KR20140067850A - 슬라이딩 질량에 의한 공진 회피형 레이더 마스트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이더 마스트의 라이팅 포스트에 상하로 슬라이딩이 가능한 부가 질량을 설치함으로써 부가 질량의 위치(높낮이)에 따라 라이팅 포스트의 고유진동수를 변화시켜 선박의 실운항 조건에서 레이더 마스트의 공진이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 질량에 의한 공진 회피형 레이더 마스트를 제공한다.

Description

슬라이딩 질량에 의한 공진 회피형 레이더 마스트{resonance avoidance radar mast using a sliding mass}

본 발명은 슬라이딩 질량에 의한 공진 회피형 레이더 마스트에 관한 것이다.

도 1은 레이더 마스트의 일반적인 모습을 보여준다.

선박용 레이더 마스트(radar mast)(10)는 거주구 최상부에 설치되어 있으며, 길고 높은 메인 포스트(main post)(1) 위에 플랫폼(platform)(2)이 설치되고, 그 위에 레이더 장비 및 라이팅 포스트(lighting post)(3)가 설치되는 구조를 하고 있다.

레이더 마스트(10)는 그 형상이 길고 높은 수직 형상이어서 진동에 매우 취약하다. PANAMAX급 선박의 경우 메인 포스트(1)의 높이가 약 7미터, 라이팅 포스트(3)의 높이가 약 5.5미터로 총 높이가 12미터가 넘는다. 400K VLOC의 경우 메인 포스트(1)의 높이가 약 11미터, 라이팅 포스트(3)의 높이가 약 6.5미터로 총 높이가 17미터가 넘는다.

현재까지 레이더 마스트(10)의 진동 특성을 바꾸기 위한 여러 방법이 제시되어 있다.

우선, 동흡진기를 이용하는 것(동흡진기(특허출원 제10-2009-0000731호)(도 2))으로, 이는 기존 구조물에 새로운 질량-스프링(mass-spring) 시스템을 추가하여 진동을 줄이는 방법이다. 이 경우, 추가되는 질량-스프링 시스템의 고유진동수를 레이더 마스트의 공진주파수와 반드시 동일하게 맞추어야 하는바, 현재까지 제시되어 있는 방법으로써 탱크 안의 유체를 조절하여 고유진동수를 변경할 수 있으나 실제 적용 시 테스트를 통하여 유체량 및 고유진동수를 맞출 수 있는 추가 시스템이 필요하다.

다른 방법으로, 레이더 마스트의 일부분이 접혀 진동 문제를 회피하거나(접철 가능한 레이더 마스트(특허출원 제10-2010-0052179호)(도 3)) 슬라이딩 시스템을 이용하여 레이더 마스트의 높이를 낮추어 공진 주파수를 변경하는 방법(슬라이딩 타입 레이더 마스트(특허출원 제10-2008-0118075호)(도 4))이 있다. 하지만 이들 방법의 경우 용접 구조가 아니어서 구조적으로 취약하며, 레이더 마스트를 움직이는 구동 시스템이 상당히 커서 배치 및 실용화 관점에서 무리가 있다는 단점이 있다.

1. 동흡진기 (특허출원 제10-2009-0000731호)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 레이더 마스트의 라이팅 포스트에 상하로 슬라이딩이 가능한 부가 질량을 설치함으로써 부가 질량의 위치(높낮이)에 따라 라이팅 포스트의 고유진동수를 변화시켜 선박의 실운항 조건에서 레이더 마스트의 공진이 발생하지 않도록 함을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

레이더 마스트의 라이팅 포스트에 상하 길이 방향으로 설치되는 레일 및;

상기 레일에 설치되며 상기 레일을 따라 상하 길이 방향으로 슬라이딩하는 부가 질량;

을 포함하는, 슬라이딩 질량에 의한 공진 회피형 레이더 마스트를 제공한다.

본 발명에 따르면, 레이더 마스트의 고유진동수를 간단히 변경할 수 있는 부가 질량을 라이팅 포스트에 설치함으로써 선박의 실운항 시 레이더 마스트의 공진 문제를 해결할 수 있으며, 시스템 구성이 단순, 용이하여 실용화 가능성이 높다.

도 1은 레이더 마스트의 일반적인 모습.
도 2는 동흡진기 (특허출원 제10-2009-0000731호).
도 3은 접철 가능한 레이더 마스트 (특허출원 제10-2010-0052179호).
도 4는 슬라이딩 타입 레이더 마스트 (특허출원 제10-2008-0118075호).
도 5는 본 발명에 따른 슬라이딩 질량에 의한 공진 회피형 레이더 마스트.
도 6은 본 발명에 따른 슬라이딩 질량에 의한 공진 회피형 레이더 마스트의 진동해석 결과.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 슬라이딩 질량에 의한 공진 회피형 레이더 마스트를 보여준다. 그리고 도 6은 본 발명에 따른 슬라이딩 질량에 의한 공진 회피형 레이더 마스트의 진동해석 결과를 보여준다.

본 발명의 경우(도 5), 레이더 마스트(10)의 라이팅 포스트(3)에는 레일(4)이 상하 길이 방향으로 설치되고, 부가 질량(5)이 상기 레일(4)에 설치된 상태에서 레일(4)을 따라 상하 길이 방향으로 슬라이딩하게 된다. 그리고, 상기 부가 질량(5)을 슬라이딩 구동시키기 위한 모터 및 컨트롤판넬(미도시)이 설치된다.

선박 운항 중 레이더 마스트(10)의 진동 문제는 대부분 8~12Hz 사이의 라이팅 포스트(3) 진동에서 비롯된다. 메인 포스트(1)가 거동하는 주된 공진주파수는 대부분 4Hz 미만으로 저속력 운항(항만 운항) 조건에서 문제가 될 수는 있으나 레이더 마스트(10)에 전달되는 가진력이 상대적으로 적어 지금까지 큰 문제가 발생된 사례를 찾아보기는 힘들다.

따라서 본 발명이 레이더 마스트(10)를 전체적인 구조물로서가 아니라 국부적으로 라이팅 포스트(3)의 진동 거동에 관심을 가지는 것은 어떻게 보면 필연적인 것이라 할 수 있으며, 본 발명에 따라 부가 질량(5)의 위치(높낮이)를 조절함으로써 손쉽게 레이더 마스트(10)의 공진을 회피할 수 있다. 이 경우 부가 질량(5)은 레일(4)을 따라 상하 길이 방향으로 슬라이딩하면서 그 위치가 조절된다. 도 6의 진동해석 결과(NASTRAN 진동해석 결과)를 참조하면, 부가 질량 500kg을 이용한 경우 위치에 따라 최대 33 %의 고유진동수 변화를 확인할 수 있다.

본 발명과 같이 부가 질량(5)을 이용하는 경우의 장점은 동특성 관점에서 볼 때 구조 시스템 변화를 주기 위한 용접 작업이 필요 없어 실제 구조물에 적용하기 쉽다는 것이다. 다만, 부가 질량(5)의 형상, 무게 등의 조건에 따라 고유진동수 변화는 차이가 있을 수 있으나, 레이더 마스트(10)와 같이 댐핑이 크지 않은 구조물의 경우 가진주파수와 고유진동수 간의 미소한 차이로도 진동 응답이 현저하게 떨어지는 점을 감안한다면 본 발명은 상당한 효과를 가진다고 할 수 있다.

본 발명이 조선소에 활용될 경우 가장 큰 장점은, 선종 및 메인 엔진에 따른 레이더 마스트(10)의 설계 변경이 필요 없으므로 레이더 마스트(10)의 표준화가 가능하고, 레이더 마스트(10)의 선박 적용 시 레이더 마스트(10)에 대한 별도의 진동 검토가 필요 없다는 점이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 메인 포스트
2 : 플랫폼
3 : 라이팅 포스트
4 : 레일
5 : 부가 질량
10 : 레이더 마스트

Claims (3)

1. 레이더 마스트(10)의 라이팅 포스트(3)에 상하 길이 방향으로 설치되는 레일(4) 및;
   상기 레일(4)에 설치되며 상기 레일(4)을 따라 상하 길이 방향으로 슬라이딩하는 부가 질량(5);
   을 포함하는, 슬라이딩 질량에 의한 공진 회피형 레이더 마스트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 부가 질량(5)을 슬라이딩 구동시키기 위한 모터 및 컨트롤판넬을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 질량에 의한 공진 회피형 레이더 마스트.
3. 레이더 마스트(10)의 라이팅 포스트(3)에 상하로 슬라이딩이 가능한 부가 질량(5)을 설치함으로써 부가 질량(5)의 위치(높낮이)에 따라 라이팅 포스트(3)의 고유진동수를 변화시켜 선박의 실운항 조건에서 레이더 마스트(10)의 공진이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는, 슬라이딩 질량에 의한 공진 회피형 레이더 마스트.

Images