KR20030039258A - 반잠수식 수중날개 선박 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 항해시의 파도저항을 현저히 저감할 수 있는 신규 추진방식에 의한 수중날개 선박을 제공한다. 항해시에 수면보다 위에 있는 수상선체 및 수면보다 밑에 있는 수중선체, 및 이들의 선체를 상하로 연결하는 하나 또는 복수의 지주를 구비하는 선박 본체를 가지고, 상기 수중선체가, 그 전면으로부터 물을 흡수하도록 개방되는 물 흡입구와, 상기 물 흡입구로부터 흡입된 물을 후방으로 송출하는 프로펠러와, 상기 프로펠러로부터 송출된 물을 후방으로 분사하도록 개방된한 적어도 하나의 물 분사구와, 프로펠러의 배후로부터 적어도 하나의 물 분사구로 연결되는 적어도 하나의 송수통로와, 수중선체의 양측면에 달린 적어도 한 쌍의 날개를 갖는다.

Description

반잠수식 수중날개 선박{A semi submersidle type hydrofoil ship}

본 발명은, 반잠수식 수중날개 선박에 관한 것이다.

종래의 수중날개 선박은, 수상선체가 수면보다 위에 부상되어 물위를 활주함으로써 물의 저항을 작게 하고, 고속으로 항해할 수 있다.

본 발명은, 항해시의 파도저항을 현저히 저감할 수 있는 신규 추진방식에 의한 수중날개 선박을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명에 의한 수중날게 선박의 실시형태를 나타낸 개략적인 측면도.

도 2a 및 도 2b 는 각각 도1의 수중날개 선박의 주날개의 실시예의 개략적인 측면도.

도 3 은 도 1 의 수중날개 선박의 A-A단면 개략도.

도 4 는 도 1 의 수중날개 선박의 전면도.

도 5 는 수중날개 선박의 저면도 즉 수중선체의 저면도.

도 6 은 본 발명의 수중날개 선박에서의 수중선체의 다른 실시예를 나타낸 저면도.

도 7 은 본 발명의 수중날개 선박에서의 수중선체의 또 다른 실시예를 나타낸저면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 수중날개 선박20: 수상선체

30: 지주40: 수중선체

42: 주날개42a: 플랩

43: 보조날개49: 주날개축

51: 물 흡입구52: 송수통로

54: 물 분사구54: 프로펠러

55: 동력원

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 반잠수식 수중날개 선박은, 다음의 구성을 가진다.

(1) 본 발명에 의한 반잠수식 수중날개 선박의 제1의 실시형태는, 항해시에 수면보다 위에 있는 수상선체 및 수면보다 밑에 있는 수중선체, 및 상기 수상선체와 상기 수중선체를 상하로 연결하는 하나 또는 복수의 지주를 구비하는 선박 본체를 가진다. 그리고 상기 수중선체가, 그 전면으로부터 물을 흡수하도록 개방되는 물 흡입구와, 상기 물 흡입구로부터 흡수된 물을 후방으로 송출하는 프로펠러와, 상기 프로펠러로부터 송출된 물을 후방으로 분사하도록 개방된 적어도 하나의 물 분사구와, 상기 프로펠러의 배후로부터 상기 적어도 하나의 물 분사구로 연결되는 적어도 하나의 송수통로와, 상기 수중선체의 양측면에 달린 적어도 한 쌍의 날개를 갖는다.

(2) 상기(1)의 형태에 있어서, 한 쌍의 상기 물 분사구가 상기 수중선체의 양측면에 각각 개방되고, 상기 송수통로가 각 물 분사구로 좌우 두 개 연장되는 것이 적합하다.

(3) 상기(2)의 형태에 있어서, 상기 수중선체의 측면에 상기 물 분사구가 상기 날개의 하방에 설치되는 것이 적합하다.

(4) 상기(1) 내지 (3)중 어느 한 형태에 있어서, 상기 물 흡입구가 그 개방부로부터 후방을 향해 단면이 점차로 작아지게 되도록 형성되는 것이 적합하다.

(5) 상기(1) 내지 (4)중 어느 한 형태에 있어서, 상기 날개의 후단부에 부착한 회동가능한 플랩(flap)을 가지는 것이 적합하다.

(6) 상기(1) 내지 (5)중 어느 한 형태에 있어서, 상기 날개가, 전후 방향으로 배치된 주날개와 보조날개로 이루어지는 것이 적합하다.

(7) 상기(1) 내지 (6)중 어느 한 형태에 있어서, 상기 날개가 거의 평판형상으로 형성되고, 그 상하면을 유선형으로 형성하며, 그 전단부를 나이프(kinfe)형상 에지(edge)로 하는 것이 적합하다.

(8) 상기 (1) 내지 (7)중 어느 한 형태에 있어서, 상기 지주가 거의 평판형상으로 형성되고, 그 측면을 유선형으로 형성하며, 그 전후 단부를 나이프형상 에지로 하는 것이 적합하다.

(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 한 형태에 있어서, 상기 지주가 상하방향의 길이를 조절할 수 있는 것이 적합하다.

(10) 본 발명에 의한 반잠수식 수중날개 선박의 제2의 실시형태는, 선체의 전면으로부터 물을 흡수하도록 개방되는 물 흡입구와, 상기 물 흡입구로부터 흡수된 물을 후방으로 송출하는 프로펠러와, 상기 프로펠러로부터 송출된 물을 후방을 향해 분사하도록 상기 선체의 후면에 개방된 물 분사구와, 상기 프로펠러의 배후로부터 상기 물 분사구로 연장되는 하나의 송수통로와, 상기 수중선체의 양측면에 달린 적어도 한 쌍의 날개를 가진다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시의 형태를 설명한다.

도 1 은 본 발명에 의한 수중날개 선박의 제1 실시형태를 나타내는 개략적 측면도이다. 수중날개 선박(10)의 선박 본체는, 항해시에 수면보다 위에 떠있는 수상선체(20) 및 수면보다 밑에 가라앉아 있는 수중선체(40), 및 수상선체(20)와 수중선체(4)를 상하로 연결하는 지주(30)를 가진다. 수상선체(20)에는 조종실이나 객실 등이 설치되는 한편, 수중선체(40)는 추진동력을 발생시키는 구조를 구비한다.본 발명의 수중날개 선박(10)은, 수상선체(20)와 수중선체(40)가 분리되고, 항해시에는 수중선체(40)가 수면 밑에 있는 즉 잠수하는 점에서 [반잠수식]이라고 부르고 있다.

수중선체(40)의 양측면에는, 거의 판형상으로 형성된 한 쌍의 주날개(42)와, 한 쌍의 보조날개(43)가 달려있다. 보조 날개(43)는 통상, 주날개(42)보다 작으며, 주날개(42)의 후방에 설치된다. 물의 저항을 저감시키기 위해, 주날개(42) 및 보조날개(43)의 상하면은 유선형으로 하고, 아울러 전단부는 나이프(knife)형상 에지(edge)로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이것들은 균형을 조정하는 역할을 하며, 수중날개 선박(10)을 안정화시킨다. 수중선체(40)의 바닥부 후미에는 키(45)가 설치되고, 수중날개 선박(10)의 방향을 제어한다. 또한, 상기의 설명에서도 이해할 수 있는 바이지만, 주날개와 보조날개를 둘다 크게 하는 것과, 보조날개를 주날개보다도 상부 또는 하부에 설치하는 것도 임의로 가능하다.

분리된 수상선체(20)와 수중선체(40)를 연결하는 지주(30)의 상하방향의 길이를 조절함으로써, 수상선체(20)와 수중선체(40)의 간격을 조정할 수 있게 하여도 좋다. 이는, 수심 상태에 의해 이 지주(30)를 상하로 조절하는 것이 안정적이며 안전항해가 되기 때문이다.

또한 수중선체(40)의 양측면에는, 선체 내부를 관통하는 송수통로(52)의 출구인 한 쌍의 물 분사구(53)가 설치되어 있다. 이들 물 분사구(53)는, 수중날개 선박(10)의 추진력을 담당하는 고압수를 분사하도록 선체 후방을 향해서 개방된다. 물 분사구(53)는, 상기 주날개(42)의 하방에 설치되는 것이 적합하다. 고압수 분사에 의해 주날개(42)에 대해서 부력을 가하기 때문이다.

도 2a 및 도 2b 는 각각 주날개(42)의 개략적 측면도이다. 도2a는 바람직한 예이며, 주날개(42)는, 상하면이 유선형으로 형성되며, 그 전체가 수평축(49)을 중심으로 하여 회동가능하다. 주날개(42)를 회동시켜서 수평선에 대한 각도를 변화시킴으로서 항해시의 안정성 확보, 부력조정 및 속도조정을 수행할 수 있다, 도 2a 는, 주날개(42)의 다른 실시예이며, 주날개(42)의 후단부에 플랩(42a)이 부착되어 있다. 플랩(42a)은 주날개(42)에 있는 부착부를 축으로 하여 회동가능하다. 이 회동에 의해 도 2a의 예와 동일한 작용을 발휘한다. 플랩(42a)의 상하면은, 통상 위치에 있어서는 각각 주날개(42)의 유선형 상하면과 연속적인 유선형으로 되도록 형성하고, 또한 후단부는 나이프형상 에지로 하는 것이 바람직하다. 이는 물의 저항을 저감하기 위해서이다. 도 2a 의 주날개(42) 및 도 2b 의 플랩(42a)의 동작은, 수동제어 및/또는 자동제어가능하다. 또한, 이들 제어는, 키조종실(조종실)에서 수행할 수 있다. 또한, 보조날개(43)에 대해서도, 주날개(42)와 같은 구조로 하여도 좋다.

도 3 은, 도 1 의 A-A 단면을 나타내는 개략도이다. 수중선체(40)를 수상선체와 연결하는 지주(30)는, 도시의 예에서는 전후좌우 네개 설치되어 있다. 다른 예로서는, 전후 두 개의 지주를 설치하는 경우, 중앙에 하나의 지주를 설치하는 경우 등이 가능하다. 각 지주(30)는 전체가 거의 평판형상으로 형성되고, 그 측면을 유선형이며, 전후 단부를 나이프형상 에지로 한 형상이 바람직하다. 항해시에 파도를 가름으로써 파도저항을 작게하기 때문이다.

도 3 에는, 수중선체(40)의 양측면의 주날개(42) 및 플랩(42a) 및 보조날개(43) 및 플랩(43a)의 평면형상이 도시되어 있지만, 이것들은 일례이다. 따라서, 예를 들면, 플랩(42a, 43a)의 부분만을 서서히 수중선체(40)로부터 떨어진 상태로 설치하는 것도 가능하다. 물론 도 2a 에 도시한 플랩(42a, 43a)을 설치하지 않는 바람직한 예와 같이, 주날개(42) 및 보조날개(43)를 각각 전체로서 회동가능하게 하여도 좋다.

도 4 는 도 1 의 수중날개 선박(10)의 전면도이다. 수중선체(40)의 선단부에 전방으로 개방되어 설치되는 물 흡입구(51)는, 개구부에서 후방으로 향하여 연장되어 있으며, 그 단면이 점차 작아지도록 측면을 경사지게 하여 테이퍼형상으로 형성되어 있다(경사부분). 또한, 물 흡입구(51)의 뒷부분에는 프로펠러(54)가 고정되어 있다. 프로펠러(54)는, 물 흡입구(51)로부터 흡수한 물을 후방으로 송출한다. 물 흡입구(51)의 형상이 테이퍼 형상이기 때문에 개방부에서 흡수된 물은 물 흡입구(51)내에서 후방으로 감에 따라서 압축된다. 압축된 물은, 고압상태에서 프로펠러(54)에 의해 더욱 후방으로 송출된다. 이것에 의해 분사력, 즉 추진력이 높아진다.

또한, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 수중선체(40)의 양측면에 달린 주날개(42)는, 각각의 측단이 수상선체(20)의 측면보다 돌출하지 않는 길이로 설정되어 있다. 수중날개 선박(10)이 암벽에 부딪힌 때 주날개(42)가 암벽에 충돌하지 않기 위해서이다. 물론 보조날개(43)에 대해서도 마찬가지이다.

도 5 는, 도 1 의 수중날개 선박(10)의 저면도 즉 수중선체(40)의 저면도이다. 도면 중 굵은 화살표는, 물 흡입구(51)에 흡수되는 물의 방향과, 물 분사구(53)에서 분사되는 물의 방향을 각각 도시하고 있다. 프로펠러(54)는, 임의의 동력원(55)에 의해 회전구동된다. 프로펠러의 회전수를 제어함으로써 물의 분사력 즉 추진력을 조절할 수 있다. 동력원(55)으로서는, 증기 터빈, 가스 터빈 등의 큰 동력을 얻을 수 있는 엔진이 적합하다. 또한, 도 5에서는 프로펠러(54) 및 터빈(55)을 명시하기 위해서 실선으로 그리고 있는데, 실제로는 수중선체(40)의 내부에 배치되어 있다(이하의 도면에서도 동일). 프로펠러(54)의 배후에서 후방으로 송수통로(52)가 연장되어 있으며, 프로펠러에 의해 송출된 고압수는 송수통로(52)를 통하여 후방으로 송출된다. 도시한 예에서는, 수중선체(40)의 양측면에서 각각 고압수 분사를 수행하기 위해, 송수통로(52)가 좌우 2개로 분기되어 있다.

도 6 은, 본 발명의 수중날개 선박에 있어서의 수중선체(40)의 다른 실시예를 도시하는 도면이며, 도 5와 마찬가지로 저면도이다. 본 실시예에서는, 물 흡입구(51)의 측면이 테이퍼형상이 아니며, 동일 단면 형태로 후방으로 연장되고 있다.

또한, 도 6 은, 주날개(42) 및 보조날개(43)의 평면형상에 대한 다른 실시예도 도시하고 있다. 주날개(42) 및 보조날개(43)로서 다양한 형태가 가능하다. 주날개(42)의 형상에 따라서는, 보조날개(43)는 없어도 좋다. 예를 들면, 주날개(42)가 전후방향으로 상당한 길이를 갖고 연장되는 형상으로 한다면 보조날개는 불필요하게 된다.

도 7 은 본 발명의 수중날개 선박에 있어서의 수중선체(40)의 또 다른 실시예를 도시하는 도면이며, 도 5 와 마찬가지로 저면도이다. 본 예에서는,송수통로(52)가 하나만 있으며, 프로페러(54)의 후방을 향하여 직선상으로 연장되고, 수중선체(40)의 후면에 개구하는 물 분사구(53)를 구비한다. 도 5 및 도 6 에 나타낸 분기식 송수통로(52)에 비하여 구조가 간단하며, 큰 추진력을 필요로하지 않는 소형선박에 적합하다.

또한, 도 7 을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시형태를 설명한다. 소형선박에 있어서는, 도 1 과 같이 수중선체(40)와 수상선체(20)를 분리시킨 구조로 하지 않고, 하나의 선체로 하여도 좋다. 이 경우, 이러한 선체의 저면도는, 도 7 과 마찬가지로 나타된다. 즉, 선체 하반부의 전면에 물 흡입구(51)를, 선체 하반부의 후면에 물 분사구(53)를 설치하고, 물 흡입구로부터 흡수한 물을 프로펠러(54)에 의해 후방으로 송출하고, 송수통로(52)를 통하여 후면의 물 분사구(53)에서 분사하게 된다. 또한, 선체 하부의 양측면에 주날개 등을 설치한다. 또한, 선체 상부에는 조종실이나 객실이 설치되게 된다.

도 5 내지 도 7 에 도시한 수중선체(40)에는, 주날개(42) 및 보조날개(43)에 각각 프로펠러(42a, 43a)가 도시되어 있지만, 물론 도 2a 에서 도시한 플랩(42a, 43a)를 설치하지 않는 바람직한 예와 같이, 주날개(42) 및 보조날개(43)를 각각 전체로서 회동가능하게 하여도 좋다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에서는, 파도저항이 통상 선박의 약 1/10로 저감되며, 평균시속 40km/h, 최고 시속 100km/h(통상 선박에서 20km/h)가 실현가능하다.

이상과 같이, 본 발명에 의한 반잠수식 수중날개 선박의 적당한 형태로는, 지주로 연결된 수상선체와 수중선체를 구비하고, 수중선체의 전면의 물 흡입구로부터 물을 흡수하고, 수중선체의 양측면 또는 후면으로부터 고압수 분사를 수행함으로써 항해하며, 항해시에는, 수상선체와 수중선체를 연결하는 지주가 파도의 저항을 받지만, 지주는 나이프형상 에지와 유선형 측면을 구비하기 때문에 파도저항이 저감된다. 또한, 수중선체 측면에 구비된 주날개 등에 의해서도 물의 저항을 저감함과 동시에 전체의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 수상선체와 수중선체를 분리함으로써, 수상선체의 흔들림을 저감시킨다. 또한, 터빈 등의 추진동력은 수중선체에 구비되지만, 지주에 의해 분리되고 있기 때문에 수상선체에는 소음이 전달되기 어렵다. 따라서, 수상선체에서의 쾌적한 환경이 실현될 수 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 항해시에 수면보다 위에 있는 수상선체와, 수면보다 밑에 있는 수중 선체 및 상기 수상선체와 상기 수중선체를 상하로 연결하는 하나 또는 복수의 지주를 구비하는 선박 본체를 가지며, 상기 수중선체는,

   상기 수중본체의 전면으로부터 물을 흡수하도록 개방되는 물 흡입구;

   상기 물 흡입구로부터 흡수된 물을 후방으로 송출하는 프로펠러;

   상기 프로펠러로부터 송출된 물을 후방으로 분사하도록 개구한 적어도 1개의 물 분사구;

   상기 프로펠러의 배후로부터 상기 적어도 하나의 물분사구로 연장되는 적어도 하나의 송수통로; 및

   상기 수중선체의 양측면에 달린 적어도 한 쌍의 날개

   를 포함하는 반잠수식 수중날개 선박.
2. 제1항에 있어서,

   한 쌍의 상기 물 분사구가 상기 수중선체의 양측면에 각각 개방되고, 상기

   송수통로가 각 물분사구로 좌우 두개 연장되는

   반잠수식 수중날개 선박.
3. 제2항에 있어서,

   상기 수중선체의 측면에 상기 물 분사구가 상기 날개의 하방에 설치되는

   반잠수식 수중날개 선박.
4. 제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 물 흡입구가 그 개방부로부터 후방으로 향하여 단면이 점차로 작아지도록 형성되는

   반잠수식 수중날개 선박.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 날개의 후단부에 부착된 회동가능한 플랩(flap)을 가지는

   반잠수식 수중날개 선박.
6. 제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 날개가, 전후 방향으로 배치된 주날개와 보조날개를 포함하는

   반잠수식 수중날개 선박.
7. 제1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 날개가 거의 평판형상으로 형성되고, 그 상하면을 유선형으로 형성하며, 그 전단부를 나이프형상 에지로 형성하는

   반잠수식 수중날개 선박.
8. 제1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지주가 거의 수평형상으로 형성되고, 그 측면을 유선형으로 형성하며,그 전후단부를 나이프형상 에지로 형성하는

   반잠수식 수중날개 선박.
9. 제1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 지주는 상항 방향의 길이를 조절할 수 있는

   반잠수식 수중날개선박.
10. 선체의 전면으로부터 물을 흡수하도록 개구하는 물 흡입구;

    상기 물 흡입구로부터 흡수된 물을 후방으로 송출하는 프로펠러;

    상기 프로펠러로부터 송출된 물을 후방을 향해 분사하도록 상기 선체의 후면에 개방된 물 분사구;

    상기 프로펠러의 배후로부터 상기 물 분사구로 연장되는 하나의 송수통로; 및

    상기 수중선체의 양측면에 달린 적어도 한 쌍의 날개

    를 포함하는 반잠수식 수중날개 선박.