KR102055989B1 - 러더 배열체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 X 러더를 구비하는 잠수정에 관한 것으로, 러더 블레이드들은 잠수정의 종 방향으로 오프셋되어 배열된다.
Description
본 발명은 잠수정 내의 러더 배열체에 관한 것이다.
오늘날 현대의 잠수정들은 X 러더, 예를 들어 유형 U 212 A 잠수정 클래스 또는 돌핀 클래스 또는 크로스 러더, 예를 들어 유형 U 214 잠수함 클래스 또는 로스 엔젤레스 클래스로 불리는 것이다. 이러한 러더들은 4 개의 러더 블레이드들 (볼 스페이스 러더들 또는 분할 러더들) 로 구성되고, 크로스 러더의 경우에, 2 개의 러더 블레이드들은 수평하게 배열되고, 2 개의 러더 블레이드들은 수직하게 배열된다. X 러더의 경우에, 러더 블레이드들은 수평선에 대하여 대략 45°의 각도로 각각 배열된다. 이러한 2 개의 러더 배열체들은 잠수정을 제어하는데 특히 효과적이라는 것이 입증되었다.
하지만, 이러한 러더 배열체들이 액티브 소나 (active sonar) 에 의해 로케이팅 (locating) 에 대하여 특정한 민감성을 가질 수 있다는 것은 명백하다. 이러한 민감성은 예를 들어 X 러더의 경우에 서로에 관하여 대략 90 °의 각도로 있는 2 개의 면들에 의한 것이거나 예를 들어 크로스 러더의 경우에 수직 면들에 의한 것일 수 있다. 이는 액티브 소나로 잠수함 또는 잠수정의 로케이팅 프로세스가 거리로 인해 수평선에 대하여 10 °미만의 각도로 이미 일반적으로 발생한다는 사실에 기인한다.
본 발명의 목적은 잠수정의 기동성을 제한하지 않으면서 액티브 소나에 대해 감소된 민감성을 가지는 러더 배열체를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1 에서 특정된 특징들을 가지는 잠수정에 의해 달성된다. 유리한 실시형태들은 종속 청구항, 이하의 상세한 설명 및 도면에서 발견될 수 있다.
본 발명에 따른 잠수정은 러더를 구비하고, 상기 러더는 제 1 러더 블레이드, 제 2 러더 블레이드, 제 3 러더 블레이드 및 제 4 러더 블레이드를 구비한다. 러더는 제 1 러더 블레이드 및 제 2 러더 블레이드를 갖는 제 1 그룹, 및 제 3 러더 블레이드 및 제 4 러더 블레이드를 갖는 제 2 그룹을 가지고, 제 1 그룹 및 제 2 그룹은 잠수정의 종 방향으로 오프셋되어 배열된다.
이와 관련하여, 바람직하게는 제 1 러더 블레이드 및 제 3 러더 블레이드는 좌현측에 배열되고, 제 2 러더 블레이드 및 제 4 러더 블레이드는 우현측에 배열된다.
잠수정의 종 방향으로 오프셋되어 배열된 이라는 표현은, 본 발명의 의미 내에서, 2 개의 러더 블레이드들이 서로의 위에 배열되지 않다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 그러므로, 여기에는 서로에 대하여 대략 90°의 각도로 배열되는 면들을 형성하지 않고, 그 결과 액티브 소나의 음파가 송신기로 반사되는 것이 회피된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 제 1 그룹 및 제 2 그룹은 잠수정의 종 방향으로 서로에 인접하게 배열된다. 인접 배열의 결과로서, 모든 러더 블레이드들은 가능한 한 선미에 배열될 수 있다. 그 결과, 유체 역학적 거동 및 그에 따른 기동성은 적어도 현대의 러더 배열체와 비교하여 변화된다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 제 1 그룹 및 제 2 그룹은 잠수정의 종 방향으로 서로로부터 이격되어 있다. 이격은 또한 바이스태틱 소나에 의해, 즉 송신기와 수신기가 상이한 위치에, 예를 들어 상이한 베셀 상에 배열되는 소나에 의해 로케이팅 프로세스를 수행하는 것을 더욱 어렵게 할 수 있다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 러더 블레이드들은 소리 반사 표면을 가진다. 음향 임피던스 (ZF) 는 음파의 반사 또는 송신에 관련이 있고, 음향 임피던스 (ZF) 는 밀도 (ρ) 및 음속 (c) 의 곱이다. 재료의 두께 및 재료의 파장도 또한 관련이 있다. 플라스틱 폼, 특히 하드 폼은 소나에서 일반적으로 사용되는 주파수들에 양호한 반사기들인 것으로 입증되었다. 그러므로, 특히 바람직하게는 물과의 접촉면들 상에서 러더 블레이드들은 플라스틱 폼, 특히 하드 폼으로 바람직하게는 만들어진다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 러더 블레이드들은 수평선에 대하여 20°~ 70°의 경사를 가진다. 러더 블레이드들은 수평선에 대하여 50°~ 60°의 경사를 특히 바람직하게는 가진다. 수평선 아래로 대략 45°의 각도를 회피하는 것은 송신기로 반사를 회피하고, 여기에서 소나 파 (sonar wave) 는 러더 블레이드로부터 상방으로 반사되고, 수면으로부터 러더 블레이드로 반사되며, 또한 러더 블레이드로부터 송신기의 방향으로 다시 반사된다. 송신기로의 직접 반사를 회피하기 위하여 70°초과의 러더 블레이드들의 과도하게 가파른 배열이 또한 바람직하게는 회피되어야 한다. 여기에서 반사가 특정 각도로 배타적으로 정확하게 발생하는 것은 아니지만 대신에 소리의 경우에 여기에는 항상 반사의 각도 분포가 있다는 것을 고려해야 한다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 제 1 그룹은 선미 측 상에 배열되고, 제 1 러더 블레이드 및 제 2 러더 블레이드는 수평선에 대하여 50°~ 60°의 경사를 가지고, 경사는 수평선보다 아래에 있다. 제 2 그룹은 선두 측 상에 배열되고, 바람직하게는 제 1 그룹에 바로 인접하게 배열되고, 제 3 러더 블레이드 및 제 4 러더 블레이드는 수평선에 대하여 50°~ 60°의 경사를 가지고, 경사는 수평선보다 위에 있다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 제 1 그룹은 선두 측 상에 배열되고, 제 1 러더 블레이드 및 제 2 러더 블레이드는 수평선에 대하여 50°~ 60°의 경사를 가지고, 상기 경사는 수평선보다 아래에 있다. 제 2 그룹은 선미 측 상에 배열되고, 바람직하게는 제 1 그룹에 바로 인접하게 배열되고, 제 3 러더 블레이드 및 제 4 러더 블레이드는 수평선에 대하여 50°~ 60°의 경사를 가지고, 경사는 수평선보다 위에 있다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 제 1 그룹은 선미 측 상에 배열된다. 제 2 그룹은 선두 측 상에 배열되고, 바람직하게는 제 1 그룹에 바로 인접하게 배열된다. 제 2 러더 블레이드 및 제 4 러더 블레이드는 수평선에 대하여 50°~ 60°의 경사를 가지고, 경사는 수평선보다 위에 있다. 제 1 러더 블레이드 및 제 3 러더 블레이드는 수평선에 대하여 50°~ 60°의 경사를 가지고, 경사는 수평선보다 아래에 있다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 제 1 그룹은 선미 측 상에 배열된다. 제 2 그룹은 선두 측 상에 배열되고, 바람직하게는 제 1 그룹에 바로 인접하게 배열된다. 제 2 러더 블레이드 및 제 4 러더 블레이드는 수평선에 대하여 50°~ 60°의 경사를 가지고, 경사는 수평선보다 아래에 있다. 제 1 러더 블레이드 및 제 3 러더 블레이드는 수평선에 대하여 50°~ 60°의 경사를 가지고, 경사는 수평선보다 위에 있다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 잠수정은 둥근 단면을 가지고, 러더 블레이드들은 적도 부근에 탑재된다. 적도는 잠수정이 최대 크기를 가지는 잠수정의 선체를 관통한 수평 단면인 것으로 이해된다. 적도 부근에 라는 표현은 본 발명의 의미 내에서 러더 블레이드들이 적도로부터 떨어져 잠수정의 둘레의 10 % 를 초과하지 않게 배열된다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 러더 블레이드들은 적도 상에 특히 바람직하게는 배열된다.
본 발명의 추가의 실시형태에서, 잠수정은 편평한 단면을 가지고, 단면은 잠수정의 각각의 측 상에 엣지를 가진다. 러더 블레이드들은 엣지 상에 배열된다. 이러한 배열체는, 잠수정의 선체와 러더 블레이드들 사이에 우측 각도 (right-hand angles) 가 형성되는 상황을 회피한다. 결과적으로 잠수정에 대한 목표 치수가 전체적으로 감소될 수 있으므로, 각 측 상에 엣지를 가지는 편평한 단면의 실시형태는 특히 바람직하다.
잠수정은 특히 바람직하게는 잠수함, 자율 잠수정 또는 어뢰이다. 이는 특히 바람직하게는 잠수함이다.
물론, 본 발명은 또한 항공기에 적용될 수 있다. 예를 들어, AIM-9 Sidewinder 는 본 발명에 따라 변형될 수 있는 크로스 러더 배열체 및 스태빌라이저 배열체를 구비한다. 이는 또한 본 발명의 모든 다른 실시형태들에 적용된다. 유일한 변형은, 러더 블레이드들이 특히 레이더와 관련하여 반사되도록 구성될 수 있다는 것이다.
본 발명에 따른 베셀은 도면에서 설명되는 예시적인 실시형태에 기초하여 이하에서 더 상세하게 설명된다.
도 1 은 종래 기술에 따른 X 러더 배열체를 도시한다.
도 2 는 본 발명에 따른 러더 배열체를 도시한다.
도 2 는 본 발명에 따른 러더 배열체를 도시한다.
도 1 은 종래 기술에 따른 전형적인 X 러더 배열체를 도시하고, 잠수정 (10) 은 목표 치수를 최소화하기 위하여 편평한 단면을 가진다. 러더 블레이드들 (20) 은 잠수함 (10) 의 선미 상에서 프로펠러 (30) 직전에 수평선에 대하여 대략 45°의 각도로 각각 배열된다. 액티브 소나의 입사 음파 (40) 는 반사 음파 (50) 로서 전송기에 직접 반사된다는 단점이 있다. 그러므로, 상기 잠수함 (10) 이 이미 여기에서 도시된 바와 같이 편평한 단면을 가질지라도, 액티브 소나로 잠수함 (10) 을 위치시키는 것이 가능하다.
도 2 는 잠수함 (10) 상의 본 발명에 따른 러더 배열체를 도시한다. 제 1 그룹 (22) 은 선미 상에서 프로펠러 (30) 직전에 수평선에 대하여 대략 50°의 각도로 하향 배향되어 배열되는 2 개의 러더 블레이드들로 형성된다. 제 2 그룹 (24) 은 잠수정의 종 방향으로 오프셋되어 있고 또한 제 1 그룹 (22) 에 인접하게 배열되어 있으며, 러더 블레이드들은 수평선에 대하여 대략 50°의 각도로 상향 배향되어 배열된다. 입사 음파 (40) 는 반사 음파 (50) 로서 전송기로부터 멀리 반사된다. 또한, 45°각도의 회피는 수면 (미도시) 과 함께 전송기로의 반사가 없다는 것을 의미한다.
10 잠수함
20 러더 블레이드
22 제 1 그룹
24 제 2 그룹
30 프로펠러
40 입사 음파
50 반사 음파
20 러더 블레이드
22 제 1 그룹
24 제 2 그룹
30 프로펠러
40 입사 음파
50 반사 음파
Claims (9)
- 잠수정 (underwater vehicle) 으로서,
상기 잠수정은 러더 (rudder) 를 구비하고,
상기 러더는 제 1 러더 블레이드, 제 2 러더 블레이드, 제 3 러더 블레이드 및 제 4 러더 블레이드를 구비하고,
상기 러더는 상기 제 1 러더 블레이드 및 상기 제 2 러더 블레이드를 갖는 제 1 그룹, 및 상기 제 3 러더 블레이드 및 상기 제 4 러더 블레이드를 갖는 제 2 그룹을 구비하고,
상기 제 1 그룹 및 상기 제 2 그룹은 상기 잠수정의 종 방향으로 오프셋되어 배열되고,
상기 제 1 그룹 및 상기 제 2 그룹은 상기 잠수정의 종 방향으로 서로 이격되어 있는 것을 특징으로 하는, 잠수정. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 러더 블레이드들은 음향 반사 표면 (sound-reflecting surface) 을 구비하는 것을 특징으로 하는, 잠수정. - 제 1 항에 있어서,
상기 러더 블레이드들은 수평선에 대하여 20°~ 70°의 경사를 가지는 것을 특징으로 하는, 잠수정. - 제 1 항에 있어서,
상기 러더 블레이드들은 수평선에 대하여 50°~ 60°의 경사를 가지는 것을 특징으로 하는, 잠수정. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 그룹은 선미 측에 배열되고, 상기 제 1 러더 블레이드 및 상기 제 2 러더 블레이드는 수평선에 대하여 50°~ 60°의 경사를 가지고, 상기 경사는 상기 수평선보다 아래에 있고,
상기 제 2 그룹은 상기 제 1 그룹의 선수 측에 배열되고, 상기 제 3 러더 블레이드 및 상기 제 4 러더 블레이드는 수평선에 대하여 50°~ 60°의 경사를 가지고, 상기 경사는 상기 수평선보다 위에 있는 것을 특징으로 하는, 잠수정. - 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 잠수정은 둥근 단면을 가지고, 상기 러더 블레이드는 적도 (equator) 부근에 탑재되는 것을 특징으로 하는, 잠수정. - 제 1 항 및 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 잠수정은 편평한 단면을 가지고, 상기 단면은 각각의 측 상에 엣지를 가지며, 상기 러더 블레이드들은 상기 엣지 상에 또는 상기 엣지 부근에 배열되는 것을 특징으로 하는, 잠수정.
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