KR20180017652A - 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조에 관한 것으로, 구체적으로는 예인수조에 설치되는 예인전차의 구조를 개선하여 특수선박 및 수중함의 조종시험 등 다양한 선체시험이 가능하며, 특히, 실제 선박 운용 시 발생될 수 있는 다양한 상황을 예인전차에 평면강제운동 및 수직강제운동을 시켜 시험함으로서 실제 선박 운용 시 발생되는 상황을 구현할 수 있는 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조에 관한 것이다.
본 발명은 예인수조의 양측에 예인수조의 길이 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 주행레일 상에 지지되어 주행하는 예인전차가 설치되는 예인수조에 있어서, 상기 예인전차는, 상기 예인수조)의 상부에 구비되는 상부 프레임의 하부에 설치되는 승하강부에 의해 승하강되되, 상기 승하강부와 예인전차 사이에 구비되는 암(arm)과, 상기 예인전차와 암간에 전후방 및 좌우로 회동이 가능한 회동부(240)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조{Multipurpose towing tank with which resistance and propulsion test and maneuverability test can be performed}

본 발명은 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조에 관한 것으로, 구체적으로는 예인수조에 설치되는 예인전차의 구조를 개선하여 특수선박 및 수중함의 조종시험 등 다양한 선체시험이 가능하며, 특히, 실제 선박 운용 시 발생될 수 있는 다양한 상황을 예인전차에 평면강제운동 및 수직강제운동을 시켜 시험함으로서 실제 선박 운용 시 발생되는 상황을 구현할 수 있는 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조에 관한 것이다.

일반적으로 선박과 같이 아주 거대한 운동체는 비용절감의 차원에서 기본 설계 단계에서부터 선박 및 수중운동체의 기본 성능을 만족하는가에 대한 시뮬레이션이 필수적이다. 대표적으로 조종성능은 모델의 무차원 유체력 미계수를 도입하여 시뮬레이션을 수행함으로써 평가될 수 있다. 이와 같이 선박 및 수중운동체가 건조되기 이전단계에서 조종성능을 추정해 봄으로써 상당한 비용절감의 효과를 가질 수 있다. 또한 시뮬레이션 단계를 통하여 선박 및 수중운동체의 설계에 있어서 여러 가지 대안에 대한 검증도 가능하게 된다.

유체력 미계수를 추정하기 위한 방법으로는, 보통 PMM(Planar Motion Mechanism) 시험이나 회전팔(Rotating Arm) 시험 및 CMT(Circular Motion Test)가 많이 활용되고 있다. 그중에서도 PMM 시험은 부가 질량력과 감쇠력을 동시에 구할 수 있고, 저항시험을 위한 예인수조에서 시험을 수행할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 종래에는 예인전차 및 부전차(조종대차)로 구성되어 조종시험 시에만 부전차를 연결하여 사용하였다. 그러나 조종시험 부전차는 Vy, Vpsi 속도제어를 통해 Circular Motion, Planar Motion(Horizontal)만 시험이 가능하였다. 또한 상용화된 장치들 중 강제동요장치를 활용하여 PMM설비를 구현 할 수 있으나, 이는 모형선의 강제 구속을 하게 되어 항주 시 발생하는 Heave, Pitch motion의 정확한 제어가 힘들며 이로 인해 정확성 있는 시험수치를 얻기가 어려운 문제가 있었다.

대한민국 공개특허공보 10-2011-83811호

상기 특허문헌에는 정적 드리프트 시험(Static Drift Test)과 순수 히브 모션 시험(Pure Heave Motion Test) 및 순수 피치 모션 시험(Pure Pitch Motion Test)를 포함하는 수중운동체 성능시험을 수행할 수 있도록 한 연직 강제동요장치(Vertical Planar Motion Mechanism, 이하 'VPMM'이라 한다)의 시험장비에 관한 기술이 개시되어 있다.

그러나 상기한 특허문헌의 경우 단순히 모형선을 연직방향으로 강제 동요시키기 때문에 수평으로 가해지는 충격에 대해서는 전혀 예측할 수 없으며, 이로 인해 정확한 시험결과를 확보하기 어려운 실정이다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 그 목적은 예인수조에 구비되는 예인전차에 설치되어 특수선박, 잠수체 조종시험 등 다양한 선체시험이 가능한 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 예인수조의 양측에 예인수조의 길이 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 주행레일 상에 지지되어 주행하는 예인전차가 설치되는 예인수조에 있어서, 상기 예인전차는, 상기 예인수조)의 상부에 구비되는 상부 프레임의 하부에 설치되는 승하강부에 의해 승하강되되, 상기 승하강부와 예인전차 사이에 구비되는 암(arm)과, 상기 예인전차와 암간에 전후방 및 좌우로 회동이 가능한 회동부(240)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 암은, 6개 암이 실린더 타입으로 구성되되, 각각의 암은 헥사포드(hexapod)형태로 배치되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 암은, 각각에 힘을 계측하는 6분력계가 설치되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 상기 회동부는, 상기 예인전차를 수직강제운동을 시키는 수직강제운동부 및 상기 예인전차를 평면강제운동을 시키는 평면강제운동부를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 수직강제운동부와 평면강제운동부는, 상기 예인전차와 암과 사이에 구비되는 로드; 상기 로드의 상부 외측을 감싸는 하우징; 및 상기 로드와 하우징사이에 개재되는 롤러;을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 하우징은, 상기 예인전차 대신에 수중함으로 교체하여 시험할 시 상기 로드의 상하운동을 방지하기 위하여 체결되는 픽싱 볼트를 더 포함한다.

본 발명의 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조에 의하면, 예인수조에 설치되는 예인전차의 구조를 개선하여 특수선박 및 수중함의 조종시험 등 다양한 선체시험이 가능하며, 특히, 실제 선박 운용 시 발생될 수 있는 다양한 상황을 예인전차에 평면강제운동 및 수직강제운동을 시켜 시험함으로서 실제 선박 운용 시 발생되는 상황을 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 특수선박 및 수중함 제조에도 유용하게 사용할 수 있어 다목적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조의 전체적인 모습을 도시한 배면도이다.
도 2는 도 1의 예인전차의 배면을 확대 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 예인전차의 측면을 확대 도시한 도면이다.
도 4는 도 2의 예인전차를 평면강제운동 시키는 작동상태도이다.
도 5는 도 3의 예인전차를 수직강제운동 시키는 작동상태도이다.
도 6은 도 1의 예인전차를 수중함으로 교체하여 시험하는 모습을 나타낸 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공 되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명의 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조의 전체적인 모습을 도시한 배면도이고, 도 2는 도 1의 예인전차의 배면을 확대 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 예인전차의 측면을 확대 도시한 도면이고, 도 4는 도 2의 예인전차를 평면강제운동 시키는 작동상태도이며, 도 5는 도 3의 예인전차를 수직강제운동 시키는 작동상태도이고, 도 6은 도 1의 예인전차를 수중함으로 교체하여 시험하는 모습을 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조는, 예인수조(200)의 양측에 예인수조(200)의 길이 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 주행레일 상에 지지되어 주행하는 예인전차(100)가 설치된다. 즉, 상기 예인전차(100)는, 상기 예인수조(200)의 상부에 구비되는 상부 프레임(210)의 하부에 설치되는 승하강부(220)에 의해 승하강되되, 상기 승하강부(220)와 예인전차(100) 사이에 구비되는 암(arm)(230)과, 상기 예인전차(100)와 암(230)간에 전후방 및 좌우로 회동이 가능한 회동부(240)로 구성된다.

한편, 상기한 암(230)은, 6개 암(230)이 실린더 타입으로 구성되되, 각각의 암(230)은 헥사포드(hexapod)형태로 배치될 수 있다. 이는 예인전차(100)를 평면강제운동 및 수직강제운동을 시켜 예인전차의 속도성능 및 조종시험을 할 시 해수의 미세한 흐름에도 선박에 가해지는 충격을 측정하여 정확한 측정값을 얻기 위한 것이다. 따라서 상기 암(230)은, 각각에 힘을 계측하는 6분력계가 설치되어 선박의 항주 시 해수에 의해 발생되는 충격에 따라 암(230)의 변위 값을 측정함으로서 정확한 측정값을 얻을 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 회동부(240)는, 상기 예인전차(100)를 수직강제운동을 시키는 수직강제운동부(241) 및 상기 예인전차(100)를 평면강제운동을 시키는 평면강제운동부(242)로 구성된다. 여기서 상기 수직강제운동부(241) 및 평면강제운동부(242)는 설명의 편의상 별도의 구성으로 분리한 것이다. 따라서 하나의 구성품인 회동부(240)를 통해 수직강제운동 및 평면강제운동을 시킬 수 있도록 구성된다.

구체적으로 상기 수직강제운동부(241)와 평면강제운동부(242)는, 상기 예인전차(100)와 암(230)과 사이에 구비되는 로드(2401)와, 상기 로드(2401)의 상부 외측을 감싸는 하우징(2402) 및 상기 로드(2401)와 하우징(2402)사이에 개재되는 롤러(2403)로 구성된다.

따라서 수직강제운동을 실시할 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 로드(2401)가 상하로 이동하면서 암(230)에 가해지는 충격을 측정하도록 구성되고, 평면강제운동 시에는 도 5에 도시된 바와 같이 로드(2401)는 상하로 이동되지 않고 상기 암(230)만 좌우로 이동되면서 암(230)에 가해지는 충격을 측정하게 되는 것이다.

한편, 상기 하우징(2402)에는, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 예인전차(100) 대신에 수중함(110)으로 교체하여 시험할 시 상기 로드(2401)의 상하운동을 방지하기 위하여 체결되는 픽싱 볼트(2404)를 하우징(2402)의 하부에 결합하게 된다. 따라서 수중함(110)을 대상으로 하여 시험할 시에는 상기 로드(2401)가 상하부로 이동되지 않도록 하여, 수중함(110)이 상하좌우로만 가해지는 충격을 측정할 수 있게 되는 것이다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조의 작동상태에 대하여 살펴보기로 한다.

우선 시험자는 예인수조(200)의 표면에 예인전차(100)를 일정깊이로 잠기도록 승하강부(220)를 이용하여 예인전차(100)를 수면 위에 띄우게 된다.

이후 예인전차(100)를 다양한 속도로 이동하면서 속도에 따른 해수에 의한 선박에 가해지는 충격을 상기 회동부(240)의 변위를 통해 그 충격량을 파악할 수 있게 되는 것이다. 즉, 예인전차(100)가 수직강제운동 및 평면강제운동된 측정값을 암(230)이 이동된 변위를 통해 측정하게 되는 것이다. 이때 상기한 6분력계가 설치되어 있기 때문에 보다 정확한 예인전차(100)에 가해지는 충격값을 측정할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기한 예인전차(100)를 해체하고, 그 자리에 수중함(110)을 설치할 경우에는 로드(2401)의 상하운동을 방지하기 위하여 체결되는 픽싱 볼트(2404)를 하우징(2402)의 하부에 결합하여 평면강제운동을 통해서만 해수가 수중함에 가하는 충격을 측정할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 설명된 본 발명의 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 예인전차 200 : 예인수조
210 : 상부프레임 220 : 승하강부
230 : 암 240 : 회동부
241 : 수직강제운동부 242 : 평면강제운동부
2401 : 로드 2402 : 하우징
2403 : 롤러 2404 : 픽싱 볼트

Claims (6)

1. 예인수조(200)의 양측에 예인수조(200)의 길이 방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 주행레일 상에 지지되어 주행하는 예인전차(100)가 설치되는 예인수조(200)에 있어서,
   상기 예인전차(100)는,
   상기 예인수조(200)의 상부에 구비되는 상부 프레임(210)의 하부에 설치되는 승하강부(220)에 의해 승하강되되, 상기 승하강부(220)와 예인전차(100) 사이에 구비되는 암(arm)(230)과,
   상기 예인전차(100)와 암(230)간에 전후방 및 좌우로 회동이 가능한 회동부(240)로 구성되는 것을 특징으로 하는 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 암(230)은,
   6개 암(230)이 실린더 타입으로 구성되되, 각각의 암(230)은 헥사포드(hexapod)형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 암(230)은,
   각각에 힘을 계측하는 6분력계가 설치되는 것을 특징으로 하는 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조.
4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 회동부(240)는,
   상기 예인전차(100)를 수직강제운동을 시키는 수직강제운동부(241); 및
   상기 예인전차(100)를 평면강제운동을 시키는 평면강제운동부(242)를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 수직강제운동부(241)와 평면강제운동부(242)는,
   상기 예인전차(100)와 암(230)과 사이에 구비되는 로드(2401);
   상기 로드(2401)의 상부 외측을 감싸는 하우징(2402); 및
   상기 로드(2401)와 하우징(2402)사이에 개재되는 롤러(2403);을 포함하는 것을 특징으로 하는 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 하우징(2402)은,
   상기 예인전차(100) 대신에 수중함(110)으로 교체하여 시험할 시 상기 로드(2401)의 상하운동을 방지하기 위하여 체결되는 픽싱 볼트(2404)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저항추진 및 조종시험이 병행 가능한 예인수조.

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