KR101951263B1 - 수중 이동체의 발사 시스템으로 구성된 수중 엔진 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수중 이동체(5)에서 물 밀어내기를 통한 수중 이동체 발사장치(4)를 구비하고, 전방부(7)와 후방부(8)로 나뉘는 발사 튜브(6)를 구비한 수중 엔진에 관한 것으로서, 발사 튜브의 후방부는 물탱크(11)와 연결되어 있고, 물탱크는 물튜브(13)와 연결되며, 물튜브 내부에는 이동체 발사를 위해 물튜브(13) 내부에서 이동이 가능하고, 전개 가능한 신축식 피스톤(14)이 내장되어 있다.

Description

수중 이동체의 발사 시스템으로 구성된 수중 엔진{UNDERWATER ENGINE CONSISTING OF LAUNCHING SYSTEM OF UNDERWATER VEHICLE}

본 발명은 수중 이동체 (엄격히 말하면, 잠수함과 같은 것)에 대한 수중 엔진에 관한 것이다.

구체적으로, 본 발명은 어뢰, 미사일, 지뢰, 대책 장치, 무인 미사일 등 및 다른 엔진이 장착된 수중 이동체를 둘러싸는 물을 밀어냄으로써 발사시키는 수중 엔진에 관한 것이다.

보다 구체적으로 말하면, 본 발명은 일반적으로 전방부와 후방부로 나뉘는 발사 튜브의 후방부에 물탱크가 연결되어 있고, 그 물탱크에는 후방부에 무기 발사를 위한 피스톤이 내장된 물튜브와 연결되어 있다.

이러한 발사 시스템은 군용잠수함 전문 분야에서 일반적으로 워터 램(water ram)으로 알려져 있다.

이러한 발사 시스템은 다양한 수중 이동체에서 사용되어 왔으나, 힘/규모, 성능, 견고함, 유지력 및 이동체의 자동 출발이 불가능하다는 점에 있어서 문제점이 발견되어 왔다.

군용잠수함 전문 분야에서 공압 래머(pneumatic rammer) 용법을 기반으로 한 수중 이동체 발사 시스템이 사용되어 왔다.

사실은 이러한 공압 래머 용법은 전개가능하고, 여러 층으로 구성된 신축자재형 피스톤에 의한 기구인데, 이러한 신축자재형 피스톤은 잠수함의 어뢰 발사 튜브의 외부 후방부에 연결되는 것으로, 압축공기원에 연결되어 있어 튜브 내부의 무기를 발사시키는 역할을 한다.

상기와 같은 시스템은 피스톤 전방부 끝이 무기의 후방부 끝, 특히 어뢰의 후방부 끝을 튜브 밖으로 밀어내어 발사시키는데 있어서 어뢰의 후방부 끝과 피스톤의 전방부 끝 사이에 호환성 있는 인터페이스가 있어야만 하는 여러 가지 문제점을 가지고 있다.

이러한 공압 래머 용법 시스템은 프랑스산 어뢰에 대부분 적용되어 왔다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 모든 문제점들을 해결하는데 있다.

본 발명은 수중 이동체에서 물 밀어내기를 통한 발사장치를 구비하고, 전방부와 후방부로 나뉘는 발사 튜브를 구비한 수중 엔진에 관한 것으로, 발사 튜브의 후방부는 물탱크와 연결되어 있고, 물탱크는 물튜브와 연결되는 상기 수중 엔진에 있어서, 발사 튜브 내부 후방부에는 이동체 발사를 위해 물튜브 내부에서 이동이 가능하고, 전개 가능한 신축자재형 피스톤이 내장되어 있는 것을 특징으로 한다.

단독적인 또는 조합되는 본 발명에 따른 발사 시스템의 다른 특징에 따르면,

- 신축자재형 피스톤이 발사 밸브를 관통함으로써 압축 공기원과 연결되며,

- 발사 튜브의 후방부가 전방부 보다 더 넓은 단면을 갖고,

- 발사 튜브의 전방부 및 후방부 끝에 각각 개폐장치가 구비되며,

- 발사 시스템이 상기 수중 엔진의 두꺼운 외벽 및 얇은 외벽 사이에 위치하고, 튜브 후방부가 두꺼운 외벽을 관통하고,

- 물튜브의 후방부에는 엔진 상태에 따른 물 조절 기능 장치가 구성되어 있어 피스톤을 작동시키지 않고서도 수중 이동체를 동력화시키고, 자동 발사 시키며,

- 물 조정 장치는 튜브 후방부에 연결된 밸브로 구성되며,

- 튜브 내부 후방부에 연결된 역류 방지 밸브 장치가 구비되어 수중 이동체의 자동 발사시 이동체의 이동으로 인해 튜브 내에 발생하는 압력에 따라 상기 밸브의 개폐가 조절되고,

- 방수막이 물 조절 기능 장치가 방수막에 연결될 때까지 발사 튜브와 이동체 사이에 걸쳐 펼쳐져 있으며,

- 물 조절 장치가 방수막의 일부로서 접을 수 있게 구성된 막으로 되어 있고,

- 방수막의 접을 수 있게 구성된 막은 이동체 자동 발사 시 튜브 내부에서 발생하는 압력에 따라 개폐가 조절되며,

- 고리모양의 문이 물탱크와 튜브 후방부 사이에 위치하고 도어의 개폐를 통해 물 조절 장치가 조정되고,

- 상기 수중 이동체는 무기이며,

- 상기 수중 이동체는 어뢰이다.

단지 일예로 주어져 있고 첨부 도면을 참고로 하는 이하의 설명을 통해 본 발명을 더 잘 이해할 수 있을 것이다.

도 1, 2, 3 및 4는 발사 시스템을 구비한 본 수중 엔진의 도식적인 단면도로서 어뢰와 같은 이동체의 발사 단계를 도시한다.
도 5, 6, 7 및 8은 발사 시스템을 구비한 수중 엔진의 도식적인 단면도로서 어뢰와 같은 수중 이동체의 자동 발사 단계를 도시한다.
도 9, 10, 11 및 12는 본 발명에 따른 시스템의 다른 대안적인 실시 형태의 단면도로서, 어뢰와 같은 수중 이동체의 자동 발사 방법을 나타내고 있다.

도 1 내지 4 에서, 본 시스템은 전체적으로 참조번호 "1"로 표시되어 있으며, 본 시스템을 둘러싼 두꺼운 외벽은 참조번호 "2"로 표시되어 있고, 얇은 외벽은 참조번호 "3"으로 표시되어 있다.

종래 방식과 마찬가지로 본 수중 엔진은 참조번호 "4"와 같이 전방부에 수중 이동체 발사 장치가 있고, 수중 이동체는 참조번호 "5"와 같이 어뢰가 장착된다.

일반적으로 잠수함 엔진은 여러 가지 발사 방법이 가능한 바, 대개 그룹화된 발사 장치들이 연속적으로 작동하게 된다.

종래의 방식에 의하면, 참조번호 "6"과 같은 발사 튜브는 그 내부에 발사 장치가 구비되어 있는데, 발사 튜브의 전방부는 참조번호 "7"로 표시기되어 있고, 전방부와 다른 단면/직경으로 된 후방부는 참조 번호 "8"로 표시되어 있는데, 즉 후방부는 전방부보다 더 넓은 단면을 가지며, 더 넓은 직경으로 되어 있다.

발사 튜브(6)의 전방부 및 후방부의 끝에는 각각 개폐장치가 구비되어 있고, 참조번호 "9" 및 "10"으로 표시되어 있다. 발사 튜브의 후방부 끝은 본 시스템의 두꺼운 외벽(2)을 관통하는데, 이는 튜브 내부에서 무기의 장전 및 교체를 가능하게 하기 위함이다.

발사 튜브의 후방부에는 물탱크(11)가 연결되어 있으며 고리모양의 개폐장치(12)에 의해 연결된다. 고리모양의 개폐장치(12)는 이동을 통해 밀폐상태와 개방상태를 조절하며, 도면에서 보는 바와 같이 물탱크(11)와 발사 튜브(6)의 후방부(8)를 연결한다.

물탱크 (11)는 그 자체로 물튜브(13)에 연결되며, 물튜브(13)에는 튜브 외부로 무기를 밀어낼 수 있도록 튜브 후방부에 신축자재형 피스톤(14)이 내장되어 있는 바 물을 밀어내어 무기 발사를 한다.

참조번호 "15"로 표시되어 있는 막은 튜브 내부에 구비되고, 보다 구체적으로는 발사 튜브의 전방부와 후방부 사이에 일종의 방수 장치를 구비하기 위해 튜브의 전방부에 위치한다. 상기 방수 장치가 무기 발사시 막(15)으로 슬라이딩하는 단계는 구체적으로 다음과 같다.

피스톤(14)은 전개 가능한 여러 층으로 구성된 신축자재형 피스톤으로서 튜브(13) 내부에서 이동이 가능하며 이동체의 발사를 돕는다

신축자재형 피스톤은 발사 밸브(16)를 관통함으로써 압축 공기원(17)과 연결되어 있으며 압축 공기로 채워져 있다.

이러한 방법을 통한 무기 발사는 무엇보다 한꺼번에 조준 상태를 만든다. 즉, 튜브 전방부의 외부 개폐장치(9)와 고리모양의 개폐장치(12)는 발사 밸브(16)을 개방함으로써 도 2에서 보는 바와 같이 신축자재형 피스톤(14)을 작동시킨다.

압축 공기가 신축자재형 피스톤(14)에 도달하면 압력에 의해 상승 한 공기가 팽창함으로써 물튜브(13) 내부의 물을 압축시키는 역할을 한다.

물탱크(11) 및 발사 튜브(6)의 후방부(8)에 저장된 물이 도 3과 같이 동일한 방식으로 상승하여 무기를 압력을 통해 튜브 외부로 밀어낸다. 이로써 개폐막(15)이 이동하게 된다.

압력이 충분히 상승하면 신축자재형 피스톤은 이완되기 시작하는데, 이로써 물튜브(13), 물탱크(11) 및 발사 튜브(6)의 후방부(8) 내부의 수압이 하강하고 무기가 이동한다.

신축자재형 피스톤 (14)의 슬라이딩 후, 피스톤 내부의 공기압을 고르게 하기 위해서 압축 밸브(16) 가 이를 조절하는 역할을 한다.

도 4와 같이, 무기 발사 마지막 단계에서 신축자재형 피스톤(14)는 물튜브(13) 내부에서 완전히 이완되고, 물탱크(11)에 도달하여, 물튜브 후방부의 물에 까지 그 운동력이 전달되므로 갑자기 정지되는 현상을 피할 수 있다.

이러한 시스템으로 인해 종래 기술이 안고 있던 문제들을 해결할 수 있는 장점이 있다.

사실, 신축자재형 피스톤은 부피가 매우 큰 잭(jack)의 사용으로부터 자유롭게 하고, 번거롭고 삽입하기 어려운 잭 설치에서 해방시킨다. 힘/성능 면에서도 현저히 컴팩트하고 견고하며 최소한의 유지만 필요로 하는 장점이 있다.

또한 이러한 시스템은 공압 래머 용법을 사용하면서 인터페이스를 구축하고 있지 않은 다양한 종류의 수중 이동체 발사에도 적용할 수 있다.

나아가, 본 시스템은 어떠한 외벽의 관통도 불필요한 바, 외벽의 손상 없이 튜브 외부에 설치가 얼마든지 가능하다.

자동 무기 발사 장치는 어뢰와 같은 수중 무기가 장착된 기계 장치에도 마찬가지로 고려될 수 있다.

본 발사 장치로 구현할 수 있는 실시예는 도 5 내지 12에 나타나 있다.

도 5 내지 8의 첫 번째 실시예들은 도 1 내지 4에서 이미 확인했던 시스템과 동일하며 각 구성의 번호 역시 일치한다.

일반적으로 튜브 후방부의 엔진 환경에 따른 물 조절 기능 장치는 피스톤의 작동 없이도 수중 이동체의 동력화 장치들을 작동시키고, 이동체를 자동 발사시키는 역할을 한다.

도 5 내지 8의 실시예에 의하면, 물 조절 장치(20)는 튜브 후방부에 연결되어 있는 조절판으로 구성되어 있다.

상기 조절판은 튜브(6)의 후방부(8)에 연결된 역류 방지 밸브로 구성되어 있으며, 이동체 자동 발사 시 이동체의 움직임에 따라 튜브 후방부에서 발생하는 압력 변화에 의해 개폐가 조절된다.

도 5 내지 8에 도시된 바와 같이, 본 발명은 피스톤 작동이 없이 수중 이동체 발사 시스템의 동력화 장치를 작동시키고, 무기 자동 발사를 구현하며, 튜브 내부에서 무기가 이동함에 따라 튜브 내부 후방부의 압력 변화가 발생하고, 이로써 역류 방지 밸브(20)가 개방되고 엔진 환경에 따른 물의 유입이 조절된다.

도면에 도시된 바와 같이, 이러한 장치는 참조 번호 "21"로 표시된 밸브 및 이와 연결되고 코일 스프링(22)과 같이 폐쇄된 상태의 탄성 부품으로 구성되나, 다른 형태의 구성도 고려할 수 있다.

사실 이러한 구성이 이동체가 자동 발사 되는 경우, 튜브 후방부에 물이 자연스럽게 유입되는 것을 가능하게 한다.

도 9 및 10과 같이 다른 형태의 구성이 물론 가능하며, 각 구성 번호는 도 1 내지 4의 것과 일치한다.

도 9 및 10에서, 엔진 환경에 따른 튜브 내부 후방부의 물 조절 기능 장치는 피스톤의 작동이 없이도 발사 장치를 작동하여 이동체를 자동 발사시킬 수 있게 도와 준다.

엔진 환경에 따른 튜브 내부 후방부의 물 조절 기능 장치는 이동체가 튜브 내부에 위치할 때, 튜브와 이동체 사이에 걸쳐 있는 방수막과 연결되어 있다.

도 9 및 10에서, 상기 막은 참조번호 "23"으로 표시되고, 접을 수 있게 구성된 물 조절 장치는 참조번호 "24"로 표시되어 있다.

실시예에서와 같이, 상기 막은 엔진 환경에 따라 튜브 내부 후방부로 물을 유입 시키기 위해, 이동체 자동 발사 시 튜브 내부에서 발생하는 압력에 따라 무기 방향으로 접혀진 상태와 펼쳐진 상태로 유연하게 변형될 수 있다.

상기 막의 다른 형태 역시 고려해 볼 수 있으며 튜브 후방부로 물을 유입시키기 위해 접혀진 상태와 펼쳐진 상태로 유연하게 변화하는 것이 특징이다.

상기에서 설명한 바와 같이, 물 조절 장치는 이동체 자동 발사 시 튜브 내부 후방부에서 발생하는 압력에 따라 개폐가 조절된다.

도 11 및 12에서 도시된 바와 같이, 다른 형태의 구성 역시 실현 가능하다, 즉, 도 11 및 12에 의하면, 물탱크(11) 와 튜브 후방부(8) 사이에 위치한 개폐장치(12)가 개폐를 반복함에 따라 튜브 내 물 조절 장치가 조정된다.

물탱크(11) 와 튜브 후방부(8) 사이에 위치한 도어(12)에 의해 물 조절 장치를 조정할 수 있다.

상기 도어(12)와 막(23)의 접히는 부분(24)사이에는 연결 부위(25)가 있다.

고리모양의 도어(12)가 개방된 상태에서는 도 11에서와 같이 방수막이 무기 쪽을 향하고 있으나, 고리모양의 도어(12)가 폐쇄된 상태에서는 튜브 후방부로 물을 유입시키기 위해 방수막이 도 12 에서와 같이 접혀진다.

물론, 상기와 같은 개폐장치 역시 다른 방식으로 구현될 수 있다.

Claims (14)

1. 수중 이동체(5)에서 물 밀어내기를 통한 발사장치(4)를 구비하고, 전방부(7)와 후방부(8)로 나뉘는 발사 튜브(6)를 구비한 수중 엔진으로서, 상기 발사 튜브의 후방부는 물탱크(11)와 연결되어 있고, 상기 물탱크는 물튜브(13)와 연결되는 상기 수중 엔진에 있어서, 상기 발사 튜브(6) 내부 후방부(8)에는 이동체 발사를 위해 상기 물튜브(13) 내부에서 이동이 가능하고, 전개 가능한 신축자재형 피스톤(14)이 내장되어 있고,
   상기 신축자재형 피스톤은 상기 수중 엔진의 얇은 외벽(3)과 두꺼운 외벽(2) 사이에 위치하며 상기 얇은 외벽과 두꺼운 외벽을 관통하지 않는 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
2. 제 1 항에 있어서,
   신축자재형 피스톤(14)이 발사 밸브(16)를 관통함으로써 압축 공기원(17)과 연결된 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   발사 튜브(6)의 후방부(8)가 전방부(7)보다 더 넓은 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 발사 튜브(6)의 전방부 및 후방부 끝에 각각 개폐장치(9, 10)가 구비된 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   발사 시스템 (4)이 상기 수중 엔진(1)의 두꺼운 외벽(2) 및 얇은 외벽(3) 사이에 위치하고, 튜브 후방부(8)가 두꺼운 외벽을 관통하는 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   튜브(6)의 후방부(8)에는 엔진 상태에 따른 물 조절 기능 장치(20; 24)가 구성되어 있어 피스톤(14)을 작동시키지 않고서도 수중 이동체를 동력화시키고, 자동 발사 시키는 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
7. 제 6 항에 있어서,
   물 조정 장치는 튜브 후방부에 연결된 밸브(20)로 구성된 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
8. 제 7 항에 있어서,
   튜브 내부 후방부에 연결된 역류 방지 밸브(20) 장치가 구비되어 수중 이동체의 자동 발사시 이동체의 이동으로 인해 튜브 내에 발생하는 압력에 따라 상기 밸브의 개폐가 조절되는 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
9. 제 6 항에 있어서,
   방수막(23)이 물 조절 기능 장치(24)가 방수막에 연결될 때까지 발사 튜브와 이동체 사이에 걸쳐 펼쳐져 있는 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
10. 제 9 항에 있어서,
    물 조절 장치가 방수막(23)의 일부로서 접을 수 있게 구성된 막(24)으로 된 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
11. 제 10 항에 있어서,
    방수막(23)의 접을 수 있게 구성된 막(24)은 이동체 자동 발사 시 튜브 내부에서 발생하는 압력에 따라 개폐가 조절되는 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
12. 제 6 항에 있어서,
    고리모양의 문(12)이 물탱크(11) 와 튜브 후방부(8) 사이에 위치하고 도어(12)의 개폐를 통해 물 조절 장치가 조정되는 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수중 이동체가 무기인 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 수중 이동체가 어뢰인 것을 특징으로 하는 수중 엔진.
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    

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