷을 수 있도록 에어제트를 차단하면 되는 것이다.

본 발명의 에어제트 분사노즐의 방향에 따라 선체가 조정되는 상태를 설명하며 우선 에어제트 분사노즐을 통하여 에어제트를 분사하면 분사된 에어제트는 선체 하단의 수면을 밀어내면서 추진력을 발생시키고, 이때 힘을 잃은 공기는 선저(船底)면의 에어포켓구간에 갇혀 선체를 부양시키는 역할과 함께 선체가 추진되어 나갈 때 수면과의 직접적인 마찰저항을 상쇄시키는 역할을 하며 분사노즐을 선미 방향으로 설정 시 선체는 전진 운항하고, 분사노즐을 선수방향으로 분사하면 후진(브레이크 및 후진운항) 운항되도록 조향 가능한 것이다.

따라서 에어제트 분사노즐을 선저(船底)면에 장착하여 추진력을 얻게 됨으로써 힘의 작용점을 균일하게 분포시켜 일시에 여러 곳에 작용하게 하여 엔진의 출력을 월등한 비율로 추진력으로 전환할 수 있는 것이 중요한 특징인 것이다.

본 발명은 조향에 있어서도 에어제트의 분사노즐의 방향을 자유자재로 움직여 선체의 방향전환이 용이하고 별도의 동력전달 장치가 필요하지 않아 선박 건조 및 운용과 조종에 있어서도 유리한 측면이 월등히 많다.

브레이크의 사용에 있어서도 에어제트 분사노즐을 선수방향으로 분사하면 추진력을 감소시키는 효과와 함께 후진까지 가능하므로, 엔진에는 전혀 무리를 주지 않아 안정성과 효율성에 있어 탁월하다고 할 수 있다.

에어제트 분사노즐은 우현으로 분사 시 선체는 좌로 운항하며, 분사노즐을 좌현으로 분사 시 우현으로 운항되는 것이다.

선체의 좌우 운항은 대형선박의 경우 항구에 접안할 때, 자력으로 측면 접안이 불가능하여 터그보트(Tug Boat)라는 특수 선박의 도움을 받아야 하지만 본 발명의 경우 선저(船底)면 하부에 장착된 에어제트 분사노즐의 방향을 좌현 또는 우현으로 전환하여, 선박이 좌측 또는 우측으로 이동이 가능하여 자력으로 접안 및 이안이 가능하다.

분사노즐을 우현 후방으로 분사 시에는 대각선 방향 좌로 전진하며, 분사노즐을 좌현 후방으로 분사 시 대각선 방향 좌로 후진 운항되는 것이다.

분사노즐을 우현 전방으로 분사 시 대각선 방향, 좌로 후진 운항하고, 분사노즐을 좌현 전방으로 분사 시 대각선 방향, 우로 후진운항 된다.

전방 분사노즐은 우현으로, 후방 분사노즐은 좌현으로 분사 시 좌로 회전되며, 전방 분사노즐은 좌현으로, 후방 분사노즐은 우현으로 분사 시 우로 회전 운항된다.

분사노즐 수직 하방으로 분사 시 제자리에서 선체를 최대한 부양시키는 기능으로 출발 시 발생하는 정지마찰력의 최소화를 위한 것이다.

본 발명은 호버크래프트(Hovercraft) 기능을 사용할 때는, 스커트(Skirt) 개폐장치를 개방하면, 동시에 스커트용 밸브가 개방되어 터빈으로부터 에어제트 분사노즐로 공급되는 고압공기의 일부가 코팅 섬유질로 이루어진 스커트(Skirt) 내부로 공급되어, 스커트가 보관되어 있는 출납공간에서 스커트 개폐구가 원활하게 밀려나가면서 즉시 팽창할 수 있도록 되어 있다.

이것은 기동 시 스커트가 접히거나 구겨져서 에어쿠션 구간의 공기가 빠져 나가지 않도록 팽팽하게 일정한 형태를 유지하도록 하는 기능을 하게 되며, 지면과 수면 등의 굴곡진 표면과의 마찰에 유연하게 대응할 수 있게 하는 것이다.

일상적인 상황에서는 선체 하부에 구성된 에어포켓 및 에어쿠션 기능과 에어제트 추진에 의해 효율적인 기동을 하고, 수면을 벗어나 기동할 경우에는 호버크래프트 기능을 이용하여 고속으로 기동하며 활동 영역을 대폭 확대할 수 있는 것이다.

기존 호버크래프트의 경우 수면 및 지면과의 미끄러짐 현상(Skid)으로 정교한 조향이 불가능했지만 본 발명의 경우 선체하부의 에어제트 분사노즐이 고압 공기로 수면과 지면을 방향에 따라 분사하게 되므로 고도의 정밀조향이 가능한 점 역시 최고의 장점이라고 할 수 있다.

반대로 호버크래프트 기능을 사용하지 않을 때에는 스커트용 밸브가 차단되어 공기의 공급이 차단되고 스커트는 와이어에 감겨 출납공간에 보관되도록 끌어 올려 지면서 스커트 개폐구 덮개가 덮여지고 선체 외벽에 완전히 일치시키도록 구성되어 있다. 이후에는 다시 에어제트 분사방식에 의해 추진하는 선박의 기능으로 운항하는 것이다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

100: 선체 200: 에어제트 분사장치
300: 스커트

Claims (7)

1. 선박의 흘수선(106) 부분 외곽에 일정한 폭으로 선체의 외벽이 바깥으로 펼쳐져 나올 수 있게 구성하여 그 내부에 유연한 섬유질의 호버크래프트(Hovercraft) 스커트(300)(Skirt)를 보관하고, 상기 스커트가 출납할 때, 선체(100)의 외벽이 개폐될 수 있도록 구성하여 일반적인 선체의 형상으로 항행은 물론 호버크래프트 기능을 이용하여 운행할 수 있도록 구성하며, 선체와 수면 사이에 일단의 공기층을 형성하여 선체 하부면적에 대한 수면마찰을 없애는 한편, 선체를 부상시켜 수면과 접하는 면적을 감소시키기 위하여 선체 바닥면의 가장자리 부분을 돌출시켜 선체 하부에 공기를 가둘 수 있는 에어포켓구간(120)을 형성하고, 상기 선체 바닥면의 가장자리 돌출 부분은 삼각형 형상의 빗면을 이룰 수 있도록 구성하여, 선박이 전진할 경우 그 빗면을 따라 물의 저항을 받아 선체가 상승할 수 있도록 구성하는 한편, 그 빗면의 끝단에는 에어제트 분사장치(200)을 설치하여 고압으로 분사되는 에어제트 기류에 의해 선체 하단의 수면을 밀어내어 추진력을 얻음과 동시에 에어제트 기류가 후방의 빗면을 따라 분사됨으로써 선체와 수면 사이의 마찰력을 없애는 공기윤활(Air Lubrication) 작용을 하여 선체의 추진력을 향상시킬 수 있도록 한 에어제트 추진방식의 선박에 있어서, 상기 에어제트 분사장치(200)는 몸체(202)와 연동간(204) 그리고 분사노즐(206)로 구성하되, 상기 에어제트 분사장치의 몸체는 선체 하단에 고정되고, 이에 연결된 일정한 길이의 연동간은 2개가 한 쌍으로 구성되어 에어제트 분사장치의 몸체나 선체에 부착된 유압실린더 또는 유압모터의 구동에 의해 상하운동을 하며 호버링 또는 호버크래프트 기능을 이용할 경우 높아진 선체와 수면 또는 지면과의 간격에 맞추어 하방으로 움직여 에어제트 분사력을 효율적으로 속도로 변환시킬 수 있게 하는 구성된 것을 특징으로 하는 호버크래프트 기능을 겸비한 에어제트 추진방식의 선박.
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6. 제 1항에 있어서, 상기한 에어제트 분사장치의 연동간은 2개의 상이한 축으로 구성되어 종단의 에어제트 분사노즐에 연결되어, 유압실린더 또는 유압모터에 의해 연동간이 상하운동을 하게 되는데, 일반적인 항행을 할 때는 에어분사노즐이 선체와 나란한 방향으로 위치하게 되고, 호버크래프트 기능을 사용할 경우에는 연동간의 작용에 따라 에어제트 분사노즐이 아래로 향하면서 선체와 나란하던 노즐의 방향이 일정한 각도를 가지고 점점 수면 또는 지면방향으로 향하게 한 것을 특징으로 하는 호버크래프트 기능을 겸비한 에어제트 추진방식의 선박.
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