KR101999716B1 - 전방 형상 변형이 가능한 수상주행차량 및 그 운용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수상주행차량에 있어서, 차체의 좌우측면에 설치되어 주행 방향으로 전진 또는 복귀되는 전방 연장유닛, 상기 전방 연장유닛을 제어하는 제어부, 상기 차체의 선단의 하측에 설치되는 전방 플랩을 포함하며 상기 전방 연장유닛을 전진 또는 복귀하며 수상주행차량의 길이를 변경하여 주행저항을 조절하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량과, 해수면을 기준으로 트림각을 판단하는 트림각 판단단계, 트림각의 변화의 속도를 판단하는 변화속도 판단단계, 상기 트림각 변화의 가속도로 제2임계각에 도달했는지 판단하는 제2임계각 도달판단단계, 전방 플랩을 전개 또는 수납하는 전방 플랩 운전단계, 추진기의 출력을 증가 또는 감소시키는 출력 변경단계를 포함하며 상기 제2임계각은 양력이 0N 이상에서 0N 미만으로 변하거나 0N 미만에서 0N 이상으로 변하는 상기 전방 플랩의 각도인 것을 특징으로 하는 수상주행차량의 운용방법에 관한 것이다.

Description

전방 형상 변형이 가능한 수상주행차량 및 그 운용방법{AMPHIBIOUS VEHICLE WITH FRONT SHAPE TRANSFORMING SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 전방 형상의 변형이 가능한 수상주행차량 및 그 운용방법에 관한 것으로, 수상주행차량의 길이를 변형하여 주행저항을 조절하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량 및 그 운용방법에 관한 것이다.

수상주행차량은 수상을 주행한 후 해안가 상륙을 통해 지면에 도달하는 차량으로써, 군용으로는 수륙양용차량으로 분류될 수 있다. 본 차량들은 충분한 부력과 밀폐설계를 통해 수상에 떠 있을 수 있도록 되어 있으며, 추진을 위해서는 차륜 혹은 궤도의 회전을 통해서 이동할 수 있으나 대부분의 경우 고속 달성을 위해 프로펠러, 덕트팬, 워터제트 등의 부가적인 장치를 활용한다. 또한, 고속 추진 시에 파도를 용이하게 해쳐 나가기 위해, 형태가 가변될 수 있는 전방 플랩, 후방 플랩 등을 장착하고 이를 가변하여 유동을 유도하는 경우도 있다. 특히 20 kph 이상의 고속 달성을 위해서 미국 EFV의 사례와 같이 궤도를 차체 저판 높이까지 들어올리고 궤도 하단을 차체 저판에 위치한 패널을 회전시켜 막음으로써 궤도로 들어가는 물을 막음으로써 저항을 극소화시키는 방법 등도 존재하고 있다.

1. 한국공개특허번호 제10-2016-0069189호 2. 한국공개특허번호 제10-2004-0039136호

본 발명은 복잡한 구성요소 및 기동부를 최대한 억제함과 동시에, 수중에서의 고속달성을 위한 형상 변형을 함으로써 적은 비용, 높은 신뢰성, 고속 주행성능 달성을 도모하고자 한다.

본 발명은 수상주행차량에 있어서, 차체의 좌우측면에 설치되어 주행 방향으로 전진 또는 복귀되는 전방 연장유닛, 전방 연장유닛을 제어하는 제어부, 차체의 선단의 하측에 설치되는 전방 플랩을 포함하며 전방 연장유닛을 전진 또는 복귀하며 수상주행차량의 길이를 변경하여 주행저항을 조절하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량과, 해수면을 기준으로 트림각을 판단하는 트림각 판단단계, 트림각의 변화의 속도를 판단하는 변화속도 판단단계, 트림각 변화의 가속도로 제2임계각에 도달했는지 판단하는 제2임계각 도달판단단계, 플랩을 전개 또는 수납하는 플랩 운전단계, 추진기의 출력을 증가 또는 감소시키는 출력 변경단계를 포함하며, 제2임계각은 양력이 0N 이상에서 0N 미만으로 변하거나 0N 미만에서 0N 이상으로 변하는 전방 플랩의 각도인 것을 특징으로 하는 수상주행차량의 운용방법이다.
또한, 상기 수상주행차량은 상기 차체의 선단의 하측에 설치되는 전방 플랩; 을 포함한다.
이때, 상기 전방 플랩은 상기 차체의 플랩 연결부와 체결되고 상기 플랩 연결부를 기준으로 전개 또는 수납되며 상기 제어부에 의해 상기 전방 플랩의 각도를 변경하며 양력을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전방 연장유닛은 좌측 연장유닛; 우측 연장유닛; 상기 제어부와 연동하여 상기 좌측 연장유닛과 상기 우측 연장유닛의 이격거리를 제어하는 연결유닛; 을 포함한다.
이때, 상기 전방 연장유닛은 주행 방향으로 갈수록 점차 좁아지는 형태인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 좌측 연장유닛은 좌측 연장부재; 상기 좌측 연장부재의 선단에 상기 주행 방향에 수직되게 체결되는 좌측 수평부재; 를 포함한다.
이때, 상기 우측 연장유닛은 우측 연장부재; 상기 우측 연장부재의 선단에 상기 주행 방향에 수직되게 체결되는 우측 수평부재; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 우측 수평부재와 상기 좌측 수평부재는 상기 전방 연장유닛이 전진 시 접하도록 서로 대응하는 형태로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 우측 수평부재와 상기 좌측 수평부재의 접하는 면은 요철형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연결유닛은 상기 좌측 연장유닛과 상기 우측 연장유닛을 연결하는 연결부재; 상기 연결부재를 감거나 푸는 모터; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 좌측 연장부재는 내측면에 상기 좌측 연장유닛의 전진 또는 복귀 시에 가이드가 되는 좌측 체결부; 외측면에 후단으로 기울어진 형태의 좌측 해수 유도핀; 을 포함한다.
이때, 상기 좌측 해수 유도핀은 상기 수상주행차량의 전방으로 유입된 상기 해수를 상기 수상주행차량의 하부로 유도하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 우측 연장부재는 내측면에는 상기 우측 연장유닛의 전진 또는 복귀 시에 가이드가 되는 우측 체결부; 외측면에는 후단으로 기울어진 형태의 우측 해수 유도핀; 을 포함한다.
이때, 상기 우측 해수 유도핀은 상기 수상주행차량의 전방으로 유입된 상기 해수를 상기 수상주행차량의 하부로 유도하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차체는 선단으로 갈수록 폭이 일정하게 좁아지는 형태의 돌출부; 를 포함한다.
이때, 상기 돌출부는 좌측에 좌측 슬라이딩면; 및 우측에 우측 슬라이딩면; 을 포함한다.
또한, 상기 전방 연장유닛은 상기 좌측 슬라이딩면 및 우측 슬라이딩면과 접하여 전진 또는 복귀하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 좌측 슬라이딩면에는 상기 좌측 체결부와 대응되도록 좌측 체결부 삽입홀이 형성되고, 상기 우측 슬라이딩면에는 상기 우측 체결부와 대응되도록 우측 체결부 삽입홀이 형성된다.
또한, 상기 돌출부는 상기 전방 연장유닛을 넘어 상기 차체 전방으로 유입되는 해수를 상기 차체의 좌우측으로 유도하여 상기 해수가 상기 차체의 상부로 이동하는 것을 차단하는 해수 유도부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 해수 유도부에는 상기 차체의 최상면과 동일한 높이를 가지고 상기 수상주행차량의 진행 방향으로 돌출된 V자 형태로 형성되며, 상기 차체의 선단으로부터 좌우의 최대 이격거리가 동일한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 좌측 연장부재는 상기 해수 유도부에 의해 상기 차체의 좌측으로 유도된 해수를 상기 수상주행차량의 외측으로 배출하기 위한 좌측 해수 배출부; 를 포함하고, 상기 우측 연장부재는 상기 해수 유도부에 의해 상기 차체의 우측으로 유도된 해수를 상기 수상주행차량의 외측으로 배출하기 위한 우측 해수 배출부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수상주행차량의 운용은 상기 전방 플랩의 전개각도가 미리 설정되는 제1임계각의 미만일 때 진행되며, 상기 제1임계각은 상기 전방 플랩의 압력 중심에서 수직방향으로 연장한 가상의 선 상에 상기 수상주행차량의 무게중심이 위치하는 각도인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변화속도 판단단계는 기설정 된 기준값보다 상기 트림각의 변화의 속도가 클 경우 상기 트림각의 변화가 빠르다고 판단하고, 상기 기준값보다 상기 트림각의 변화의 속도가 작을 경우 상기 트림각의 변화가 느리다고 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 트림각 판단단계에서 상기 트림각이 미리 설정되는 제 3 임계각보다 작은 경우, 상기 변화속도 판단단계를 진행하여 상기 트림각의 변화가 빠르면 상기 추진기의 출력을 증대하고, 상기 트림각의 변화가 느리면 상기 제2임계각 판단단계를 진행하여 상기 전방 플랩을 전개 또는 수납하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 트림각 판단단계에서 상기 트림각이 상기 제 3 임계각보다 큰 경우, 상기 변화속도 판단단계를 진행하여 상기 트림각의 변화가 빠르면 상기 추진기의 출력을 감소하고, 상기 트림각의 변화가 느리면 상기 추진기의 출력을 감소하거나 상기 전방 플랩을 전개하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2임계각 판단단계를 만족하면 상기 전방 플랩을 수납하고, 상기 제2임계각 판단단계를 불만족하면 상기 전방 플랩을 전개하거나 전개상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수상주행차량은 차량의 장폭비를 증대시켜 주행저항을 저감할 수 있고, 군사용으로는 속력 증대를 주목적으로 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 실시예 중 적어도 하나에 의하면, 차량의 장폭비를 증대시켜 해상상황에 따른 피칭을 줄일 수 있다.

본 발명에 따른 실시예 중 적어도 하나에 의하면, 기존의 경우 고속달성을 위해 궤도를 들어올리는 방식(궤도 리트렉션)의 경우 좌우 십수 개 가량 장착되는 경량의 로드암을 제어하기 위해 수십 개에 달하는 유압 제어기가 필요함으로 인해 신뢰성과 비용 상승의 문제가 있으나 본 발명은 상기와 같이 궤도 리트렉션을 적용하지 않고도 충분히 저항을 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 수상주행차량의 차체의 투상도이다
도 2는 본 발명에 따른 수상주행차량의 전방 연장유닛의 투상도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전방 연장유닛과 전방 플랩과 차체가 결합되는 형상을 나타내는 투상도이다.
도 4는 본 발명에 따른 전방 형상을 변형하는 모습을 나타내는 투상도이다.
도 5는 차량 형상에 따른 속력별 저항곡선을 나타내는 도면이다.
도 6은 수상주행차량의 트림각에 따른 전방 플랩 조절방법을 설명하기 위한 간략도이다.
도 7은 본 발명에 따른 수상주행차량의 운용 순서도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명은 차체(100)의 좌우측면에 설치되어 주행 방향으로 전진 또는 복귀되는 전방 연장유닛(200A), 상기 전방 연장유닛을 제어하는 제어부를 포함하며 상기 전방 연장유닛을 전진 또는 복귀하며 수상주행차량의 길이를 변경하여 주행저항을 조절하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량에 관한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 전방 연장유닛과 차체가 결합되는 형상을 나타내는 투상도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전방 형상을 변형하는 모습을 나타내는 투상도이다. 도 3과 도 4를 참고하여 좀더 상세하게 설명하면, 상기 수상주행차량은 상기 차체의 선단의 하측에 설치되는 전방 플랩(300)을 포함하며 상기 전방 플랩은 상기 차체의 플랩 연결부(150)와 체결되고 상기 플랩 연결부를 기준으로 전개 또는 수납되며 상기 제어부에 의해 상기 전방 플랩의 각도를 변경하며 양력을 조절하는 것을 특징으로 한다.

상기 전방 연장유닛(200A)은 좌측 연장유닛, 우측 연장유닛, 상기 제어부와 연동하여 상기 좌측 연장유닛과 상기 우측 연장유닛의 이격거리를 제어하는 연결유닛을 포함하며 상기 전방 연장유닛은 주행 방향으로 갈수록 점차 좁아지는 형태를 갖는다.

상기 좌측 연장유닛은 좌측 연장부재(200-L), 상기 좌측 연장부재의 선단에 상기 주행 방향에 수직되게 체결되는 좌측 수평부재(210-L)를 포함하고 상기 우측 연장유닛은 우측 연장부재(200-R), 상기 우측 연장부재의 선단에 상기 주행 방향에 수직되게 체결되는 우측 수평부재(210-R)를 포함한다.

상기 우측 수평부재(210-R)와 상기 좌측 수평부재(210-L)는 상기 전방 연장유닛(200A)이 완전 전진 시 접하도록 서로 대응하는 형태로 형성되며, 상기 우측 수평부재와 상기 좌측 수평부의 접촉면(213)은 요철형상일 수 있다.

상기 연결유닛은 상기 좌측 연장유닛과 상기 우측 연장유닛을 연결하는 연결부재(212), 상기 연결부재를 감거나 푸는 모터를 포함한다.

상기 좌측 연장부재(200-L)는 내측면에 상기 좌측 연장유닛의 전진 또는 복귀 시에 가이드가 되는 좌측 체결부(220-L)를 포함하고, 외측면에 후단으로 기울어진 형태의 좌측 해수 유도핀(230-L)을 포함하며 상기 우측 연장부재(200-R)는 내측면에는 상기 우측 연장유닛의 전진 또는 복귀 시에 가이드가 되는 우측 체결부(220-R)를 포함하고, 외측면에는 후단으로 기울어진 형태의 우측 해수 유도핀(230-R)을 포함하며 상기 우측 및 좌측 해수 유도핀은 상기 수상주행차량의 전방으로 유입된 상기 해수를 상기 수상주행차량의 하부로 유도하는 역할을 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수상주행차량의 차체의 투상도로 이를 참고하여 상기 차체를 설명하면, 상기 차체는 선단으로 갈수록 폭이 일정하게 좁아지는 형태의 돌출부를 포함하며 상기 돌출부는 좌측에 좌측 슬라이딩면(110-L) 및 우측에 우측 슬라이딩면(110-R)을 포함하며 상기 전방 연장유닛(200A)은 상기 좌측 슬라이딩면 및 우측 슬라이딩면과 접하여 전진 또는 복귀하는 것을 특징으로 한다.

상기 좌측 슬라이딩면(110-R)은 상기 좌측 체결부(220-L)와 대응되도록 형성된 좌측 체결부 삽입홀(120-L)을 포함하고 상기 우측 슬라이딩면(110-R)은 상기 우측 체결부(220-R)와 대응되도록 형성된 우측 체결부 삽입홀(120-R)을 포함한다.

상기 돌출부는 해수면을 기준으로 가장 높이 위치하는 해수 유도부(130)를 포함하며 상기 해수 유도부는 상기 전방 연장유닛(200A)을 넘어 상기 차체(100) 전방으로 유입되는 해수를 상기 차체의 좌우측으로 유도하여 상기 해수가 상기 차체의 상부로 이동하는 것을 차단하는 것을 특징으로 한다.

상기 해수 유도부(130)는 상기 차체의 최상면과 동일한 높이를 가지고 상기 진행 방향으로 돌출된 V자 형태로 형성되며 상기 차체의 선단으로부터 좌측 최대 이격거리(l2)와 우측 최대 이격거리(l1)가 동일하다.

상기 좌측 연장부재(200-L)는 상기 해수 유도부(130)에 의해 상기 차체(100)의 좌측으로 유도된 해수를 상기 수상주행차량의 외측으로 배출하기 위한 좌측 해수 배출부(240-L)를 포함하고 상기 우측 연장부재(200-R)는 상기 해수 유도부에 의해 상기 차체의 우측으로 유도된 해수를 상기 수상주행차량의 외측으로 배출하기 위한 우측 해수 배출부(240-R)를 포함한다.

도 6은 수상주행차량의 트림각에 따른 플랩 조절방법을 설명하기 위한 간략도이고, 도 7은 본 발명에 따른 수상주행차량의 운용 순서도이다. 도 6 및 도 7을 참고하여 본 발명에 따른 수상주행차량의 운용방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 수상주행차량의 운용방법은 해수면을 기준으로 트림각을 판단하는 트림각 판단단계, 트림각의 변화의 속도를 판단하는 변화속도 판단단계, 상기 트림각 변화 의 가속도로 제2임계각에 도달했는지 혹은, 현 추세대로라면 언제쯤 제2임계각에 도달할건지 여부를 판단하는 제2임계각 도달판단단계, 전방 플랩을 전개 또는 수납하는 전방 플랩 운전단계, 추진기의 출력을 증가 또는 감소시키는 출력 변경단계를 포함하며 상기 제2임계각은 상기 수상주행차량이 받는 양력이 0N 이상에서 0N 미만으로 변하거나 0 N 미만에서 0N 이상으로 변하는 상기 전방 플랩의 각도를 의미한다.

도 6의 (A)를 참고하여 설명하면, 본 발명에 따른 수상주행차량의 운용은 상기 전방 플랩의 전개각도가 제1임계각(a1) 미만일 때 진행되는 것을 전제로 하며, 상기 제1임계각은 상기 전방 플랩의 압력 중심에서 상기 수직방향으로 연장한 가상의 선 상에 상기 수상주행차량의 무게중심(G)이 위치하는 각도이다. 또한, 상기 수상주행차량의 무게중심(G)보다 높지 않은 곳에 추력 공급 시스템이 위치하는 것을 상기 수상주행차량의 운용 전제로 한다.

상기 변화속도 판단단계는 기설정 된 기준값 보다 상기 트림각의 변화의 속도가 클 경우 상기 트림각의 변화가 빠르다고 판단하고 상기 기준값 보다 상기 트림각의 변화의 속도가 작을 경우 상기 트림각의 변화가 느리다고 판단하며, 상기 기준값은 상기 수상주행차량의 형상, 제원, 해수의 유속 등의 다양한 요인의 영향을 받는다.

도 7을 참고하면 알 수 있듯이, 상기 트림각 판단단계에서 상기 트림각이 0도 미만일 경우 상기 변화속도 판단단계를 진행하여 상기 트림각의 변화가 빠르면 상기 추진기의 출력을 증대하고, 상기 트림각의 변화가 느리면 상기 제2임계각 판단단계를 진행하여 상기 전방 플랩을 전개 또는 수납한다.

또한, 상기 트림각 판단단계에서 상기 트림각이 0도 미만일 경우, 상기 변화속도 판단단계를 만족할 경우, 상기 추진기의 출력이 증대 가능한지 판단하는 출력 증대 가능여부 판단단계를 진행하여 출력 증대가 가능하면 상기 추진기이 출력을 높이고 출력 증대가 불가능하면 현재 출력을 유지한다. 따라서, 상기 변화속도 판단단계를 불만족할 경우와 상기 출력 증대 가능여부 판단단계를 불만족할 경우 상기 제2임계각 판단단계를 진행한다.

상기 트림각 판단단계에서 상기 트림각이 0도 이상일 경우 상기 변화속도 판단단계를 진행하여 상기 트림각의 변화가 빠르면 상기 추진기의 출력을 감소하고, 상기 트림각의 변화가 느리면 상기 추진기의 출력을 감소하거나 상기 전방 플랩을 전개한다.

상기 제2임계각 판단단계를 만족하면 상기 전방 플랩을 수납하고 상기 제2임계각 판단단계를 불만족하면 상기 전방 플랩을 전개하거나 전개상태를 유지한다.

본 발명은 수상주행차량의 전방형상을 변화시킴으로써, 주행저항을 감소시키는 것을 제 1 목표로 한다. 통상적으로 장폭비가 길면 길수록 차체/선체의 피칭은 줄어들게 되며, 이로 인해 안정적인 성능이 발휘됨은 물론, 저항이 줄어들어 속력이 증대되는 효과를 얻게 된다. 이에 다양한 이유가 있을 수 있지만, 주된 이유 중 하나로 길이가 길어지면 선체를 만나면서 물이 좌우로 갈라지는 각도를 보다 완만히 할 수 있기 때문이며, 이는 물의 운동량 변화를 줄임으로써 저항을 줄이는 효과를 발휘하게 된다.

그러나 대부분의 수상주행차량은 선박과 달리 육상에서의 기동도 고려가 되어야 하며, 이로 인해 차량의 길이에 제한을 받을 수밖에 없으며, 특히 연약지반을 통과해야 하는 차량 특성상 궤도가 탑재되거나 내부에 무장, 수송인원 등이 탑승됨으로 인해 유선형을 띄는 것이 특히나 곤란한 군용차량 등은 그 형태가 각질 수밖에 없어서 큰 저항을 받을 수밖에 없다. 도 5의 (A)는 통상의 배수형 수상주행차량의 속력-저항 곡선을 나타낸 것으로, 대략적으로 속력의 2~3승 내외로 저항이 증대되는 모습을 나타내고 있다.

즉, 고속 영역으로 갈수록 저항이 기하급수적으로 증대됨에 따라 속력 증가가 점점 곤란해진다. 이러한 문제를 극복하기 위해서, 미국의 EFV의 경우 궤도 로드휠을 접어서 차체에 수납하고, 후방 플랩을 통해 트립각을 줄이고, 궤도 밑단을 차폐하는 등 적극적으로 차체형상을 변형함으로써 저항을 줄이는 기법을 사용하고 있다. 그리고 고출력의 동력원을 통해 충분한 속력에 도달하는 경우 전방 플랩, 차체 밑면, 후방 플랩을 통해 생성된 양력이 충분해짐에 따라 차체가 뜸으로써 일정 속력 이상 (이하 험프 속력)에서는 오히려 저항이 감소하면서 초고속 달성이 가능한 형태이며 이는 활주형 수상주행차량으로 분류된다. 이에 따른 저항은 도 5의 (B)와 같은 그래프를 띄게 된다. 당연히 초고속영역으로 도달하기에는 이와 같은 형상이 유리한 것은 틀림없다.

하지만 이를 위해 다양한 구동부위, 유압라인, 험프 속력을 돌파하기 위한 대출력 엔진 등이 필요해지며 신뢰성 및 차량 가격 측면에서 현실적으로 적용하기 곤란한 면이 다수 존재한다. 실제로 미국의 경우도 이와 같은 문제를 극복하지 못해 사업이 취소되었다. 따라서 도 5의 (T) 영역과 같이 기존의 배수형 차량보다는 속력이 높지만, 매우 높은 속력이 목표가 아니라면 적절한 수의 구동부위, 적당한 가격, 높은 신뢰성을 달성할 수 있는 다른 기법이 필요하다. 이 때, (T) 영역은 양력이 불충분하기 때문에 활주형은 적합한 형상이라 볼 수 없으며, 따라서 배수형을 기준으로 차량의 형상을 적극적으로 변경하는 것을 고민할 필요가 있으며, 이를 통해 도 5의 (A)와 같은 저항곡선을 (C)와 같이 만드는 것을 목표로 할 수 있다. 실제로 본 발명의 일 실시예를 CFD 해석을 통해 분석한 결과, 저항을 상당량 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차체(100)는 차량 전방 좌우측에 슬라이딩면(110-L/110-R)를 지니며, 상기 좌측 슬라이딩면 및 우측 슬라이딩면을 따라 앞뒤로 선형운동을 하는 전방 연장유닛(200A), 상기 전방 연장유닛을 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 좌측 및 우측 슬라이딩부(110-R/110-L)를 따라 전방 연장유닛(200A)이 움직이기 위해서 일 실시예로써 우측 및 좌측 체결부 삽입홀(120-R/120-L)과 우측 및 좌측 체결부(220-R/220-L)가 구비될 수 있다. 상기 우측 및 좌측 체결부는 다양한 방법으로 형성이 될 수 있으나, 적절한 신뢰성을 갖출 수 있도록 상기 우측 및 좌측 체결부 삽입홀(120-R/120-L) 일측에는 웜기어 혹은 피니언기어, 상기 우측 및 좌측 체결부(220-R/220-L)의 표면에는 기어산을 두어 웜기어-평기어 구성 혹은 랙 앤 피니언 체결구성 등을 고려할 수 있다. 이 때, 피니언 구동을 위해서는 전기 혹은 유압 모터 등의 적용이 가능하며, 차량이 고속으로 수상을 주행할 때의 피니언 구동은 많은 부하를 받을 수 있으므로 구동 가능한 속력범위를 설정할 필요가 있다.

한편, 상기 우측 및 좌측 체결부(220-R/220-L)는 상기 전방 연장유닛(200A)의 좌우 측면에서 인가되는 응력에 취약한 점을 보강하는 역할을 수행하기도 한다.

상기 전방 연장유닛(200A)의 전면에는 상기 차체(100)의 전면부 경사에 맞추어 아래로 연장시킨 우측 및 좌측 수평부재(210-R/210-L)를 설치할 수 있다. 이를 통해 차량으로부터 이격된 전방으로부터 차량의 앞부분을 들리게 만드는 힘을 생성시킬 수 있다. 이는 고속 주행 시 차체 전방 하부에서 받는 저항으로 인하여 차량 앞부분이 침수되려는 경향을 억제하는 힘을 생성하기 위함이다.

도 3과 같이 상기 차체(100) 전방과 맞닿아 있는 상기 우측 및 좌측 연장부재(200-R/200-L)는 상기 차체 좌우측을 따라 전방으로 이동하게 되는데, 차량이 전방으로 갈수록 점차 좁아지도록 상기 돌출부의 우측 및 좌측 슬라이딩면(110-R/110-L)에 경사도를 줌으로써 상기 전방 연장유닛(200A)이 완전 전진하면 상기 우측 및 좌측 수평부재(210-R/210-L)는 접촉하여 결합된다. 본 실시예에서는 상기 경사도를 일정하게 직선으로 주었지만, 곡률을 주어 보다 완만한 유선형태로 상기 전방 연장유닛(200A)이 전방으로 신장될 수 있게 구성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 경사도를 줄 경우 자연스럽게 우측 및 좌측 연장부재(200-R/200-L)는 연장되다가 어느 순간 상기 우측 및 좌측 수평부재(210-R/210-L)가 맞닿게 된다. 그런데 아무리 강건하게 설계하더라도 고속주행 및 선회 시에는 상기 우측 연장부재(200-R)와 상기 좌측 연장부재(200-L)가 맞닿는 면을 따라 진동을 하게 되고 틈이 벌어질 수밖에 없다. 따라서 진동을 줄임과 동시에 강건성을 유지하기 위해 상기 우측 및 좌측 연장부재(200-R/200-L)간을 이어주는 연결부재(212)가 필요하다. 선형식 유압 액츄에이터 등도 적용이 가능하겠지만 일 실시예로써 통상의 와이어-윈치 구조와 같이 상기 연결유닛은 상기 우측 연장부재(200-R)와 상기 좌측 연장부재(200-L) 간에 연결되는 상기 연결부재(212) 및 이를 구동하기 위한 모터로 구성될 수 있다. 상기 모터의 설치 위치는 좌우측 어디가 되었든 상관이 없으며 전방 연장유닛(200A)의 일측에 마련된 연결부재 보관부(211)에 배치될 수 있다. 우측 및 좌측 슬라이딩면(110-R/110-L)을 통해 상기 전방 연장유닛(200A)이 전후로 이동하는 정도에 맞추어 상기 연결부재(212)의 감기/풀기 속도 및 토크 제어를 수행할 수 있다. 또한 상기 전방 연장유닛(200A)이 완전히 상기 차체(100) 전방으로 이송한 경우, 상기 연결부재(212)의 위치 혹은 장력을 그대로 유지할 수 있도록 상기 모터에는 브레이킹부(도면 미도시)를 설치할 수 있다.

한편, 위와 같이 상기 연결부재(212)를 통해서 차량 전방의 좌우측을 단단히 연결하는 방법은 좌우로의 벌어짐을 억제하는데 효과적이지만, 상기 우측 연장부재(200-R)와 상기 좌측 연장부재(200-L)가 다른 정도로 상하로 움직이면서 발생하는 좌우 뒤틀림을 막기에는 한계가 있다. 따라서 이를 억제하기 위해서 상기 우측 및 좌측 수평부재(210-R/210-L)가 맞닿는 수평부재 접촉면(213)은 대응되는 형상으로 형성되며 요철 처리함으로써 강건성을 향상시킬 수 있다.

이상 위에서 설명된 상기 전방 연장유닛(200A)는 상기 좌측 연장부재(200-L)와 상기 우측 연장부재(200-R)로 분리가 되어 있는 형태였으며 좌우측을 잇기 위해 차량의 측면부가 전방을 기준으로 좁아지도록 설계되었다. 그러나 반드시 상기 전방 연장유닛(200A)이 분리되어 있을 필요는 없으며, 또다른 실시예에서는 상기 전방 연장유닛은 한 덩어리로 설계 및 체결될 수 있으며, 이 때 상기 연결부재(212) 및 상기 수평부재 접촉면(213)의 요철 처리 등은 불필요하다.

상기 좌측 연장부재(200-L)는 내측면에 상기 좌측 연장유닛의 전진 또는 복귀 시에 가이드가 되는 좌측 체결부(220-L)를 포함하고, 외측면에 후단으로 기울어진 형태의 좌측 해수 유도핀(230-L)을 포함하며 상기 우측 연장부재(200-R)는 내측면에는 상기 우측 연장유닛의 전진 또는 복귀 시에 가이드가 되는 우측 체결부(220-R)을 포함하고, 외측면에는 후단으로 기울어진 형태의 우측 해수 유도핀(230-R)을 포함하며, 이는 해수를 아래로 유도함으로써 부가적으로 양력을 생성시키는 용도, 해수를 아래쪽 바깥으로 유도함으로써 차체 쪽으로 해수가 밀려들어 오는 것을 방지하는 용도, 좌우로부터 상기 전방 연장유닛(200A)에 인가되는 응력에 대하여 강도를 보강하는 용도를 겸하게 된다.

한편 파도 등으로 인하여, 해수가 상기 전방 연장유닛(200A)를 타고 넘어서 차체로 향하는 경우가 발생할 수 있다. 상기 차체 상부에는 흡배기 그릴, 해치 등 차량 생존에 중요한 설비들이 위치해 있으므로 최대한 해수가 차량 상부로 이송되는 것을 억제해야 하며, 이를 위해 차체 전방 상부에는 해수를 좌우측으로 유도해야 한다. 이는 전방으로부터 동일한 거리상을 기준으로 차체 중앙부를 주변부보다 높게끔 형상을 설계함으로써 달성할 수 있으며, 편의상 해수 유도부(130)로 표기될 수 있다. 그러나 상기 우측 연장부재(200-R) 및 좌측 연장부재(200-L)가 좌우측으로 설치됨에 따라 상기 해수 유도부(130)만 설치되어서는 해수를 차량 좌우측으로 보내는 데 한계가 있다. 따라서 상기 우측 연장부재(200-R) 및 좌측 연장부재(200-L)에는 구조 강건성을 최대한 해치지 않는 선에서 요(凹) 형태와 같이 일부가 패이거나, 구멍이 뚫린 형태의 우측 및 좌측 해수 유도부(240-R/240-L)가 설계될 수 있다.

한편, 상기 전방 연장유닛(200A)을 통해 해수와 맞닿는 부분을 최대한 원거리로 이격시킨 결과, 차량의 피칭을 안정시킬 수는 있지만, 높은 파고가 치는 환경에서는 해수 밑으로 잠길 우려가 있다. 이러한 현상을 최대한 억제하기 위해서 부가적으로 차량 전방 하부에 상기 플랩 연결부(150)를 두고, 상기 전방 플랩(300)을 설치할 수 있다. 일 실시예로써 상기 전방 플랩(300)은 액츄에이터를 통해 회전 운동이 가능하다. 상기 전방 플랩(300)은 상기 플랩 연결부(150)를 기준으로 회전하여 아래로 전개되며, 이를 통해 부가적인 양력을 제공할 수 있으며, 적극적인 제어를 통해 차량 전방에 가해지는 양력을 조절함으로써 피칭을 조절하는 역할도 수행할 수 있다. 이에 대한 일 실시예로써 차체 앞부분이 가라앉을 때(트림각 감소)에는 상기 전방 플랩(300)을 전개(아래쪽으로 전개)하고, 트림각 증대 시에는 상기 전방 플랩(300)을 수납(위쪽으로 수납)할 수 있다. 그러나 이는 차량 형상에 따라, 전방 플랩 전개각도에 따라, 파도 조건에 따라 달라질 수 있는데 차량의 트림이 없다고 가정할 때, 상기 전방 플랩의 압력중심점에서 상기 전방 플랩의 각도와 수직이 되도록 연장한 가상의 선이 상기 차량의 무게중심(G)보다 상방에 위치하는 경우에는 트림각 증대에 도움을 주지만, 그 반대의 경우에는 트림각 증대에 역효과를 발생시키게 되며 이 각도를 제1임계각(a1)이라 한다. 따라서, 본 발명에 따른 수상주행차량의 운용은 상기 전방 플랩(300)의 전개각도가 상기 제1임계각(a1) 미만일 때, 상기 수상주행차량의 무게중심(G)보다 낮은 위치에서 추력이 공급되는 상황일 때를 전제로 한다.

또한, 도 6(A)에서와 같이 평상시에는 전방에 양력을 공급하는 상기 전방 플랩(300)에 있어, 외력 등으로 인해 차량의 트림이 낮아지는 경우(마이너스 트림, 차량의 전방부가 하방을 향해 기울어진 경우)에 있어, 상기 전방 플랩의 각도가 그대로 유지되는 경우, 일정 이상으로 차량이 기울어진 경우, 도 6 (B)와 같이 마이너스 양력이 발생함으로 인해 트림각을 더 낮추는 요인으로 작용할 수 있다. 따라서 도 6(C)와 같이 상기 전방 플랩(300)의 각도를 조절해주어야 하며, 이 때의 플러스-마이너스 양력이 변화하는 전방 플랩의 각도(제2임계각)는 차량의 각도 및 그 순간의 전방 플랩의 차량과의 상대 각도에 따라 변화하기 때문에 조절되어야 한다. 한편, 이와 같은 적극적인 트림각 조절은 출력 조절과 함께 수행될 수 있다. 도 7을 참조하여 설명하면 즉, 엔진 출력 감소 혹은 동력전달장치 내의 출력조절 기법을 통해 추진기로의 동력 전달 비율을 조절하는 기법을 통해, 추진기의 추력을 조절하는 기법과 연동하여 상기 전방 플랩(300)의 각도를 가변할 수 있다. 일 실시예로써 추진기가 차량 무게중심(G)과 같거나 보다 낮게 설치된 차량에 있어 트림각이 감소하는 경우, 추진력을 증대시킴과 동시에 상기 전방 플랩(300)을 아래 방향을 향해 회전(전개)시키는 방법이 구사될 수 있으며 이를 자동 제어할 수 있다. 특히 이와 같은 구성이 필요해질 수 있는 경우는 해상에서 육상으로 천이하는 구간일 가능성이 높은데, 천이 구간은 프로펠러 등의 해상추진기와 궤도를 동시에 구동해야 하므로 추진력이 부족해지는 상황에 처할 수 있다. 통상적인 수상주행차량은 엔진-동력분배기-트랜스미션으로 동력축이 연결되어 있으며, 동력분배기에서는 수상모드/천이모드/육상모드에 따른 동력 분배를 수행하게 되는데 이때 상기 전방 플랩의 각도를 조절함과 동시에 추진력을 보조하기 위한 방법으로 경량의 하이브리드 추진 시스템을 도입할 수 있다. 상기 하이브리드 추진 시스템은 고압공기로 보조하는 공기 하이브리드 및 배터리/캐패시터 전력을 활용하는 통상의 하이브리드 추진 시스템 등이 고려될 수 있다.

한편, 상기 전방 플랩(300)과 상기 전방 연장유닛(200A)이 전개되지 않고 차체 전면부에 접해있는 수납 상태에 있을 때, 상기 우측 및 좌측 수평부재(210-R/210-L)과 상기 전방 플랩(300) 간 상호 간섭이 일어날 수 있다. 어느 것이 앞에 위치해야 하는지 여부는 중요하지 않으나, 이에 따른 전개-수납에 따른 순서 분류가 필요하다. 즉, 상기 전방 플랩(300)이 상기 전방 연장유닛(200A)보다 앞에 위치한 경우에는 상기 전방 플랩부터 전개를 시켜야 한다.

상기에서는 단수를 기준으로 상기 전방 플랩(300)을 설명하였으나, 복수의 전방 플랩 혹은 다단 전방 플랩의 형태에서도 동일하게 설명이 가능하다.

한편, 상기 우측 및 좌측 체결부(220-R/220-L)는 상기 전방 연장유닛(200A)의 좌우 측면에서 인가되는 응력에 취약한 점을 보강하는 역할을 수행하기도 한다.

상기 전방 연장유닛(200A)의 전면에는 상기 차체(100)의 전면부 경사에 맞추어 아래로 연장시킨 우측 및 좌측 수평부재(210-R/210-L)를 설치할 수 있다. 이를 통해 차량으로부터 이격된 전방으로부터 차량의 앞부분을 들리게 만드는 힘을 생성시킬 수 있다. 이는 고속 주행 시 차체 전방 하부에서 받는 저항으로 인하여 차량 앞부분이 침수되려는 경향을 억제하는 힘을 생성하기 위함이다.

도 3과 같이 상기 차체(100) 전방과 맞닿아 있는 상기 우측 및 좌측 연장부재(200-R/200-L)는 상기 차체 좌우측을 따라 전방으로 이동하게 되는데, 차량이 전방으로 갈수록 점차 좁아지도록 상기 돌출부의 우측 및 좌측 슬라이딩면(110-R/110-L)에 경사도를 줌으로써 상기 전방 연장유닛(200A)이 완전 전진하면 상기 우측 및 좌측 수평부재(210-R/210-L)는 접촉하여 결합된다. 본 실시예에서는 상기 경사도를 일정하게 직선으로 주었지만, 곡률을 주어 보다 완만한 유선형태로 상기 전방 연장유닛(200A)이 전방으로 신장될 수 있게 구성하는 것도 가능하다.

상기와 같이 경사도를 줄 경우 자연스럽게 우측 및 좌측 연장부재(200-R/200-L)는 연장되다가 어느 순간 상기 우측 및 좌측 수평부재(210-R/210-L)가 맞닿게 된다. 그런데 아무리 강건하게 설계하더라도 고속주행 및 선회 시에는 상기 우측 연장부재(200-R)와 상기 좌측 연장부재(200-L)가 맞닿는 면을 따라 진동을 하게 되고 틈이 벌어질 수밖에 없다. 따라서 진동을 줄임과 동시에 강건성을 유지하기 위해 상기 우측 및 좌측 연장부재(200-R/200-L)간을 이어주는 연결부재(212)가 필요하다. 선형식 유압 액츄에이터 등도 적용이 가능하겠지만 일 실시예로써 상기 연결유닛은 상기 우측 연장부재(200-R)와 상기 좌측 연장부재(200-L) 간에 연결되는 상기 연결부재(212) 및 이를 구동하기 위한 모터로 구성될 수 있다. 상기 모터의 설치 위치는 좌우측 어디가 되었든 상관이 없으며 전방 연장유닛(200A)의 일측에 마련된 연결부재 보관부(211)에 배치될 수 있다. 우측 및 좌측 슬라이딩면(110-R/110-L)을 통해 상기 전방 연장유닛(200A)이 전후로 이동하는 정도에 맞추어 상기 연결부재(212)의 감기/풀기 속도 및 토크 제어를 수행할 수 있다. 또한 상기 전방 연장유닛(200A)이 완전히 상기 차체(100) 전방으로 이송한 경우, 상기 연결부재(212)의 위치 혹은 장력을 그대로 유지할 수 있도록 상기 모터에는 브레이킹부(도면 미도시)를 설치할 수 있다.

한편, 위와 같이 상기 연결부재(212)를 통해서 차량 전방의 좌우측을 단단히 연결하는 방법은 좌우로의 벌어짐을 억제하는데 효과적이지만, 상기 우측 연장부재(200-R)와 상기 좌측 연장부재(200-L)가 다른 정도로 상하로 움직이면서 발생하는 좌우 뒤틀림을 막기에는 한계가 있다. 따라서 이를 억제하기 위해서 상기 우측 및 좌측 수평부재(210-R/210-L)가 맞닿는 수평부재 접촉면(213)은 대응되는 형상으로 형성되며 요철 처리함으로써 강건성을 향상시킬 수 있다.

이상 위에서 설명된 상기 전방 연장유닛(200A)는 상기 좌측 연장부재(200-L)와 상기 우측 연장부재(200-R)로 분리가 되어 있는 형태였으며 좌우측을 잇기 위해 차량의 측면부가 전방을 기준으로 좁아지도록 설계되었다. 그러나 반드시 상기 전방 연장유닛(200A)이 분리되어 있을 필요는 없으며, 또다른 실시예에서는 상기 전방 연장유닛은 한 덩어리로 설계 및 체결될 수 있으며, 이 때 상기 연결부재(212) 및 상기 수평부재 접촉면(213)의 요철 처리 등은 불필요하다.

상기 좌측 연장부재(200-L)는 내측면에 상기 좌측 연장유닛의 전진 또는 복귀 시에 가이드가 되는 좌측 체결부(220-L)를 포함하고, 외측면에 후단으로 기울어진 형태의 좌측 해수 유도핀(230-L)을 포함하며 상기 우측 연장부재(200-R)는 내측면에는 상기 우측 연장유닛의 전진 또는 복귀 시에 가이드가 되는 우측 체결부(220-R)을 포함하고, 외측면에는 후단으로 기울어진 형태의 우측 해수 유도핀(230-R)을 포함하며, 이는 해수를 아래로 유도함으로써 부가적으로 양력을 생성시키는 용도, 해수를 아래쪽 바깥으로 유도함으로써 차체 쪽으로 해수가 밀려들어 오는 것을 방지하는 용도, 좌우로부터 상기 전방 연장유닛(200A)에 인가되는 응력에 대하여 강도를 보강하는 용도를 겸하게 된다.

한편 파도 등으로 인하여, 해수가 상기 전방 연장유닛(200A)를 타고 넘어서 차체로 향하는 경우가 발생할 수 있다. 상기 차체 상부에는 흡배기 그릴, 해치 등 차량 생존에 중요한 설비들이 위치해 있으므로 최대한 해수가 차량 상부로 이송되는 것을 억제해야 하며, 이를 위해 차체 전방 상부에는 해수를 좌우측으로 유도해야 한다. 이는 전방으로부터 동일한 거리상을 기준으로 차체 중앙부를 주변부보다 높게끔 형상을 설계함으로써 달성할 수 있으며, 편의상 해수 유도부(130)로 표기될 수 있다. 그러나 상기 우측 연장부재(200-R) 및 좌측 연장부재(200-L)가 좌우측으로 설치됨에 따라 상기 해수 유도부(130)만 설치되어서는 해수를 차량 좌우측으로 보내는 데 한계가 있다. 따라서 상기 우측 연장부재(200-R) 및 좌측 연장부재(200-L)에는 구조 강건성을 최대한 해치지 않는 선에서 요(凹) 형태와 같이 일부가 패이거나, 구멍이 뚫린 형태의 우측 및 좌측 해수 유도부(240-R/240-L)가 설계될 수 있다.

한편, 상기 전방 연장유닛(200A)을 통해 해수와 맞닿는 부분을 최대한 원거리로 이격시킨 결과, 차량의 피칭을 안정시킬 수는 있지만, 높은 파고가 치는 환경에서는 해수 밑으로 잠길 우려가 있다. 이러한 현상을 최대한 억제하기 위해서 부가적으로 차량 전방 하부에 상기 플랩 연결부(150)를 두고, 상기 전방 플랩(300)을 설치할 수 있다. 일 실시예로써 상기 전방 플랩(300)은 액츄에이터를 통해 회전 운동이 가능하다. 상기 전방 플랩(300)은 상기 플랩 연결부(150)를 기준으로 회전하여 아래로 전개되며, 이를 통해 부가적인 양력을 제공할 수 있으며, 적극적인 제어를 통해 차량 전방에 가해지는 양력을 조절함으로써 피칭을 조절하는 역할도 수행할 수 있다. 이에 대한 일 실시예로써 차체 앞부분이 가라앉을 때(트림각 감소)에는 상기 전방 플랩(300)을 전개(아래쪽으로 전개)하고, 트림각 증대 시에는 상기 전방 플랩(300)을 수납(위쪽으로 수납)할 수 있다. 그러나 이는 차량 형상에 따라, 전방 플랩 전개각도에 따라, 파도 조건에 따라 달라질 수 있는데 차량의 트림이 없다고 가정할 때, 상기 전방 플랩의 압력중심점에서 상기 전방 플랩의 각도와 수직이 되도록 연장한 가상의 선이 상기 차량의 무게중심(G)보다 상방에 위치하는 경우에는 트림각 증대에 도움을 주지만, 그 반대의 경우에는 트림각 증대에 역효과를 발생시키게 되며 이 각도를 제1임계각(a1)이라 한다. 따라서, 본 발명에 따른 수상주행차량의 운용은 상기 전방 플랩(300)의 전개각도가 상기 제1임계각(a1) 미만일 때, 상기 수상주행차량의 무게중심(G)보다 낮은 위치에서 추력이 공급되는 상황일 때를 전제로 한다.

또한, 도 6(A)에서와 같이 평상시에는 전방에 양력을 공급하는 상기 전방 플랩(300)에 있어, 외력 등으로 인해 차량의 트림이 낮아지는 경우(마이너스 트림, 차량의 전방부가 하방을 향해 기울어진 경우)에 있어, 상기 전방 플랩의 각도가 그대로 유지되는 경우, 일정 이상으로 차량이 기울어진 경우, 도 6 (B)와 같이 마이너스 양력이 발생함으로 인해 트림각을 더 낮추는 요인으로 작용할 수 있다. 따라서 도 6(C)와 같이 상기 전방 플랩(300)의 각도를 조절해주어야 하며, 이 때의 플러스-마이너스 양력이 변화하는 전방 플랩의 각도(제2임계각)는 차량의 각도 및 그 순간의 전방 플랩의 차량과의 상대 각도에 따라 변화하기 때문에 조절되어야 한다. 한편, 이와 같은 적극적인 트림각 조절은 출력 조절과 함께 수행될 수 있다. 도 7을 참조하여 설명하면 즉, 엔진 출력 감소 혹은 동력전달장치 내의 출력조절 기법을 통해 추진기로의 동력 전달 비율을 조절하는 기법을 통해, 추진기의 추력을 조절하는 기법과 연동하여 상기 전방 플랩(300)의 각도를 가변할 수 있다. 일 실시예로써 추진기가 차량 무게중심(G)보다 하부에 설치된 차량에 있어 트림각이 감소하는 경우, 추진력을 증대시킴과 동시에 상기 전방 플랩(300)을 아래 방향을 향해 회전(전개)시키는 방법이 구사될 수 있으며 이를 자동 제어할 수 있다. 특히 이와 같은 구성이 필요해질 수 있는 경우는 해상에서 육상으로 천이하는 구간일 가능성이 높은데, 천이 구간은 프로펠러 등의 해상추진기와 궤도를 동시에 구동해야 하므로 추진력이 부족해지는 상황에 처할 수 있다. 통상적인 수상주행차량은 엔진-동력분배기-트랜스미션으로 동력축이 연결되어 있으며, 동력분배기에서는 수상모드/천이모드/육상모드에 따른 동력 분배를 수행하게 되는데 이때 상기 전방 플랩의 각도를 조절함과 동시에 추진력을 보조하기 위한 방법으로 경량의 하이브리드 추진 시스템을 도입할 수 있다. 상기 하이브리드 추진 시스템은 고압공기로 보조하는 공기 하이브리드 및 배터리/캐패시터 전력을 활용하는 통상의 하이브리드 추진 시스템이 고려될 수 있다.

한편, 상기 전방 플랩(300)과 상기 전방 연장유닛(200A)이 전개되지 않고 차체 전면부에 접해있는 수납 상태에 있을 때, 상기 우측 및 좌측 수평부재(210-R/210-L)과 상기 전방 플랩(300) 간 상호 간섭이 일어날 수 있다. 어느 것이 앞에 위치해야 하는지 여부는 중요하지 않으나, 이에 따른 전개-수납에 따른 순서 분류가 필요하다. 즉, 상기 전방 플랩(300)이 상기 전방 연장유닛(200A)보다 앞에 위치한 경우에는 상기 전방 플랩부터 전개를 시켜야 한다.

상기에서는 단수를 기준으로 상기 전방 플랩(300)을 설명하였으나, 복수의 전방 플랩 혹은 다단 전방 플랩의 형태에서도 동일하게 설명이 가능하다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 차체
200A : 전방 연장유닛
300 : 전방 플랩
110-R(L) : 우측(좌측) 슬라이딩면
120-R(L) : 우측(좌측) 체결부 삽입홀
130: 해수 유도부
150 : 플랩 연결부
200-R(L) : 우측(좌측) 연장부재
210-R(L) : 우측(좌측) 수평부재
220-R(L) : 우측(좌측) 체결부
230-R(L) : 우측(좌측) 해수 유도핀
240-R(L) : 우측(좌측) 해수 배출부
211 : 연결부재 보관부
212 : 연결부재
213 : 수평부재 접촉면
a1 : 제1임계각
G : 차량 무게중심
l1 : 해수 유도부 우측 최대 이격거리
l2 : 해수 유도부 좌측 최대 이격거리

Claims (20)

1. 수상주행차량에 있어서,
   차체의 좌우측면에 설치되어 주행 방향으로 전진 또는 복귀되는 전방 연장유닛;
   상기 전방 연장유닛을 제어하는 제어부; 를 포함하며
   상기 전방 연장유닛을 전진 또는 복귀하며 수상주행차량의 길이를 변경하여 주행저항을 조절하며,
   상기 전방 연장유닛은
   좌측 연장유닛; 우측 연장유닛;
   상기 제어부와 연동하여 상기 좌측 연장유닛과 상기 우측 연장유닛의 이격거리를 제어하는 연결유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량.
2. 제1항에 있어서,
   상기 차체의 선단의 하측에 설치되는 전방 플랩; 을 포함하며
   상기 전방 플랩은 상기 차체의 플랩 연결부와 체결되고 상기 플랩 연결부를 기준으로 전개 또는 수납되며 상기 제어부에 의해 상기 전방 플랩의 각도를 변경하며 양력을 조절하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량.
3. 삭제
4. 제2항에 있어서,
   상기 좌측 연장유닛은
   좌측 연장부재;
   상기 좌측 연장부재의 선단에 상기 주행 방향에 수직되게 체결되는 좌측 수평부재; 를 포함하고
   상기 우측 연장유닛은
   우측 연장부재;
   상기 우측 연장부재의 선단에 상기 주행 방향에 수직되게 체결되는 우측 수평부재; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량
5. 제4항에 있어서,
   상기 우측 수평부재와 상기 좌측 수평부재는 상기 전방 연장유닛이 전진 시 접하도록 서로 대응하는 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 수상주행차량.
6. 제5항에 있어서,
   상기 우측 수평부재와 상기 좌측 수평부재의 접하는 면은 요철형상인 것을 특징으로 하는 수상주행차량.
7. 삭제
8. 제4항에 있어서,
   상기 좌측 연장부재는
   내측면에 상기 좌측 연장유닛의 전진 또는 복귀 시에 가이드가 되는 좌측 체결부;
   외측면에 후단으로 기울어진 형태의 좌측 해수 유도핀; 을 포함하며
   상기 좌측 해수 유도핀은 상기 수상주행차량의 전방으로 유입된 해수를 상기 수상주행차량의 하부로 유도하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량.
9. 제8항에 있어서,
   상기 우측 연장부재는
   내측면에는 상기 우측 연장유닛의 전진 또는 복귀 시에 가이드가 되는 우측 체결부;
   외측면에는 후단으로 기울어진 형태의 우측 해수 유도핀; 을 포함하며
   상기 우측 해수 유도핀은 상기 수상주행차량의 전방으로 유입된 상기 해수를 상기 수상주행차량의 하부로 유도하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량.
10. 제9항에 있어서,
    상기 차체는 선단으로 갈수록 폭이 일정하게 좁아지는 형태의 돌출부; 를 포함하며
    상기 돌출부는 좌측에 좌측 슬라이딩면; 및 우측에 우측 슬라이딩면; 을 포함하며
    상기 전방 연장유닛은 상기 좌측 슬라이딩면 및 우측 슬라이딩면과 접하여 전진 또는 복귀하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량.
11. 제10항에 있어서,
    상기 좌측 슬라이딩면에는
    상기 좌측 체결부와 대응되도록 좌측 체결부 삽입홀이 형성되고
    상기 우측 슬라이딩면에는
    상기 우측 체결부와 대응되도록 우측 체결부 삽입홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 수상주행차량.
12. 제11항에 있어서,
    상기 돌출부는
    상기 전방 연장유닛을 넘어 상기 차체 전방으로 유입되는 해수를 상기 차체의 좌우측으로 유도하여 상기 해수가 상기 차체의 상부로 이동하는 것을 차단하는 해수 유도부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량.
13. 제12항에 있어서,
    상기 해수 유도부는
    상기 차체의 최상면과 동일한 높이를 가지고 상기 수상주행차량의 진행 방향으로 돌출된 V자 형태로 형성되며
    상기 차체의 선단으로부터 좌우의 최대 이격거리가 동일한 것을 특징으로 하는 수상주행차량.
14. 제13항에 있어서,
    상기 좌측 연장부재는 상기 해수 유도부에 의해 상기 차체의 좌측으로 유도된 해수를 상기 수상주행차량의 외측으로 배출하기 위한 좌측 해수 배출부; 를 포함하고
    상기 우측 연장부재는 상기 해수 유도부에 의해 상기 차체의 우측으로 유도된 해수를 상기 수상주행차량의 외측으로 배출하기 위한 우측 해수 배출부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량.
15. 제6항, 및 제8항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 수상주행차량의 운용방법에 있어서,
    제어부가 해수면을 기준으로 트림각을 판단하는 트림각 판단단계;
    상기 제어부가 트림각의 변화의 속도를 판단하는 변화속도 판단단계;
    상기 제어부가 상기 트림각 변화의 가속도로 미리 설정되는 제2임계각에 도달했는지 판단하는 제2임계각 도달판단단계;
    상기 제어부가 전방 플랩을 전개 또는 수납하는 전방 플랩 운전단계;
    상기 제어부가 추진기의 출력을 증가 또는 감소시키는 출력 변경단계; 를 포함하며
    상기 제2임계각은 양력이 0N 이상에서 0N 미만으로 변하거나 0N 미만에서 0N 이상으로 변하는 상기 전방 플랩의 각도인 것을 특징으로 하는 수상주행차량의 운용방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 수상주행차량의 운용은 상기 전방 플랩의 전개각도가 미리 설정되는 제1임계각의 미만일 때 진행되며
    상기 제1임계각은 상기 전방 플랩의 압력 중심에서 수직방향으로 연장한 가상의 선 상에 상기 수상주행차량의 무게중심이 위치하는 각도인 것을 특징으로 하는 수상주행차량의 운용방법.
17. 제15항에 있어서,
    상기 변화속도 판단단계는
    기설정 된 기준값보다 상기 트림각의 변화의 속도가 클 경우 상기 트림각의 변화가 빠르다고 판단하고
    상기 기준값보다 상기 트림각의 변화의 속도가 작을 경우 상기 트림각의 변화가 느리다고 판단하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량의 운용방법.
18. 제17항에 있어서,
    상기 트림각 판단단계에서 상기 트림각이 미리 설정되는 제 3 임계각보다 작은 경우
    상기 변화속도 판단단계를 진행하여 상기 트림각의 변화가 빠르면 상기 추진기의 출력을 증대하고,
    상기 트림각의 변화가 느리면 상기 제2임계각 판단단계를 진행하여 상기 전방 플랩을 전개 또는 수납하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량의 운용방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 트림각 판단단계에서 상기 트림각이 상기 제 3 임계각보다 큰 경우
    상기 변화속도 판단단계를 진행하여 상기 트림각의 변화가 빠르면 상기 추진기의 출력을 감소하고,
    상기 트림각의 변화가 느리면 상기 추진기의 출력을 감소하거나 상기 전방 플랩을 전개하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량의 운용방법.
20. 제18항에 있어서,
    상기 제2임계각 판단단계를 만족하면 상기 전방 플랩을 수납하고
    상기 제2임계각 판단단계를 불만족하면 상기 전방 플랩을 전개하거나 전개상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 수상주행차량의 운용방법.

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