KR20130107395A

KR20130107395A - 수납식 스러스터를 구비한 잠수함

Info

Publication number: KR20130107395A
Application number: KR1020120029113A
Authority: KR
Inventors: 김윤주
Original assignee: 대우조선해양 주식회사
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-10-02

Abstract

본 발명은 수납식 스러스터를 구비한 잠수함에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 특히 잠수함이 정지하여 있는 잠수함의 호버링 상태에서 수심을 변경할 수 있으며 또한 잠수함의 해저 착저후 수직으로 부상할 수 있는 수납식 스러스터를 구비한 잠수함을 제공하는데 있다.
본 발명은 잠수함 함체 데크에 설치되어 수납식 스러스터를 구동하는 모터(210); 상기 모터(210)에 축결합된 모터축(250); 상기 모터축(250)의 일단에 결합된 헬리컬 기어(240); 상기 헬리컬 기어(240)에 축결합된 기어축(270); 상기 기어축(270)의 끝단에 결합된 헬리컬 기어(280); 상기 헬리컬 기어(280)에 축결합된 프로펠러(290); 상기 모터축(250)에 설치되어 키(230)가 삽입되는 키홈(220); 및 상기 키홈(220), 상기 키(230), 상기 헬리컬 기어(240), 상기 모터축(250), 상기 기어축(270), 상기 헬리컬 기어(280)를 감싸고 있는 하우징(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수납식 스러스터를 구비한 잠수함을 제시한다.

Description

수납식 스러스터를 구비한 잠수함{Submarine Including Acceptable Thruster}

본 발명은 수납식 스러스터를 구비한 잠수함에 관한 것으로, 특히 잠수함이 정지하여 있는 잠수함의 호버링 상태에서 수심을 변경할 수 있으며 또한 잠수함의 해저 착저후 수평이동 없이 수직 방향으로 부상할 수 있는 수납식 스러스터를 구비한 잠수함에 관한 것이다.

종래의 잠수함은 러더(Rudder)와 방향타를 이용하여 수심을 조종하므로 유체 유동이 없는 호버링(Hovering) 상태에서 수심 조종이나 해저 착저(着低)후 이탈 시에는 수직 부상이 불가능하였다. 잠수함은 수중에서 3차원적인 조종 성능을 보유 해야 되지만 수심 조절을 위한 러더나 함수타는 익형의 형상으로 유체의 유동이 없으면 수심 조정을 할 수 없게 된다.

따라서, 해저면 조사, 침투요원 이탈 및 복귀 등과 같은 잠수함의 정지 조건에서 일정 위치를 유지하는 호버링 상태에서는 수심을 조정할 수 없으며, 또한 해저면 조사나 침투요원 이탈을 위해 해저에 착저 후 해저로부터 이탈하는 경우에도 초기에 잠수함을 상승시키기 위한 방향타 조종이 제한되므로 해저 면의 상태에 따라 이탈이 불가능할 수도 있으며, 부상을 위해 수평 방향으로 이동시에는 잠수함 하부와 해저면의 마찰이 발생하여 선체에 손상을 입힐 수 있다.

또한, 잠수함의 방향타 고장이나 부력상실에 의한 침몰시 시에는 긴급 부상 외에는 부상 수단이 없으나, 긴급부상은 적에게 노출의 위험이 큰 문제가 있었다.

선행기술 문헌 없음

본 발명은 상기와 같은 배경하에서 안출된 것으로, 잠수함이 정지하여 있는 잠수함의 호버링 상태에서 수심을 변경할 수 있으며 또한 잠수함의 해저 착저후 수직으로 부상할 수 있는 수납식 스러스터를 구비한 잠수함을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 수납식 스러스터를 구비한 잠수함은, 잠수함이 정지하여 있는 잠수함의 호버링 상태에서 수심을 변경할 수 있으며 또한 잠수함의 해저 착저후 수직으로 부상할 수 있는 수납식 스러스터를 구비한 잠수함으로서,

상기 수납식 스러스터는

상기 잠수함 함체 데크에 설치되어 수납식 스러스터를 구동하는 모터(210);

상기 모터(210)에 축결합된 모터축(250);

상기 모터축(250)의 일단에 결합된 헬리컬 기어(240);

상기 헬리컬 기어(240)에 축결합된 기어축(270);

상기 기어축(270)의 끝단에 결합된 헬리컬 기어(280);

상기 헬리컬 기어(280)에 축결합된 프로펠러(290);

상기 모터축(250)에 설치되어 키(230)가 삽입되는 키홈(220); 및

상기 키홈(220), 상기 키(230), 상기 헬리컬 기어(240), 상기 모터축(250), 상기 기어축(270), 상기 헬리컬 기어(280)를 감싸고 있는 하우징(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수납식 스러스터를 구비한 잠수함을 제시한다.

본 발명에 의하면 유체 유동이 없는 호버링(Hovering)과 해저 착저후 잠수함으로부터의 이탈시에 함을 상하로 이동시킬 수 있는 수직방향의 힘을 생성할 수 있으므로 조종성능을 향상시킬 수 있으며, 착저 후 임무수행이 필요한 잠수함에 뻘 해역 운용이 가능한 등 작전 구역을 확대할 수 있으며, 방향타 고장 및 재밍(Jamming) 등 긴급상황에서도 잠수함을 부상시킬 수 있으므로 잠수함의 고장 및 긴급상황 발생시 대처능력을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1(a) 및 (b)는 본 발명의 수납식 스러스터를 구비한 잠수함의 평면도와 측면도를 각각 도시한다.
도 2(a)는 본 발명의 수납식 CPP 스러스터의 평면도를 도시한다.
도 2(b)는 본 발명의 수납식 CPP 스러스터의 측면도를 도시한다.
도 2(c)는 상기 도 2(b)의 수납식 CPP 스러스터의 하우징 부분을 나타낸 도면이다.
도 3(a) 및 (b)는 각각 본 발명의 수납식 CPP 스러스터의 작동시와 수납시의 사시도와 측면도를 각각 도시한다.

이하 첨부 도면을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 수납식 스러스터를 구비한 잠수함을 상세히 설명하기로 한다. 도면에 있어서 동일 또는 유사의 부분에 대해서는 동일 또는 유사의 도면 부호를 부여한다.

도 1(a) 및 (b)는 본 발명의 수납식 스러스터를 구비한 잠수함의 평면도와 측면도를 각각 도시한다.

도 1(b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 잠수함은 CPP(Controllable Pitch Propeller) 스러스터(Thruster;200)를 구비함으로써 잠수함(100)이 호버링과 같은 정지상태에서도 수직으로 상승 또는 하강할 수 있게 된다. CPP 스러스터는 날개를 움직여서 피치를 가변시킴으로써 전후 방향으로 추진력을 전달할 수 있어 상하 방향으로 힘을 작용시켜 잠수함을 상하로 이동시킬 수 있다. 우측의 도면에 도시한 바와 같이, CPP 스러스터(200)를 화살표 방향으로 이동시킴으로써 CPP 스러스터(200)를 사용하지 않는 경우 CPP 스러스터(200)를 함 내에 보관할 수 있다.

도 2(a), (b) 및 (c)는 본 발명의 수납식 CPP 스러스터를 보다 상세하게 도시한 도면이다.

도 2(a)는 본 발명의 수납식 CPP 스러스터의 평면도를 도시하는데 수납식 스러스터(200)는 작동시는 스러스터 수납 함체(100a) 외부로 돌출되며 수납시는 스러스터 수납 함체(100a) 내부로 삽입되어 함의 운항에 방해를 받지 않도록 설계되어 있다.

도 2(b)는 본 발명의 수납식 CPP 스러스터의 측면도를 도시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 수납식 스러스터는 잠수함 함체 데크에 설치되어 수납식 스러스터를 구동하는 모터(210), 상기 모터(210)에 축결합된 모터축(250), 상기 모터축(250)의 일단에 결합된 헬리컬 기어(240), 상기 헬리컬 기어(240)에 축결합된 기어축(270), 상기 기어축(270)의 끝단에 결합된 헬리컬 기어(280), 상기 헬리컬 기어(280)에 축결합된 CPP 프로펠러(290)를 포함하고 있다.

또한, 본 발명의 수납식 CPP 스러스터는 상기 키홈(220), 상기 키(230), 상기 헬리컬 기어(240), 상기 모터축(250), 상기 기어축(270), 상기 헬리컬 기어(280)를 감싸고 있는 하우징(300)을 포함하고, 상기 하우징(300)과 상기 모터축(250)에 설치되어 키(230)가 삽입되는 키홈(220)을 포함한다. 또한, 상기 하우징(300)은 베어링(260)과 결합되어 있다. 상기 키(230)는 도시치 않은 유압식 실린더에 의해 키홈(220)에 삽입 또는 이탈될 수 있다. 본 발명에서는 CPP 스러스터를 채용하였지만 반드시 CPP 스러스터에 한정되는 것은 아니고 같거나 동등의 기능을 하는 것이라면 어느 것이라도 무방하다.

도 2(c)는 상기 도 2(b)의 수납식 CPP 스러스터의 하우징 부분을 나타낸 도면이다.

도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 2(b)에 도시한 모터축I(250), 헬리컬 기어(240), 기어축(270), 헬리컬 기어(280) 등의 장치는 하우징(300)으로 에워싸여 있다. 또한 상기 프로펠러(290)는 프로펠러 보호 덕트(400)로 감싸져 있다.

그러면 이하에서는 상기와 같이 구성된 본 발명의 수납식 CPP 스러스터의 동작을 설명한다.

먼저, 스러스터 작동시의 동작을 설명한다. 스러스터의 작동은 상기 모터(210)에 전원이 공급되고 모터가 구동된 상태에서 키(230)가 키홈(220)에 삽입되지 않은 경우, 모터(210)의 회전 구동력이 모터축(250)에 전달되어 모터축(250)이 회전하게 되고 모터축(250)이 회전하면 모터축(250)의 일단에 결합된 헬리컬 기어(240)가 회전하게 되어 상기 헬리컬 기어(240)의 회전에 의해 상기 모터축(250)의 회전방향과 90도 방향전환되어 기어축(270)이 회전하게 되고 상기 기어축(270)의 끝단에 결합된 헬리컬 기어(280)가 회전하게 되고 상기 헬리컬 기어(280)의 회전에 의해 상기 기어축(270)의 회전방향과 90도 방향전환되어 프로펠러축(310)이 회전하게 되어 CPP 프로펠러(290)가 회전하게 됨으로써 잠수함을 호버링 상태에서도 수직으로 부상 및 하강시킬 수 있게 된다.

도 2(b) 및 2(c)에서는 CPP 스러스터를 하나만 도시하였지만 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 수납식 CPP 스러스터는 4개로 구성되어 균형적으로 잠수함을 수직으로 부상 및 하강시킬 수 있으나 반드시 4개로 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 수납식 스러스터를 수납할 경우는, 모터(210)에 전원이 공급되고 모터가 구동된 상태에서 유압식 실린더(도시 않음)에 의해 유압이 작용하여 상기 키(230)가 키홈(220)에 삽입되면, 모터(210)의 회전 구동력에 의해 모터축(250)에 전달되고 모터축(250)의 회전과 함께 키(230)와 더불어 하우징(300) 및 프로펠러 보호 덕트(400)가 회전하게 되는데 회전 방향은 모터의 정역 회전 어느 방향이라도 무방하고 모터의 구동 정지는 도시치 않은 제어패널에 의해 제어하여 하우징(300)이 함의 함체 월(200c)과 부딪치지 않도록 한다.

도 3(a) 및 (b)는 각각 본 발명의 수납식 CPP 스러스터의 작동시와 수납시의 사시도와 측면도를 각각 도시한다.

도면에서 스러스터 수납 함체(100a)는 도시치 않은 슬라이드 구동 장치에 의해 슬라이드 레일(도시 않음)을 따라 슬라이드 가능하도록 되어 있어 수납식 스러스터를 작동시 외부 환경에 노출시키고 비작동시 함체 내에 수용하도록 한다.

위의 설명에서는 스러스터 수납 함체(100a)를 슬라이드 방식으로 구현하였으나, 이에 한정되지 않으며 절첩식 등으로 구성할 수도 있다.

이상 기술한 본 발명에 의하면 유체 유동이 없는 호버링(Hovering)과 해저 착저후 잠수함으로부터의 이탈시에 함을 상하로 이동시킬 수 있는 수직방향의 힘을 생성할 수 있으므로 조종성능을 향상시킬 수 있으며, 착저 후 임무수행이 필요한 잠수함에 뻘 해역 운용이 가능한 등 작전 구역을 확대할 수 있으며, 방향타 고장 및 재밍(Jamming) 등 긴급상황에서도 잠수함을 부상시킬 수 있으므로 잠수함의 고장 및 긴급상황 발생시 대처능력을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 수납식 스러스터를 구비한 잠수함을 도면을 참조로 하여 설명하였으나 이것은 예시 목적이지 이것으로 본 발명을 한정하고자 함은 아니며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 이하의 부속청구범위에 의해 정해지며, 본 발명의 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 형태는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 잠수함 100a: 스러스터 수납 함체
100b: 데크 100c: 함체 월
200: 수납식 스러스터 210: 모터
220: 키홈 230: 키
240: 헬리컬 기어 250: 모터축
260: 베어링 270: 기어축
280: 헬리컬 기어 290: 프로펠러
300: 하우징 310: 프로펠러축
400: 프로펠러 보호 덕트

Claims

잠수함이 정지하여 있는 잠수함의 호버링 상태에서 수심을 변경할 수 있으며 또한 잠수함의 해저 착저후 수직으로 부상할 수 있는 수납식 스러스터를 구비한 잠수함으로서,
상기 수납식 스러스터는
상기 잠수함 함체 데크에 설치되어 수납식 스러스터를 구동하는 모터(210);
상기 모터(210)에 축결합된 모터축(250);
상기 모터축(250)의 일단에 결합된 헬리컬 기어(240);
상기 헬리컬 기어(240)에 축결합된 기어축(270);
상기 기어축(270)의 끝단에 결합된 헬리컬 기어(280);
상기 헬리컬 기어(280)에 축결합된 프로펠러(290);
상기 모터축(250)에 설치되어 키(230)가 삽입되는 키홈(220); 및
상기 키홈(220), 상기 키(230), 상기 헬리컬 기어(240), 상기 모터축(250), 상기 기어축(270), 상기 헬리컬 기어(280)를 감싸고 있는 하우징(300)을 포함하는 것을 특징으로 하는 수납식 스러스터를 구비한 잠수함.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징(300)은 베어링(260)과 결합되어 있고, 상기 키(230)는 유압식 실린더에 의해 키홈(220)에 삽입 또는 이탈되는 것을 특징으로 하는 수납식 스러스터를 구비한 잠수함.
청구항 1에 있어서,
상기 수납식 스러스터는 비작동시 잠수함의 함체의 공간 내에 수납되는 것을 특징으로 하는 수납식 스러스터를 구비한 잠수함.
청구항 1에 있어서,
상기 수납식 스러스터를 잠수함 함체의 공간 내에 수납할 경우 수납식 스러스터를 함체의 함체 월과 충돌하지 않도록 제어하는 제어패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수납식 스러스터를 구비한 잠수함.
청구항 1에 있어서,
상기 수납식 스러스터가 작동시 잠수함 함체 밖으로 돌출하도록 슬라이드방식 또는 절첩식으로 개방 또는 폐쇄되는 스러스터 수납 함체를 포함하는 것을 특징으로 하는 수납식 스러스터를 구비한 잠수함.