KR102151486B1 - 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치, 이를 구비한 초공동 수중 주행체 - Google Patents

초공동 수중 주행체용 자세 제어장치, 이를 구비한 초공동 수중 주행체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치, 이를 구비한 초공동 수중 주행체 및 초공동 수중 주행체의 자세 제어 방법에 관한 것으로 수중 주행체의 초공동 주행 중 수중 주행체의 선단부 측에 위치된 흡입형 캐비테이터로 물을 흡입하고, 흡입형 캐비테이터로 흡입된 물의 압력으로 수중 주행체 내에 위치된 저장 탱크부 내 유체를 복수의 분출노즐 중 적어도 어느 한 분출노즐을 통해 선택적으로 분출시킴으로써 수중 주행체의 초공동 주행 중 수중 주행체의 자세를 제어하여 조를 단순화할 수 있어 초공동 수중 주행체의 중량을 경량화할 수 있고, 이로써 주행 성능을 개선하며, 수중 주행체의 롤 제어를 함에 있어 침수 구간에 따라 힘의 발생이 유동적이고, 예측이 가능하고 제어가 용이하며 시간 제약이 없는 제어 장치를 통해 수중 주행체 임무 성능 또한 향상시킬 수 있으며, 항력에 영향을 크게 미치지 않으면서도 수중 추력기의 오리피스 면적 조절을 통해 원하는 성능 설계를 수행할 수 있다.

Description

초공동 수중 주행체용 자세 제어장치, 이를 구비한 초공동 수중 주행체{WATER PRESSURE DRIVEN CONTROL SYSTEM FOR SUPER CAVITATING UNDERWATER PROJECTILE AND SUPER CAVITATING UNDERWATER PROJECTILE HAVING THE SAME}
본 발명은 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치, 이를 구비한 초공동 수중 주행체 및 초공동 수중 주행체의 자세 제어 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 수중을 주행하는 과정에서 자연히 발생하게 되는 캐비테이터 표면 압력과 주행시 무한히 공급될 수 있는 물을 역이용하여 자세를 제어할 수 있는 초공동 수중 주행체 및 초공동 수중 주행체의 자세 제어 방법에 관한 발명이다.
일반적으로 초공동화 기술은 물의 압력이 증기압 이하로 감소하는 경우 생성되는 공동 현상을 확장시켜 주행체 전체를 덮음으로써 주행체가 마치 공기 중을 비행하는 것과 같은 수준으로 항력을 낮춰 수중 주행 속도를 크게 높이는 기술이다.
초공동 상태로 주행하는 주행체의 경로를 수정하고, 자세를 변화시키는 방법으로는 공동을 발생시키기 위해 주행체 앞단에 부착된 캐비테이터 구조물을 회전시키는 방법과 수중익을 달아 회전시키는 방법이 있다.
공개된 자료들로부터 이러한 구조를 살펴보면, 주행 중 캐비테이터를 회전시키면 캐비테이터 표면에 작용하는 압력에 의한 힘의 방향이 달라지고 이 힘이 주행체 전체의 피칭 모멘트로 작용하여 자세를 변화시킨다.
자세를 변화시키면 후단 추진기관의 힘(추력)에 의해 수중주행체는 변화된 자세 방향으로 나아가게 된다.
캐비테이터를 회전시키기 위해서는 구동기가 주행체 내부에 장착되어야 하고, 캐비테이터가 회전하기 위한 별도 링크 등의 구조물을 필요로 한다.
또한 캐비테이터를 여러 방향으로 움직이기 위해서는 복잡한 기계적 설계가 요구되기 때문에 대부분 1축 회전 방식을 취하고 있다.
캐비테이터를 1축 회전하는 경우 주행체의 요(Yaw) 또는 피치(Pitch) 운동만이 제어 가능하다.
다음으로 수중익을 이용하는 방법은 주행체 외부에 장착되는 수중익을 구동기로 회전시켜 주행체 자세를 변화시키는 방법이다. 그러나 수중익이 공동 내부에 존재하는 경우 공동 내부의 낮은 압력으로 조종력이 충분히 발생하지 않기 때문에 공동 밖으로 돌출되어 밀도가 높은 물과 접촉하여야만 충분한 조종력이 발생한다.
하지만 수중익이 공동 밖 수중에 노출되게 되면 항력이 크게 발생하고, 비대칭적인 공동 현상에 의해 양단 수중익 끝단의 침수 깊이가 서로 상이하여 비대칭적 힘이 발생할 가능성이 높다. 이러한 비대칭적 힘이 발생하여 자세가 급격히 변화되면 주행체가 공동 경계면에 부딪힐 수 있고, 자칫 공동의 경계면 사이를 부딪히며 동체가 진동하는 플래닝 현상이 발생할 수 있다.
캐비테이터 및 수중익을 구동시키기 위한 방법으로 전기식 구동장치를 이용하는 방식은 일반적이며 검증된 방식이기는 하나 임무가 시작되는 시점부터 종료될 때까지 지속적으로 전류를 소모하기 때문에 임무 시간에 따라 배터리 사용량도 상승하게 되고, 이에 따라 배터리 용량 증대를 위한 부피 및 무게도 함께 증가하게 된다는 단점이 있다.
유압식 구동장치를 이용하는 방식은 신뢰성이 높고 큰 힘을 낼 수 있다는 장점이 있으나, 별도의 작동유와 작동 압력을 형성해 줄 동력원이 수반되어야 한다.
또한 작동이 시작되면 작동유를 지속적으로 소모하기 때문에 이 또한 탑재되는 작동유의 양에 따라 임무 시간에 제약을 받는다.
0001)한국특허등록 제10-1393620호 '초공동 수중 이동체'(2014.05.02.등록)
본 발명의 목적은 수중을 주행하는 과정에서 자연히 발생하게 되는 캐비테이터 표면 압력과 주행시 무한히 공급될 수 있는 물을 역이용하여 기존 구동장치를 포함하는 제어장치 대비 구조를 단순화할 수 있는 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치, 이를 구비한 초공동 수중 주행체 및 초공동 수중 주행체의 자세 제어 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 자세 제어 장치의 구조를 단순화하여 초공동 수중 주행체의 중량을 경량화할 수 있고, 이로써 주행 성능을 개선할 수 있는 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치, 이를 구비한 초공동 수중 주행체 및 초공동 수중 주행체의 자세 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어 장치의 일 실시예는 수중에서 초공동 주행하는 수중 주행체의 자세를 제어하는 초공동 수중 주행체용 자세 제어 장치이고, 수중 주행체의 선단부에 위치되어 초공동 주행 중 발생되는 캐비테이터 표면 압력에 의해 물흡입구로 물을 흡입하는 흡입형 캐비테이터, 상기 수중 주행체의 내부에 위치되어 상기 흡입형 캐비테이터를 통해 흡입된 물의 압력으로 상기 수중 주행체의 외주면으로 유체를 분출시켜 수중에서 초공동 주행 중인 상기 수중 주행체의 자세를 제어하는 자세 제어용 수중 추력기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 자세 제어용 수중 추력기는 내부에 유체가 저장되는 저장 탱크부, 상기 저장 탱크부와 상기 물흡입구를 연결하여 상기 흡입형 캐비테이터를 통해 흡입되는 물을 상기 저장 탱크부로 전달하는 흡입관부 및 상기 저장 탱크부에 연결되고 수중 주행체의 외주면으로 유체를 분출시키는 유체 분출부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 초공동 주행 중 상기 흡입형 캐비테이터를 통해 흡입되는 물의 압력에 의해 저장 탱크부 내에 채워져 있던 비압축성 유체를 분출노즐을 통해 분출할 수 있다.
본 발명에서 상기 저장 탱크부 내에 저장되어 채워진 유체는 비압축성 유체일 수 있다.
본 발명에서 상기 자세 제어용 수중 추력기는 상기 흡입관부의 유로를 개폐하는 흡입유로 개폐밸브를 더 포함하고, 상기 흡입유로 개폐밸브는 물이 흡입될 때의 흡입관부의 유로 내 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에만 개폐되고 흡입관부의 유로 내 압력이 기설정된 압력 이하인 경우 닫혀있는 구조를 가질 수 있다.
이를 통해 주행 초기 공동을 발달시키는데 중요한 요소인 캐비테이터 표면적의 감소 효과를 방지할 수 있다. 온전한 캐비테이터 면적을 이용함으로써 초기 공동 발달을 빠르게 진행하여 전체 주행 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 흡입유로 개폐밸브는 밸브 하우징, 상기 밸브 하우징에 이동 가능하게 위치되고 상기 흡입관부의 유로를 막는 밸브부재 및 상기 밸브 하우징 내에 위치되어 상기 밸브부재를 탄성 지지하는 밸브 지지스프링부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 유체 분출부는 상기 수중 주행체의 외주면에 노출되게 위치되어 상기 수중 주행체의 외주면으로 유체를 분출하는 분출노즐 및 상기 분출노즐과 상기 저장 탱크부를 연결하여 상기 저장 탱크부 내의 유체를 분출노즐로 전달하는 유체 분출관부를 포함하며, 상기 저장 탱크부 내에는 상기 흡입관부와 상기 유체 분출관부 사이에 위치되고 상기 저장 탱크부 내의 공간을 구분하며 흡입된 물 내의 이물질을 제거하는 메쉬망 필터체가 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 유체 분출부는 상기 수중 주행체의 외주면에 노출되게 위치되어 상기 수중 주행체의 외주면으로 유체를 분출하는 분출노즐, 상기 분출노즐과 상기 저장 탱크부를 연결하여 상기 저장 탱크부 내의 유체를 분출노즐로 전달하는 유체 분출관부 및 상기 유체 분출관부에 위치되어 유체 분출을 제어하는 분출제어밸브를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 분출제어밸브는 솔레노이드 밸브일 수 있다.
본 발명에서 상기 분출노즐은 상기 수중 주행체의 중심을 기준으로 상부와 하부에 위치되어 상부 측으로 유체를 분출하는 제1피치제어용 분출노즐과 하부 측으로 유체를 분출하는 제2피치제어용 분출노즐, 상기 수중 주행체를 중심으로 좌측에 위치되어 좌측으로 유체를 분출하는 제1자세제어용 좌분출노즐과 제2자세제어용 좌분출노즐 및 상기 수중 주행체를 중심으로 우측에 위치되어 우측으로 유체를 분출하는 제1자세제어용 우분출노즐과 제2자세제어용 우분출노즐을 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1자세제어용 좌분출노즐과 제2자세제어용 좌분출노즐은 상기 수중 주행체의 중심을 지나며 제1수직선과 수직방향의 제1수평선을 중심에 두고 대칭되게 위치되고, 상기 제1자세제어용 우분출노즐과 상기 제2자세제어용 우분출노즐은 상기 수중 주행체를 중심을 지나며 제1수직선과 수직방향의 제1수평선을 중심에 두고 대칭되게 위치되며, 제1자세제어용 좌분출노즐과 상기 제2자세제어용 우분출노즐을 함께 작동시키거나 상기 제2자세제어용 좌분출노즐과 상기 제1자세제어용 우분출노즐을 함께 작동시킴으로써 상기 수중 주행체의 롤(roll) 방향 각도를 변경할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1자세제어용 좌분출노즐과 상기 제2자세제어용 좌분출노즐을 동시에 작동시키거나 상기 제1자세제어용 우분출노즐과 상기 제2자세제어용 우분출노즐을 동시에 작동시킴으로써 수중 주행체의 요(yaw) 방향 각도를 변경할 수 있다.
본 발명에서 상기 물흡입구의 입구 측에는 선단부 측으로 갈수록 직경이 커지는 콘 형상의 확관부가 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 물흡입구의 내주면에는 나선형 흡입 안내 돌기부가 나선형으로 돌출되게 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어 장치의 일 실시예는 상기 수중 주행체의 초공동 주행 시 초공동 내부에만 위치될 수 있는 크기를 가지며, 상기 수중 주행체의 주행 초기에서 수중에 노출되어 상기 수중 주행체의 자세를 제어하는 수중익을 더 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체는 수중에서 초공동 주행하는 수중 주행체 및 초공동 주행 중 상기 수중 주행체의 피치(Pitch) 방향 각도 수중 주행체의 롤(roll) 방향 각도 수중 주행체의 요(yaw) 방향 각도 중 어느 하나의 방향을 제어하는 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치를 포함하며, 상기 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치는 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치의 실시예 중 어느 한 실시예일 수 있다.
본 발명에 따른 초공동 수중 주행체의 자세 제어방법의 일 실시예는 수중 주행체의 초공동 주행 중 수중 주행체의 선단부 측에 위치된 흡입형 캐비테이터로 물을 흡입하고, 흡입형 캐비테이터로 흡입된 물의 압력으로 수중 주행체 내에 위치된 저장 탱크부 내 유체를 복수의 분출노즐 중 적어도 어느 한 분출노즐을 통해 선택적으로 분출시킴으로써 수중 주행체의 초공동 주행 중 수중 주행체의 자세를 제어하는 것을 특징으로 한다.
흡입된 물의 압력은 주행체의 주행 속도에 따라 증가되며 주행체 속도에 종속되어 변화하는 전압이다.
본 발명에 따른 초공동 수중 주행체의 자세 제어방법의 일 실시예는 복수의 분출노즐 중 적어도 어느 한 분출노즐을 통해 유체를 분출시켜 수중 주행체의 피치(Pitch) 방향 각도 수중 주행체의 롤(roll) 방향 각도 수중 주행체의 요(yaw) 방향 각도 중 어느 하나의 방향을 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 초공동 수중 주행체의 자세 제어방법의 일 실시예는 상기 수중 주행체가 초공동 주행으로 완전하게 진입하기 전에 수중에 노출되는 수중익을 통한 자세 제어가 이루어지고, 상기 수중 주행체가 초공동 주행으로 완전하게 진입한 후에 흡입형 캐비테이터로 흡입된 물의 압력으로 수중 주행체 내에 위치된 저장 탱크부 내 유체를 복수의 분출노즐 중 적어도 어느 한 분출노즐을 통해 선택적으로 분출시킴으로써 상기 수중 주행체의 자세를 제어할 수 있다.
본 발명은 수중을 주행하는 과정에서 자연히 발생하게 되는 캐비테이터 표면 압력과 주행시 무한히 공급될 수 있는 물을 역이용하는 방식으로 구조를 단순화할 수 있어 초공동 수중 주행체의 중량을 경량화할 수 있고, 이로써 주행 성능을 개선하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수중 주행체의 자세 제어를 함에 있어 기존 수중익의 침수 면적차이에 따른 힘의 불균형이 발생하는 현상 대비 성능 예측과 제어가 용이하며 시간 제약이 없는 제어 장치를 통해 수중 주행체 임무 성능 또한 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명 항력에 영향을 크게 미치지 않으면서도 수중 추력기의 오리피스 면적 조절을 통해 원하는 성능 설계를 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치를 구비한 초공동 수중 주행체의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치를 도시한 개략도.
도 3은 도 2의 A부를 확대 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치에서 자세 제어용 수중 추력기의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치에서 자세 제어용 수중 추력기의 작동예를 도시한 개략도.
도 8은 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체가 수중에서 초공동으로 주행하는 예를 도시한 개략도.
도 9는 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치에서 분출노즐 의 각 분출구멍의 면적과 흡입형 캐비테이터의 직경에 따른 수중 주행체의 속도별 측력을 비교한 그래프.
도 10은 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치의 또 다른 실시 예를 도시한 확대 단면도.
본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치를 구비한 초공동 수중 주행체의 일 실시예를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치를 도시한 개략도이며, 도 3은 도 2의 A부를 확대 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치에서 자세 제어용 수중 추력기(300)의 일 실시예를 도시한 개략도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치의 일 실시예 및 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치를 구비한 초공동 수중 주행체의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 초공동 수중 주행체에서 수중 주행체(100)는 수중에서 초공동으로 주행하는 것이다.
수중 주행체(100)는 발사용 관에 탑재되어 수상 선박, 잠수정 등에서 발사되어 수중에서 초공동 상태로 주행하는 공지의 구성으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
수중 주행체(100)의 속도가 높아져 물체 주위의 국부압력이 유체의 증기압(Vapor Pressure)보다 낮아지면 유체가 기화하게 되는 공동(Cavitation) 현상이 발생하고, 이때 주행 속도가 더욱 증가하게 되면 공동은 수중 주행체(100)의 형상을 모두 덮을 만큼 발달하게 되는데 이를 초공동(Super Cavitation) 상태라 한다.
초공동은 마치 공기 중에서 이동하는 것과 같은 효과를 내기 때문에 물체에 작용하는 항력(Drag)을 극적으로 감소시켜 준다.
초공동 수중 주행체는 수중 주행체(100), 수중 주행체(100)의 선단부에 위치되고 수중 주행 시 초공동 주행 상태를 유지시키는 캐비테이터를 포함한다.
본 발명에서 캐비테이터는 초공동 주행 중 발생되는 캐비테이터 표면 압력에 의해 물을 흡입할 수 있는 흡입형 캐비테이터(200)인 것을 일 예로 한다.
흡입형 캐비테이터(200)는 캐비테이터에서 초공동 수중 운동체를 감싸는 공동을 발생한다
흡입형 캐비테이터(200)는 수중 주행체(100)가 주행 중 공동을 발생시킬 수 있는 공지의 기본 형상을 가지며 선단부 측에 물을 흡입할 수 있는 복수의 물흡입구(210)가 위치된다.
흡입형 캐비테이터(200)의 형상은 수중 주행체(100)가 주행 중 공동을 발생시킬 수 있는 형상을 가지며, 이는 공지된 캐비테이터의 형상을 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
흡입형 캐비테이터(200)의 물흡입구(210)를 통해 흡입된 물은 자세 제어용 수중 추력기(300)를 통해 수중 주행체(100)의 외주면으로 분출되어 초공동으로 주행 중인 수중 주행체(100)의 자세를 제어하게 된다.
자세 제어용 수중 추력기(300)는 내부에 유체가 저장되는 저장 탱크부(310), 저장 탱크부(310)와 물흡입구(210)를 연결하여 물흡입구(210)를 통해 흡입되는 물을 저장 탱크부(310)로 전달하는 흡입관부(320), 저장 탱크부(310)에 연결되고 수중 주행체(100)의 외주면으로 유체를 분출시키는 유체 분출부(330)를 포함한다.
자세 제어용 수중 추력기(300)는 흡입관부(320)의 유로를 개폐하는 흡입유로 개폐밸브(340)를 더 포함하고, 흡입유로 개폐밸브(340)는 물이 흡입될 때의 흡입관부(320)의 유로 내 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에만 개방되고 흡입관부(320)의 유로 내 압력이 기설정된 압력 이하인 경우 밀폐되는 구조를 가진다.
이를 통해 주행 초기 공동을 발달시키는데 중요한 요소인 캐비테이터 표면적의 감소 효과를 방지할 수 있다. 이를 통해 온전한 캐비테이터 면적을 이용하여 초기 공동 발달을 빠르게 진행하여 전체 주행 성능을 향상시킬 수 있다.
흡입유로 개폐밸브(340)는 저장 탱크부(310) 내에 위치되어 흡입관부(320)의 출구를 개폐하는 것을 일 예로 한다.
그리고, 흡입유로 개폐밸브(340)는 밸브 하우징(341), 밸브 하우징(341)에 이동 가능하게 위치되고 흡입관부(320)의 유로를 막는 밸브부재(342), 밸브 하우징(341) 내에 위치되어 밸브부재(342)를 탄성 지지하는 밸브 지지스프링부재(343)를 포함한다.
밸브 하우징(341)은 저장 탱크부(310) 내에 장착되어 고정되는 것을 일 예로 한다. 그리고, 밸브부재(342)는 밸브 지지스프링부재(343)에 의해 탄성적으로 지지되어 흡입관부(320)의 유로를 막은 상태로 위치된다.
수중 주행체(100)가 주행하면서 물흡입구(210)를 통해 흡입관부(320)의 내부로 물이 흡입되고, 흡입관부(320) 내에 기설정된 압력 이상이 발생되는 경우 밸브부재(342)가 밀려 이동하여 밸브 지지스프링부재(343)를 압축시키면서 흡입관부(320)의 유로를 열게 된다.
또한, 흡입관부(320) 내에의 압력이 기설정된 압력 이하로 낮아지는 경우 밸브부재(342)는 밸브 지지스프링부재(343)의 탄성 복원력에 의해 원위치로 복귀되어 흡입관부(320)의 유로를 막은 상태로 위치된다.
이는 수중 주행체(100)의 주행 초기에 자연 공동이 충분히 발달할 수 있도록 하기 위함이고, 공동이 발생되기 전 흡입관부(320)의 유로가 열리게 되면 캐비테이터의 유효 단면적이 작아져 초공동 발달이 늦어진다.
따라서, 흡입관부(320)의 유로는 공동이 충분히 발생된 상태로 기설정된 압력 이상에서 열려 흡입관부(320)를 통해 물이 흡입되므로 수중 주행체(100)의 초공동 주행에 영향을 주지않게 되고, 수중 주행체(100)가 기존과 동일하게 초공동 주행할 수 있게 된다.
또한, 저장 탱크부(310)의 내부 공간은 구형상을 가져 내부 압력이 전체적으로 균일하게 지지될 수 있게 된다. 그리고, 저장 탱크부(310)의 외부 형상은 시스템 구조에 따라 적절히 변형되어 형성될 수 있음을 밝혀둔다.
저장 탱크부(310)의 선단부 측에는 흡입관부(320)가 연결되고, 저장 탱크부(310)의 후단부 측에는 유체를 분출하는 분출노즐(331)과 연결되는 유체 분출관부(332)가 위치된다.
유체 분출부(330)는 수중 주행체(100)의 외주면에 노출되게 위치되어 수중 주행체(100)의 외주면으로 유체를 분출하는 분출노즐(331), 분출노즐(331)과 저장 탱크부(310)를 연결하여 저장 탱크부(310) 내의 유체를 분출노즐(331)로 전달하는 유체 분출관부(332)를 포함한다.
저장 탱크부(310) 내에는 흡입관부(320)와 유체 분출관부(332) 사이에 위치되고 저장 탱크부(310) 내의 공간을 구분하며 흡입된 물 내의 이물질을 제거하는 메쉬망 필터체(350)가 위치될 수 있다.
메쉬망 필터체(350)는 흡입관부(320)를 통해 흡입된 물 내에 포함된 이물질에 의해 유체 분출관부(332)의 유로가 막히게 되는 사고를 방지하여 수중 주행체(100)의 자세 제어에 대한 안정성을 향상시킨다.
저장 탱크부(310) 내에는 비압축성 유체가 채워지고, 흡입관부(320)를 통해 수중 주행체(100)가 주행 중인 수중의 물이 내부로 유입되면 내부에 기저장되어 있던 비압축성 유체가 분출노즐(331)을 통해 분출되어 수중 주행체(100)의 자세를 제어할 수 있게 된다.
즉, 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치는 펌프 등의 별도의 장비없이 초공동 주행 중 흡입형 캐비테이터(200)를 통해 흡입되는 유체의 압력에 의해 저장 탱크부(310) 내에 기저장되어 있던 비압축성 유체를 분출노즐(331)을 통해 분출시킴으로써 수중 주행체(100)의 자세를 제어한다.
한편, 유체 분출관부(332)에는 유체 분출을 제어하는 분출제어밸브(333)가 위치되고, 분출제어밸브(333)는 전기식 솔레노이드 밸브인 것을 일 예로 한다.
전기식 솔레노이드 밸브는 전기 신호가 인가되지 않으면 닫혀있는 normal close 상태 조건의 밸브이다.
솔레노이드 밸브는 작동하지 않을 때 전력을 소모하지 않기 때문에 배터리의 용량을 최소화할 수 있다는 장점을 가진다.
분출제어밸브(333)는 수중 주행체(100)에 장착된 제어기(110)에 연결되어 제어기(110)를 통해 작동이 제어되어 유체 분출관부(332)의 유로를 개폐하여 수중 주행체(100)가 목표를 향해 주행할 수 있도록 수중 주행체(100)의 자세를 제어한다.
더 상세하게 분출노즐(331)은 수중 주행체(100)의 중심을 기준으로 상부와 하부에 위치되어 상부 측으로 유체를 분출하는 제1피치제어용 분출노즐(331a)과 하부 측으로 유체를 분출하는 제2피치제어용 분출노즐(331b)을 포함한다.
또한, 분출노즐(331)은 수중 주행체(100)를 중심으로 좌측에 위치되어 좌측으로 유체를 분출하는 제1자세제어용 좌분출노즐(331c)과 제2자세제어용 좌분출노즐(331d) 및 수중 주행체(100)를 중심으로 우측에 위치되어 우측으로 유체를 분출하는 제1자세제어용 우분출노즐(331e)과 제2자세제어용 우분출노즐(331f)을 더 포함한다.
제1자세제어용 좌분출노즐(331c)과 제1자세제어용 우분출노즐(331e)은 서로 대칭되게 위치되고, 제2자세제어용 좌분출노즐(331d)과 제2자세제어용 우분출노즐(331f)은 서로 대칭되게 위치된다.
더 상세하게 제1피치제어용 분출노즐(331a)과 제2피치제어용 분출노즐(331b)은 수중 주행체(100)의 중심에서 수직 방향으로 위치된다.
그리고, 제1자세제어용 좌분출노즐(331c)과 제2자세제어용 좌분출노즐(331d)은 수중 주행체(100)의 중심을 지나며 제1수직선과 수직방향의 제1수평선을 중심에 두고 대칭되게 위치되고, 제1자세제어용 우분출노즐(331e)과 제2자세제어용 우분출노즐(331f)은 수중 주행체(100)를 중심을 지나며 제1수직선과 수직방향의 제1수평선을 중심에 두고 대칭되게 위치된다.
제1피치제어용 분출노즐(331a), 제2피치제어용 분출노즐(331b), 제1자세제어용 좌분출노즐(331c)과 제2자세제어용 좌분출노즐(331d), 제1자세제어용 우분출노즐(331e)과 제2자세제어용 우분출노즐(331f)은 저장 탱크부(310)와 각각 유체 분출관부(332)에 의해 연결되고, 각 유체 분출관부(332)에는 분출제어밸브(333)가 위치된다.
더 상세하게 유체 분출부(330)는 제1피치제어용 분출노즐(331a)과 저장 탱크부(310)를 연결하는 제1유체 분출관부, 제2피치제어용 분출노즐(331b)과 저장 탱크부(310)를 연결하는 제2유체 분출관부, 제1자세제어용 좌분출노즐(331c)과 저장 탱크부(310)를 연결하는 제3유체 분출관부, 제2자세제어용 좌분출노즐(331d)과 저장 탱크부(310)를 연결하는 제4유체 분출관부, 제1자세제어용 우분출노즐(331e)과 저장 탱크부(310)를 연결하는 제5유체 분출관부, 제2자세제어용 우분출노즐(331f)과 저장 탱크부(310)를 연결하는 제6유체 분출관부를 포함하는 것을 일 예로 한다.
제1유체 분출관부 내지 제6유체 분출관부인 각 유체 분출관부(332)에는 각각 분출제어밸브(333)가 위치되고, 각 분출제어밸브(333)는 수중 주행체(100) 내에 위치되어 수중 주행체(100)의 주행 방향을 제어하는 제어기(110)와 연결되는 각각 분출제어밸브(333)가 위치된다.
유체 분출부(330)는 각 분출제어밸브(333)가 제어기(110)로부터 명령을 전달받아 명령에 따라 각 유체 분출관부(332)의 유로를 개폐함으로써 저장 탱크부(310) 내에 저장된 유체 즉, 비압축성 유체를 펄스 방식으로 분사한다.
수중 추력기로 물을 분사하게 되면 탱크의 압력이 일시적으로 감소할 수 있으나, 흡입 배관을 통해 유입되는 물과 주행 압력으로 분사 후 탱크 압력이 재형성된다. 이때 탱크의 압력은 수중 주행체(100)의 주행 속도에 따라 결정되며, 역으로 탱크의 전압을 측정하여 수중 주행체(100)의 속도를 계산하여 추정할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치에서 자세 제어용 수중 추력기(300)의 작동예를 도시한 개략도이다.
도 5를 참고하면 제1피치제어용 분출노즐(331a)과 제2피치제어용 분출노즐(331b)은 수중 주행체(100)의 중심에서 수직 방향으로 위치되어 수중 주행체(100)의 중심을 지나는 수직 방향의 제1수직선에서 수중 주행체(100)의 상부 측과 하부 측으로 각각 유체를 분사하여 수중 주행체(100)의 피치(Pitch) 방향 각도를 변경할 수 있다.
도 6을 참고하면, 제1자세제어용 좌분출노즐(331c)과 제2자세제어용 좌분출노즐(331d)은 수중 주행체의 중심을 지나며 제1수직선과 수직방향의 제1수평선을 중심에 두고 대칭되게 위치되고, 제1자세제어용 우분출노즐(331e)과 제2자세제어용 우분출노즐(331f)은 수중 주행체(100)를 중심을 지나며 제1수직선과 수직방향의 제1수평선을 중심에 두고 대칭되게 위치되므로, 제1자세제어용 좌분출노즐(331c), 제2자세제어용 좌분출노즐(331d), 제1자세제어용 우분출노즐(331e)과 제2자세제어용 우분출노즐(331f) 중 어느 하나만 작동함으로써 수중 주행체(100)의 롤(roll) 방향 각도를 변경할 수 있다.
그러나 노즐 하나만 작동하는 경우 요(yaw) 현상이 함께 발생할 수 있기 때문에 요(yaw) 방향의 간섭을 상쇄하기 위해서는 제1자세제어용 좌분출노즐(331c)과 제2자세제어용 우분출노즐(331f)을 함께 작동시키거나 제2자세제어용 좌분출노즐(331d)과 제1자세제어용 우분출노즐(331e)을 함께 작동시킴으로써 요(yaw) 방향의 간섭을 상쇄한다. 도 7을 참고하면, 제1자세제어용 좌분출노즐(331c)과 제2자세제어용 좌분출노즐(331d)을 동시에 작동시키거나 제1자세제어용 우분출노즐(331e)과 제2자세제어용 우분출노즐(331f)을 동시에 작동시킴으로써 수중 주행체(100)의 요(yaw) 방향 각도를 변경할 수 있다.
본 발명에 따른 초공동 수중 주행체는 상기에서 언급한 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치를 포함하며 이에 대한 실시예는 상기에서 언급한 바 중복 기재로 생략함을 밝혀둔다.
한편, 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체의 자세 제어방법은 수중 주행체(100)의 초공동 주행 중 수중 주행체(100)의 선단부 측에 위치된 흡입형 캐비테이터(200)로 물을 흡입하고, 흡입형 캐비테이터(200)로 흡입된 물의 압력으로 수중 주행체(100) 내에 위치된 저장 탱크부(310) 내 유체를 복수의 분출노즐(331) 중 적어도 어느 한 분출노즐(331)을 통해 선택적으로 분출시킴으로써 수중 주행체(100)의 초공동 주행 중 수중 주행체(100)의 자세를 제어한다.
흡입된 물의 압력은 주행체의 주행 속도에 따라 증가되며 주행체 속도에 종속되어 변화하는 전압이다.
즉, 수중 주행체(100)는 발사용 관에 탑재되어 수상 선박 또는 잠수정 등에서 발사되어 수중 주행체(100)의 임무가 시작되며 도 8에서 도시된 바와 같이 초공동 상태에 진입되어 수중에서 주행하게 된다.
그리고, 수중 주행체(100)가 임무를 시작하여 가속하기 시작하면 캐비테이터 표면에 주행 압력이 발생하기 시작한다.
이때 일정한 압력에 도달하면 흡입관부(320)의 유로를 막는 흡입유로 개폐밸브(340)의 밸브부재(342)가 흡입되는 물의 압력에 의해 밀려 이동하면서 흡입관부(320)의 유로가 열리게 되고 저장 탱크부(310) 내에 압력이 형성되고, 저장 탱크부(310) 내의 압력은 수중 주행체(100)가 주행하는 동안 지속적으로 발생하며, 주행체의 속도에 따라 압력도 상승하게 된다.
초공동 상태로 진입한 후 수중 주행체(100)에 장착된 제어기(110)로부터 명령 신호를 받으면 각각의 분출노즐(331)은 제어기(110)의 명령에 따라 선택적으로 작동되어 저장 탱크 내에 저장된 유체 즉, 비압축성 유체를 펄스 방식으로 분사한다.
이때 분출노즐(331)의 분사 시간은 저장 탱크부(310)의 압력값과 필요한 측추력을 제어기(110)에서 종합 판단하여 제어기(110)에서 신호로 명령한다.
수중 추력기로 물을 분사하게 되면 탱크의 압력이 일시적으로 감소할 수 있으나, 흡입 배관부를 통해 유입되는 물과 주행 압력으로 분사 후 저장 탱크부(310)의 압력이 재형성되고, 이때 저장 탱크부(310)의 압력은 수중 주행체(100)의 주행 속도에 따라 결정되며, 역으로 탱크의 전압을 측정하여 수중 주행체(100)의 속도를 계산하여 추정할 수 있다.
즉, 초공동 상태로 진입하여 수중 주행체(100)가 주행 중에 물은 지속적으로 흡입관부(320)를 통해 저장 탱크부(310) 내로 흡입되어 저장 탱크부(310) 내의 압력을 유지하고, 제어기(110)의 명령 즉, 목표를 향하여 주행하도록 수중 주행체(100)의 자세를 제어하기 위한 제어 명령에 따라 제1피치제어용 분출노즐(331a), 제2피치제어용 분출노즐(331b), 제1자세제어용 좌분출노즐(331c)과 제2자세제어용 좌분출노즐(331d), 제1자세제어용 우분출노즐(331e)과 제2자세제어용 우분출노즐(331f)을 통해 유체를 선택적으로 분출시킴으로써 수중 주행체(100)의 피치(Pitch) 방향 각도, 롤(roll) 방향 각도, 요(yaw) 방향 각도를 선택적으로 변경할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체가 수중에서 초공동으로 주행하는 예를 도시한 개략도이고, 도 8을 참고하면 수중 주행체(100)는 초공동 주행 시 초공동 내부에만 위치될 수 있는 크기를 가지며, 초공동이 발달되지 않은 상태에서 수중에 노출되어 수중 주행체(100)의 자세를 제어하는 수중익(120)을 더 포함할 수 있다.
수중익(120)은 수중 주행체(100)의 주행 초기 압력이 충분히 형성되지 않은 상태에서 수중 주행체(100)의 자세 제어를 수행한다.
수중익(120)은 은 수중 주행체(100)의 주행 초기 압력이 충분히 형성되지 않은 상태 즉, 초공동이 충분히 발달되지 않은 상태에서 수중 내에 위치되어 은 수중 주행체(100)의 자세 제어를 수행한다.
수중익(120)은 날개가 회전되어 가변되는 가변익부(미도시)를 포함하여 수중 주행체(100)의 자세를 제어하는 구성이며, 가변익부를 포함하여 수중 주행체의 자세를 제어하는 공지의 구성을 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략한다.
수중익(120)은 초공동 상태에서 공동 내부에만 위치될만큼 작은 크기로 초공동 상태에서 주행 항력에 큰 영향을 미치지 않으며 주행 초기 수중에 노출되어 충분한 조종력을 발휘할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치 및 즉, 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어방법은 수중 주행체(100)가 초공동 주행으로 완전하게 진입하기 전에 수중익(120)을 통한 자세 제어가 이루어지고, 수중 주행체(100)가 초공동 주행으로 완전하게 진입한 후에 자세 제어용 수중 추력기(300)을 이용하여 흡입형 캐비테이터로 흡입된 물의 압력으로 수중 주행체 내에 위치된 저장 탱크부 내 유체를 복수의 분출노즐 중 적어도 어느 한 분출노즐을 통해 선택적으로 분출시킴으로써 수중 주행체(100)의 자세를 제어한다.
한편, 도 9는 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치에서 분출노즐(331) 즉, 제1피치제어용 분출노즐(331a), 제2피치제어용 분출노즐(331b), 제1자세제어용 좌분출노즐(331c)과 제2자세제어용 좌분출노즐(331d), 제1자세제어용 우분출노즐(331e)과 제2자세제어용 우분출노즐(331f)의 각 분출구멍의 면적과 흡입형 캐비테이터(200)의 직경에 따른 수중 주행체(100)의 속도별 측력을 비교한 그래프이다.
도 9를 참고하면 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치에서 분출노즐(331)의 분출구멍의 면적 조절을 통해 흡입형 캐비테이터(200) 구동을 통한 측력에 상응하는 다양한 성능을 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치의 또 다른 실시 예를 도시한 확대 단면도로써, 더 상세하게 흡입형 캐비테이터(200)에서 물흡입구(210)의 다른 실시 예를 도시한 물흡입구(210)의 확대 단면도이다.
도 10을 참고하면 물흡입구(210)의 입구 측에는 선단부 측으로 갈수록 직경이 커지는 콘 형상의 확관부(211)가 위치되어 수중 주행체(100)의 주행 중 물을 더 원활하게 흡입할 수 있도록 한다.
또한, 물흡입구(210)의 내주면에는 물이 더 원활하게 흡입될 수 있도록 안내하는 나선형 흡입 안내 돌기부(212)가 위치된다.
나선형 흡입 안내 돌기부(212)는 시계 반대 방향으로 물이 이동되어 흡입되도록 위치될 수도 있고, 시계 방향으로 물이 이동되어 흡입되도록 위치될 수도 있다. 이는 북반구와 남반구에서 물이 흡입될 때 발생되는 소용돌이 방향에 따라 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
수중 주행체(100)의 주행 중 분출노즐(331)을 통해 유체를 분출시켜 수중 주행체(100)의 자세를 제어하면 저장 탱크부(310)의 압력이 낮아지게 되고, 이 때 다른 분출노즐(331) 또는 동일한 분출노즐(331)을 통해 유체를 분출하기 위해서는 물흡입구(210)를 통해 최대한 빠르게 저장 탱크부(310) 내로 물이 흡입되어 저장 탱크부(310)의 내부 압력을 다시 원래의 압력으로 복귀시켜야 한다.
물흡입구(210)는 선단부의 확관부(211)와 내주면의 나선형 흡입 안내 돌기부(212)를 통해 최대한 원활하고 빠르게 물이 흡입될 수 있도록 하여 저장 탱크부(310)의 내부 압력을 최대한 빠르게 다시 원래의 압력으로 복귀시켜 유체의 분출 주기를 최대한 짧게 함으로써 수중 주행체(100)의 자세 제어를 더 정밀하고 정확하게 할 수 있고, 수중 주행체(100)가 목표에 더 정확하게 도달할 수 있도록 한다.
본 발명은 수중을 주행하는 과정에서 자연히 발생하게 되는 캐비테이터 표면 압력과 주행시 무한히 공급될 수 있는 물을 역이용하는 방식으로 구조를 구조를 단순화할 수 있어 초공동 수중 주행체(100)의 중량을 경량화할 수 있고, 이로써 주행 성능을 개선하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 수중 주행체의 자세 제어를 함에 있어 기존 수중익의 침수 면적에 따른 힘의 불균형이 발생하는 현상 대비 성능 예측과 제어가 용이하며 시간 제약이 없는 제어 장치를 통해 수중 주행체(100) 임무 성능 또한 향상시킨다.
또한, 본 발명 항력에 영향을 크게 미치지 않으면서도 수중 추력기의 오리피스 면적 조절을 통해 원하는 성능 설계를 수행할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
100 : 수중 주행체 110 : 제어기
200 : 흡입형 캐비테이터 210 : 물흡입구
211 : 확관부 212 : 나선형 흡입 안내 돌기부
300 : 자세 제어용 수중 추력기 310 : 저장 탱크부
320 : 흡입관부 330 : 유체 분출부
331 : 분출노즐 331a : 제1피치제어용 분출노즐
331b : 제2피치제어용 분출노즐 331c : 제1자세제어용 좌분출노즐
331d : 제2자세제어용 좌분출노즐 331e : 제1자세제어용 우분출노즐
331f : 제2자세제어용 우분출노즐 332 : 유체 분출관부
333 : 분출제어밸브 340 : 흡입유로 개폐밸브
341 : 밸브 하우징 342 : 밸브부재
343 : 밸브 지지스프링부재 350 : 메쉬망 필터체

Claims (19)

  1. 수중에서 초공동 주행하는 수중 주행체의 자세를 제어하는 초공동 수중 주행체용 자세 제어 장치이고,
    상기 수중 주행체의 선단부에 위치되어 초공동 주행 중 발생되는 캐비테이터 표면 압력에 의해 물흡입구로 물을 흡입하는 흡입형 캐비테이터;
    상기 수중 주행체의 내부에 위치되어 상기 흡입형 캐비테이터를 통해 흡입된 물의 압력으로 상기 수중 주행체의 외주면으로 유체를 분출시켜 수중에서 초공동 주행 중인 상기 수중 주행체의 자세를 제어하는 자세 제어용 수중 추력기를 포함하고,
    상기 자세 제어용 수중 추력기는,
    내부에 유체가 저장되는 저장 탱크부;
    상기 저장 탱크부와 상기 물흡입구를 연결하여 상기 흡입형 캐비테이터를 통해 흡입되는 물을 상기 저장 탱크부로 전달하는 흡입관부; 및
    상기 저장 탱크부에 연결되고 수중 주행체의 외주면으로 유체를 분출시키는 유체 분출부를 포함하고,
    상기 저장 탱크부 내에 저장되어 채워진 유체는 비압축성 유체이며,
    초공동 주행 중 상기 흡입형 캐비테이터를 통해 흡입되는 물의 압력에 의해 상기 저장 탱크부 내에 채워져 있던 비압축성 유체를 분출노즐을 통해 분출하여 수중에서 초공동 주행 중인 상기 수중 주행체의 자세를 제어하고,
    상기 자세 제어용 수중 추력기는,
    상기 흡입관부의 유로를 개폐하는 흡입유로 개폐밸브를 더 포함하고,
    상기 흡입유로 개폐밸브는,
    밸브 하우징;
    상기 밸브 하우징에 이동 가능하게 위치되고 상기 흡입관부의 유로를 막는 밸브부재; 및
    상기 밸브 하우징 내에 위치되어 상기 밸브부재를 탄성 지지하는 밸브 지지스프링부재를 포함하여 상기 흡입유로 개폐밸브는 물이 흡입될 때의 흡입관부의 유로 내 압력이 기설정된 압력 이상인 경우에만 개폐되고 흡입관부의 유로 내 압력이 기설정된 압력 이하인 경우 닫혀있는 구조를 가지며,
    상기 유체 분출부는,
    상기 수중 주행체의 외주면에 노출되게 위치되어 상기 수중 주행체의 외주면으로 유체를 분출하는 분출노즐; 및
    상기 분출노즐과 상기 저장 탱크부를 연결하여 상기 저장 탱크부 내의 유체를 분출노즐로 전달하는 유체 분출관부; 및
    상기 유체 분출관부에 위치되어 유체 분출을 제어하는 분출제어밸브를 포함하며,
    상기 저장 탱크부 내에는 상기 흡입관부와 상기 유체 분출관부 사이에 위치되고 상기 저장 탱크부 내의 공간을 구분하며 흡입된 물 내의 이물질을 제거하는 메쉬망 필터체가 위치되고,
    상기 물흡입구의 입구 측에는 선단부 측으로 갈수록 직경이 커지는 콘 형상의 확관부가 위치되며,
    상기 물흡입구의 내주면에는 나선형 흡입 안내 돌기부가 나선형으로 돌출되게 위치되고,
    상기 분출제어밸브는 솔레노이드 밸브인 것을 특징으로 하는 초공동 수중 주행체용 자세 제어 장치.
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  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 분출노즐은,
    상기 수중 주행체의 중심을 기준으로 상부와 하부에 위치되어 상부 측으로 유체를 분출하는 제1피치제어용 분출노즐과 하부 측으로 유체를 분출하는 제2피치제어용 분출노즐;
    상기 수중 주행체를 중심으로 좌측에 위치되어 좌측으로 유체를 분출하는 제1자세제어용 좌분출노즐과 제2자세제어용 좌분출노즐; 및
    상기 수중 주행체를 중심으로 우측에 위치되어 우측으로 유체를 분출하는 제1자세제어용 우분출노즐과 제2자세제어용 우분출노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 초공동 수중 주행체용 자세 제어 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1자세제어용 좌분출노즐과 제2자세제어용 좌분출노즐은 상기 수중 주행체의 중심을 지나며 제1수직선과 수직방향의 제1수평선을 중심에 두고 대칭되게 위치되고,
    상기 제1자세제어용 우분출노즐과 상기 제2자세제어용 우분출노즐은 상기 수중 주행체를 중심을 지나며 제1수직선과 수직방향의 제1수평선을 중심에 두고 대칭되게 위치되며,
    상기 제1자세제어용 좌분출노즐과 상기 제2자세제어용 우분출노즐을 함께 작동시키거나 상기 제2자세제어용 좌분출노즐과 상기 제1자세제어용 우분출노즐을 함께 작동시킴으로써 상기 수중 주행체의 롤(roll) 방향 각도를 변경하는 것을 특징으로 하는 초공동 수중 주행체용 자세 제어 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제1자세제어용 좌분출노즐과 상기 제2자세제어용 좌분출노즐을 동시에 작동시키거나 상기 제1자세제어용 우분출노즐과 상기 제2자세제어용 우분출노즐을 동시에 작동시킴으로써 수중 주행체의 요(yaw) 방향 각도를 변경하는 것을 특징으로 하는 초공동 수중 주행체용 자세 제어 장치.
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  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 수중 주행체의 초공동 주행 시 초공동 내부에만 위치될 수 있는 크기를 가지며, 상기 수중 주행체의 주행 초기에서 수중에 노출되어 상기 수중 주행체의 자세를 제어하는 수중익을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초공동 수중 주행체용 자세 제어 장치.
  16. 수중에서 초공동 주행하는 수중 주행체;
    초공동 주행 중 상기 수중 주행체의 피치(Pitch) 방향 각도 수중 주행체의 롤(roll) 방향 각도 수중 주행체의 요(yaw) 방향 각도 중 어느 하나의 방향을 제어하는 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치를 포함하며,
    상기 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치는 청구항 1, 청구항 10 내지 청구항 12, 청구항 15 중 어느 한 항의 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치인 것을 특징으로 하는 초공동 수중 주행체.
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