KR102141294B1 - Artificial supercavitating high-speed underwater vehicle equipped multi-injection system - Google Patents

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안병권
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충남대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to an artificial transcendental cavity high-speed underwater vehicle to which a multi-stage discharge device is applied for creating an artificial transcendental cavity by discharging compressed gas to the rear of a cavitation of an underwater vehicle that moves at high speed. According to the present invention, a plurality of compressed air outlets are installed at regular intervals along the length of the underwater vehicle so that not only a part of the underwater vehicle is wrapped with gas, but the entire lengthwise direction of the underwater vehicle is wrapped with gas, so that a constant and uniform fluid force is maintained even at the rear of the underwater vehicle that moves at high speed, and driving stability is maximized. The artificial transcendental cavity high-speed underwater vehicle to which the multi-stage discharge device is applied includes a cavitation, a compressed air tank, and a compressed air outlet.

Description

다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체{ARTIFICIAL SUPERCAVITATING HIGH-SPEED UNDERWATER VEHICLE EQUIPPED MULTI-INJECTION SYSTEM}ARTIFICIAL SUPERCAVITATING HIGH-SPEED UNDERWATER VEHICLE EQUIPPED MULTI-INJECTION SYSTEM}

본 발명은 다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 고속 운동하는 수중운동체의 캐비테이터 후방으로 압축가스를 배출하여 인공적인 초월공동을 생성함에 있어, 압축공기 배출구를 수중운동체의 길이를 따라 일정한 간격으로 다수 개로 설치함으로써, 수중운동체의 일부만이 기체로 감싸지는 것이 아닌 수중운동체의 길이방향 전체가 기체로 감싸지도록 하여, 고속 운동하는 수중운동체의 후방에서도 일정하고 균일한 유체력을 유지하도록 하고 주행안정성을 극대화하기 위한 다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체에 관한 것이다.The present invention relates to an artificial transcendence high-speed underwater moving body to which a multi-stage discharge device is applied, and more specifically, to generate an artificial transcendence cavity by discharging compressed gas to the rear of a cavitation of an underwater moving body that moves at high speed. By installing a number of pieces at regular intervals along the length of the underwater body, a part of the underwater body is not wrapped with a gas, but the entire longitudinal direction of the underwater body is wrapped with a gas, so that it is constant and uniform even at the rear of the underwater body moving at high speed. It relates to an artificial transcendence high-speed underwater moving body to which a multi-stage discharge device is applied to maintain a fluid force and maximize driving stability.

수중운동체(Underwater Vehicle)의 속도가 높아져 물체 주위의 국부압력이 유체의 증기압(Vapor Pressure)보다 낮아지면 유체가 기화하게 되는 공동(Cavitation) 현상이 발생한다. 이때 이동 속도가 더욱 증가하게 되면 공동은 수중운동체의 형상을 모두 덮을 만큼 성장하게 되는데 이를 초월공동(Supercavitation)이라 한다.When the speed of an underwater vehicle increases and the local pressure around the object becomes lower than the vapor pressure of the fluid, a cavitation phenomenon in which the fluid vaporizes occurs. At this time, when the movement speed is further increased, the cavity grows to cover all the shapes of the underwater body, which is called supercavitation.

초월공동으로 덮인 수중운동체는 마치 공기 중에서 이동하는 것과 같은 효과를 받기 때문에 물체에 작용하는 항력(Drag)은 극적으로 감소하게 된다(이하, 초월공동 현상을 이용하는 수중운동체를 ‘초월공동 수중운동체’라고 함). 이 같은 초월공동 현상을 바탕으로 수중에서는 초고속이라 할 수 있는 200노트(약 300Km/H) 이상의 속도로 이동할 수 있는 어뢰에 관한 연구가 시도되고 있다. 현재 러시아에서는 초월공동 어뢰를 개발 완료하여 운용하고 있는 것으로 알려졌으며, 독일과 미국에서도 유사한 초월공동 어뢰 개발을 위한 연구가 수행 중인 것으로 알려지고 있다. 하지만 군사적 이용목적의 개발단계로 현재는 제한적인 정보들만이 공개되어 있는 실정이다.Since the underwater body covered with the transcendental cavity receives the effect as if moving in the air, the drag acting on the object is dramatically reduced (hereinafter, the underwater vehicle using the transcendental phenomena is referred to as the'transcendental joint underwater body') box). Based on this transcendental phenomenon, research on torpedoes capable of moving at a speed of over 200 knots (about 300 km/H), which is called super-high speed, has been attempted underwater. It is known that in Russia, the transcendental torpedoes have been developed and operated. In Germany and the United States, similar transcendental torpedoes are being studied. However, as the development stage of military use, only limited information is currently available.

초월공동 수중운동체의 전두부에는 공동을 발생시키고 이를 초월공동으로 성장시키는 역할을 하는 캐비테이터(Cavitator)가 설치되어 있다. 캐비테이터의 형상과 초월공동 성능은 전체 수중운동체 설계파라미터를 결정짓는 핵심요소로, 초월공동 유동해석 기술과 실험을 통한 검증이 필요하다. 아울러 발사 초기 마찰저항을 감소시키고 초월공동 성장을 촉진시키기 위한 인공초월공동(Artificial Supercavity) 장치에 대한 연구 또한 그 중요성이 부각되고 있다.A cavitator is installed at the frontal part of the transcendental aquatic body to generate a cavity and grow it into a transcendental cavity. The shape and transcendental performance of the cavitation are key factors in determining the overall aquatic vehicle design parameters and need to be verified through transcendental joint flow analysis techniques and experiments. In addition, research on artificial supercavity devices to reduce the frictional resistance at the beginning of the launch and to promote the growth of the transcendental cavity is also gaining importance.

초월공동이 발생하기 전까지 항력은 수중운동체의 전두부 형상에 따라 크게 달라지며, 초월공동 발생 후 수중운동체에 작용하는 항력은 대부분 캐비테이터에 집중된다. 현재까지 개발되고 있는 캐비테이터의 형상은 원뿔형(Cone Type)과 원판형(Disk Type)이 있다. 원뿔형은 저항 및 직진안정성(기진력) 측면에서 유리하나 원판형에 비해 발생하는 초월공동 형상이 작기 때문에 캐비테이터 후방에 위치하는 수중운동체의 몸체 형상에 제한을 받는다. 반면에, 원판형은 저항 및 직진안정성 측면에서 불리하나 원뿔형에 비해 발생하는 초월공동 형상이 크기 때문에 수중운동체의 몸체 형상에 제한을 덜 받는다.Until the transcendental cavitation occurs, the drag force varies greatly depending on the shape of the frontal part of the aquatic body, and most of the drag force acting on the aquatic body after the transcendental cavity occurs is concentrated in the cavitation. The shape of the cavitation currently being developed is a cone type (Cone Type) and a disk type (Disk Type). The conical shape is advantageous in terms of resistance and linear stability (vibration force), but is limited by the shape of the body of the underwater body located at the rear of the caviator because the transcendental cavity shape is smaller than that of the disc shape. On the other hand, the disc shape is disadvantageous in terms of resistance and straight stability, but is less limited by the shape of the body of the underwater body because the transcendental cavity shape is larger than the conical shape.

한편, 이러한 수중운동체의 전두부 후방에 압축공기탱크 내에 저장된 압축공기를 외부로 분사함으로써 인공적으로 초월공동을 생성할 수 있는데, 분사된 압축공기에 의해 형성된 인공초월공동이 수중운동체의 표면을 감싸면서 물과의 마찰력이 줄어들게 된다.On the other hand, it is possible to artificially create a transcendental cavity by injecting compressed air stored in a compressed air tank to the rear of the front part of the aquatic body, and the artificial transcendental cavity formed by the injected compressed air surrounds the surface of the aquatic body. The frictional force of the fruit decreases.

하지만, 수중운동체의 전두부 부위에서 분사되는 압축공기만으로는 수중운동체의 일부만을 감쌀 수 있기 때문에, 일부는 여전히 유체에 노출되어 초월공동 현상을 이용한 저항감소 효과를 확보할 수 없게 된다. 뿐만 아니라, 수중운동체의 전두부 부위에서는 일정한 인공초월공동을 형성하더라도 수중운동체의 후방으로 갈수록 부력에 의해 인공초월공동이 흐트러지면서 유체력이 불균일하게 작용하여 주행안정성을 저하되는 문제점이 발생되고 있는 실정이다.However, since only part of the underwater body can be wrapped with compressed air sprayed from the frontal region of the underwater body, a part of the underwater body is still exposed to the fluid, so that the effect of reducing the resistance using the transcendental cavity phenomenon cannot be secured. In addition, even if a certain artificial transcendental cavity is formed in the frontal region of the aquatic body, there is a problem in that the artificial transcendental cavity is distracted by the buoyancy force and the fluid force acts non-uniformly to the rear of the aquatic body, resulting in a decrease in driving stability. .

한국공개특허 제10-2012-0062767호Korean Patent Publication No. 10-2012-0062767

본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 압축공기 배출구를 수중운동체의 길이를 따라 일정한 간격으로 다수 개로 설치함으로써, 수중운동체의 일부만이 기체로 감싸지는 것이 아닌 수중운동체의 길이방향 전체가 기체로 감싸지도록 하여, 고속 운동하는 수중운동체의 후방에서도 일정하고 균일한 유체력을 유지하도록 하고 주행안정성을 극대화하기 위한 다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체를 제공하고자 한다.The present invention has been derived to solve the above-described problems, and by installing a plurality of compressed air outlets at regular intervals along the length of the underwater body, the entire longitudinal direction of the underwater body is not partially wrapped with a gas It is intended to provide an artificial transcendental high-speed underwater vehicle with a multi-stage discharge device to maintain a constant and uniform fluid force even at the rear of an underwater vehicle that moves at high speed by being wrapped with a gas, and to maximize driving stability.

또한, 본 발명은 수중운동체의 심도, 주행 속도 등에 따라 각각의 압축공기 배출구의 배출상태를 선택적으로 제어할 수 있는 다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체를 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide an artificial transcendental high-speed underwater vehicle with a multi-stage discharge device capable of selectively controlling the discharge state of each compressed air outlet according to the depth, running speed, and the like of the underwater vehicle.

본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체는 수중운동체의 전두부에 설치되는 캐비테이터, 상기 캐비테이터의 후방에 설치되며 내부에 압축공기를 저장하는 압축공기탱크, 상기 수중운동체의 전단부에 설치되며, 상기 압축공기탱크 내부의 압축공기를 상기 수중운동체의 전단부 외측으로 배출하여 상기 수중운동체의 전단부를 감싸는 인공초월공동을 형성하는 말단부 압축공기 배출구 및 상기 수중운동체의 길이방향을 따라 측면부에서 일정한 간격으로 설치되며, 상기 압축공기탱크 내부의 압축공기를 상기 수중운동체의 측면부 외측으로 배출하여 상기 수중운동체의 측면부를 길이방향으로 감싸는 인공초월공동을 형성하는 측면부 압축공기 배출구를 포함할 수 있다.An artificial transcendence high-speed underwater moving body to which a multi-stage discharge device according to an embodiment of the present invention is applied is a cavitation installed in the front part of the underwater moving body, a compressed air tank installed in the rear of the caviator and storing compressed air therein, It is installed at the front end of the underwater body, and discharges compressed air inside the compressed air tank to the outside of the front end of the underwater body to form an artificial transcendence cavity surrounding the front end of the underwater body. Installed at regular intervals from the side portion along the longitudinal direction, the compressed air outlet of the side portion forming an artificial transcendence cavity that discharges the compressed air inside the compressed air tank to the outside of the side portion of the underwater body and wraps the side portion of the underwater body in the longitudinal direction. It may include.

일 실시예에서, 상기 하나 이상의 측면부 압축공기 배출구는 상기 말단부 압축공기 배출구와 가장 인접하게 위치하는 제1 측면부 압축공기 배출구, 상기 제1 측면부 압축공기 배출구의 후방에 위치하는 제2 측면부 압축공기 배출구, 상기 제2 측면부 압축공기 배출구의 후방에 위치하는 제3 측면부 압축공기 배출구를 포함하며, 상기 말단부 압축공기 배출구와 상기 압축공기탱크를 서로 연결하는 압축공기이동관과, 상기 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구와 상기 압축공기탱크를 각각 연결하는 압축공기이동관의 개폐상태를 제어하는 압축공기밸브에 의해 각 압축공기 배출구의 압축공기의 배출상태가 제어될 수 있다.In one embodiment, the at least one side portion compressed air outlet is a first side portion compressed air outlet located closest to the terminal compressed air outlet, and a second side portion compressed air outlet located behind the first side portion compressed air outlet, A compressed air moving pipe including a third side compressed air outlet located at a rear side of the compressed air outlet of the second side portion, and a compressed air moving pipe connecting the compressed air outlet and the compressed air tank to each other, and the compressed air of the first to third side portions The discharged state of compressed air at each compressed air outlet may be controlled by a compressed air valve that controls the open/closed state of the compressed air moving pipe connecting the outlet and the compressed air tank, respectively.

일 실시예에서, 상기 압축공기밸브는 고속 수중운동체의 정지상태에서 최대속도를 기준으로 20%의 속도증가 시 마다 상기 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구와 연결된 압축공기이동관을 순차적으로 차단하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the compressed air valve sequentially blocks the compressed air moving pipe connected to the compressed air outlet of the first to third side parts every 20% of the speed increase based on the maximum speed in the stopped state of the high-speed underwater vehicle It can be characterized as.

일 실시예에서, 상기 캐비테이터의 후방에는 상기 수중운동체의 측면부에서 길이방향을 기준으로 후방으로 갈수록 직경이 점차 증가하되 최대 직경 크기가 상기 수중운동체의 직경 크기를 초과하지 않는 제1 경사면이 형성되며, 상기 제1 경사면의 둘레를 따라 상기 말단부 압축공기 배출구가 다수 개로 마련되고, 상기 말단부 압축공기 배출구의 후방에는 상기 수중운동체의 측면부에서 길이방향을 기준으로 후방으로 갈수록 직경이 점차 증가하되 최대 직경 크기가 상기 수중운동체의 직경 크기를 초과하지 않는 제2 내지 제4 경사면이 각각 일정한 간격으로 형성되며, 상기 제2 내지 제4 경사면의 둘레를 따라 상기 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구가 각각 다수개로 마련될 수 있다.In one embodiment, the rear of the caviator is formed with a first inclined surface whose diameter gradually increases as it goes from the side portion of the underwater body toward the rear side based on the longitudinal direction, but the maximum diameter size does not exceed the diameter of the underwater body. , A plurality of compressed air outlets at the distal end are provided along the circumference of the first inclined surface, and a diameter gradually increases as the rear side of the compressed air outlet at the rear side of the aquatic body moves toward the rear based on the longitudinal direction, but the maximum diameter size (A) The second to fourth inclined surfaces that do not exceed the diameter of the underwater body are formed at regular intervals, respectively, and the compressed air outlets of the first to third side parts along the periphery of the second to fourth inclined surfaces are each provided in plural. Can be prepared.

일 실시예에서, 상기 캐비테이터는 상기 수중운동체의 전두부에서 후방으로 갈수록 직경이 점차 감소하는 단부가 잘려나간 원뿔 형태에 해당할 수 있다.In one embodiment, the cavitation may correspond to a conical shape in which an end portion whose diameter gradually decreases toward the rear from the frontal portion of the underwater body is cut off.

일 실시예에서, 상기 측면부 압축공기 배출구는 상기 수중운동체의 측면에서 적어도 3개 이상 마련될 수 있다.In one embodiment, the side portion compressed air outlet may be provided at least three or more from the side of the underwater body.

본 발명의 일 측면에 따르면, 수중운동체의 일부만이 기체로 감싸지는 것이 아닌 수중운동체의 길이방향 전체가 기체로 감싸지도록 하여, 고속 운동하는 수중운동체의 후방에서도 일정하고 균일한 유체력을 유지할 수 있는 이점을 가진다.According to an aspect of the present invention, not only a part of the underwater body is wrapped with gas, but the entire longitudinal direction of the underwater body is covered with gas, so that a constant and uniform fluid force can be maintained even at the rear of the underwater body moving at high speed. It has an advantage.

또한 본 발명의 일 측면에 따르면 균일하게 유지되는 유체력에 의해 수중운동체의 고속주행 시 안정적인 주행안정성을 확보할 수 있는 이점을 가진다.In addition, according to an aspect of the present invention has a merit that can secure a stable driving stability when the high-speed driving of the underwater moving body by the fluid force maintained uniformly.

또한 본 발명의 일 측면에 따르면, 수중운동체의 측면에 마련되는 각각의 압축공기 배출구를 통한 압축가스의 배출 여부를 다양하게 조절할 수 있는 이점을 가진다.In addition, according to an aspect of the present invention, it has the advantage of variously controlling whether or not to discharge the compressed gas through each compressed air outlet provided on the side of the underwater body.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체(100)를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 말단부 압축공기 배출구(130)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 측면부 압축공기 배출구(140)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4는 말단부 압축공기 배출구(130) 및 측면부 압축공기 배출구(140)의 위치를 나타낸 도면이다.
도 5는 측면부 압축공기 배출구가 적용되지 않은 종래의 인공초월공동 고속 수중운동체와, 측면부 압축공기 배출구가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체(100)의 인공초월공동 형성속도를 비교한 도면이다.
도 6은 수중운동체의 전단부에만 압축공기 배출구가 설치된 종래의 수중운동체 주위의 인공초월공동과, 수중운동체의 길이방향을 따라 다수의 압축공기 배출구가 설치된 본원발명의 수중운동체 주위의 인공초월공동을 서로 비교한 도면이다.1 is a view showing an artificial transcendence high-speed underwater motion body 100 to which a multi-stage discharge device according to an embodiment of the present invention is applied.
FIG. 2 is a view more specifically showing the compressed air outlet 130 shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a view more specifically showing the compressed air discharge port 140 shown in FIG. 1.
4 is a view showing the positions of the compressed air outlet 130 at the distal end and the compressed air outlet 140 at the side.
5 is a view comparing the speed of forming the artificial transcendence cavity between the conventional artificial transcendence high-speed underwater vehicle without the side portion compressed air outlet and the artificial transcendence cavity high-speed underwater vehicle 100 with the side portion compressed air outlet applied.
Figure 6 is an artificial transcendental cavity around a conventional underwater vehicle with a compressed air outlet installed only at the front end of the underwater vehicle, and an artificial transcendental cavity around the underwater vehicle with a plurality of compressed air outlets installed along the longitudinal direction of the underwater vehicle. It is a drawing compared with each other.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments are provided to help understanding of the present invention. However, the following examples are only provided to more easily understand the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the examples.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체(100)를 도시한 도면이다.1 is a view showing an artificial transcendence high-speed underwater motion body 100 to which a multi-stage discharge device according to an embodiment of the present invention is applied.

도 1을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체(100)는 크게 캐비테이터(110), 압축공기탱크(120), 말단부 압축공기 배출구(130) 및 측면부 압축공기 배출구(140)를 포함하여 구성된다.Referring to Figure 1, the multi-stage discharge device according to an embodiment of the present invention is applied to the artificial transcendence high-speed underwater moving body 100 is largely a cavitation 110, a compressed air tank 120, a terminal compressed air outlet 130 and It comprises a side portion compressed air outlet 140.

캐비테이터(110)는 수중운동체의 전두부에 설치되며, 수중운동체의 수중 주행 시 자연적으로 초월공동 현상을 발생시켜 그에 따른 유체력이 수중운동체의 전두부를 시작으로 수중운동체의 후방으로 이어지도록 하는 역할을 한다. 이러한 캐비테이터(110)는 수중운동체의 전더부에서 후방으로 갈수록 직경이 점차 감소하는, 단부가 잘려나간 원뿔 형태를 취할 수 있다.The cavitation 110 is installed on the front part of the underwater body, and naturally creates a transcendental phenomenon when the underwater body is driving underwater, so that the resulting fluid force starts from the front part of the underwater body and continues to the rear of the underwater body. do. The cavitation 110 may take the form of a cone with a cut end, which gradually decreases in diameter from the front part of the underwater body toward the rear.

한편, 캐비테이터(110)의 크기 및 형태는 수중운동체의 크기나 형상 등에 따라 다양하게 설계될 수 있음을 유의한다.On the other hand, it is noted that the size and shape of the caviator 110 can be variously designed according to the size or shape of the underwater body.

압축공기탱크(120)는 수중운동체 내부에서 캐비테이터의 후방에 설치되며, 내부에 압축공기를 저장하게 된다. 저장된 압축공기는 후술되는 말단부 압축공기 배출구(130) 및 측면부 압축공기 배출구(140)에 의해 외부로 배출된다.The compressed air tank 120 is installed at the rear of the caviator inside the underwater moving body, and stores compressed air therein. The stored compressed air is discharged to the outside by the end compressed air outlet 130 and the side compressed air outlet 140 described later.

이러한 압축공기탱크(120)는 말단부 압축공기 배출구(130) 및 측면부 압축공기 배출구(140)와 압축공기이동관을 통해 연결될 수 있다. 이때, 압축공기탱크(120)와 말단부 압축공기 배출구(130) 및 측면부 압축공기 배출구(140)에는 각각의 압축공기이동관의 개폐상태를 제어하는 압축공기밸브가 마련된다. 따라서, 압축공기밸브의 제어동작에 의해 말단부 압축공기 배출구(130) 및 측면부 압축공기 배출구(140)의 압축공기 배출상태가 제어될 수 있다.The compressed air tank 120 may be connected to the compressed air outlet 130 at the distal end and the compressed air outlet 140 at the side part through a compressed air moving pipe. At this time, the compressed air tank 120, the compressed air outlet 130 at the distal end and the compressed air outlet 140 at the side are provided with compressed air valves for controlling the opening and closing state of each compressed air moving pipe. Accordingly, the compressed air discharge state of the compressed air outlet 130 at the distal end and the compressed air outlet 140 at the side may be controlled by the control operation of the compressed air valve.

말단부 압축공기 배출구(130)는 수중운동체의 전단부에서 캐비테이터(110)의 후방에 설치되며, 압축공기탱크(120) 내부의 압축공기를 수중운동체의 전단부 외측으로 배출하여 수중운동체의 전단부를 감싸는 인공초월공동을 형성하는 역할을 한다. 이에 관해서는 도 2를 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.The compressed air outlet 130 at the distal end is installed at the rear of the caviator 110 at the front end of the underwater body, and discharges the compressed air inside the compressed air tank 120 to the outside of the front end of the underwater body, thereby discharging the front end of the underwater body. It plays a role in forming an artificial transcendence cavity. This will be described in more detail with reference to FIG. 2.

도 2는 도 1에 도시된 말단부 압축공기 배출구(130)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view more specifically showing the compressed air outlet 130 shown in FIG. 1.

도 2를 살펴보면, 캐비테이터(110)의 후방에는 수중운동체의 측면부에서 길이방향을 기준으로 후방으로 갈수록 직경이 점차 증가하되 최대 직경 크기가 수중운동체의 전단부 직경 크기를 초과하지 않는 제1 경사면(101)이 형성된다.Looking at Figure 2, the rear of the caviator 110, the diameter gradually increases from the side portion of the underwater body toward the rear with respect to the longitudinal direction, but the maximum inclined size does not exceed the diameter of the front end portion of the underwater body ( 101) is formed.

이러한 제1 경사면(101)은 수중운동체의 측면부 둘레를 따라 원형으로 형성되기 때문에, 제1 경사면(101) 상에서 제1 경사면(101)의 둘레를 따라 다수의 말단부 압축공기 배출구(130)가 위치하게 된다.Since the first inclined surface 101 is formed in a circular shape along the circumference of the side surface of the underwater body, a plurality of end compressed air outlets 130 are positioned along the circumference of the first inclined surface 101 on the first inclined surface 101 do.

따라서, 다수의 말단부 압축공기 배출구(130)를 통해 외부로 배출되는 압축공기에 의해 수중운동체의 전단부에 대한 인공초월공동이 형성되며, 이러한 인공초월공동은 제1 경사면(101)의 경사면에 의해 자연스럽게 수중운동체의 전단부를 감싸는 형태를 취하게 된다.Therefore, the artificial transcendence cavity with respect to the front end portion of the underwater body is formed by the compressed air discharged to the outside through the plurality of distal end compressed air outlets 130, and the artificial transcendence cavity is formed by the inclined surface of the first inclined surface 101. Naturally, it takes the form of wrapping the front end of the underwater body.

다시 도 1로 돌아와서, 측면부 압축공기 배출구(140)는 수중운동체의 길이방향을 따라 측면부에서 일정한 간격으로 다수 개로 설치되며, 압축공기탱크(120) 내부의 압축공기를 수중운동체의 측면부 외측으로 배출함으로써, 수중운동체의 측면부를 길이방향으로 감싸는 인공초월공동을 형성하는 역할을 한다. 이에 관해서는 도 3을 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.Returning to FIG. 1 again, a plurality of side portion compressed air outlets 140 are installed at regular intervals from the side portion along the longitudinal direction of the underwater body, and by discharging compressed air inside the compressed air tank 120 to the outside of the side portion of the underwater body , It serves to form an artificial transcendence cavity that wraps the side of the underwater body in the longitudinal direction. This will be described in more detail with reference to FIG. 3.

도 3은 도 1에 도시된 측면부 압축공기 배출구(140)를 보다 구체적으로 도시한 도면이고, 도 4는 말단부 압축공기 배출구(130) 및 측면부 압축공기 배출구(140)의 위치를 나타낸 도면이다.3 is a view showing the compressed air outlet 140 of the side portion shown in FIG. 1 in more detail, and FIG. 4 is a view showing the positions of the compressed air outlet 130 of the distal end and the compressed air outlet 140 of the side portion.

먼저 도 3을 살펴보면, 측면부 압축공기 배출구(140)는 앞서 도 2를 통해 살펴본 말단부 압축공기 배출구(130)를 통해 형성된 수중운동체의 전단부에 대한 인공초월공동이 수중운동체의 후방까지 이어질 수 있도록, 수중운동체의 측면부에서 추가적으로 인공초월공동을 형성하게 된다.Referring first to FIG. 3, the side portion compressed air outlet 140 may allow the artificial transcendental cavity for the front end of the underwater body formed through the compressed air outlet 130 shown in FIG. 2 to extend to the rear of the underwater body. An artificial transcendence cavity is additionally formed at the side of the underwater body.

이러한 측면부 압축공기 배출구(140)는 말단부 압축공기 배출구와 가장 인접하게 위치하는 제1 측면부 압축공기 배출구(141)를 시작으로 제2 측면부 압축공기 배출구(142) 및 제3 측면부 압축공기 배출구(143)가 일정한 간격으로 형성된다.Compressed air outlet 140 of the side portion, starting with the first side portion compressed air outlet 141 located closest to the distal end compressed air outlet, the second side portion compressed air outlet 142 and the third side portion compressed air outlet 143 Is formed at regular intervals.

이때, 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구(141, 142, 143)는 각각 압축공기이동관을 통해 압축공기탱크(120)와 연결되며, 압축공기탱크(120)에 연결된 압축공기밸브(미도시)에 의해 말단부 압축공기 배출구와 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구(141, 142, 143)를 통한 압축공기의 배출상태가 제어된다.At this time, the first to third side portion compressed air outlets 141, 142, and 143 are respectively connected to the compressed air tank 120 through the compressed air moving pipe, and the compressed air valve (not shown) connected to the compressed air tank 120 By this, the discharge state of the compressed air through the compressed air outlets at the distal ends and the compressed air outlets 141, 142, and 143 of the first to third side portions is controlled.

앞서 도 2를 통해 살펴본 제1 경사면(101)의 후방에는 수중운동체의 측면부에서 길이방향을 기준으로 후방으로 갈수록 직경이 점차 증가하되 최대 직경 크기가 수중운동체의 직경 크기를 초과하지 않는 제2 경사면(102)이 형성된다.The diameter of the first inclined surface 101, which was examined through FIG. 2, increases gradually as the diameter increases from the side portion of the underwater body toward the rear side based on the longitudinal direction, but the second inclined surface in which the maximum diameter does not exceed the diameter of the underwater body ( 102) is formed.

제2 경사면(102)은 경사 시작 지점이 수중운동체의 내측 방향으로 함몰된 위치이며, 경사 종료 지점이 후방으로 갈수록 점차 수중운동체의 본래 직경에 도달하는 위치이다. 따라서, 제2 경사면(102)을 수중운동체의 후방에서 전방을 향하는 방향으로 본다면 제2 경사면(102)의 전단에는 걸림턱(S)이 형성되는 것이다.The second inclined surface 102 is a position where the inclination start point is recessed in the inner direction of the aquatic body, and is a position where the inclined end point gradually reaches the original diameter of the aquatic body as it goes rearward. Therefore, if the second inclined surface 102 is viewed from the rear of the underwater body toward the front, the locking jaw S is formed at the front end of the second inclined surface 102.

이러한 제2 경사면(102)은 수중운동체의 측면부 둘레를 따라 원형으로 형성되기 때문에, 제2 경사면(102) 상에서 제2 경사면(102)의 둘레를 따라 다수의 제1 측면부 압축공기 배출구(141)가 위치하게 된다.Since the second inclined surface 102 is circularly formed along the circumference of the side surface of the underwater body, a plurality of first side portion compressed air outlets 141 along the circumference of the second inclined surface 102 on the second inclined surface 102 Will be located.

이때, 제1 측면부 압축공기 배출구(141)를 통해 분사되는 압축공기는 걸림턱(S)에 부딪힌 후 다시 후방으로 일정한 힘을 가지고 고속 수중운동체의 표면을 따라 흘러가면서 주머니 형태의 초월공동을 형성하게 된다.At this time, the compressed air injected through the first side portion of the compressed air outlet 141 hits the locking jaw (S) and then flows back along the surface of the high-speed underwater body with a constant force to form a pocket-like transcendence cavity. do.

만약, 이러한 걸림턱(S)이 없다면, 제1 측면부 압축공기 배출구(141)를 통해 분사되는 압축공기는 주위로 흩뿌려지면서 흩어지게 될 것이다.If there is no such locking jaw (S), the compressed air injected through the first side portion compressed air outlet 141 will be scattered while being scattered around.

마찬가지로, 제2 경사면(102)의 후방에는 수중운동체의 측면부에서 길이방향을 기준으로 후방으로 갈수록 직경이 점차 증가하되 최대 직경 크기가 수중운동체의 직경 크기를 초과하지 않는 제3 경사면(103)이 형성된다.Likewise, at the rear of the second inclined surface 102, a third inclined surface 103 is formed in which the diameter gradually increases as it moves from the side portion of the underwater body toward the rear with respect to the longitudinal direction, but the maximum diameter size does not exceed the diameter of the underwater body. do.

제3 경사면(103)은 경사 시작 지점이 수중운동체의 내측 방향으로 함몰된 위치이며, 경사 종료 지점이 후방으로 갈수록 점차 수중운동체의 본래 직경에 도달하는 위치이다. 따라서, 제3 경사면(103)을 수중운동체의 후방에서 전방을 향하는 방향으로 본다면 제3 경사면(103)의 전단에는 걸림턱이 형성되는 것이다.The third inclined surface 103 is a position where the inclination start point is recessed in the inner direction of the aquatic body, and is a position where the inclined end point gradually reaches the original diameter of the aquatic body as it goes rearward. Therefore, if the third inclined surface 103 is viewed from the rear of the underwater body toward the front, a locking jaw is formed at the front end of the third inclined surface 103.

이러한 제3 경사면(103)은 수중운동체의 측면부 둘레를 따라 원형으로 형성되기 때문에, 제3 경사면(103) 상에서 제3 경사면(103)의 둘레를 따라 다수의 제2 측면부 압축공기 배출구(142)가 위치하게 된다.Since the third inclined surface 103 is formed in a circular shape along the circumference of the side surface of the underwater body, a plurality of second side portion compressed air outlets 142 along the circumference of the third inclined surface 103 on the third inclined surface 103 Will be located.

이때, 제2 측면부 압축공기 배출구(142)를 통해 분사되는 압축공기는 걸림턱(S)에 부딪힌 후 다시 후방으로 일정한 힘을 가지고 고속 수중운동체의 표면을 따라 흘러가면서 주머니 형태의 초월공동을 형성하게 된다.At this time, the compressed air injected through the second side portion of the compressed air outlet 142 hits the locking jaw (S) and then flows back along the surface of the high-speed underwater body with a constant force to form a pocket-like transcendence cavity. do.

만약, 이러한 걸림턱(S)이 없다면, 제2 측면부 압축공기 배출구(142)를 통해 분사되는 압축공기는 주위로 흩뿌려지면서 흩어지게 될 것이다.If there is no such locking jaw (S), the compressed air injected through the second side portion compressed air outlet 142 will be scattered while being scattered around.

마찬가지로, 제3 경사면(103)의 후방에는 수중운동체의 측면부에서 길이방향을 기준으로 후방으로 갈수록 직경이 점차 증가하되 최대 직경 크기가 수중운동체의 직경 크기를 초과하지 않는 제4 경사면(104)이 형성된다.Likewise, at the rear side of the third inclined surface 103, a diameter gradually increases as it moves from the side portion of the aquatic body toward the rear with respect to the longitudinal direction, but a fourth inclined surface 104 in which the maximum diameter size does not exceed the diameter of the underwater body is formed. do.

제4 경사면(104)은 경사 시작 지점이 수중운동체의 내측 방향으로 함몰된 위치이며, 경사 종료 지점이 후방으로 갈수록 점차 수중운동체의 본래 직경에 도달하는 위치이다. 따라서, 제4 경사면(104)을 수중운동체의 후방에서 전방을 향하는 방향으로 본다면 제4 경사면(104)의 전단에는 걸림턱이 형성되는 것이다.The fourth inclined surface 104 is a position where the inclination start point is recessed in the inner direction of the aquatic body, and is a position where the inclined end point gradually reaches the original diameter of the aquatic body as it goes rearward. Therefore, if the fourth inclined surface 104 is viewed from the rear of the underwater body toward the front, a locking jaw is formed at the front end of the fourth inclined surface 104.

이러한 제4 경사면(104)은 수중운동체의 측면부 둘레를 따라 원형으로 형성되기 때문에, 제4 경사면(104) 상에서 제4 경사면(104)의 둘레를 따라 다수의 제3 측면부 압축공기 배출구(143)가 위치하게 된다.Since the fourth inclined surface 104 is circularly formed along the circumference of the side surface of the underwater body, a plurality of third side portion compressed air outlets 143 along the circumference of the fourth inclined surface 104 on the fourth inclined surface 104 Will be located.

이때, 제3 측면부 압축공기 배출구(143)를 통해 분사되는 압축공기는 걸림턱(S)에 부딪힌 후 다시 후방으로 일정한 힘을 가지고 고속 수중운동체의 표면을 따라 흘러가면서 주머니 형태의 초월공동을 형성하게 된다.At this time, the compressed air injected through the third side portion compressed air outlet 143 hits the locking jaw (S) and then flows back along the surface of the high-speed underwater body with a constant force to form a pocket-like transcendence cavity. do.

만약, 이러한 걸림턱(S)이 없다면, 제3 측면부 압축공기 배출구(143)를 통해 분사되는 압축공기는 주위로 흩뿌려지면서 흩어지게 될 것이다.If there is no such locking jaw (S), the compressed air injected through the third side portion compressed air outlet 143 will be scattered while being scattered around.

즉, 수중운동체의 전단부에는 말단부 압축공기 배출구(130)를 통해 배출되는 압축공기에 의해 인공초월공동이 형성되고, 수중운동체의 측면부에는 길이방향을 따라 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구(141, 142, 143)를 통해 배출되는 압축공기는 전단의 걸림턱(S)에 부딪혀 다시 후방으로 일정한 힘을 가지고 분출되어 흘러가면서 주머니 형태의 초월공동을 형성하는 것이다.That is, the transcendental cavity is formed at the front end of the underwater body by the compressed air discharged through the distal end compressed air outlet 130, and the first to third side portion compressed air outlets 141 along the longitudinal direction of the side surface of the underwater body , 142, 143) is compressed air discharged through the locking jaw (S) of the front end and is ejected and flowed back with a constant force to form a transcendental cavity in the form of a pocket.

결과적으로 보면, 말단부 압축공기 배출구(130)와 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구(141, 142, 143)와 걸림턱(S)의 부딪힘 의해 수중운동체의 전체를 감싸는 인공초월공동이 형성되기 때문에, 수중운동체의 후방으로 이동되는 기체가 부력효과에 의해 어느정도 부상하더라도 수중운동체의 인공초월공동은 수중운동체 전체를 감싸기에 충분한 크기를 확보할 수 있게 되는 것이다.As a result, since the end compressed air outlet 130 and the first to third side compressed air outlets 141, 142, and 143 collide with the locking jaw S, an artificial transcendental cavity is formed that surrounds the entire underwater body. , Even if the gas moving to the rear of the underwater body floats to some extent by the buoyancy effect, the artificial transcendence cavity of the underwater body can secure a sufficient size to surround the entire underwater body.

도 4를 살펴보면, 제1 측면부 압축공기 배출구(141)는 경사면의 가운데(1/2) 지점에 위치하고, 제2 측면부 압축공기 배출구(142)는 인공초월공동 고속 수중운동체(100)의 경사면과 평탄면의 경계에 위치하며, 제3 측면부 압축공기 배출구(143)는 평탄면의 전방으로부터 1/4 지점에 위치하게 된다.Referring to Figure 4, the first side portion compressed air outlet 141 is located at the center (1/2) point of the inclined surface, the second side portion compressed air outlet 142 is the artificial transcendence high-speed underwater body 100 of the inclined surface and flat Located on the boundary of the surface, the third side portion compressed air outlet 143 is located at a quarter point from the front of the flat surface.

이를 통해, 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구(141, 142, 143)를 통해 동시에 압축공기가 배출될 경우, 인공초월공동 고속 수중운동체(100)의 경사면은 물론 평탄면의 1/4 지점을 모두 커버하는 기포가 한꺼번에 형성될 수 있다.Through this, when the compressed air is discharged simultaneously through the first to third side portions of the compressed air outlets 141, 142, and 143, the inclined surface of the artificial transcendence high-speed underwater moving body 100, as well as the quarter point of the flat surface Bubbles that cover all may be formed at once.

한편, 이러한 말단부 압축공기 배출구(130)와 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구(141, 142, 143)를 통해 배출되는 압축공기는 수중운동체의 운용조건(예컨대, 심도(수심) 및 주행속도 등)에 의해 결정되는 시퀀스에 따라 서로 상이한 양이 배출될 수 있다. 이에 관해서는 도 5를 통해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.On the other hand, the compressed air discharged through the compressed air outlet 130 of the distal end and the compressed air outlets 141, 142, 143 of the first to third side portions are operated conditions (for example, depth (depth) and running speed) of the underwater body. ) May be discharged in different amounts depending on the sequence determined by ). This will be described in more detail with reference to FIG. 5.

도 5는 측면부 압축공기 배출구가 적용되지 않은 종래의 인공초월공동 고속 수중운동체와, 측면부 압축공기 배출구가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체(100)의 인공초월공동 형성속도를 비교한 도면이다. 이때 하기의 예는 인공초월공동 고속 수중운동체의 최대속도를 100m/s로 가정하여 설명한 일 실시예로써, 인공초월공동 고속 수중운동체의 최대속도는 100m/s에 국한되지 않고 얼마든지 변경될 수 있다. 특히, 하기에서는 계산의 편의를 위해 20m/s의 속도 증가 시 마다 말단부 압축공기 배출구, 압축공기 배출부와 연결된 압축공기이동관을 순차적으로 차단하는 것을 기준으로 설정하였지만, 이는 압축공기 배출부와 연결된 압축공기이동관의 순차적 차단 기준이 20m/s에 국한되는 것이 아닌 최대속도 대비 20%의 속도 증가를 기준임을 유의한다.5 is a view comparing the speed of forming the artificial transcendence cavity between the conventional artificial transcendence high-speed underwater vehicle without the side portion compressed air outlet and the artificial transcendence cavity high-speed underwater vehicle 100 with the side portion compressed air outlet applied. At this time, the following example is an embodiment described assuming that the maximum speed of the artificial transcendence high-speed underwater vehicle is 100 m/s, and the maximum speed of the artificial transcendence high-speed underwater vehicle is not limited to 100 m/s and may be changed as much as possible. . In particular, in the following, for the convenience of calculation, it was set as a criterion for sequentially blocking the compressed air outlet connected to the compressed air outlet and the compressed air outlet at every 20m/s speed increase, but this is the compression connected to the compressed air outlet. Note that the sequential shutoff criterion of the air moving pipe is not limited to 20m/s, but is based on a 20% speed increase compared to the maximum speed.

먼저 도 5(a)를 살펴보면, 도 5(a)는 종래의 인공초월공동 고속 수중운동체의 전단부에 형성된 전단부 압축공기배출구를 통해 압축공기가 분사됨을 시작으로 인공초월공동 고속 수중운동체의 속도가 20m/s(이는 인공초월공동 고속 수중운동체의 최대속도가 100m/s라 가정하였을 경우의 20% 속도에 해당함)가 될 경우, 인공초월공동은 대략 고속 수중운동체의 30% 면적을 커버하게 된다.Referring first to FIG. 5(a), FIG. 5(a) shows that the compressed air is injected through the compressed air outlet at the front end formed in the front end of the conventional artificial transcendence high-speed underwater vehicle, and then the speed of the artificial transcendence high-speed underwater vehicle If is 20m/s (this corresponds to the 20% speed when the maximum speed of the artificial transcendental high-speed underwater vehicle is assumed to be 100m/s), the artificial transcendence cavity covers approximately 30% of the high-speed underwater vehicle. .

이러한 고속 수중운동체의 속도를 높여 40m/s(이는 인공초월공동 고속 수중운동체의 최대속도가 100m/s라 가정하였을 경우의 40% 속도에 해당함)가 될 경우 인공초월공동은 대략 고속 수중운동체의 50% 면적을 커버하게 되고, 60m/s(이는 인공초월공동 고속 수중운동체의 최대속도가 100m/s라 가정하였을 경우의 60% 속도에 해당함)가 될 경우 인공초월공동은 대략 고속 수중운동체의 80% 면적을 커버하게 된다.When the speed of such a high-speed underwater vehicle is increased to 40 m/s (this corresponds to a 40% speed when the maximum speed of the artificial super-high-speed underwater vehicle is assumed to be 100 m/s), the artificial transcendence cavity is approximately 50 of the high-speed underwater vehicle. % Covers the area, and when it reaches 60m/s (this corresponds to the 60% speed when the maximum speed of the artificial transcendence high-speed underwater vehicle is assumed to be 100m/s), the artificial transcendence cavity is approximately 80% of the high-speed underwater vehicle It covers the area.

고속 수중운동체의 속도가 100m/s가 될 경우 비로소 인공초월공동이 고속 수중운동체의 모든 면적을 커버하면서 인공초월공동이 완성되는데, 인공초월공동이 완성되기 위해서는 고속 수중운동체가 정지상태에서 100m/s의 속도까지 도달하기까지의 시간이 소요된다는 점에서, 추력 손실이 큰 문제점이 발생한다.When the speed of the high-speed underwater vehicle reaches 100 m/s, the artificial transcendence cavity covers the entire area of the high-speed underwater vehicle and the artificial transcendence cavity is completed. In order to complete the artificial transcendental cavity, the high-speed underwater vehicle is stopped at 100 m/s. Since it takes time to reach the speed of, a problem that a thrust loss is large occurs.

도 5(b)를 살펴보면, 도 5(b)는 도 5(a)와는 달리, 측면부 압축공기 배출구가 적용된 본 발명의 인공초월공동 고속 수중운동체(100)를 도시한 도면이다. 마찬가지로, 하기의 예는 인공초월공동 고속 수중운동체의 최대속도를 100m/s로 가정하여 설명한 일 실시예로써, 인공초월공동 고속 수중운동체의 최대속도는 100m/s에 국한되지 않고 얼마든지 변경될 수 있다. 특히, 하기에서는 계산의 편의를 위해 20m/s의 속도 증가 시 마다 말단부 압축공기 배출구, 압축공기 배출부와 연결된 압축공기이동관을 순차적으로 차단하는 것을 기준으로 설정하였지만, 이는 압축공기 배출부와 연결된 압축공기이동관의 순차적 차단 기준이 20m/s에 국한되는 것이 아닌 최대속도 대비 20%의 속도 증가를 기준임을 유의한다.Referring to FIG. 5(b), FIG. 5(b) is a view showing an artificial transcendence high-speed underwater motion body 100 of the present invention to which a side portion compressed air outlet is applied, unlike FIG. 5(a). Similarly, the following example is an embodiment described assuming that the maximum speed of the artificial transcendence high-speed underwater vehicle is 100 m/s, and the maximum speed of the artificial transcendence high-speed underwater vehicle is not limited to 100 m/s and may be changed as many times as possible. have. In particular, in the following, for the convenience of calculation, it was set as a criterion for sequentially blocking the compressed air outlet connected to the compressed air outlet and the compressed air outlet at every 20m/s speed increase, but this is the compression connected to the compressed air outlet. Note that the sequential shutoff criterion of the air moving pipe is not limited to 20m/s, but is based on a 20% speed increase compared to the maximum speed.

도 5(b)의 경우, 말단부 압축공기 배출구(130)와 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구(141, 142, 143) 모두를 통해 한꺼번에 압축공기가 분사됨을 시작으로 인공초월공동 고속 수중운동체의 속도가 20m/s(이는 인공초월공동 고속 수중운동체의 최대속도가 100m/s라 가정하였을 경우의 20% 속도에 해당함)가 될 경우, 인공초월공동은 대략 고속 운동체의 50% 면적을 커버하게 된다.In the case of FIG. 5(b), the compressed air is simultaneously ejected through both the compressed air outlet 130 at the distal end and the compressed air outlets 141, 142, 143 of the first to third side parts, and then the artificial transcendence high-speed underwater motion body When the speed is 20m/s (this corresponds to the 20% speed when the maximum speed of the artificial transcendental high-speed underwater vehicle is assumed to be 100m/s), the artificial transcendence cavity approximately covers 50% of the high-speed moving body. .

이러한 고속 수중운동체의 속도를 높여 40m/s(이는 인공초월공동 고속 수중운동체의 최대속도가 100m/s라 가정하였을 경우의 40% 속도에 해당함)가 될 경우 인공초월공동은 대략 고속 수중운동체의 80% 면적을 커버하게 되고, 60m/s(이는 인공초월공동 고속 수중운동체의 최대속도가 100m/s라 가정하였을 경우의 60% 속도에 해당함)가 될 경우 인공초월공동은 고속 수중운동체의 모든 면적을 커버하면서 인공초월공동이 완성되는데, 고속 수중운동체의 속도가 60m/s에 도달하는 시점에 이미 인공초월공동이 완성된다는 점에서 도 5(a) 대비 추력 손실이 최소화되는 이점을 가진다. When the speed of such a high-speed underwater vehicle is increased to 40 m/s (this corresponds to a 40% speed when the maximum speed of the artificial super-high-speed underwater vehicle is assumed to be 100 m/s), the artificial transcendence cavity is approximately 80 of the high-speed underwater vehicle. % Covers the area, and when it reaches 60m/s (this corresponds to the 60% speed when the maximum speed of the artificial transcendence high-speed underwater vehicle is assumed to be 100m/s), the artificial transcendence cavity covers all areas of the high-speed underwater vehicle. The artificial transcendental cavity is completed while covering, which has the advantage of minimizing thrust loss compared to FIG. 5(a) in that the artificial transcendental cavity is already completed when the speed of the high-speed underwater vehicle reaches 60 m/s.

이때, 도 5(b)에서 각 속도 별 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구(141, 142, 143)의 개폐상태를 살펴보면 다음과 같다.At this time, the opening and closing states of the compressed air outlets 141, 142, and 143 of the first to third side parts of each speed in FIG. 5(b) are as follows.

먼저, 도 5(b)에서 고속 수중운동체의 출발에서부터 속도가 20m/s에 도달하기 까지는 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구(141, 142, 143)가 모두 개방(open)됨에 따라 압축공기를 동시에 분사하게 되고, 20m/s에 도달하는 경우 제1 측면부 압축공기 배출구(141)를 차단(close)하게 된다. 여기에서, 제1 측면부 압축공기 배출구(141)를 차단하는 이유는, 이미 고속 수중운동체의 대략 30% 면적은 인공초월공동이 형성되어 있기 때문에 더이상 압축공기를 분사하지 않더라도 인공초월공동이 유지될 수 있기 때문이다. 따라서, 제1 측면부 압축공기 배출구(141)를 차단함으로써, 한정된 양의 압축공기의 불필요한 소모를 최소화할 수 있다.First, in FIG. 5(b), the compressed air is discharged as all of the first to third side compressed air outlets 141, 142, and 143 are opened from the start of the high-speed underwater vehicle until the speed reaches 20 m/s. At the same time, it is sprayed, and when it reaches 20m/s, the first side portion compressed air outlet 141 is closed. Here, the reason for blocking the first side portion of the compressed air outlet 141 is that the artificial transcendence cavity can be maintained even if compressed air is not injected anymore because approximately 30% of the high-speed underwater moving body has an artificial transcendence cavity. Because there is. Thus, by blocking the first side portion compressed air outlet 141, unnecessary consumption of a limited amount of compressed air can be minimized.

다음으로, 고속 수중운동체의 속도가 40m/s에 도달하는 경우 제2 측면부 압축공기 배출구(142)도 차단하게 된다. 즉, 제1 및 제2 측면부 압축공기 배출구(141, 142)는 차단된 상태이고, 제3 측면부 압축공기 배출구(143)는 개방된 상태이다.Next, when the speed of the high-speed underwater vehicle reaches 40m/s, the second side portion compressed air outlet 142 is also blocked. That is, the first and second side portion compressed air outlets 141 and 142 are blocked, and the third side portion compressed air outlet 143 is opened.

여기에서, 제2 압축공기 배출구(142)를 차단하는 이유는, 이미 고속 수중운동체의 대략 80% 면적은 인공초월공동이 형성되어 있기 때문에 더이상 압축공기를 분사하지 않더라도 인공초월공동이 유지될 수 있기 때문이다. 따라서, 제1 및 제2 측면부 압축공기 배출구(141, 142)를 차단함으로써, 불필요한 압축공기 소모를 더욱 최소화할 수 있게 된다.Here, the reason for blocking the second compressed air outlet 142 is that an artificial transcendence cavity is already formed in an approximately 80% area of the high-speed underwater vehicle, so that the artificial transcendence cavity can be maintained even if compressed air is no longer injected. Because. Therefore, by blocking the compressed air outlets 141 and 142 of the first and second side portions, unnecessary compressed air consumption can be further minimized.

다음으로, 고속 수중운동체의 속도가 60m/s에 도달하는 경우 제1 내지 제3 압축공기 배출구(141, 142, 143)을 모두 차단하게 된다. 이 경우, 제1 내지 제3 압축공기 배출구(141, 142, 143)을 통해 더이상 압축공기를 분사하지 않더라도 인공초월공동이 유지될 수 있다. 따라서, 불필요한 압축공기 소모를 방지할 수 있게 된다.Next, when the speed of the high-speed underwater vehicle reaches 60m/s, all of the first to third compressed air outlets 141, 142, and 143 are blocked. In this case, the artificial transcendence cavity may be maintained even if compressed air is no longer injected through the first to third compressed air outlets 141, 142, and 143. Therefore, unnecessary compressed air consumption can be prevented.

한편, 본 발명에서는 측면부 압축공기 배출구(140)가 3개인 경우에 대해 도시 및 설명하였지만, 측면부 압축공기 배출구(140)의 개수는 3개에 국한되는 것이 아니라 적어도 3개 이상으로 변경될 수 있는 수치이다.On the other hand, in the present invention, the case where the side portion compressed air outlet 140 is three is illustrated and described, but the number of side portion compressed air outlets 140 is not limited to three, but can be changed to at least three or more. to be.

다음으로, 수중운동체의 전단부에서만 압축공기를 배출함에 따라 형성되는 인공초월공동과, 수중운동체의 전단부 및 측면부 모두에서 압축공기를 배출함에 따라 형성되는 인공초월공동을 서로 비교하여 살펴보기로 한다.Next, the artificial transcendental cavity formed by discharging the compressed air only at the front end of the underwater body and the artificial transcendental cavity formed by discharging the compressed air from both the front end and side portions of the underwater body will be compared and examined. .

도 6은 수중운동체의 전단부에만 압축공기 배출구가 설치된 종래의 수중운동체 주위의 인공초월공동과, 수중운동체의 길이방향을 따라 다수의 압축공기 배출구가 설치된 본원발명의 수중운동체 주위의 인공초월공동을 서로 비교한 도면이다.Figure 6 is an artificial transcendental cavity around a conventional underwater vehicle with a compressed air outlet installed only at the front end of the underwater vehicle, and an artificial transcendental cavity around an underwater vehicle with a plurality of compressed air outlets installed along the longitudinal direction of the underwater vehicle. It is a drawing compared with each other.

도 6을 살펴보면, A는 수중운동체의 전단부에서만 압축공기를 배출함에 따라 형성되는 인공초월공동을 나타낸 것이고, B는 수중운동체의 전단부와 측면부 모두에서 압축공기를 배출함에 따라 형성되는 인공초월공동을 나타낸 것이다.Looking at Figure 6, A is an artificial transcendental cavity formed by discharging compressed air only at the front end of an underwater body, and B is an artificial transcendental cavity formed by discharging compressed air from both the front and side parts of the underwater body. It shows.

A는 수중운동체의 급격한 방향전환 혹은 급격한 심도변경 등에서도 나타날 수 있으며, 수중운동체의 후방으로 갈수록 유체력이 흐트러진 인공초월공동이 부력에 의해 상측으로 흩어지는 상태에 해당한다.A may also occur in a sudden change of direction or a sudden change of the depth of the underwater body, and corresponds to a state in which the artificial transcendental cavity, in which the fluid force is disturbed, is scattered upward by buoyancy toward the rear of the underwater body.

이 경우, 수중운동체의 전단부와 측면부 일부는 인공초월공동에 의해 마찰저항이 감소될 수 있지만 수중운동체의 후방으로 갈수록 유체에 노출되면서 마찰저항이 증가하기 때문에 완전한 저항감소효과 및 주행 안정성을 확보할 수 없게 된다.In this case, some of the front and side parts of the underwater body may have reduced frictional resistance due to the artificial transcendence cavity, but since the frictional resistance increases as it moves toward the rear of the underwater body, the complete resistance reduction effect and driving stability are secured. It becomes impossible.

하지만, B는 수중운동체의 전방에서 후방으로 가더라도 수중운동체의 전체를 감싸기에 충분한 크기의 인공초월공동이 형성되기 때문에, 수중운동체의 급격한 방향전환 혹은 급격한 심도변경 등에서도 인공초월공동이 항시 수중운동체 전체를 감싸고 있기 때문에 유체력이 균일하게 작용하여 완전한 저항감소효과 및 주행 안정성을 확보할 수 있게 된다.However, since the artificial transcendence cavity of a size large enough to surround the entire aquatic movement body is formed even when going from the front to the rear of the aquatic movement body, the artificial transcendental cavity always moves even when the aquatic movement is suddenly changed or suddenly changed in depth. Since it covers the whole, the fluid force acts uniformly, thereby ensuring a complete resistance reduction effect and driving stability.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.

100: 다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체
110: 캐비테이터
101: 제1 경사면
102: 제2 경사면
103: 제3 경사면
104: 제4 경사면
120: 압축공기탱크
130: 말단부 압축공기 배출구
140: 측면부 압축공기 배출구
141: 제1 측면부 압축공기 배출구
142: 제2 측면부 압축공기 배출구
143: 제3 측면부 압축공기 배출구100: artificial transcendence high-speed underwater vehicle with multi-stage discharge device
110: caviator
101: first slope
102: second slope
103: third slope
104: fourth slope
120: compressed air tank
130: compressed air outlet at the distal end
140: compressed air outlet side
141: first side compressed air outlet
142: second side compressed air outlet
143: third side compressed air outlet

Claims (6)

수중운동체의 일측 말단부에 설치되는 캐비테이터;
상기 캐비테이터의 내측에 마련되며 내부에 압축공기를 저장하는 압축공기탱크;
상기 수중운동체의 일측 말단부에 설치되며, 상기 압축공기탱크 내부의 압축공기를 상기 수중운동체의 일측 말단부 외측으로 배출하여 상기 수중운동체의 일측 말단부를 감싸는 인공초월공동을 형성하는 말단부 압축공기 배출구; 및
상기 수중운동체의 길이방향을 따라 일정한 간격으로 형성되며, 상기 압축공기탱크 내부의 압축공기를 상기 수중운동체의 측면부 외측으로 배출하여 상기 수중운동체의 측면부를 감싸는 인공초월공동을 형성하는 측면부 압축공기 배출구;를 포함하며,
상기 하나 이상의 측면부 압축공기 배출구는 상기 말단부 압축공기 배출구와 가장 인접하게 위치하는 제1 측면부 압축공기 배출구, 상기 제1 측면부 압축공기 배출구의 후방에 위치하는 제2 측면부 압축공기 배출구, 상기 제2 측면부 압축공기 배출구의 후방에 위치하는 제3 측면부 압축공기 배출구를 포함하며, 상기 말단부 압축공기 배출구와 상기 압축공기탱크를 서로 연결하는 압축공기이동관과, 상기 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구와 상기 압축공기탱크를 각각 연결하는 압축공기이동관의 개폐상태를 제어하는 압축공기밸브에 의해 각 압축공기 배출구의 압축공기의 배출상태가 제어되는 것을 특징으로 하고,
상기 캐비테이터의 후방에는 상기 수중운동체의 측면부에서 길이방향을 기준으로 후방으로 갈수록 직경이 점차 증가하되 최대 직경 크기가 상기 수중운동체의 직경 크기를 초과하지 않는 제1 경사면이 형성되며, 상기 제1 경사면의 둘레를 따라 상기 말단부 압축공기 배출구가 다수 개로 마련되고,
상기 말단부 압축공기 배출구의 후방에는 상기 수중운동체의 측면부에서 길이방향을 기준으로 후방으로 갈수록 직경이 점차 증가하되 최대 직경 크기가 상기 수중운동체의 직경 크기를 초과하지 않는 제2 내지 제4 경사면;이 각각 일정한 간격으로 형성되며, 상기 제2 내지 제4 경사면의 둘레를 따라 상기 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구가 각각 다수개로 마련되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는, 다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체.
A caviator installed at one end of the underwater body;
A compressed air tank provided inside the caviator and storing compressed air therein;
A compressed air outlet which is installed at one end of the underwater body and discharges compressed air inside the compressed air tank to one side of the underwater body to form an artificial transcendence cavity surrounding one end of the underwater body; And
A compressed air discharge port formed at regular intervals along the longitudinal direction of the underwater body, and discharges compressed air inside the compressed air tank to the outside of the side surface of the underwater body to form an artificial transcendence cavity surrounding the side surface of the underwater body; It includes,
The at least one side portion compressed air outlet is a first side portion compressed air outlet that is located closest to the distal end compressed air outlet, a second side portion compressed air outlet that is located behind the first side portion compressed air outlet, and the second side portion compressed A compressed air moving pipe including a third side compressed air outlet located at the rear of the air outlet, and connecting the compressed air outlet and the compressed air tank to the distal end, and the compressed air outlet of the first to third side portions and the compressed air It is characterized in that the compressed air discharge state of each compressed air outlet is controlled by a compressed air valve that controls the opening and closing state of the compressed air moving pipes connecting the tanks,
A first inclined surface is formed on the rear side of the cavitation, as the diameter gradually increases from the side portion of the underwater body toward the rear side based on the longitudinal direction, but the maximum diameter size does not exceed the diameter of the underwater body, and the first inclined surface A plurality of compressed air outlets are provided along the periphery of the end,
On the rear side of the compressed air outlet of the distal end, the diameter gradually increases as it goes rearward from the side of the underwater body based on the longitudinal direction, but the second to fourth inclined surfaces whose maximum diameter does not exceed the diameter of the underwater body; respectively It is formed at regular intervals, and the first to third side portions along the circumference of the second to fourth inclined surfaces, characterized in that each provided with a plurality of compressed air outlets, artificial transcendence cavity applied with a multi-stage discharge device High Speed Underwater Vehicle.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 압축공기밸브는,
고속 수중운동체의 정지상태에서 최대속도를 기준으로 20%의 속도증가 시 마다 상기 제1 내지 제3 측면부 압축공기 배출구와 각각 연결된 압축공기이동관을 순차적으로 차단하는 것을 특징으로 하는, 다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체.
According to claim 1,
The compressed air valve,
When the speed increases by 20% based on the maximum speed in the stationary state of the high-speed underwater vehicle, the compressed air moving pipes respectively connected to the compressed air outlets of the first to third side parts are sequentially blocked, and a multi-stage discharge device is applied. Artificial transcendence high-speed underwater vehicle.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 측면부 압축공기 배출구는,
상기 수중운동체의 측면에서 적어도 3개 이상 마련되는 것을 특징으로 하는, 다단 배출장치가 적용된 인공초월공동 고속 수중운동체.According to claim 1,
The side portion compressed air outlet,
It characterized in that at least three or more provided on the side of the underwater body, the multi-stage discharge device is applied artificial transcendental high-speed underwater body.
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