KR102626582B1 - 수상선 또는 잠수선용 마스트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수상선 또는 잠수선에 장착하기 위한 마스트에 관한 것이다. 상기 마스트는 마스트(16)는 축(Z-Z')을 따라 연장되는 금속 구조물(26) 및 축(Z-Z')에 수직인 방향으로 상기 구조물 외부에 배치되는 페어링(28)을 포함한다. 페어링(28)은 구조물(26)에 제거 가능하게 조립된다.

Description

수상선 또는 잠수선용 마스트

본 발명은 수상선 또는 잠수선에 장착하기 위한 유형의 마스트(mast)에 관한 것으로, 상기 마스트는 축을 따라 연장되는 금속 구조물 및 상기 축에 수직 방향으로 금속 구조물 외부에 배치된 페어링(fairing)을 포함한다. 본 발명은 또한 이러한 마스트를 포함하는 수상선 또는 잠수선에 관한 것이다.

수상선 또는 잠수선은 일반적으로 특히 센서 또는 안테나와 같은 측정 및 통신 기기를 운반하는 데 사용되는 마스트의 형태로 배치된 상부 구조를 가진다.

잠수선의 경우, 이러한 마스트는 또한 일반적으로 다이빙 중 주변 환경을 인식하기 위해 사용되는 잠망경뿐만 아니라 연소를 위해 산소 공급이 필요한 선박의 엔진을 가동시킬 수 있는 신선 공기 튜브를 포함한다.

마스트의 공기 역학적 및/또는 유체 역학적 특성을 개선하고 금속 구조물을 보호하기 위해서 이러한 마스트의 금속 구조물 둘레에 페어링을 배치하는 것이 공지되어 있다. 페어링은 보통 마스트의 금속 구조물 주위에 배치되고 예를 들어 수지와 유리 섬유의 매트릭스로 구성된 복합재 외피(composite skin)로 구성된다.

그러나 이러한 페어링에는 많은 단점이 있다.

우선, 이러한 페어링은 충격을 잘 견디지 못하고, 특히 잠수선의 경우에는 그런 경우가 빈번한데, 잠수선은 마스트가 잠수되어 표류하는 물체와 조우할 수 있기 때문이다. 페어링에 가해진 손상으로 인해 페어링의 전면 교체가 필요할 수도 있다.

다음으로, 이러한 페어링은 마스트의 금속 구조물에 대한 접근을 가능하게 하지 않고, 그래서 예를 들어, 유지 보수 작업 중에 그러한 접근이 필요할 때, 마스트를 파괴하여 교체해야 한다.

마지막으로, 이러한 페어링은 비싸고 그 조립 절차가 비교적 복잡하다.

따라서, 본 발명의 일 목적은 마스트의 구조물에 보다 쉽게 접근할 수 있고, 그 설치 및 유지를 단순화 한 마스트 페어링을 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 페어링이 구조물에 제거 가능하게 조립되는 것을 특징으로 한 전술한 유형의 마스트에 관한 것이다.

본 발명의 특정 실시예에 따르면, 마스트는 단독으로 또는 기술적으로 가능한 임의의 조합(들)에 따라 다음 특징들 중 하나 이상을 포함한다:

- 페어링은 구조물의 프레임에 탄성 피팅으로 조립되고;

- 페어링은 프레임을 수용하기 위한 하우징을 형성하며, 페어링은 하우징에 대한 접근 개구를 형성하는 변형 가능 부분을 포함하고, 상기 개구는 프레임의 횡폭보다 작은 횡폭을 가지며;

- 구조물은 포스트로부터 돌출하는 복수의 지지대를 포함하고, 페어링은 지지대를 수용하는 노치를 정의하고, 지지대는 구조물에 대해 페어링을 유지하고;

- 각각의 지지대는 적어도 하나의 부착 오리피스를 정의하고, 상기 페어링은 페어링이 구조물에 조립될 때 부착 오리피스 상으로 개방되에 적합한 적어도 하나의 개구를 형성하고, 부착 오리피스 및 상기 개구는 구조물에 대한 페어링의 부착 부재를 수용할 수 있고;

- 페어링은 탄성중합체 재료로 제작되고;

- 페어링은 강성 재료, 특히 수지 매트릭스 및 그 매트릭스에 포함된 유리 마이크로비드를 포함하는 유리 기포(氣泡) 강화 플라스틱(syntactic foam)으로 제조되고;

- 페어링은 구조물 상에 조립되고 축에 평행한 방향으로 정렬된 복수의 세그먼트로 구성되고; 그리고

- 구조물상의 페어링의 접촉 표면은 구조물에 페어링을 부착하는 가역성 접착제를 포함한다.

본 발명은 또한 전술한 바와 같은 적어도 하나의 마스트를 포함하는 수상선 또는 잠수선에 관한 것이다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 단지 예시로서 제공되는 다음의 설명을 읽을 때 보다 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 잠수선의 측면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 마스트의 측면도이다.
도 3은 도 2의 마스트의 분해 상세도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 마스트의 수평 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 마스트의 부분 분해 측면도이다.
도 6은 도 5의 마스트의 수평 단면도이다.

도 1에서, 잠수선(10)은 수역(12)의 표면(14) 아래에서 얕은 깊이로 수역(12)에 잠수된 것으로 도시되어 있다.

잠수선(10)은 상부 터릿(20)으로부터 연장되는 2 개의 마스트(16)를 포함하며, 마스트(16)는 표면(14)에서 돌출되어 있다.

마스트(16)는 실질적인 수직 축(Z-Z')을 따라 연장되고, 이 축(Z-Z')은 표면(14)에 실질적으로 수직이다.

마스트(16)는 도 2 내지 도 4에 상세히 도시된 제 1 실시예에 대응하는 신선 공기 튜브(22), 그리고 도 5 및 도 6에 상세히 도시된 제 2 실시예에 대응하는 표준 마스트(24)를 포함한다.

스노클이라고도 불리는 신선 공기 튜브(22)는 실질적인 수직 축(Z-Z')을 따라 연장되는 기립 가능한 금속 구조물(26) 및 축(Z-Z')에 수직인 방향을 따라 구조물(26)에 대해 외부에 배치된 페어링(28)을 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 구조물(26)은 튜브(30)를 포함하고, 이 튜브는 튜브(30)의 상단에서 나오며 잠수선(10)의 엔진에 공급하기 위해 잠수선(10)의 외부에서 내부로 공기를 전달하기에 적합한 내부 파이프를 형성한다.

구조물(26)은 또한 잠수선(10)의 이동 방향에서 튜브(30)의 전방에 축(Z-Z')에 실질적으로 평행한 방향을 따라 연장되는 프레임(34)을 포함한다.

프레임(34)은 예를 들어 실질적으로 원통형인 기다란 형상을 가지며, 그 양 단부에서 튜브(30)에 고정된 바아(bar)이다.

페어링(28)은 구조물(26)에 제거 가능하게 조립되고, 프레임(34)에 의해 수용된다. "제거 가능"은 특히 페어링(28) 또는 구조물(26)을 손상시키지 않으면서 페어링(28)을 구조물(26)에서 분리할 수 있고, 그리하여 같은 페어링(28)을 다음번에 수리 또는 교체할 필요 없이 구조물(26) 상에 재조립할 수 있음을 의미한다.

제 1 실시예에서, 페어링(28)은 탄성 피팅에 의해 프레임(34)에 조립된다.

페어링(28)은 도 3과 4에 상세히 도시되어 있다. 페어링(28)은 축(Z-Z')에 평행한 방향으로 연장된 프리즘 형상이고, 유체 역학적 프로파일을 갖도록 실질적으로 삼각형의 화살촉 형상의 단면을 갖는다.

페어링(28)은 프레임(34)을 수용하기에 적합한 실질적으로 원통형의 하우징(40)을 형성하며, 이 하우징은 프레임(34)의 직경과 동일하거나 약간 작은 내경을 갖는다.

페어링(28)은 하우징(40)에 대한 접근을 위한 개구(44)를 형성하는 변형 가능 부분(42)을 포함한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 예에서, 페어링(28)은 탄성 재료, 예를 들어 탄성중합체로 된 단일 조각으로 제작된다. 그러면 전체 페어링(28)이 변형 가능 부분(42)을 구성한다.

탄성중합체는 예를 들어 고분자량의 폴리올레핀 또는 천연 또는 인조 고무이다. 탄성중합체는 유리하게는 50 쇼어 A 내지 80 쇼어 A, 바람직하게는 70 쇼어 A에 가까운 경도를 갖는다.

변형예에서, 페어링(28)은 상이한 재료로 이루어진 몇 개의 부품을 포함하며, 이들 중 적어도 하나가 변형 가능 부분(42)을 구성한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 개구(44)는 프레임(34)의 직경보다 작은 횡폭(e)을 갖는다. 따라서, 변형 가능 부분(42)은 프레임(34) 주위에 탄성적으로 파지되어 구조물(26)에 페어링(28)을 유지시킨다.

개구(44)는 횡폭(e)을 가역적으로 증가시켜서 페어링(28)의 조립 및 분해 중에 프레임(34)의 통과를 허용하게 변형될 수 있다.

유리하게는, 프레임(34) 상의 페어링(28)의 접촉 표면(46)은 페어링(28)의 부착을 향상시키는 접착제를 포함한다.

접촉 표면(46)은 실린더 부분으로 하우징(40) 주위로 연장된다.

접착제는 가역성 접착제, 즉 접촉 표면(46)에 대해 실질적으로 접선 방향으로 가해지는 전단 응력에 대해서 적당한 저항력을 가지며 접촉 표면(46)에 실질적으로 수직한 방향으로 가해지는 박리 응력에 대해서는 낮은 저항성을 가지는 접착제이다. 접착제에 의해 제공되는 부착은 "임시 결합", "재배치 가능 결합"또는 "비영구적 결합"으로 알려진 유형이다.

특히, 가역성 접착제는 5 MPa 미만, 유리하게는 1.5 MPa 미만의 전단 강도, 그리고 2 MPa 미만, 유리하게는 0.5 MPa 미만의 박리 강도를 갖는다.

접착제의 낮은 박리 강도는 프레임(34)에서 페어링(28)을 벗겨서 분리하는 것에 대해 낮은 저항성을 제공하면서, 구조물(26) 상의 페어링(28)의 조립이 제거 가능한 상태에 유지되게 한다.

접착제는 프레임(34) 주위로의 페어링의 회전 이동을 방지하는데, 이는 전단 응력과 관련이 있으며, 이를 위해 접착제는 박리 응력에 비해 큰 강도를 가진다.

제 1 실시예에 따른 페어링(28)은 탄성중합체 재료로 제작되었다는 사실로 인해 표류 물체와의 충격에 대한 내성이 더 강하고, 항력으로 인한 진동을 효과적으로 흡수한다.

도 5 및 도 6에 상세히 도시된 제 2 실시예에서, 표준 마스트(24)는 구조물 및 상기 구조물 상에 조립되고 축(Z-Z')에 평행한 방향으로 정렬된 복수의 개별 세그먼트(50)를 포함하는 페어링을 포함한다.

두 개의 세그먼트(50)가 도 5에 도시되어 있는데, 하나는 구조물 상에 조립되어 있고, 다른 하나는 구조물에서 분리되어 있다.

각각의 세그먼트(50)는 축(Z-Z')에 평행한 방향으로 연장된 프리즘 형상을 가지며, 도 6에 상세히 도시된 화살촉 형상의 단면을 가진다.

각각의 세그먼트(50)는 세그먼트(50)의 후방 부분에 연장되는 접촉 표면(54)에 의해 한정되는 실질적으로 반원통형 하우징(52)을 형성한다.

세그먼트(50)는 예를 들어 강성 재료, 특히 중공 유리 구체가 주입되어 있는 수지 매트릭스를 포함하는 유리 기포 강화 플라스틱(syntactic foam)으로 제조된다.

각각의 세그먼트(50)는 또한 하우징(52) 내에서 드러나는 축(Z-Z')에 평행한 방향으로 세그먼트(50)의 전체 높이에 걸쳐 연장되는 적어도 하나의 부착 노치(56)를 형성한다.

세그먼트(50)는 축(Z-Z')에 직교하는 방향으로 연장되어 노치(56)에서 그리고 세그먼트(50)의 양 측면에서 나오는 2 개의 실질적으로 원통형인 관통 개구(58)를 추가로 형성한다.

제 2 실시예에서, 구조체는 축(Z-Z')에 평행한 방향으로 연장되는 포스트(60) 및 축(Z-Z')에 직교하는 방향으로 포스트(60)로부터 돌출하는 복수의 지지대(62)를 포함한다.

지지대(62)는 구조물에 세그먼트(50)를 조립하는 중에 각 세그먼트(50)의 노치(56)에 맞물려서 세그먼트(50)를 구조물에 유지하는 데에 적합하다. 노치(56) 내에 맞물린 지지대(62)는 구조물 주위로의 페어링(28)의 회전을 방지한다.

도시된 예에서, 각각의 지지대(62)는 2 개의 부착 오리피스(64)를 형성한다. 이 부착 오리피스(64)는 세그먼트(50)가 구조물에 조립될 때 세그먼트(50) 중 하나의 개구(58)가 2 개의 연속된 지지대(62)의 부착 오리피스(64) 상으로 개방되게 배열된다.

페어링(28)은 이어서 구조물 상에 세그먼트(50)를 부착하기 위해 개구(58)와 오리피스(64) 안에 수용되는 부착 부재(66)를 포함한다. 부착 부재(66)는 예를 들어 버튼이다.

도시되지 않은 변형예에서, 지지대(62)는 후크 형상을 가지며, 부착 부재(66)가 없는 구조물에 대해 세그먼트(50)를 유지하도록 노치(54) 내에 배치된 핀과 협력하기에 적합하다.

제 2 실시예에 따른 마스트(16)는 분리 가능하게 조립되는 페어링(28)을 포함하는데, 이는 하나 또는 여러 개의 세그먼트(50)를 제거하기 위해 하나 또는 여러 개의 부착 부재(66)를 제거할 수 있고, 그 다음에 그대로 재조립 될 수 있기 때문이다.

페어링(28)은 또한 예를 들어 표류 물체와 충돌하는 경우 손상된 세그먼트(50)만 교체함으로써, 손상 시에 부분 교체를 허용한다.

유리 기포 강화 플라스틱(syntactic foam)으로 페어링(28)을 만들면 충분히 낮은 밀도를 유지하면서 정수압에 대해 우수한 내성을 가질 수 있다.

Claims (11)

1. 수상선 또는 잠수선(10)에 장착하기 위한 마스트(16)로서, 마스트(16)는 축(Z-Z')을 따라 연장되는 금속 구조물(26) 및 축(Z-Z')에 수직인 방향으로 상기 구조물 외부에 배치되는 페어링(28)을 포함하고,
   상기 페어링(28)은 구조물(26)에 제거 가능하게 조립되며,
   상기 구조물(26)은 포스트(60)로부터 돌출되는 복수의 지지대(62)를 포함하고, 상기 페어링(28)은 지지대(62)를 수용하는 노치(56)를 형성하고, 상기 지지대(62)가 페어링(28)을 구조물(26)에 유지시키고,
   각각의 지지대(62)는 적어도 하나의 부착 오리피스(64)를 형성하고, 상기 페어링(28)은 페어링(28)이 구조물(26)에 조립될 때, 부착 오리피스(64) 상으로 개방되기 적합한 적어도 하나의 개구(58)를 형성하고, 상기 부착 오리피스(64) 및 개구(58)는 구조물(26)에 대한 페어링(28)의 부착 부재(66)를 수용할 수 있는, 마스트(16).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 페어링(28)은 구조물(26)의 프레임(34)에 탄성 피팅으로 조립되는, 마스트(16).
3. 제 2 항에 있어서, 상기 페어링(28)은 프레임(34)을 수용하기 위한 하우징(40)을 형성하고, 상기 페어링(28)은 상기 하우징에 대한 접근 개구(44)를 형성하는 변형 가능 부분(42)을 포함하고, 상기 개구(44)는 프레임(34)의 횡폭보다 작은 횡폭(e)을 가지는, 마스트(16).
4. 제 1 항에 있어서, 상기 페어링(28)은 탄성중합체 재료로 제작된, 마스트(16).
5. 제 1 항에 있어서, 상기 페어링(28)은 강성 재료로 제조된, 마스트(16).
6. 제 5 항에 있어서, 상기 페어링(28)은 수지 매트릭스 및 상기 매트릭스에 포함된 유리 마이크로비드를 포함하는 유리 기포(氣泡) 강화 플라스틱(syntactic foam)으로 제조된, 마스트(16).
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 페어링(28)은, 구조물(26) 상에 조립되며 축(Z-Z')에 평행한 방향으로 정렬되는 복수의 세그먼트(50)로 구성된, 마스트(16).
8. 제 1 항에 있어서, 구조물(26) 상에서 페어링(28)의 접촉 표면(46)은 페어링(28)을 구조물(26)에 부착시키는 가역성 접착제(reversible adhesive)를 포함하는, 마스트(16).
9. 제 1 항에 따른 적어도 하나의 마스트(16)를 포함하는 수상선 또는 잠수선(10).
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