KR19980068018U - 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치 - Google Patents

Abstract

수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치에 관하여 개시된다. 개시된 자세 제어 장치는; 선체의 저면에 설치되는 것으로 그 내부에 중공부를 갖는 지주와, 상기 지주의 하단부에 결합되어 지주에 의해 지지되는 수중익과, 상기 중공부에 삽입되는 것으로 수중익을 구동시키는 구동축과, 선체의 내부에 설치되며 구동축에 구동력을 전달하는 수중익 구동 수단과, 선체에 설치되어 수중익 구동 수단을 제어하는 제어기를 구비하는 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치에 있어서, 상기 지주의 내측면에는 진동/소음 흡수재가 부착된 것을 특징으로 한다. 여기에서 상기 진동/소음 흡수재는 고무로 된 것이 바람직하다. 따라서, 수중익에서 발생하는 진동과 소음이 지주를 통해 선체에 전달되는 것을 감소시킬 수 있다.

Description

수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치

본 고안은 선박의 자세 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수중익과 지주 및 구동축이 구비된 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고속선을 비롯한 선박에는 해상의 파도와 선박의 자세를 측정하여 저항을 감소시키고 선박의 요동을 억제하는 자세 제어 장치가 설치된다. 이러한 선박에 적용되는 자세 제어 장치는 크게 두가지로 구분되고 있다.

첫 번째 경우는 선체의 하부에 핀(Fin, 수직안정판)을 설치하여 자세를 제어하는 방식이며, 두 번째 경우는 선체의 하부에 수중익(Hydrofoil)을 설치하여 선박의 자세를 제어하는 방식이다. 두 번째 방식이 핀을 설치하는 첫 번째 방식과 다른 점은 선체에 수중익을 연결하고 수중익을 지지해주는 지주(Strut)가 설치된다는 점이다.

도 1과 도 2를 참조하여, 두 번째 방식에 의한 자세 제어 장치의 구조 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 수중익이 설치된 선박의 측면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 종래의 지주와 수중익 부위를 발췌 도시한 사시도이다. 여기에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

종래의 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치는 선체(10)의 저면에 수직으로 설치된 지주(Strut, 20)와, 상기 지주(20)의 하단에 결합되며 지주(20)에 의해 지지되는 수중익(30)을 포함하여 구성된다. 또한 상기 수중익(30)의 일측에는 보조익(31)이 설치되며, 상기 지주(20)의 내부에는 중공부가 형성되어 있어 그 중공부를 통해 수중익(30)을 구동시키는 구동축(40)이 통과한다. 상기 구동축(40)은 선체(10)의 내부에 설치된 수중익 구동수단(미도시)에 연결되고, 상기 수중익 구동 수단은 제어기(미도시)에 의해 제어된다.

이와 같은 수중익(30)을 갖는 선박에 있어서는, 지주(20)에 설치되어 선체(10) 아래에서 수중을 통과하는 수중익(30)에 의해 이 선박의 선체(10)가 부상하게 된다. 항해 중 선체(10)가 충분한 속도를 얻게 되면, 수중익(30)은 양력을 일으켜 선체(10)를 부상시킴으로써 항해중 발생되는 통상적인 저항을 감소시키게 되는 것이다.

대개의 경우에, 수중익(30)은 항공기에 사용되는 것과 유사한 보조익(31)을 갖고 있다. 이러한 보조익(31)은 일차적으로 선체(10)를 하강 또는 상승시키는데 사용되며, 선박을 이의 피치축 및 로울축에 대해 제어하는데 사용된다. 또한, 보조익(31)은 항해중인 선박을 안정시키는데 사용된다. 예를 들면, 선박의 피칭 및 로울링 운동은 보조익(31)을 이에 평형 운동시킴으로써 최소화 될 수 있다.

제어기는 선박의 피치각도와 로울각도를 감지하여 저항을 감소시키고 선박을 안정시킬 수 있도록 상기 수중익 구동수단을 제어한다. 이에 따라 수중익 구동수단에 연결된 구동축(40)에 의해 수중익(30) 및 보조익(31)이 가장 적절하게 조정된다.

그런데, 상술한 바와 같은 작용을 하는 수중익(30)을 갖는 선박의 자세 제어 장치에서는, 상기 수중익(30)에서 유체동력학적 원인에 의해 발생한 진동과 소음이 수중익(30)과 선체(10)를 연결하는 지주(20)를 통해 직접 선체로 전파되는 문제점이 있다.

전술한 바 있는 핀에 의한 자세 제어 장치에서는 핀에서 발생하는 진동과 소음은 핀의 샤프트를 통해 구동부로 전해지고 구동부의 진동과 소음은 구동부의 마운팅 베드(Mounting bed)에서 줄이거나 차단되어 선체로 직접 전파되는 것을 막아주게 된다.

한편, 수중익(30)을 갖는 자세 제어 장치에서는 수중익(30)의 구동축(40)이 핀에 의한 자세 제어 장치에서 보다 작으며 지주(20)의 내부를 통해 수중익 구동 수단에 연결되므로, 구동축(40)에 의해서 전달되는 진동과 소음은 핀에 의한 자세 제어 장치에서 보다 작게 되어 진동과 소음의 주원인으로 작용하지는 않는다.

그러나, 수중익(30)에서 유체와의 접촉 등으로 인해 발생한 공동현상과 와류 및 수중익(30)의 기계적인 움직임으로 인해 발생된 소음과 진동이 선체(10)와 연결된 지주(20)를 통해 직접 선체의 외판까지 전파되어 여객실의 승객에게 영향을 주게 되는 문제점이 있다. 또한, 상기 지주(20)는 자세 제어 장치의 경량화 및 해수내에서의 내식성 향상을 위해 그 소재로 알루미늄 합금이나 스테인레스강 등을 사용하여 왔고, 이러한 소재는 소음이나 진동을 특히 잘 전달하는 재질이므로 더욱 큰 문제점이 되고 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로, 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치에 있어서 수중익에서 발생하는 진동과 소음이 지주(Strut)을 통해 선체에 전달되는 것을 최대한 감소시킬 수 있도록 된 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 수중익이 설치된 선박의 측면도,

도 2는 도 1에 도시된 종래의 지주와 수중익 부위를 발췌 도시한 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 진동/소음 흡수재가 부착된 지주와 수중익 부위를 발췌 도시한 사시도,

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10...선체 20...지주(Strut)

30...수중익(Hydrofoil) 31...보조익

40...구동축 50...진동/소음 흡수재

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치는; 선체의 저면에 설치되는 것으로 그 내부에 중공부를 갖는 지주와, 상기 지주의 하단부에 결합되어 상기 지주에 의해 지지되는 수중익과, 상기 중공부에 삽입되는 것으로 상기 수중익을 구동시키는 구동축과, 상기 선체의 내부에 설치되며 상기 구동축에 구동력을 전달하는 수중익 구동 수단과, 상기 선체에 설치되어 상기 수중익 구동 수단을 제어하는 제어기를 구비하는 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치에 있어서, 상기 지주의 내측면에는 진동/소음 흡수재가 부착된 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 진동/소음 흡수재는 고무로 된 것이 바람직하다.

따라서, 수중익에서 발생하는 진동과 소음이 지주(Strut)를 통해 선체에 전달되는 것을 감소시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치를 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 진동/소음 흡수재가 부착된 지주와 수중익 부위를 발췌 도시한 사시도이고, 앞서 도시한 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 3에 의하면 본 고안에 따른 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치는, 선체(도 1의 10 참조)의 저면에 설치되는 지주(Strut, 20)와, 상기 지주(20)에 의해 지지되는 수중익(30)과, 상기 수중익(30)을 구동시키는 구동축(40)과, 상기 구동축(40)에 구동력을 전달하는 수중익 구공 수단(미도시)과, 상기 수중익 구동 수단을 제어하는 제어기(미도시) 및 상기 지주(20)의 내측면에 부착된 진동/소음 흡수재(50)를 포함하여 구성된다.

상기 지주(Strut, 20)는 선체의 저면에 대략 수직으로 설치된다. 즉, 상기 지주(20)의 상단은 선체의 저면에 고정 설치되고, 그 하단에는 상기 수중익(30)이 결합되므로, 지주(20)는 수중익(30)을 지지하는 역할을 한다. 이러한 역할을 하는 지주(20)는 경량화 및 내식성 향상을 위해 알루미늄 합금이나 스테인레스강 재질의 판재로 제작된다. 따라서, 상기 지주(20)는 내부에 중공부가 형성되고, 상기 중공부를 통하여 상기 구동축(40)이 상기 수중익(30)에 연결된다.

상기 수중익(Hydrofoil, 30)은 비행기의 날개 형상과 유사한 것으로 양력을 일으켜 선체를 부상시킴으로써 선체에 작용하는 저항을 감소시키는 역할을 한다. 상기 수중익(30)은 대략 수평으로 설치되며 그 상면이 상기 지주(20)의 하단에 결합된다. 또한, 상기 수중익(30)의 일측(주로 선미측)에는 보조익(31)이 마련되는데 상기 보조익(31)은 선체를 하강 또는 상승시키거나, 항해중인 선박을 안정시키는데 사용된다.

상기 구동축(40)은 상기 수중익(30)을 구동시키는 것으로, 상기 지주(20)의 중공부를 통과하여 그 일단이 수중익(30)에 연결되며, 그 타단은 선체에 설치된 수중익 구동 수단(미도시)에 연결된다.

상기 수중익 구동 수단은 선체 내부에 설치되며, 상기 구동축(40)에 구동력을 전달한다.

상기 제어기(미도시)는 선체에 마련되며, 선체에 작용하는 저항을 감소시키고 선박을 안정시킬 수 있도록 상기 수중익 구동 수단을 제어한다. 이에 따라 상기 수중익 구동 수단에 연결된 상기 구동축(40)이 상기 수중익(30)을 조절하게 된다.

여기에서 본 고안을 특징지우는 부위는 아래와 같다.

상기 수중익(30)에는 유체와의 접촉 등으로 발생한 공동현상과 와류 및 수중익(30)의 기계적인 움직임으로 인해 진동과 소음이 발생되며, 이렇게 발생된 소음과 진동은 상기 지주(20)을 통해 선체에 전파되는데, 이를 방지하기 위하여 상기 지주(20)의 내측면에 진동/소음 흡수재(50)가 부착된다. 상기 진동/소음 흡수재(50)는 부착하기 쉬운 판상의 것이 주로 사용되며, 그 재질은 고무로 된 것이 바람직하다.

상기 지주(20)는 상술한 바와 같이 알루미늄 합금 또는 스테인레스강 재질의 판재로 형성되어 있으므로, 그 판재를 통해 수중익(30)에서 발생된 진동과 소음이 전파될 때 그 내측면에 부착된 상기 진동/소음 흡수재(50)에 상기 진동과 소음이 흡수된다.

따라서, 상기 수중익(30)에서 발생하여 상기 지주(20)를 통해 선체에 도달하는 진동과 소음은 상당히 감소하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치는 수중익과 선체를 연결하는 지주(Strut)의 내측면에 진동/소음 흡수재를 부착함으로써, 수중익에서 발생하는 진동과 소음이 지주(Strut)를 통해 선체에 전달되는 것을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 선체의 저면에 설치되는 것으로 그 내부에 중공부를 갖는 지주와, 상기 지주의 하단부에 결합되어 상기 지주에 의해 지지되는 수중익과, 상기 중공부에 삽입되는 것으로 상기 수중익을 구동시키는 구동축과, 상기 선체의 내부에 설치되며 상기 구동축에 구동력을 전달하는 수중익 구동 수단과, 상기 선체에 설치되어 상기 수중익 구동 수단을 제어하는 제어기를 구비하는 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치에 있어서,

   상기 지주의 내측면에는 진동/소음 흡수재가 부착된 것을 특징으로 하는 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 진동/소음 흡수재는 고무로 된 것임을 특징으로 하는 수중익을 갖는 선박의 자세 제어 장치.