KR20040034056A - 고속 잠항체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선체 외부에 나선형 날개가 구비되어 회전하면서 전진됨에 의해 물에 대한 저항을 감소시킬 수 있는 고속 잠항체에 관한 것으로서, 본 발명에 따르면, 복수개의 나선익(11)이 표면에 형성되어 있으며 회전 가능한 외부 몸체(10)와; 상기 외부 몸체(10)를 회전 가능하게 지지하며 후미에는 꼬리날개(21)가 구비되어 있는 내부 몸체(20)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 고속 잠항체가 제공된다. 여기에서, 상기 외부 몸체(10)에는 기포 발생장치가 내장되어 있으며, 상기 기포 발생장치에 의해 발생된 기포는 상기 외부 몸체(10) 선단에 형성된 복수개의 기포구멍(14)을 통하여 외부로 분출되도록 구성되어도 좋다.

Description

고속 잠항체{Moving object under water at high speed}
본 발명은 잠수정, 어뢰 등과 같이 수중에서 항진하는 잠항체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선체 외부 몸체에 나선형 날개가 구비되어 회전하면서 전진됨에 의해 물에 대한 저항을 감소시킬 수 있는 고속 잠항체에 관한 것이다.
수중에서 항진하는 각종 잠항체로서는 잠수함, 잠수정, 어뢰 등이 있으며, 이들 잠항체는 물에 대한 저항을 감소시키기 위해 유선형 몸체를 구비하고 있다. 그러나, 이러한 유선형 몸체를 구비하고 있는 것만으로 잠항체의 속도를 증가시키기에는 한계가 있었다.
본 발명은 상기된 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서,본 발명의 목적은, 선체 외부 몸체에 나선형 날개가 구비되어 회전하면서 전진됨에 의해 물에 대한 저항을 감소시킬 수 있는 동시에 고속으로 전진할 수 있는 고속 잠항체를 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고속 잠항체의 측면도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고속 잠항체의 정면도,
도 3은 외부 몸체에 형성된 나선익의 일부 단면도,
도 4는 내부 몸체의 후미에 설치된 꼬리날개의 확대도이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 복수개의 나선익이 표면에 형성되어 있으며 회전 가능한 외부 몸체와; 상기 외부 몸체를 회전 가능하게 지지하며 후미에는 꼬리날개가 구비되어 있는 내부 몸체로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 고속 잠항체가 제공된다.
여기에서, 상기 외부 몸체에는 기포 발생장치가 내장되어 있으며, 상기 기포 발생장치에 의해 발생된 기포는 상기 외부 몸체 선단에 형성된 복수개의 기포구멍을 통하여 외부로 분출되며, 상기 각각의 기포구멍은 상기 각각의 나선익 사이사이의 공간에 형성되도록 배열되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 외부 몸체는 그 선단과 후미가 뾰족한 형상을 가지고 있고, 상기 내부 몸체는 그 후미가 봉 형상을 가지고 있으며, 상기 내부 몸체의 이러한 봉 형상부의 후단부에 꼬리날개가 설치되고, 상기 외부 몸체는 상기 봉 형상부 및 상기 꼬리날개를 제외한 상기 내부 몸체 전체를 완전히 감싸도록 이루어지며, 상기 외부 몸체의 표면에 전체적으로 형성된 나선익은 단면형상이 전방측에 비하여 후방측의 경사가 급하게 되어 있는 동시에 외부 몸체의 선단으로부터 후미로 갈수록 나선익의 높이가 낮아지도록 되어 있으며, 상기 내부 몸체의 꼬리날개는, 상기 고속 잠항체를 좌우 방향으로 안내하는 수직 꼬리날개와 상하 방향으로 안내하는 수평 꼬리날개로 이루어지며, 상기 수직 및 수평 꼬리날개에는 꼬리날개의 움직임을 원활하게 하기 위하여 선택적으로 개폐 가능한 개폐구멍과 방향 전환을 위한 방향타가 형성되어 있으며, 상기 꼬리날개의 표면에는 수평방향으로 평행하게 형성된 복수개의 수평 핀(fin)부가 구비되어 상기 나선익과 함께 물살의 흐름을 불규칙하지 않게 유지시켜 주는 역할을 수행하는 것이 바람직하다.
나아가서, 상기 외부 몸체는, 물을 흡입할 수 있는 흡입구와, 상기 흡입구를 통하여 흡입된 물을 사선방향으로 분출시키기 위한 복수개의 분출구를 구비하고 있어서, 상기 외부 몸체는 흡입된 물이 분출구를 통하여 분출됨에 의해 회전되며, 상기 흡입구 및 분출구는 각각의 나선익 사이사이의 공간에 형성되도록 배열될 수 있다.
또는, 상기 외부 몸체는 모터와 기어로 이루어지는 기계적인 방식에 의하여 회전될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고속 잠항체의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고속 잠항체의 측면도 및 정면도가 도시되어 있는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 고속 잠항체는, 복수개의 나선익(11)이 표면에 형성되어 있으며 회전 가능한 외부 몸체(10)와, 상기 외부 몸체(10)를 회전 가능하게 지지하며 후미에는 꼬리날개(21)가 구비되어 있는 내부 몸체(20)로 이루어져 있다.
상기 외부 몸체(10)의 선단과 후미부분은 도 1에서와 같이 뾰족한 형상을 가지면서 상기 내부 몸체(20)를 거의 완전히 감싸도록 이루어진다. 상기 내부 몸체(20)는 가장 후미의 꼬리날개(21) 부분만이 외부로 노출된다. 상기 내부 몸체(20)의 후미는 도 4에 도시된 바와 같이 봉과 같은 형상을 가지고 있으며 이러한 봉 형상부(20a)의 후단부에 꼬리날개(21)가 설치된다.
회전하는 상기 외부 몸체(10)와 정지되어 있는 상기 내부 몸체(20) 사이에는 베어링과 밀봉링 등을 이용한 밀봉 및 지지장치(24; 도 4 참조)가 설치된다. 따라서, 상기 내부 몸체(20)는 상기 외부 몸체(10)가 회전되더라도 상기 꼬리날개(21)와 상기 밀봉 및 지지장치(24)에 의하여 회전이 억제되어 안정적으로 유지된다.
상기 밀봉 및 지지장치(24)는 선박의 스크류 회전축을 지지하는 베어링 구조와 유사하며, 일반적인 선박의 경우에는 선박은 회전하지 않고 선박 내부에 설치된 스크류 회전축만이 회전하지만, 본 발명에 따른 고속 잠항체의 경우에는 외부 몸체가 회전하고 이 외부 몸체의 내부에 설치된 내부 몸체는 회전하지 않는다는 점에서 차이가 있다.
상기 외부 몸체(10)의 선단에는 물을 흡입할 수 있는 흡입구(12)가 형성되어 있다. 상기 흡입구(12)를 통하여 흡입된 물은 상기 외부 몸체(10) 중간 부분에 형성되어 있는 복수개의 분출구(13)를 통하여 사선방향으로 분출된다. 상기 외부 몸체(10)는 흡입된 물이 분출구(13)를 통하여 분출됨에 의해 회전된다. 즉, 상기 분출구(13)를 통하여 분출되는 물이 회전추진력을 발생시킨다.
여기에서, 상기 흡입구(12) 및 분출구(13)와 후술하는 기포구멍(14)은 모두 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 나선익(11) 사이사이의 공간에 형성되도록 배열된다.
상기 외부 몸체(10)의 표면에 전체적으로 형성된 나선익(11)은 도 1에서와 같이 측면에서 관찰하였을 때 대략 45도만큼 경사지도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 나선익(11)은 도 3의 일부 단면도에 도시된 바와 같은 단면형상을 가지는데, 전방측에 비하여 후방측의 경사가 급하게 되어 있으며, 외부 몸체의 선단으로부터 후미로 갈수록 나선익의 높이는 낮아지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 외부 몸체(10)의 선단에는 기포 발생장치(도시생략)가 내장되어 있으며, 상기 기포 발생장치에 의해 발생된 기포는 상기 흡입구(12) 후방에 형성된 복수개의 기포구멍(14)을 통하여 외부로 분출된다.
상기 기포구멍(14)을 통해 분출된 기포는 본 발명에 따른 고속 잠항체를 감싸면서 물과 잠항체 사이의 마찰을 감소시키는 역할을 수행한다. 상기 기포 발생장치로서는, 물을 고온으로 가열함에 의해 기포를 발생시키는 방식이나 저장된 가스를 분출시키는 방식 등을 이용할 수 있다.
또한, 유체 안에서 고속으로 회전하는 원통형 물체가 있으면, 유체는 이 원통형 회전체에 의해 원심력을 받아 주변으로 밀려나게 된다. 이 때 밀도가 유체보다 작은 물질, 예컨대 기포나 수증기 등이 있으며 유체가 밀려남에 의해 야기된 빈 공간에 이 기포나 수증기 등이 밀착되게 된다. 그에 따라 유체에 가해지는 원심력이 수압보다 커지면 인위적으로 기포를 발생시키지 않아도 상기된 바와 같은 효과에 의하여 자연적으로 공간이 생겨나게 된다.
상기 외부 몸체(10)와 상기 내부 몸체(20) 중에서 후미의 꼬리날개(21) 등물과 접촉되는 부분은 물과의 마찰을 최소한으로 줄일 수 있도록 구리, 플라스틱 혹은 세라믹 재질에 의해 코팅층을 형성하는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 내부 몸체(20)의 꼬리날개(21)는 본 발명에 따른 고속 잠항체를 좌우 방향으로 안내하는 수직 꼬리날개(21a)와 상하 방향으로 안내하는 수평 꼬리날개(21b)로 이루어지며, 상기 수직 및 수평 꼬리날개(21a, 21b)에는 선택적으로 개폐 가능한 개폐구멍(22)과 방향 전환을 위한 방향타(23)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 수직 및 수평 꼬리날개(21a, 21b)에 개폐구멍(22)을 설치하는 것은 꼬리날개의 움직임을 원활하게 하고자 함이다.
또한, 상기 꼬리날개(21)의 표면에는 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 수평방향으로 평행하게 형성된 복수개의 수평 핀(fin)부(21c)가 구비된다. 상기 수평 핀부(21c)는 상기 외부 몸체(10)의 표면에 구비된 나선익(11)과 함께 물살의 흐름을 불규칙하지 않게 유지시켜 주는 역할을 수행한다.
아울러, 상기 외부 몸체(10)의 표면에도 상기 꼬리날개(21) 표면의 수평 핀부(21c)와 마찬가지로 상기 나선익(11)과 나란한 나선방향으로 나선 핀(fin)부(도시생략)가 설치되어도 좋다.
본 발명의 변형 실시예에 따른 고속 잠항체에 의하면, 추진 방식을 상기된 바와 같이 흡입구를 통하여 흡입된 물을 분출구를 통하여 분출시키는 방식 이외에, 모터와 기어 등과 같은 기계적인 방식으로 외부 몸체를 회전시키는 방식을 활용하여도 좋다. 이러한 경우에 흡입구와 분출구는 생략되어도 좋으며, 상기 고속 잠항체의 길이가 길 경우에 채택하는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 선체 외부에 나선형 날개가 구비되어 회전하면서 전진됨에 의해 물에 대한 저항을 감소시킬 수 있는 동시에 고속으로 전진할 수 있는 고속 잠항체가 제공된다.

Claims (5)

  1. 복수개의 나선익(11)이 표면에 형성되어 있으며 회전 가능한 외부 몸체(10)와;
    상기 외부 몸체(10)를 회전 가능하게 지지하며 후미에는 꼬리날개(21)가 구비되어 있는 내부 몸체(20)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 고속 잠항체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 몸체(10)에는 기포 발생장치가 내장되어 있으며, 상기 기포 발생장치에 의해 발생된 기포는 상기 외부 몸체(10) 선단에 형성된 복수개의 기포구멍(14)을 통하여 외부로 분출되며, 상기 각각의 기포구멍(14)은 상기 각각의 나선익(11) 사이사이의 공간에 형성되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 고속 잠항체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 몸체(10)는 그 선단과 후미가 뾰족한 형상을 가지고 있고, 상기내부 몸체(20)는 그 후미가 봉 형상을 가지고 있으며, 상기 내부 몸체(20)의 이러한 봉 형상부(20a)의 후단부에 꼬리날개(21)가 설치되고, 상기 외부 몸체(10)는 상기 봉 형상부(20a) 및 상기 꼬리날개(21)를 제외한 상기 내부 몸체(20) 전체를 완전히 감싸도록 이루어지며,
    상기 외부 몸체(10)의 표면에 전체적으로 형성된 나선익(11)은 단면형상이 전방측에 비하여 후방측의 경사가 급하게 되어 있는 동시에 외부 몸체의 선단으로부터 후미로 갈수록 나선익의 높이가 낮아지도록 되어 있으며,
    상기 내부 몸체(20)의 꼬리날개(21)는, 상기 고속 잠항체를 좌우 방향으로 안내하는 수직 꼬리날개(21a)와 상하 방향으로 안내하는 수평 꼬리날개(21b)로 이루어지며, 상기 수직 및 수평 꼬리날개(21a, 21b)에는 꼬리날개의 움직임을 원활하게 하기 위하여 선택적으로 개폐 가능한 개폐구멍(22)과 방향 전환을 위한 방향타(23)가 형성되어 있으며,
    상기 꼬리날개(21)의 표면에는 수평방향으로 평행하게 형성된 복수개의 수평 핀(fin)부(21c)가 구비되어 상기 나선익(11)과 함께 물살의 흐름을 불규칙하지 않게 유지시켜 주는 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 고속 잠항체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 몸체(10)는, 물을 흡입할 수 있는 흡입구(12)와, 상기 흡입구(12)를 통하여 흡입된 물을 사선방향으로 분출시키기 위한 복수개의 분출구(13)를 구비하고 있어서, 상기 외부 몸체(10)는 흡입된 물이 분출구(13)를 통하여 분출됨에 의해 회전되며,
    상기 흡입구(12) 및 분출구(13)는 각각의 나선익(11) 사이사이의 공간에 형성되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 고속 잠항체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 몸체(10)는 모터와 기어로 이루어지는 기계적인 방식에 의하여 회전되는 것을 특징으로 하는 고속 잠항체.
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