KR20040080995A - 잠수함 - Google Patents

Abstract

잠수함은 원통형의 기다란 압력선체를 가지며 이 압력선체의 종축선에 대하여 횡방향으로 배치되는 적어도 하나의 압력앤티챔버를 포함한다. 압력앤티챔버는 압력이 새지 않게 기밀하게 밀폐되는 압력선체로의 출입구와 역시 압력이 새지 않게 기밀하게 밀폐되는 외부로의 출입구를 포함한다.

Description

잠수함 {SUBMARINE}

본 발명은 잠수함에 관한 것이다.

종래의 잠수함, 특히 군용 잠수함에 있어서의 압력선체로의 출입은 타워(tower)에 제공된 출입구를 통하여 이루어지며 이러한 출입은 전적으로 수면 위에서 이루어져야 하는 바, 그렇지 않으면 물이 압력선체로 침투될 수 있다. 비록 구조형태에 따라서 다른 출입구가 제공될수 있으나, 이들은 정비의 목적 또는 하물의 하역을 위하여 이용되거나 항구 또는 선착장에서만 개방될 뿐이며 그 단면형상은 사람이 드나들 수 없거나 드나드는데 적합치 않게 되어 있다.

군용 잠수함에서의 활동은 보다 광범위하게 이루어지며 이러한 이유에서 한편으로는 출입구 구조가 잠수함에서의 다른 장치들과 상호 유기적으로 이루어지고, 다른 한편으로는 잠수부 또는 소형선박이 출입할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

비록 군용 잠수함의 경우에 있어서 어뢰발사관을 통하여 잠수부를 외부로 내보내는 것이 공지되어 있으나, 어뢰발사관의 위치와 크기(작은 단면적)때문에 여러 위험이 따르므로 이러한 방법은 안전상의 이유로 허용될 수 없다. 더욱이, 어뢰발사관을 통하여 잠수부를 내보내는 것 자체가 문제가 될 수 있으며 경우에 따라서는 어뢰발사관을 이용할 수 없을 수도 있어 잠수함의 수행능력이 문제될 수 있다.

본 발명의 목적은 따라서 잠수함을 그 이용가능성에 대해서, 특히 잠수상태에서 간단한 방법으로 잠수부를 출입시킬 수 있도록 잠수함을 개선하는데 있다.

본 발명에 따른 청구항 제1항의 특징부에 의해서 이러한 목적은 달성된다. 또한 청구항 제13항은 기존의 잠수함에 본 발명을 적용하기 위한 방법을 기술하고 있다.

본 발명의 기본 개념은 앤티챔버(antechamber)의 기능을 가진 압력챔버(압력앤티챔버)를 구비한 긴 압력선체를 포함하고 있는 잠수함을 제공하고, 이러한 압력앤티챔버를 압력선체의 종축선에 대하여 횡방향으로 배치하는 것이다. 앤티챔버의 기능을 수행할 수 있도록 하기 위하여, 압력앤티챔버는 압력이 새지 않도록 기밀하게 밀폐되는 외부로의 출입구를 갖고, 마찬가지로 압력이 새지 않도록 기밀하게 밀폐될 수 있는 압력선체로의 출입구를 갖는다. 더욱이, 압력선체를 향하는 출입구를 닫은후에 압력앤티챔버를 물로 채워 이 압력앤티챔버의 압력이 외부압력과 같아지도록 하고, 반대로 압력선체를 향하는 출입구를 개방하기 전에 압력앤티챔버의 압력을 압력선체의 대기압과 같도록 하는 적당한 기술수단이 제공된다. 또한 상기한 수단 이외에, 이들 출입구의 동시 개방이 방지될 수 있도록 하는 밸브제어수단이 제공된다.

압력선체의 종축선에 대하여 압력앤티챔버를 횡방향으로 배치하는 것은 출입구를 충분히 크게 하여 사람이나 소형보트가 이를 통과할 수 있도록 하는 설계상의 가능성을 제공한다. 이러한 횡방향 배치는 잠수함내에 비교적 작은 설치공간만을 요구한다. 새로운 설계형태로, 이러한 횡방향 배치에 요구되는 공간은 종방향으로 부트(boot)를 연장함으로서 얻을 수 있으며, 기존의 잠수함의 경우 개조를 통한 적당한 배치에 의하여 부가적인 시스템을 위한 자유공간이 마련될 수 있도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 압력앤티챔버는 압력선체내에 완전히 배치되거나 또는 일부분이 압력선체를 통과하는 형태로서 부분적으로 배치될 수 있으나, 압력선체의 외부에 별도의 압력선체로서 배치될 수 있다. 그리고 압력앤티챔버는 타워의 영역에 배치되고 특히 압력선체에 대하여 거의 접선방향으로 연결됨으로서 압력선체에 직접 또는 출입터널을 통하여 연결되는 것이 바람직하다. 타워영역에는 적어도 이러한 압력앤티챔버를 통하여 한 사람 또는 여러 사람의 잠수부가 드나들 수 있도록, 본 발명에 따른 압력앤티챔버가 압력선체의 종축선에 대하여 횡방향으로 배치될 수 있기에 충분한 공간이 형성되어 있다. 이러한 구성에 있어서는 압력선체내에 부가적인 공간을 필요로 하지 않으며, 다른 한편으로는 기존의 타워 외부에 압력앤티챔버를 수용할 수 있으므로 단점을 거의 갖지 않는다.

만약 압력앤티챔버가 압력선체내에 배치되는 경우, 이러한 구조는 타워가 배치되는 영역에 구성될 수 있다. 특히 이러한 영역은 통상적으로 타워영역내에 배치되는 사령센터에 근접한 위치에 배치되므로 특히 유리하며, 고가의 기술장비 없이도 사령센터와의 양호한 통신이 이루어질 수 있게 한다.

압력선체내의 이러한 구성으로, 압력앤티챔버는 압력선체와 일체로 구성되어 이러한 압력선체, 특히 원통형의 압력선체 케이싱은 압력앤티챔버의 부분들과 동시에 구성될 수 있다. 이와 같은 방법으로 유효공간이 효과적으로 이용된다. 그러나 구조는 필요한 보강을 감안할 때 비교적 견고하게 된다. 따라서 이러한 구성에서는 외부로의 출입구를 밀폐하는 덮개는 압력선체 케이싱의 일부분으로 구성될 수 있다.

압력앤티챔버는 길게 구성되고 단부에 외부로의 출입구가 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 구성으로 외부로의 출입구는 비교적 크게 구성되어 이를 통하여 잠수부 또는 장비들이 용이하게 출입할 수 있으며, 또한 압력앤티챔버와 외부로의 출입구의 전체 단면이 이용될 수 있다.

이러한 구성에서, 반구형 또는 평반구형 측단부를 갖는 원통형의 형상이 기다란 압력앤티챔버에 적합하다. 한편으로는 잠수함내의 공간을 압력선체의 종축선에 대하여 횡방향으로 주어진 장비위치에서 가능한 한 최적하게 이용하고 다른 한편으로는 구조상 경량으로 구성하기 위하여, 압력앤티챔버는 단면이 타원형 또는 이중링의 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이와 같이 압력앤티챔버의 이용가능한 공간은 과도하게 중무장되는 구조를 가질 필요없이 확장될 수 있다.

압력앤티챔버내의 공간을 이용함에 있어서는 직육면체의 단면을 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 이는 단면이 원형인 압력앤티챔버의 경우와 같은 동일한 압력강도를 얻기 위하여 비용이 많이 드는 구조적인 보강을 요구한다. 본 발명에 있어서 직육면체라 함은 모서리가 만곡형인 직육면체의 단면 또는 측부가 볼록형인 단면을 갖는 것으로 이해되어야 한다.

외부로의 출입구를 위한 덮개를 가능한 한 완벽하게 압력앤티챔버의 단면을 개방하거나 닫을 수 있도록 하는 것이 좋은 반면에, 압력선체로의 출입구의 경우에는 잠수부가 기어서 갈 수 있을 정도의 충분한 통로가 제공된다. 필요한 경우, 잠수부가 압력앤티챔버의 크기에 따라 압력앤티챔버내에서 다이빙하기 위한 준비를 할 수도 있다. 또한 공간을 이용한다는 면에서, 압력선체에 대한 압력앤티챔버의 출입구가 단부벽에 구성되지 않고 종방향 측벽에 구성되는 경우, 잠수함의 공간내에서 적합하게 자유로운 운동이 이루어질 수 있는 압력선체의 중앙에서 자유로운 출입이 이루어질 수 있는 바, 그 이외의 영역에서는 출입이 매우 제한될 수 있다.

본 발명에 따른 압력앤티챔버는 감압챔버의 형태로 구성되어 다이빙 사고 또는 압력에 관련된 다른 문제가 있는 경우 압력앤티챔버의 압력을 목적한 바의 압력이 되게 함으로서 혈액과 조직내에서 질소의 급격한 방출에 의한 색전증(塞栓症)의 발병을 방지할 수 있도록 한다. 이와 같이, 압력앤티챔버의 압력을 목적한 바의 압력으로 맞출 수 있도록 하고 서서히 정상의 압력레벨이 되게 하는 적당한 제어가 이루어질 수 있도록 한다. 더욱이, 통신수단이 제공되어 압력앤티챔버내에 있는 사람의 생체기능을 관찰하고 통제할 수 있다.

또한 본 발명의 압력앤티챔버는 다른 문제없이 적당한 가이드를 통하여 압력앤티챔버에 잠수정을 수납하여 수용할 수 있도록 구성될 수 있다. 본 발명에서 잠수정이라 함은 소형의 무인 또는 유인 잠수함을 의미하며 수중선이라 함은 수중에서 운항되고 이에 의하여 잠수부가 추진될 수 있는 것을 의미한다.

기존의 잠수함에 본 발명에 따른 압력앤티챔버를 일체로 구성시키기 위하여서는 통상적으로 공간이 부족하다. 따라서 이러한 설비는 항상 다른 장치 또는 설비와 얽히게 된다. 더욱이, 기존의 압력챔버에 설비를 설치하는 경우 압력선체의 넓은 공간을 필요로 하므로 제조기술에 따라서 배치하기 어려운 점이 있다. 기존의 압력챔버에 압력앤티챔버를 통합하고 압력선체를 다시 밀폐하는 것은, 매우 높은 압력을 가진 영역이 둥근형태를 갖지 못하게 할 수 있다. 일반적으로 타워영역을 개조하여 설치하는 것은 공간 때문에 불가능하다. 본 발명에 따라서 기존의 잠수함을 개조하여 압력앤티챔버를 설치하기 위하여, 먼저 잠수함을 그 종축선에 대하여 횡방향으로 분할하고 잠수함의 일부를 분리하여 압력앤티챔버을 포함하고 있는 이미 제작된 잠수함 섹션부분을 나머지의 압력선체부분에 압력이 새지 않도록 기밀하고 견고하게 통합하여 연결한다. 이러한 방법은 한편으로는 필요한 설비공간이 압력앤티챔버을 위하여 부가적으로 형성되고, 다른 한편으로는 압력선체가 그 지지구조로 방해되지 않고 내측부에서 적당한 용접과 보강재를 이용하여 주연용접선을 통해 고정될 수 있는 잇점이 있다. 또한 이러한 방법은 압력앤티챔버를 포함하는 통합될 잠수함 섹션부분이 모듈과 같은 형태로 사전제작될 수 있어 필요한 설비가 잠수함 선체내의 제한된 공간에서 조립되지 않고 외부에서 조립되고 시험될 수 있도록 하는 잇점이 있다. 더욱이, 이와 같이 모듈화되는 잠수함 섹션부분은 새롭게 설계되는 잠수함의 경우와 같이 개조되는 잠수함에도 적용되어 제조코스트를 줄일 수 있도록 한다.

이와 같이, 타워영역에서 잠수함이 횡방향으로 분할되고 통합될 잠수함 섹션부분이 타워부분을 포함하므로서 종방향에서 기존의 외부면과 일치하게 통합될 수 있다. 타워영역에서 이러한 섹션부분의 선택은 압력앤티챔버를 위한 필요한 설치공간이 형성되고 또한 더 연장된 장치가 수용될 수 있도록 하거나, 해수표본을 자동적으로 채취하기 위한 장치, 새로운 무기체계 및 센서 등을 수용하거나 승무원을 위한 부가적인 공간으로 이용될 수 있는 자유공간이 형성될 수 있도록 하는 공간상 잇점을 제공한다. 이러한 부가적인 구성요소는 통신장비, 통신정찰 및 광-전기부품또는 무기안내시스템의 분야에 속할 수 있다. 또한 공간은 장비, 기뢰, 고무구명정이나 기타 운반물 또는 다이빙장치나 측정 및 분석장비를 수용하는데 이용될 수 있다.

도 1은 잠수함을 개략적으로 나타낸 것으로, (a)는 종래기술의 잠수함을 나타내고, (b)는 본 발명의 잠수함 섹션부분이 삽입된 것을 나타낸 각각의 측면도,

도 2는 압력앤티챔버를 갖는 타워영역을 나타낸 단면도,

도 3은 도 2에 따른 잠수함의 다른 구성을 나타낸 단면도,

도 4의 (a) 내지 (d)는 여러가지 형태의 압력앤티챔버를 보인 부분단면도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호설명

2... 압력선체 5... 타워

7... 잠수함 섹션부분 9... 압력앤티챔버

11, 15... 출입구 12... 덮개

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 (a)에서 보인 잠수함(1)은 거의 전 길이에 걸쳐 형성된 것으로, 승무원과 장치를 위한 기밀한 공간을 형성하고 있는 원통형의 압력선체(2)로 구성된다. 프로펠러(3)와 조타장치(4)가 함미에 구비되어 있다. 타워(5)는 압력선체(1)의 중간에서 상측으로 뻗어 있으며, 이는 통상적인 구조로 수중활동에서와 마찬가지로 수면위에서의 활동 및 관측을 위한 스테이션을 포함하고 있다.

종래기술에 따라서 도 1 (a)에서 보인 잠수함은 그 출입이 타워(5)의 중앙출입구를 통하여서만 가능하다. 이러한 잠수함의 잠수상태에서 사람이나 장비의 출입이 이루어질 수 있도록 하는 출입용 앤티챔버를 일체형으로 구성하기 위하여, 잠수함(1)이 타워(5)의 영역에서 횡방향으로 분할된다. 이 잠수함에 분할선(6)이 표시되어 있다. 분할된 두 잠수함 부분을 분리한 후에 잠수함 섹션부분(7)이 이들 사이에 삽입되는 바, 이 잠수함 섹션부분은 도 1 (b)에서 빗금으로 표시하였으며 원통형 압력선체(2)의 연장부와 그 상부의 타워(5)의 연장부를 포함한다. 분할선(6)을따라서 분리되었던 잠수함(1)에 잠수함 섹션부분(7)이 일체로 통합되게 결합되는 기존의 잠수함과 처음부터 이러한 잠수함 섹션부분이 일체로 설계되어 구성되는 잠수함은 압력선체(2)의 종축선(8)에 대하여 횡방향으로 배치되는 압력앤티챔버(9)로 불리는 추가압력선체를 포함한다.

도 3에는 예를 들어 타워(5) 영역에서의 압력선체(9a)와 테크(10) 하측영역의 압력선체(9b)의 형태인 압력앤티챔버(9)의 두 구성부분이 예시되어 있다. 압력앤티챔버(9a)(9b)는 기다란 형태이나 압력선체(2)의 종축선(8)에 대하여 횡방향으로 길게 형성되어 있다. 일측단부(도 3에서 우측)에는 외부로의 출입구(11)가 구비되어 있다. 이 외부로의 출입구(11)는 압력앤티챔버(9)에 회전가능하게 취부되고 외부에 대하여 압력앤티챔버를 기밀하게 밀폐할 수 있도록 하는 덮개(12)가 구비되어 있다. 도 3의 상부구성에서, 덮개(12)가 닫혀질 때에는 타워(5)의 유선형 외면과 일치하도록 케이싱부분(13)으로 덮개(12)의 외측부가 덮인다.

다른 출입구(15), 즉 압력선체(2)측으로의 출입구는 압력앤티챔버(9a)의 측벽(14)에 형성되어 있다. 이 출입구(15) 역시 셔터(도시하지 않았음)에 의하여 기밀하게 닫혀질 수 있다. 이와 같은 방법으로 구성되는 압력앤티챔버는 예를 들어 도 2와 도 3에 예시된 바와 같이 잠수부(16) 또는 보트(17) 등이 출입할 수 있도록 한다.

출입구(15)를 통하여 잠수부는 덮개(12)로 밀폐되게 폐쇄된 상태의 압력앤티챔버(9a)측으로 접근할 수 있다. 압력선체(2)측으로 출입하기 위한 출입구(15)를 폐쇄한 후에 압력앤티챔버는 서서히 외부압력으로 조절되고 물이 채워져 덮개(12)를 개방한 후에 잠수부가 압력앤티챔버(9a)를 떠날 수 있게 된다. 잠수부가 수중에서 잠수함측으로 들어오려 하는 것은 역순으로 이루어지는 바, 먼저 압력앤티챔버(9a)내에 채워져 있는 물이 배출되고 출입구(15)가 개방되기 전에 압력이 압력선체(2)내의 압력레벨로 서서히 조절된다.

도 3의 하측에 도시되어 있고 공간을 고려하여 압력앤티챔버(9a)보다 압력선체(2)내의 데크(10) 하측에 크게 구성되어 있는 압력앤티챔버(9b)의 구성에 있어서는, 덮개(12)가 비록 기능적으로 실제의 압력선체(2)에 포함되지는 않으나 외부면의 일부를 형성함으로서 덮개(12)가 닫혔을 때 외면에 일치하도록 밀폐되는 압력선체부분(18)에 가동가능하게 결합된다. 또한 압력앤티챔버(9b)는 도 3에서 상측부에 해당하는 측벽(14)에 형성된 출입구(15)를 포함한다. 압력앤티챔버(9b)의 크기는 이를 통하여 여러 사람이 드나들 수 있는 크기로 되어 있다. 이 압력앤티챔버에는 사람 대신에 기뢰, 로케이션장치 등과 같은 장치가 수용되거나 출입될 수 있다. 필요할 경우에는 잠수부가 잠수함의 외부로 나가기 적합치 않은 잠수깊이라 하여도 이들 장비를 자동화방법으로 다룰 수 있도록 압력앤티챔버(9)내에 적당한 취급장치가 배치될 수 있다.

도 3에는 잠수함의 섹션부분(7)에 선택적으로 또는 모두 함께 제공될 수 있는 두개의 압력앤티챔버(9a)(9b)가 도시되어 있다. 이러한 구성은 실제로 사령센터(19)에 근접한 위치에 배치됨으로써 사령센터에 대한 출입이 최단거리에서 이루어질 수 있도록 하는 잇점이 있다.

도 2의 다른 실시형태에서는, 압력선체(9)의 일부이지만 선택적으로 구비되고 데크(10)의 하측에 위치하는 압력선체가 별도의 압력앤티챔버(9c)로서 구성된 잠수함 섹션부분(7)을 보이고 있다. 그러나, 압력앤티챔버(9c)를 위하여서는 최대의 공간을 제공하는 이러한 구성은 압력앤티챔버(9c)의 영역에서 상당한 보강이 이루어져야 한다. 여기에서 외부로의 출입구(11)는 압력선체부분(18)으로 구성되나 이 경우에 있어서 출입구는 내압방수형태로 구성되어야 한다.

압력앤티챔버(9)의 구성은 도 4 (b)에서 보인 바와 같이 원형의 단면 형태를 갖는 것이 좋다. 그러나 도 4 (a)-(d)로 비교하여 보인 바와 같이 공간의 크기는 데크(10)의 하측 유효높이 때문에 비교적 작다. 이러한 점을 감안할 때 이중링형의 단면의 형태로서 압력앤티챔버가 교차하는 두개의 실린더 케이싱으로 구성되는 선체를 보인 도 4 (a)의 구성이 보다 바람직하다. 형태를 고려할 때, 이러한 구성의 변화는 도 4 (b)에 보인 것과는 다르게 부가적인 보강을 필요로 한다. 이러한 부가적인 보강이 이루어 진다면 도 4 (c) 및 도 4 (d)에서 보인 바와 같이 압력앤티챔버의 공간을 직육면체 형상의 단면형태를 갖도록 하는 것도 유리할 수 있다. 그러나 이러한 구성은 이들이 형태상 본질적으로 안정성이 낮으므로 상당히 크게 보강되는 것이 요구된다.

상기 언급된 바와 같이, 압력앤티챔버(9)는 또한 감압챔버로 이용될 수 있으며 이에 맞추어 설계될 수 있다. 잠수함(1)의 내부 또는 상부의 압력앤티챔버(9)의 구성은 군용 또는 민간용 잠수함의 다양한 적용가능성을 제공한다.

이와 같이 본 발명은 잠수함의 그 이용가능성을 높이고, 특히 잠수상태에서 간단한 방법으로 잠수부를 출입시킬 수 있도록 하는 잠수함을 제공한다.

Claims (13)

1. 원통형의 기다란 압력선체(2)를 가지며 이 압력선체(2)의 종축선(8)에 대하여 횡방향으로 배치되는 적어도 하나의 압력앤티챔버(9)를 포함하는 잠수함에 있어서, 압력앤티챔버(9)가 압력이 새지 않게 기밀하게 닫혀지는 압력선체(2)로의 출입구와 역시 압력이 새지 않게 기밀하게 닫혀지는 외부로의 출입구(11)를 포함하고 있는 잠수함.
2. 제1항에 있어서, 압력앤티챔버(9b)가 원통형인 압력선체(2)를 통하여 적어도 부분적으로 관통되어 있는 잠수함.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압력앤티챔버(9a)가 타워(5)의 영역에서 압력선체(2)에 근접하여 배치되어 있고 압력선체(2)에 거의 접선방향으로 연결되어 있는 잠수함.
4. 상기항 중 어느 한 항에 있어서, 타워(5)가 배치된 기다란 압력선체(2)의 일부분에 압력앤티챔버(9b, 9c)가 형성되어 있는 잠수함.
5. 상기항 중 어느 한 항에 있어서, 압력앤티챔버(9b, 9c)가 기다란 형상을 가지고 있고, 외부로의 출입구(11)가 단부의 덮개(12)로 형성되어 있는 잠수함.
6. 상기항 중 어느 한 항에 있어서, 압력앤티챔버(9)가 타원형 또는 이중링형의 단면(도 4 a)을 가지고 있는 잠수함.
7. 상기항 중 어느 한 항에 있어서, 압력앤티챔버(9)가 직육면체의 단면(도 4 c, d)을 가지고 있는 잠수함.
8. 상기항 중 어느 한 항에 있어서, 압력앤티챔버(9c)의 출입구(15)가 압력선체 케이싱의 일부분에 의하여 외부에 대해 닫혀질 수 있는 잠수함.
9. 상기항 중 어느 한 항에 있어서, 압력앤티챔버(9a, 9b, 9c)가 기다란 형상이고 압력선체(2)로의 출입구(15)가 측벽(14)에 배치되어 있는 잠수함.
10. 상기항 중 어느 한 항에 있어서, 압력앤티챔버(9)가 감압챔버로 구성되어 있는 잠수함.
11. 상기항 중 어느 한 항에 있어서, 압력앤티챔버(9)가 잠수정(17)을 수용할 수 있게 형성되어 있는 잠수함.
12. 잠수함(1)을 개조하여 압력앤티챔버(9)를 형성하는 방법에 있어서, 먼저 잠수함(1)을 그 종축선(8)에 대하여 횡방향으로 분할하고 압력앤티챔버(9)를 포함하고 있는 잠수함 섹션부분(7)을 일체로 통합시켜 형성하는 잠수함의 압력앤티챔버 형성방법.
13. 제11항에 있어서, 잠수함(1)을 타워(5)의 영역에서 분할하고, 일체로 통합되는 잠수함 섹션부분(7)에 타워부분을 포함시키는 방법.