KR20150015972A - 잠수함의 착저 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잠수함이 해저의 지형에 관계없이 착저를 용이하게 할 수 있도록 하여 전술 운용의 폭을 넓힐 수 있는 잠수함의 착저 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 잠수함의 하부 케이싱에 다수 개가 설치되며 압력유체에 의하여 텔레스코픽 방식으로 작동하되 평상 시 상기 하부 케이싱의 내부에 접힌 상태로 인입되어 있다가 착저 시 상기 하부 케이싱의 외부로 펼쳐져 나와 해저 바닥에 안착되는 착저 다리를 포함하는 잠수함의 착저 시스템을 제공한다. 본 발명에 따르면 잠수함은 해저의 지형에 관계없이 착저를 용이하고 신속하게 할 수 있으며 착저 시의 충격이나 작동 이상이 발생하는 것을 방지할 수도 있다. 또한 해저 바닥이 편평하지 않고 울퉁불퉁 하거나 특정 방향으로 심하게 기울어진 경우에도 잠수함은 이러한 해저 지형과 무관하게 평형을 유지할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면 잠수함의 전술 운용의 폭을 넓힐 수 있는바, 특히 본 발명이 소형잠수함에 갖추어지는 경우 작전지역에서 최소 인원만 가동한 채로 장기간 동안 은폐가 가능할 뿐만 아니라 특수전 요원의 침투가 안전하고 용이하게 이루어질 수 있으며 작전의 다양화로 전투능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

잠수함의 착저 시스템{Bottoming System of Submarine}

본 발명은 잠수함이 해저의 지형에 관계없이 착저를 용이하게 할 수 있도록 하여 전술 운용의 폭을 넓힐 수 있는 잠수함의 착저 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 잠수함(Submarine)은 수중과 수상에서 자체의 추진력으로 이동할 수 있는 선박으로 주로 군용으로 사용되며, 이러한 잠수함은 대부분의 시간 동안 적에게 노출되지 않고 수중에서 작전 수행을 해야 하는 특성을 가지고 있다.

또한, 잠수함은 적의 잠수함을 탐색하고 공격하는 대잠전(Anti-Submarine Warfare), 기동 전투전대 외곽에 배치하여 적의 수상함을 정찰하고 공격하는 대함전(Anti-Surface Ship Warfare), 전략 핵무기 및 미사일(Missile)을 탑재하여 전략 임무를 수행하는 대지전(Anti Land Warfare), 상대국의 작전 해역에서 전자정보 및 통신정보를 수집하는 정찰 및 감시(Surveillance And Reconnaissance), 특수전 요원을 투입하여 정보수집 및 주요시설 파괴 등의 임무를 수행하는 특수전(Special Warfare) 및 기뢰부설(Mine Laying) 등 중요한 전략 임무를 수행한다.

현대에 들어 잠수함은 비대칭전략무기로 전쟁억지력이 다른 무기체계에 비하여 높으며, 특히 최근 국지전(局地戰: 전투가 한정된 지역에서만 이루어지는 제한 전쟁의 한 형태)의 형태로 발생하고 있는 전쟁에서 잠수함은 정보전 및 특수전 요원 투입을 적에게 들키지 않고 접근하여 수행할 수 있는 최적의 함정으로 대두되고 있는데, 이러한 정보전 및 특수전 요원 투입은 잠수함이 착저(Bottoming) 상태를 확보한 상황에서 가장 효율적이고 안전하게 수행될 수 있다.

잠수함에서 착저란 잠수함이 해저에 침강하여 정지함으로써 전원손실을 막고 적의 탐지를 예방하는 잠수함의 운용술이다. 잠수함이 착저를 하게 되면 프로펠러도 돌지 않기 때문에 어떤 운용 조건에서보다 조용한 상태를 유지할 수 있게 되며 이처럼 가장 조용한 상태(Ultra Silent Mode)에서 작전을 수행하기 때문에 적이 잠수함을 발견하기가 굉장히 어렵게 된다.

하지만 문제는 잠수함이 착저를 할 수 있는 장소가 상당히 제한적이라는 데 있다. 왜냐하면 잠수함은 비행기처럼 착륙을 위한 랜딩기어 및 바퀴 등과 같은 특별한 착저 시스템을 구비하지 않고 단지 용골(Keel)을 해저 바닥에 그대로 접촉하는 방식으로 착저를 할 뿐이기 때문에(도 6 참조) 착저 시의 충격이나 작동 이상을 방지하기 위하여 안전하게 착저를 할 수 있는 장소를 선별하는 것이 무엇보다 중요하기 때문이다.

이와 관련하여 종래에 잠수함은 소나 및 해저 지도를 이용하여 모래 또는 평평한 곳(Safe Bottoming Area)을 찾아 착저를 하였다. 하지만 위급한 상황이 발생하면 안전한 장소를 미처 찾지 못하고 신속하게 비상 착저를 해야 하는 경우도 발생하고 있으며, 설사 적당한 장소를 찾았다 할지라도 잠수함의 타 형상에 제한이 있거나 선체 아래로 돌출한 하부 케이싱(Casing)으로 인하여 착저 자체가 제한적인 경우도 발생하고 있다.

이처럼 잠수함이 착저를 할 수 있는 장소가 극히 제한적이다 보니 수중에서 중성부력 상태로 위치를 유지하거나 수상으로 부상하는 방법으로 작전을 수행하는 경우가 있으나 이들의 경우에는 정보전 및 특수전 전술 운용을 쉽게 하지 못하는 문제가 있다. 왜냐하면, 수중에서의 위치유지는 기술적으로 쉽지 않으며 수상으로 부상하는 경우에는 적에게 쉽게 노출될 우려가 있기 때문이다.

잠수함의 수중 위치정보 보정 시스템(한국등록특허 제10-1242715호)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 잠수함이 해저의 지형에 관계없이 착저를 용이하게 할 수 있도록 하여 전술 운용의 폭을 넓힐 수 있는 잠수함의 착저 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 잠수함의 하부 케이싱에 다수 개가 설치되며 압력유체에 의하여 텔레스코픽 방식으로 작동하되 평상 시 상기 하부 케이싱의 내부에 접힌 상태로 인입되어 있다가 착저 시 상기 하부 케이싱의 외부로 펼쳐져 나와 해저 바닥에 안착되는 착저 다리를 포함하는 잠수함의 착저 시스템을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 착저 다리는 잠수함의 길이방향으로 두 군데 이상의 위치에 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 착저 다리는 잠수함의 센터라인을 기준으로 좌현 및 우현에 대칭적으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상기 착저 다리에 의해 잠수함이 해저 바닥에 착저하면 잠수함의 평형을 감지하는 자이로 및; 상기 자이로의 감지 결과 잠수함이 평형하지 않은 상태라면 상기 착저 다리에 가해지는 압력유체를 개별적으로 제어하여 잠수함의 평형이 유지되도록 하는 평형유지부;를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 착저 시 상기 하부 케이싱을 열어 상기 착저 다리의 출입구를 제공하는 계폐문을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 잠수함은 해저의 지형에 관계없이 착저를 용이하고 신속하게 할 수 있으며 착저 시의 충격이나 작동 이상이 발생하는 것을 방지할 수도 있다. 또한 해저 바닥이 편평하지 않고 울퉁불퉁 하거나 특정 방향으로 심하게 기울어진 경우에도 잠수함은 이러한 해저 지형과 무관하게 평형을 유지할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면 잠수함의 전술 운용의 폭을 넓힐 수 있는바, 특히 본 발명이 소형잠수함에 갖추어지는 경우 작전지역에서 최소 인원만 가동한 채로 장기간 동안 은폐가 가능할 뿐만 아니라 특수전 요원의 침투가 안전하고 용이하게 이루어질 수 있으며 작전의 다양화로 전투능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예로서 잠수함이 착저 다리를 이용하여 해저 바닥에 착저한 상태를 보여준다(측면도).
도 2는 본 발명의 실시 예로서 잠수함이 착저 다리를 이용하여 해저 바닥에 착저한 상태를 보여준다(정면도).
도 3은 본 발명의 실시 예로서 잠수함이 착저한 후 평형을 유지할 수 있도록 하는 작동 체계를 보여준다.
도 4는 본 발명의 실시 예로서 잠수함이 착저한 후 착저 다리의 압력유체를 조절하여 굴곡이 있는 해저 바닥에서 길이방향으로 평형을 유지하는 상태를 보여준다(측면도).
도 5는 본 발명의 실시 예로서 잠수함이 착저한 후 착저 다리의 압력유체를 조절하여 굴곡이 있는 해저 바닥에서 좌우 방향으로 평형을 유지하는 상태를 보여준다(정면도).
도 6은 종래에 잠수함이 해저 바닥에 착저한 상태를 보여준다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 잠수함(1)이 해저의 지형에 관계없이 착저를 용이하게 할 수 있도록 하여 전술 운용의 폭을 넓힐 수 있는 잠수함(1)의 착저 시스템을 제공하는 것을 목적으로 하는바, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 착저 시 잠수함(1)의 하부 케이싱(2) 외부로 펼쳐져 나와 해저 바닥에 안착되는 착저 다리(3)를 포함한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시 예로서 잠수함(1)이 착저 다리(3)를 이용하여 해저 바닥에 착저한 상태를 보여준다.

착저 다리(3)는 도 1에서 보는 것처럼 잠수함(1)의 하부 케이싱(2)에 설치된다. 이 경우 착저 다리(3)가 잠수함(1)의 하부 케이싱(2)에 설치된다는 것은 보다 바람직하게는 평상 시 착저 다리(3)가 잠수함(1)의 하부 케이싱(2) 밖으로 노출된 상태가 아니라 하부 케이싱(2) 내부에 인입된 상태로 설치됨을 의미한다.

이는 평상 시 착저 다리(3)가 잠수함(1)의 하부 케이싱(2) 밖으로 노출된 상태에 있게 되면 착저 다리(3)는 잠수함(1)의 이동 중 상당한 저항으로 작용하게 되어 잠수함(1)의 속도를 떨어뜨리고 많은 소음을 유발할 수 있기 때문이다. 또한 하부 케이싱(2) 밖으로 노출된 착저 다리(3)는 주변 지형과의 충돌 등으로 인하여 파손될 위험성도 커지게 된다.

한편, 착저 다리(3)를 잠수함(1)의 압력선체(8) 내부에 설치하는 방법도 고려해 볼 수는 있으나, 압력선체(8)에 착저 다리(3)와 같은 육중한 시스템을 설치하는 것은 기술적으로 그리 쉬운 일이 아닐뿐더러 압력선체(8)의 홀(Hole)은 최소화 하는 것인 통념이기 때문에, 착저 다리(3)를 잠수함(1)의 압력선체(8) 내부에 설치하는 것은 바람직하지 않고 하부 케이싱(2)에 설치하는 것이 바람직하다.

도 1에서 보는 것처럼 착저 다리(3)는 평상 시 하부 케이싱(2)의 내부에 접힌 상태로 인입되어 있다가 착저 시 하부 케이싱(2)의 외부(아래)로 펼쳐져 나와 해저 바닥에 안착된다. 즉, 잠수함(1)은 평상 시 착저 다리(3)를 하부 케이싱(2) 내부에 숨긴 상태로 운항하다가 정보전 및 특수전 요원 투입이 필요한 상황이 되거나 긴급 상황이 발생하면 서서히 착저 다리(3)를 하부 케이싱(2) 외부로 펼쳐 해저 바닥으로 착저하는 것이다.

이 경우 하부 케이싱(2)에는 착저 다리(3)가 설치된 곳과 대응하는 위치에 계폐문(7)을 설치한다(도 1 참조). 계폐문(7)은 하부 케이싱(2)에 설치되는 문으로 평상 시 닫혀 있다가 착저 시 열려(하부 케이싱(2)을 열어) 착저 다리(3)의 출입구를 제공하는 역할을 한다. 이러한 계폐문(7)은 도 1에서 보는 것과 같이 하부 케이싱(2)에 미닫이 문(Sliding Door)의 형태로 설치될 수도 있고 여닫이 문의 형태로 설치될 수도 있다.

착저 다리(3)는 압력유체에 의하여 텔레스코픽(Telescopic) 방식으로 접히거나 펼쳐지게 되며, 이를 위하여 착저 다리(3)는 텔레스코픽 실린더의 형태로 구현된다. 텔레스코픽 실린더란 실린더 내부에 또 다른 실린더가 하나 이상 내장되어 있고 압력유체가유입하면 차례로 실린더가 나오게 되어 있어서 큰 스트로크(Stroke)를 얻을 수 있는 구조의 실린더이다. 한편, 착저 다리(3)는 염분에 의해 부식되는 것이 방지되도록 내부식성 금속재질 또는 금속재질의 외부에 내부식성 도료를 살포하여 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명의 경우 압력유체로는 기름(유압), 압축공기(공기압) 등을 사용할 수가 있는데, 별도의 압력장치(5)를 통하여 착저 다리(3)에 공급되는 압력유체의 양을 조절한다. 이 때 압력유체의 양을 조절한다 함은 이를 통하여 착저 다리(3)의 스트로크를 조절함을 의미한다. 이처럼 착저 다리(3)에 공급되는 압력유체의 양을 조절해야 할 필요성에 대해서는 후술하는 부분에서 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2에서 보는 것과 같이 착저 다리(3)는 해저 바닥에 안착된 상태에서 그 펼쳐진 길이만큼 해저 바닥과 잠수함(1) 간을 이격시키며 또한 잠수함(1)을 지지한다. 이 경우 착저 다리(3)는 잠수함(1)을 지지하기에 충분하도록 잠수함(1)의 길이방향 또는 좌우방향에 걸쳐 다수 개가 설치될 필요가 있는데, 최소한 착저 다리(3)는 잠수함(1)이 길이방향 또는 좌우방향으로 기울어지지 않도록 잠수함(1)의 길이방향으로 두 군데 이상의 위치에 설치되고 이 경우 착저 다리(3)는 잠수함(1)의 센터라인을 기준으로 좌현 및 우현에 대칭적으로 설치되는 것이 바람직하다. 참고로, 도 1의 실시 예에서는 착저 다리(3)가 잠수함(1)이 길이방향으로 네 군데의 위치에 설치된 상태를 확인할 수 있다.

상술한 것처럼 본 발명에 따르면 잠수함(1)이 착저 시 해저 바닥과 소정의 거리만큼 이격될 수 있으므로 잠수함(1)은 해저의 지형에 관계없이 착저를 용이하게 할 수 있다. 따라서 종래처럼 잠수함(1)이 소나 및 해저 지도를 이용하여 착저를 할 수 있는 모래 또는 평평한 곳을 찾아다녀야 하는 수고를 덜 수 있고 잠수함(1)이 해저 바닥에 그대로 접촉하는 방식으로 착저를 하는 것을 피할 수 있기 때문에 착저 시의 충격이나 작동 이상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한 잠수함(1)의 타 형상이나 선체 아래로 돌출한 하부 케이싱(2)으로 인하여 착저 자체가 제한을 받는 경우도 피할 수 있다.

한편, 상기와 같이 착저 다리(3)에 의해 해저 바닥에 안착된 잠수함(1)은 승조원들의 전투력 또는 작전수행능력이 유지될 수 있도록 해저 바닥에서 평형을 유지할 필요가 있다. 이는 특히 해저 바닥이 편평하지 않고 울퉁불퉁 하거나 특정 방향으로 심하게 기울어진 경우에 강하게 요청되는 사항이다. 왜냐하면 만약 본 발명에서 착저 다리(3)의 펼쳐진 길이가 모두 동일하기만 하다면 해저 바닥이 편평하지 않고 울퉁불퉁 하거나 특정 방향으로 심하게 기울어진 경우 잠수함(1)은 착저 상태에서 반드시 그 평형을 잃고 어느 한 쪽으로 기울어질 수밖에 없을 것이기 때문이다. 그리고 이 경우 승조원들의 전투력 또는 작전수행능력은 현저히 저하될 수밖에 없다.

이를 위하여, 본 발명은 자이로(4)와 평형유지부(6)를 더욱 포함한다. 그리고 이와 관련한 도면은 도 3으로, 도 3은 본 발명에 있어서 잠수함(1)이 착저한 후 평형을 유지할 수 있도록 하는 작동 체계를 보여준다.

자이로(4)는 착저 다리(3)에 의해 잠수함(1)이 해저 바닥에 착저하면 잠수함(1)의 평형을 감지하는 역할을 한다. 자이로(4)는 X, Y, Z축 중 어느 한 축을 기준으로 단위시간에 잠수함(1)이 회전한 각도의 값을 수치로 알려주는 센서로, 보다 구체적으로는, 진북을 기준으로 한 잠수함(1)의 헤딩 정보, 잠수함(1)의 자세(Roll, Pitch) 정보, 잠수함(1)의 수평각 변화율 정보, 잠수함(1)의 위치 정보 등을 제공하고 X, Y, Z축 성분별 속력 분석 등의 역할도 수행한다.

평형유지부(6)는 자이로(4)의 감지 결과 잠수함(1)이 평형하지 않은 상태라면 착저 다리(3)에 가해지는 압력유체를 개별적으로 제어하여 잠수함(1)의 평형이 유지되도록 하는 역할을 한다. 보다 구체적으로, 평형유지부(6)는 잠수함(1)이 평형하지 않은 상태라면 압력장치(5)를 제어하여 압력장치(5)로 하여금 착저 다리(3)에 공급되는 압력유체의 양(유압, 공기압 등)을 조절하도록 하는바, 이를 통하여 착저 다리(3)의 스트로크, 즉 착저 다리(3)의 접히거나 펼쳐지는 정도(길이)를 조절할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 실시 예로서 잠수함(1)이 착저한 후 착저 다리(3)의 압력유체를 조절하여 굴곡이 있는 해저 바닥에서 길이방향으로 평형을 유지하는 상태를 보여준다(측면도). 그리고 도 5는 본 발명의 실시 예로서 잠수함(1)이 착저한 후 착저 다리(3)의 압력유체를 조절하여 굴곡이 있는 해저 바닥에서 좌우 방향으로 평형을 유지하는 상태를 보여준다(정면도).

도 4 및 도 5에서 보는 것처럼 해저 바닥이 편평하지 않고 울퉁불퉁 하거나 특정 방향으로 심하게 기울어진 경우에도 잠수함(1)은 각각의 착저 다리(3)의 펼쳐진 길이를 조절함으로써 이러한 해저 지형과 무관하게 평형을 유지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 잠수함(1)은 해저의 지형에 관계없이 착저를 용이하고 신속하게 할 수 있으며 착저 시의 충격이나 작동 이상이 발생하는 것을 방지할 수도 있다. 또한 해저 바닥이 편평하지 않고 울퉁불퉁 하거나 특정 방향으로 심하게 기울어진 경우에도 잠수함(1)은 이러한 해저 지형과 무관하게 평형을 유지할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면 잠수함(1)의 전술 운용의 폭을 넓힐 수 있는바, 특히 본 발명이 소형잠수함(1)에 갖추어지는 경우 작전지역에서 최소 인원만 가동한 채로 장기간 동안 은폐가 가능할 뿐만 아니라 특수전 요원의 침투가 안전하고 용이하게 이루어질 수 있으며 작전의 다양화로 전투능력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

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 : 잠수함 2 : 하부 케이싱
3 : 착저 다리 4 : 자이로
5 : 압력장치 6 : 평형유지부
7 : 계폐문 8 : 압력선체

Claims (5)

1. 잠수함(1)의 하부 케이싱(2)에 다수 개가 설치되며 압력유체에 의하여 텔레스코픽 방식으로 작동하되 평상 시 상기 하부 케이싱(2)의 내부에 접힌 상태로 인입되어 있다가 착저 시 상기 하부 케이싱(2)의 외부로 펼쳐져 나와 해저 바닥에 안착되는 착저 다리(3)를 포함하는 잠수함의 착저 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 착저 다리(3)는 잠수함(1)의 길이방향으로 두 군데 이상의 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 잠수함의 착저 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 착저 다리(3)는 잠수함(1)의 센터라인을 기준으로 좌현 및 우현에 대칭적으로 설치되는 것을 특징으로 하는 잠수함의 착저 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 착저 다리(3)에 의해 잠수함(1)이 해저 바닥에 착저하면 잠수함(1)의 평형을 감지하는 자이로(4) 및;
   상기 자이로(4)의 감지 결과 잠수함(1)이 평형하지 않은 상태라면 상기 착저 다리(3)에 가해지는 압력유체를 개별적으로 제어하여 잠수함(1)의 평형이 유지되도록 하는 평형유지부(6);
   를 더욱 포함하는 잠수함의 착저 시스템.
5. 청구항 1에 있어서,
   착저 시 상기 하부 케이싱(2)을 열어 상기 착저 다리(3)의 출입구를 제공하는 계폐문(7)을 더욱 포함하는 잠수함의 착저 시스템.

Images