KR102576464B1 - 수중 운동체의 방향 제어 시스템 - Google Patents

수중 운동체의 방향 제어 시스템 Download PDF

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KR102576464B1
KR102576464B1 KR1020230029113A KR20230029113A KR102576464B1 KR 102576464 B1 KR102576464 B1 KR 102576464B1 KR 1020230029113 A KR1020230029113 A KR 1020230029113A KR 20230029113 A KR20230029113 A KR 20230029113A KR 102576464 B1 KR102576464 B1 KR 102576464B1
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이봉술
오석진
진상욱
배주현
조하나
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국방과학연구소
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Abstract

일 실시예에 따른 수중 운동체의 방향 제어 시스템은 수중 운동체, 수중 운동체의 내부에 위치하여 가스를 생성하는 가스발생부, 수중 운동체의 전단에 위치하여 가스발생부에 의해 생성된 가스에 의해 수중 운동체 주위로 초공동 영역을 생성하는 공동발생부, 수중 운동체의 측면에 위치하고 초공동 영역의 외부까지 연장되는 복수 개의 날개 및 복수 개의 날개 각각에 전달되는 가스의 유량을 조절하는 복수 개의 밸브를 포함하고, 복수 개의 날개는 수중 운동체의 중심축에 대하여 서로 대칭적으로 위치하고, 복수 개의 날개 각각은 수중 운동체에 인접하여 배치되는 제1부분 및 수중 운동체로부터 이격되어 배치되는 제2부분을 포함하며, 복수 개의 날개 각각에는 복수 개의 개구가 형성된 다공성 구조에 의해 가스가 방출될 수 있다.

Description

수중 운동체의 방향 제어 시스템{DIRECTIONAL CONTROL SYSTEM FOR UNDERWATER VEHICLES}
아래의 실시예들은 수중 운동체의 방향 제어 시스템에 관한 것이다.
수중 운동체는 물속에서 운동하기 때문에 공동(cavitation)현상과 높은 점성으로 인한 항력으로 고속으로 운동하기 힘든 조건을 갖고 있다. 따라서 수중에서 고속으로 운동하기 위해서는 공동 문제 해결과 동시에 항력을 이겨낼 많은 에너지가 필요하다. 해당 문제를 해결하기 위해 초공동(supercavitation)현상을 이용하여 수중 운동체를 공기 중에서 운동하게 함으로써 저항을 감소시키는 방법이 있으며 일부 어뢰에 적용된 것으로 알려져 있다(예: shkval(러시아), Hoot(이란), Barracuda(독일) 등). 초공동 현상을 이용하여 수중에서도 고속으로 운동이 가능해졌지만, 안정적으로 초공동을 생성시키는 문제와 초공동 속에서 방향제어에 대한 문제점은 여전히 남아있다.
등록특허 제10-2151486호에는 초공동 수중 주행체용 자세 제어장치에 관한 내용이 개시되어 있다. 해당 발명은 흡입형 캐비테이터(cavitator)를 통하여 물을 흡입하고 저장 탱크에 물을 저장하고 유체 분출부를 통하여 물을 분출해 자세를 제어하는 발명으로, 수중 운동체와는 독립적인 시스템으로 전반적인 시스템에 사용할 수 있다. 하지만, 해당 발명은 저장 탱크를 구비해야 하기 때문에 수중 주행체를 경량화 시키는데 한계가 있다.
일 실시예에 따른 목적은 수중 운동체 내부의 가스를 방향제어에 사용함으로써 경량화가 가능한 수중 운동체의 방향 제어 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 목적은 초공동 영역을 생성하는데 있어 수중 운동체 내부의 가스를 사용함으로써 저속에서도 초공동 영역을 생성할 수 있는 수중 운동체의 방향 제어 시스템을 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 수중 운동체의 방향 제어 시스템은 수중 운동체, 수중 운동체의 내부에 위치하여 가스를 생성하는 가스발생부, 수중 운동체의 전단에 위치하여 가스발생부에 의해 생성된 가스에 의해 수중 운동체 주위로 초공동 영역을 생성하는 공동발생부, 수중 운동체의 측면에 위치하고 초공동 영역의 외부까지 연장되는 복수 개의 날개 및 복수 개의 날개 각각에 전달되는 가스의 유량을 조절하는 복수 개의 밸브를 포함하고, 복수 개의 날개는 수중 운동체의 중심축에 대하여 서로 대칭적으로 위치하고, 복수 개의 날개 각각은 수중 운동체에 인접하여 배치되는 제1부분 및 수중 운동체로부터 이격되어 배치되는 제2부분을 포함하며, 복수 개의 날개 각각에는 복수 개의 개구가 형성된 다공성 구조에 의해 가스가 방출될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공동발생부로부터 분사되는 가스에 의해 형성된 기포에 의해 수중 운동체를 감싸는 형상으로 초공동 영역이 형성되고, 제1부분은 초공동 영역 내에 위치하고, 제2부분은 초공동 영역 외에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1부분과 제2부분에는 개구가 균일하게 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2부분에 형성된 개구의 총 면적은 제1부분에 형성된 개구의 총 면적보다 클 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1부분에 형성된 개구의 총 면적은 제2부분에 형성된 개구의 총 면적보다 클 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2부분에만 개구가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 날개 각각은 수중 운동체의 중심축에 대하여 수직하거나 또는 기울어지는 형상으로 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 날개는 4개의 날개로 형성되고, 수중 운동체의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되는 제1날개, 제2날개, 제3날개 및 제4날개를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 가스발생부와 복수 개의 날개를 연통하여 가스를 전달하는 복수 개의 유로를 더 포함하고, 복수 개의 유로 상에는 각각 밸브가 배치되고, 밸브는 복수 개의 날개에 절단되는 가스의 유량을 개별적으로 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 복수 개의 날개 중 어느 하나의 날개에 전달되는 가스의 유량이 상대적으로 적은 경우, 수중 운동체의 진행 방향은 어느 하나의 날개의 끝단이 지향하는 방향으로 향할 수 있다.
일 실시예에 따른 수중 운동체의 방향 제어 시스템은 수중 운동체 내부의 가스를 방향제어에 사용함으로써 경량화가 가능하다.
일 실시예에 따른 수중 운동체의 방향 제어 시스템은 초공동 영역을 생성하는데 있어 수중 운동체 내부의 가스를 사용함으로써 저속에서도 초공동 영역을 생성할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 수중 운동체의 방향 제어 시스템의 사시도를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 수중 운동체의 방향 제어 시스템의 단면도를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따라, 초공동 영역이 수중 운동체의 방향 제어 시스템을 감싸는 형상을 도시한다.
도 4내지 도 7은 일 실시예에 따라, 제1부분 및 제2부분에 형성된 개구의 배치를 나타내는 날개의 단면도를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 수중 운동체의 방향 제어 시스템의 작동 메커니즘을 도시한다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 수중 운동체(100)의 방향 제어 시스템(1)의 사시도를 도시한다. 도 2는 일 실시예에 따른 수중 운동체(100)의 방향 제어 시스템(1)의 단면도를 도시한다.
도1 및 도 2를 참조하면, 수중 운동체(100)의 방향 제어 시스템(1)은 수중 운동체(100), 수중 운동체(100)의 내부에 위치하여 가스를 생성하는 가스발생부(110), 수중 운동체(100)의 전단에 위치하여 가스발생부(110)에 의해 생성된 가스에 의해 수중 운동체(100) 주위로 초공동 영역(A)을 생성하는 공동발생부(120), 수중 운동체(100)의 측면에 위치하고 초공동 영역(A)의 외부까지 연장되는 복수 개의 날개(200) 및 복수 개의 날개(200) 각각에 전달되는 가스의 유량을 조절하는 복수 개의 밸브(130)를 포함할 수 있다.
수중 운동체(100)는 고속 운동에 용이하도록, 선단이 첨예한 형태의 원추 형상 또는 유선형 형상을 가질 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 그 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 입장에서 필요에 따라 선택적으로 수중 운동체(100)의 형상이 변경될 수 있음은 자명하다.
가스발생부(110)는, 연소기(미도시)를 점화하여 가스를 생성할 수 있으며, 가스발생부(110)에서 생성된 가스는 공동발생부(120) 및 복수 개의 날개(200)에 전달되어 초공동 영역(A) 및 국부적인 초고동 영역(B)을 형성할 수 있다. 가스발생부(110)는 임의의 적합한 크기, 형상 및 치수를 가질 수 있다.
또한, 가스발생부(110)에서 생성된 가스는 수중 운동체(100)의 추력을 위해 사용될 수도 있다. 따라서, 수중 운동체(100)는 추력을 내기 위해 수중 운동체(100)의 후단으로 가스를 방출할 수 있는 노즐(미도시)을 더 포함할 수 있다.
공동발생부(120)는, 수중 운동체(100) 주위에 초공동 영역(A)을 형성하는 여러 방식이 적용될 수 있으며, 본 명세서에서는 가스발생부(110)에 의해 생성된 가스를 방출하면서 기포를 발생시키는 방식을 이용해 설명한다. 공동발생부(120)는 임의의 적합한 크기, 형상 및 치수를 가질 수 있다.
밸브(130)는, 각각의 날개(200)에 전달되는 가스의 유량을 조절함으로써, 각각의 날개(200)에 형성되는 국부적인 초공동 영역(B)에 의한 항력을 조절할 수 있다. 각각의 날개(200)에 전달되는 가스의 유량이 상대적으로 많다면 항력은 상대적으로 작아질 수 있고, 반대로 각각의 날개(200)에 전달되는 가스의 유량이 상대적으로 적다면 항력은 상대적으로 커질 수 있다. 밸브(130)는 임의의 적합한 크기, 형상 및 치수를 가질 수 있다.
복수 개의 날개(200)는, 수중 운동체(100)의 중심축(X)에 대하여 서로 대칭적으로 위치하고, 복수 개의 날개(200) 각각은 수중 운동체(100)에 인접하여 배치되는 제1부분(210) 및 수중 운동체(100)로부터 이격되어 배치되는 제2부분(220)을 포함할 수 있다. 복수 개의 날개(200)는 임의의 적합한 크기, 형상 및 치수를 가질 수 있다.
복수 개의 날개(200)는 방향 제어를 위해 중심축(X)에 대하여 서로 대칭적으로 위치하며, 바람직하게는 90° 간격으로 4개로 구성될 수 있다. 즉, 일 실시예에 따르면, 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 복수 개의 날개(200)는 4개의 날개로 형성되고, 수중 운동체(100)의 중심축(X)을 기준으로 상, 하, 좌, 우로 대칭적으로 배치되는 제1날개(201), 제2날개(202), 제3날개(203) 및 제4날개(204)를 포함할 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 그 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 입장에서 필요에 따라 선택적으로 복수 개의 날개(200)의 개수가 변경될 수 있음은 자명하다.
복수 개의 날개(200) 각각에는 복수 개의 개구(230)가 형성된 다공성 구조에 의해 가스발생부(110)에서 생성된 가스가 방출될 수 있다. 구제적으로, 복수 개의 날개(200) 각각에 복수 개의 개구(230)가 형성됨으로써, 복수 개의 개구(230)를 통해 내부 압력에 의해 외부로 기포가 방출되어 복수 개의 날개(200) 주변을 감쌀 수 있고, 복수 개의 날개(200) 주변에 국부적인 초공동 영역(B)을 형성하여 항력을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 수중 운동체(100)의 방향 제어 시스템(1)은, 가스발생부(110)와 복수 개의 날개(200)를 연통하여 가스를 전달하는 복수 개의 유로(140)를 더 포함할 수 있다.
복수 개의 유로(140) 상에는 각각 밸브(130)가 배치되고, 밸브(130)는 복수 개의 날개(200)에 절단되는 가스의 유량을 개별적으로 제어할 수 있다. 즉, 가스발생부(110)에서 생성된 가스는 밸브(130) 및 복수 개의 유로(140)를 통해 복수 개의 날개(200)로 전달될 수 있고, 밸브(130)는 각각의 날개(200)에 전달되는 가스의 유량을 개별적으로 제어할 수 있다.
본 명세서에서는 복수 개의 날개(200) 각각이 수중 운동체(100)의 중심축(X)에 대하여 기울어지는 형상으로 배치되도록 도시되었지만, 복수 개의 날개(200) 각각은 수중 운동체(100)의 중심축(X)에 대하여 수직인 형상으로 배치될 수도 있다.
도 3은 일 실시예에 따라, 초공동 영역(A)이 수중 운동체(100)의 방향 제어 시스템(1)을 감싸는 형상을 도시한다.
일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 공동발생부(120)로부터 분사되는 가스에 의해 형성된 기포에 의해 수중 운동체(100)를 감싸는 형상으로 초공동 영역(A)이 형성되고, 제1부분(210)은 초공동 영역(A) 내에 위치하고, 제2부분(220)은 초공동 영역(A) 외에 위치할 수 있다.
초공동 영역(A)이 형성되면 기포가 수중 운동체(100) 주위를 감싸 수중이 아닌 공기 중에서 수중 운동체(100)가 움직이게 됨에 따라 항력이 급격히 감소하여 고속으로 운동할 수 있다. 하지만, 종래의 잠수정이나 어뢰에 사용되는 수중익에서 사용되는 방향 제어 시스템으로는 충분한 조종력이 확보되지 않아 공기 중에서 움직이는 수중 운동체(100)의 방향을 효과적으로 제어할 수 없다는 한계점이 존재한다. 따라서, 본 발명과 같이 복수 개의 날개(200) 각각에 형성된 복수 개의 개구(230)에 의한 다공성 구조에 따라 방향을 제어하는 시스템이 필요하다.
도 4내지 도 7은 일 실시예에 따라, 제1부분(210) 및 제2부분(220)에 형성된 개구(230 내지 235)의 배치를 나타내는 날개(200)의 단면도를 도시한다.
일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1부분(210)과 제2부분(220)에는 개구(230)가 균일하게 형성될 수 있다.
상기와 같이, 제1부분(210)과 제2부분(220)에 개구(230)가 균일하게 형성됨으로써, 복수 개의 날개(200) 주변에 기포가 균일하게 분포하여 국부적인 초공동 영역(B)이 균일하게 형성될 수 있고, 따라서 수중 운동체(100)의 방향 제어를 좀 더 안정적으로 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제2부분(220)에 형성된 개구(232)의 총 면적은 제1부분(210)에 형성된 개구(231)의 총 면적보다 클 수 있다.
상기와 같이, 제2부분(220)에 형성된 개구(232)의 총 면적을 제1부분(210)에 형성된 개구(231)의 총 면적보다 크게 함으로써, 공동발생부(120)에 의해 발생된 초공동 영역(A) 외에 위치한 제2부분(220)에 국부적인 초공동 영역(B)이 발생되도록 하여 효과적으로 수중 운동체(100)의 방향을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1부분(210)에 형성된 개구(233)의 총 면적은 제2부분(220)에 형성된 개구(234)의 총 면적보다 클 수 있다.
상기와 같이, 제1부분(210)에 형성된 개구(233)의 총 면적을 제2부분(220)에 형성된 개구(234)의 총 면적보다 크게 함으로써, 공동발생부(120)에 의해 발생된 초공동 영역(A)이 수중 운동체(100)를 완전히 감싸지 못한 경우라도, 수중 운동체(100) 주위에 국부적인 초공동 영역(B)을 생성함으로써, 수중 운동체(100)의 방향을 효과적으로 제어할 수 있다.
개구의 총 면적을 크게 하기 위해서, 개구의 크기를 상대적으로 크게 하거나, 개구의 개수를 상대적으로 더 많게 설정할 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 그 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 입장에서 필요에 따라 선택적으로 개구의 총 면적을 크게 하는 방법이 변경될 수 있음은 자명하다.
일 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2부분(220)에만 개구(235)가 형성될 수 있다.
상기와 같이 제2부분(220)에만 개구(235)가 형성되도록 함으로써, 상기 도 5에 대해 설명된 바와 같은 방식으로, 공동발생부(120)에 의해 발생된 초공동 영역(A) 외에 위치한 제2부분(220)에 국부적인 초공동 영역(B)이 발생하도록 하여 효과적으로 수중 운동체(100)의 방향을 제어할 수 있다.
다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 그 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자의 입장에서 필요에 따라 선택적으로 제1부분(210) 및 제2부분(220)에 형성되는 개구의 배치가 변경될 수 있음은 자명하다. 예를 들어, 제1부분(210) 또는 제2부분(220) 각각에 배치된 개구의 크기 또는 개수가 일정하지 않고, 수중 운동체(100)로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 개구의 크기가 커지거나 작아질 수 있고, 또는 개구의 개수가 많아지거나 적어질 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 수중 운동체의 방향 제어 시스템(1)의 작동 메커니즘을 도시한다.
일 실시예에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 복수 개의 날개(200) 중 어느 하나의 날개에 전달되는 가스의 유량이 상대적으로 적은 경우, 수중 운동체(100)의 진행 방향은 어느 하나의 날개의 끝단이 지향하는 방향으로 향할 수 있다. 가스의 유량이 상대적으로 적게 전달되는 날개는 다른 날개에 비해 상대적으로 높은 항력을 받게 될 수 있다. 즉, 가스의 유량이 복수 개의 날개(200) 각각에 비대칭적으로 전달되는 경우, 높은 항력을 받게 되는 날개가 지향하는 방향으로 수중 운동체(100)가 진행할 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제4날개(201, 202, 203, 204)를 포함하는 수중 운동체(100)에 있어서, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 밸브(130)를 조절하여 제1날개(201)에 전달되는 가스의 유량이 제2 내지 제4날개(202, 203, 204)에 전달되는 가스의 유량보다 상대적으로 적게 전달되도록 할 경우, 제1날개(201)가 받는 항력이 제2내지 제4날개(202, 203, 204)가 받는 항력보다 크기 때문에, 제1날개(201)의 끝단이 지향하는 방향으로 수중 운동체(100)가 진행할 수 있다. 즉, 수중 운동체(100)는 위쪽으로 진행할 수 있다.
이는 제1날개, 제2날개 및 제4날개(201,202, 204)에 전달되는 가스의 유량이 제3날개(203)에 전달되는 가스의 유량보다 상대적으로 적을 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
마찬가지로, 밸브(130)를 조절하여 제2날개(202) 또는 제4날개(204)에 전달되는 가스의 유량을 상대적으로 적게 하는 경우, 수중 운동체(100)는 좌 또는 우로 진행할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따른 수중 운동체(100)의 방향 제어 시스템(1)은 수중 운동체(100) 내부의 가스를 방향제어에 사용함으로써, 연소기를 가진 수중 운동체(100)에 쉽게 적용될 수 있으며 추가적인 유체 저장탱크가 필요하지 않아 경량화가 가능하다.
일 실시예에 따른 수중 운동체(100)의 방향 제어 시스템(1)은 초공동 영역(A)을 생성하는데 있어 수중 운동체(100) 내부의 가스를 사용함으로써, 수중 운동체(100)의 가속을 통해 기포를 생성하지 않고 공동발생부(120)에 의해 기포를 직접 분사하기 때문에, 저속에서도 초공동 영역(A)을 생성할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
1: 수중 운동체의 방향 제어 시스템
100: 수중 운동체 110: 가스발생부
120: 공동발생부 130: 밸브
200: 복수 개의 날개 230: 개구
X: 중심축 A: 초공동 영역
B: 국부적인 초공동 영역

Claims (10)

  1. 수중 운동체;
    상기 수중 운동체의 내부에 위치하여 가스를 생성하는 가스발생부;
    상기 수중 운동체의 전단에 위치하여 상기 가스발생부에 의해 생성된 상기 가스에 의해 상기 수중 운동체 주위로 초공동 영역을 생성하는 공동발생부;
    상기 수중 운동체의 측면에 위치하고 상기 초공동 영역의 외부까지 연장되는 복수 개의 날개; 및
    상기 복수 개의 날개 각각에 전달되는 상기 가스의 유량을 조절하는 복수 개의 밸브;
    를 포함하고,
    상기 복수 개의 날개는 상기 수중 운동체의 중심축에 대하여 서로 대칭적으로 위치하고,
    상기 복수 개의 날개 각각은, 상기 수중 운동체에 인접하여 상기 초공동 영역 내에 배치되는 제1부분 및 상기 수중 운동체로부터 이격되어 상기 초공동 영역 외에 배치되는 제2부분을 포함하며,
    상기 복수 개의 날개 각각에는 복수 개의 개구가 형성된 다공성 구조에 의해 상기 가스가 방출되는,
    수중 운동체의 방향 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공동발생부로부터 분사되는 가스에 의해 형성된 기포에 의해 상기 수중 운동체를 감싸는 형상으로 상기 초공동 영역이 형성되는,
    수중 운동체의 방향 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1부분과 상기 제2부분에는 상기 개구가 균일하게 형성되어 있는, 수중 운동체의 방향 제어 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2부분에 형성된 상기 개구의 총 면적은 상기 제1부분에 형성된 상기 개구의 총 면적보다 큰, 수중 운동체의 방향 제어 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1부분에 형성된 상기 개구의 총 면적은 상기 제2부분에 형성된 상기 개구의 총 면적보다 큰, 수중 운동체의 방향 제어 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2부분에만 상기 개구가 형성되는, 수중 운동체의 방향 제어 시스템.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 날개 각각은 상기 수중 운동체의 중심축에 대하여 수직하거나 또는 기울어지는 형상으로 배치되는, 수중 운동체의 방향 제어 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 날개는 4개의 날개로 형성되고, 상기 수중 운동체의 중심축을 기준으로 대칭적으로 배치되는 제1날개, 제2날개, 제3날개 및 제4날개를 포함하는, 수중 운동체의 방향 제어 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가스발생부와 상기 복수 개의 날개를 연통하여 상기 가스를 전달하는 복수 개의 유로;
    를 더 포함하고,
    상기 복수 개의 유로 상에는 각각 상기 밸브가 배치되고,
    상기 밸브는 상기 복수 개의 날개에 절단되는 상기 가스의 유량을 개별적으로 제어할 수 있는,
    수중 운동체의 방향 제어 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 날개 중 어느 하나의 날개에 전달되는 가스의 유량이 상대적으로 적은 경우, 상기 수중 운동체의 진행 방향은 상기 어느 하나의 날개의 끝단이 지향하는 방향으로 향하는, 수중 운동체의 방향 제어 시스템.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050109257A1 (en) * 1997-10-09 2005-05-26 Lang Thomas G. Low-drag hydrodynamic surfaces
KR101570323B1 (ko) * 2015-06-19 2015-11-18 충남대학교산학협력단 압축공기탱크를 이용한 초월공동 수중운동체의 캐비테이터 시스템
KR101903318B1 (ko) * 2018-01-26 2018-10-01 국방과학연구소 자세제어 날개를 구비한 수중운동체

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