KR20190019123A - 잠수함 구동 시스템 - Google Patents

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KR20190019123A
KR20190019123A KR1020197000202A KR20197000202A KR20190019123A KR 20190019123 A KR20190019123 A KR 20190019123A KR 1020197000202 A KR1020197000202 A KR 1020197000202A KR 20197000202 A KR20197000202 A KR 20197000202A KR 20190019123 A KR20190019123 A KR 20190019123A
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토비아스 클라인하인츠
디트리히 비테킨드
프란츠 호페
토마스 슈미트바우어
베른하르트 폴머
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렌크 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은, 잠수함의 잠수함 구동 시스템(1)에 있어서, 구동 샤프트(2); 구동 샤프트(2)에 결합되는 구동 프로펠러(3); 구동 샤프트(2)의 구동을 위한 전기 기계(4, 5)를 포함하는 잠수함 구동 시스템으로서, 적어도 하나의 제1 전기 기계(4)를 포함하는 주 구동부는 최대 부하 작동을 위해 설계되며, 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 결합되거나 또는 결합될 수 있고, 적어도 하나의 제2 전기 기계(5)를 포함하는 추가 구동부는 잠수함의 스텔스 작동 또는 수중 작동에 관한 부분 부하 작동을 위해 설계되며, 마찬가지로 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 결합되거나 또는 결합될 수 있는 것인 잠수함 구동 시스템에 관한 것이다.

Description

잠수함 구동 시스템
본 발명은 잠수함 구동 시스템에 관한 것이다.
구동 샤프트; 이 구동 샤프트에 결합되는 구동 프로펠러; 구동 샤프트를 구동하기 위한 전기 기계를 포함하는 잠수함 구동 시스템이 이미 알려져 있다. 여기서, 잠수함 구동 시스템의 전기 기계는 실시에 따라 구동 샤프트에 직접 결합된다. 여기서, 전기 기계는 최대 부하 작동(full-load operation)을 위해 그리고 또한 부분 부하 작동을 위해 이용된다. 특히 부분 부하 작동 중에 효율 면에서 불리하게 된다. 더욱이, 비교적 큰 전기 기계가 채용되어야만 한다.
DE 10 2012 208 065 A1로부터, 선박의 구동 시스템이 알려져 있으며, 이 구동 시스템의 경우, 전기 기계는 직접적으로 또는 트랜스미션을 통해 간접적으로 구동 샤프트에 결합된다. 전기 기계와 구동 샤프트 사이에 트랜스미션을 연결시킴으로써, 더 작고 더 경량이며 더욱 비용 효과적인 전기 기계가 채용될 수 있는데, 구체적으로 이 경우 요구되는 회전 속도보다 빠른, 구동 샤프트에 의해 구동되는 구동 프로펠터 또는 구동 샤프트의 회전 속도로 전기 기계가 작동될 수 있기 때문이다.
이로부터 시작하여, 본 발명은 새로운 유형의 잠수함 구동 시스템을 제공하려는 목적에 기초한 것이다.
이러한 목적은 청구항 1에 따른 잠수함 구동 시스템을 통해 달성된다.
본 발명에 따르면, 적어도 하나의 제1 전기 기계를 포함하는 주 구동부는 최대 부하 작동을 위해 설계되며, 구동측 상에서 구동 샤프트에 결합되거나 또는 결합될 수 있고, 적어도 하나의 제2 전기 기계를 포함하는 추가적인 구동부는 잠수함의 스텔스 작동(stealth operation) 및/또는 수중 작동(submerged operation)을 위한 부분 부하 작동을 위해 설계되고, 마찬가지로 구동측 상에서 구동 샤프트에 결합되거나 또는 결합될 수 있다. 이에 따라, 잠수함 구동 시스템은 적어도 2개의 전기 기계를 포함한다. 각각의 제1 전기 기계는 최대 부하 작동을 위해 설계된 것이며, 최대 부하 작동 중에 아래와 같이 이용된다. 각각의 제2 전기 기계는 부분 부하 작동을 위해 설계된 것이며, 부분 부하 작동 중에 이용된다. 이에 따라, 부분 부하 작동 중의 효율 면에서의 단점은, 부분 부하 작동에 특히 적합한 각각의 제2 전기 기계를 통해 방지될 수 있다.
유리하게는, 최대 부하 작동을 위해 설계된 각각의 제1 전기 기계는 제1 트랜스미션을 통해 간접적으로 또는 직접적으로 구동측 상에서 구동 샤프트에 결합되거나 또는 결합될 수 있으며, 부분 부하 작동을 위해 설계된 각각의 제2 전기 기계는 제1 트랜스미션을 통해 구동측 상에서 구동 샤프트에 간접적으로 결합되거나 결합될 수 있고, 부분 부하 작동을 위해 설계된 각각의 제2 전기 기계는 직접적으로 또는 제1 트랜스미션을 통해 간접적으로 또는 제2 트랜스미션을 통해 간접적으로 구동측 상에서 구동 샤프트에 결합되거나 또는 결합될 수 있다. 이 때문에, 특히 최대 부하 작동을 위해 더 작게, 더 경량으로, 그리고 더욱 비용 효과적으로 설계된 제1 전기 기계를 구현하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 각각의 제2 전기 기계는 제1 트랜스미션 상에 장착 또는 지지되며, 각각의 제1 전기 기계 및 제1 트랜스미션과 함께 공동으로 잠수함의 기초부 상에 지지된다. 이러한 제1 양태를 이용하면, 바람직하게는 구동 샤프트의 스러스트 베어링(thrust bearing)과 제1 트랜스미션의 출력부 사이에 탄성 보상 커플링이 연결된다. 이러한 제1 양태는 잠수함 구동 시스템에 매우 적합하다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 각각의 제2 전기 기계는, 각각의 경우에 각각의 제1 전기 기계 및 제1 트랜스미션에 따라 간접적으로 제2 트랜스미션을 통해 또는 직접적으로 잠수함의 기초부 상에 지지된다. 본 발명의 제2 양태도 또한 잠수함 구동 시스템에 매우 적합하며, 본 발명의 제2 양태는 요구되는 설치 공간 면에서 장점을 갖는다.
이러한 제2 양태를 이용하면, 구동 샤프트의 스러스트 베어링(thrust bearing) 또는 축방향 베어링과 제2 트랜스미션의 출력부 또는 제2 전기 기계 사이에 탄성 보상 커플링이 연결된다. 이러한 제2 양태를 이용하면, 상기 탄성 보상 커플링은 제1 양태의 경우에서보다 작을 수 있다. 더욱이, 제2 양태의 경우 구동 샤프트의 스러스트 베어링은 바람직하게는 제1 트랜스미션에 통합된다. 본 발명의 제2 양태의 경우 제1 트랜스미션에 스러스트 베어링을 통합하면, 추가적인 설치 공간 이익을 얻게 된다.
본 발명의 바람직한 추가적인 개량은 종속 청구항 및 이하의 설명으로부터 얻을 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예는, 한정하지 않으면서 도면에 의해 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 제1의 잠수함 구동 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제2의 잠수함 구동 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제3의 잠수함 구동 시스템의 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제4의 잠수함 구동 시스템의 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 추가적인 잠수함 구동 시스템의 블록도이다.
도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 잠수함 구동 시스템(1)의 다양한 예시적인 실시예를 도시한 것이다. 도 1 내지 도 5의 모든 잠수함 구동 시스템(1)은 공통적으로 동일하게 구동 샤프트(2), 이 구동 샤프트(2)에 결합된 구동 프로펠러(3), 및 다수의 전기 기계(4, 5)를 포함한다. 구동 샤프트(2)의 구동 및 이에 따른 구동 프로펠러(3)의 구동을 위한 주 구동부의 적어도 하나의 제1 전기 기계(4)는 잠수함 구동 시스템의 최대 부하 작동을 위해 설계되며, 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 결합되거나 결합될 수 있다. 추가적인 구동부의 적어도 하나의 제2 전기 기계(5)는 잠수함 구동 시스템(1)의 부분 부하 작동을 위해 설계되며, 마찬가지로 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 결합되거나 또는 결합될 수 있는데, 잠수함 구동 시스템(1)의 부분 부하 작동 중에, 잠수함은 보통 스텔스 모드(stealth mode) 및/또는 수중 모드(submerged mode)로 작동된다.
따라서, 본 발명에 따른 잠수함 구동 시스템(1)의 사상은, 구동 샤프트(2)를 구동하기 위한 다수의 전기 기계(4, 5), 즉 최대 부하 작동을 위해 설계된 제1 전기 기계(4) 및 스텔스 작동 및/또는 수중 작동을 위한 부분 부하 작동을 위해 설계된 제2 전기 기계(5)를 제공하는 것이며, 상기 전기 기계는 작동 상태에 따라, 즉 최대 부하 작동이 요구되는지 또는 부분 부하 작동이 요구되는지에 따라 작동되고, 이러한 목적을 위해 구동 샤프트(2)에 결합되거나 또는 구동 샤프트로부터 분리된다. 최대 부하 작동 중에, 제1 전기 기계(4)는 보통 구동 샤프트(2)에 결합되며, 제2 전기 기계(5)는 구동 샤프트로부터 분리되어 있다. 부분 부하 작동 중에, 제2 전기 기계(5)는 보통 구동 샤프트(2)에 결합되며, 제1 전기 기계(4)는 구동 샤프트로부터 분리되어 있다.
본 발명의 유리한 추가적인 개량에 따르면, 최대 부하 작동을 위해 설계된 잠수함 구동 시스템(1)의 제1 전기 기계(4)는 간접적으로 제1 트랜스미션(6)을 통해 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 결합되는 것이 제시된다. 여기서, 제1 트랜스미션(6)은 상호 맞물리는 기어휠(gearwheel)의 기어휠 평면(7, 8)을 포함하며, 상호 맞물리는 기어휠은 적어도 하나의 트랜스미션 스테이지를 제공한다.
이에 따라, 제1 트랜스미션(6)은 스텝업 트랜스미션(step-up transmission)이고, 이때 스텝업 트랜스미션은 구동 프로펠러(3)의 구동 및 이에 따른 구동 샤프트(2)의 구동을 위해 요구되는 것보다 현저하게 빠른 회전 속도로 제1 전기 기계(4)가 작동될 수 있게 하도록 설계된다. 이 때문에, 실시로부터 알려져 있는 잠수함 구동 시스템으로 가능한 것보다 더 작고 더 경량이며 더욱 비용 효과적인 전기 기계가 최대 부하 작동을 위해 채용될 수 있다.
더욱이, 제1 트랜스미션(6)은 클러치(11)를 포함하며, 이 클러치는 바람직하게는 동기 클러치(synchronised clutch)로서 구현된다.
부분 부하 작동을 위해 설계된 제2 전기 기계(5)는 도 1의 예시적인 실시예에서는 제1 트랜스미션(6) 상에 장착 또는 지지되며, 직접, 즉 추가적인 트랜스미션 스테이지 없이, 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 결합된다.
이에 비해, 도 2는 예시적인 실시예로서, 부분 부하 작동을 위해 설계된 제2 전기 기계(5)가 제1 트랜스미션(6) 상에 장착 또는 지지되는 반면 제1 트랜스미션(6)을 통해 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 간접적으로 결합되는 것을 도시하고 있으며, 즉 도 2에서는 추가적인 기어휠 평면(9, 10)에 의해 형성되는 제1 트랜스미션(6)의 별도의 트랜스미션 스테이지를 통해 제2 전기 기계가 구동측 상에서 구동 샤프트에 결합된다.
도 3의 예시적인 실시예에 있어서, 부분 부하 작동을 위해 설계된 제2 전기 기계(5)는, 도 1 및 도 2의 예시적인 실시예에서와 마찬가지로 제1 트랜스미션(6) 상에 장착되며, 도 3의 예시적인 실시예에서는 또한 도 2의 예시적인 실시예에서와 마찬가지로 역시 제1 트랜스미션(6)을 통해 간접적으로 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 연결된다. 그러나, 도 3의 예시적인 실시예에 있어서, 제2 전기 기계(5)는, 도 2의 예시적인 실시예에서와는 달리, 별도의 트랜스미션 스테이지를 통해 구동 샤프트(2)에 연결되지 않고, 오히려 제1 전기 기계(4)의 기어휠 평면(7 및 8)에 의해 형성되는 트랜스미션 스테이지를 통해 구동 샤프트에 연결된다. 도 3의 실시예는 특히 컴팩트하고 간단한 반면, 도 2의 예시적인 실시예는 효율 면에서 장점을 갖는다.
이미 설명된 바와 같이, 도 1 내지 도 3의 모든 예시적인 실시예는, 공통적으로, 각각의 잠수함 구동 시스템(1)이 다수의 전기 기계, 즉 최대 부하 작동을 위한 제1 전기 기계(4) 및 부분 부하 작동을 위한 제2 전기 기계(5)를 포함하며, 부분 부하 작동을 위한 제2 전기 기계(5)는 제1 트랜스미션(6) 상에 장착 또는 지지되고, 제1 트랜스미션은 적어도 최대 부하 작동을 위해 설계된 제1 전기 기계(4)을 위한 스텝업 트랜스미션으로서의 역할을 한다. 선택적으로, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 트랜스미션(6)은 또한 부분 부하 작동을 위해 설계된 제2 전기 기계(5)를 위한 스텝업 트랜스미션으로서의 역할을 할 수도 있다.
부분 부하 작동을 위해 설계된 제2 전기 기계(5)가 제1 트랜스미션(6) 상에 장착 또는 지지되는 도 1, 도 2, 및 도 3의 예시적인 실시예에 있어서, 제2 전기 기계(5)는 제1 전기 기계(4)와 함께 그리고 제1 트랜스미션(6)과 함께 공동으로 잠수함(1)의 기초부(12) 상에 지지되며, 이를 위해 도 1 내지 도 3의 예시적인 실시예에서, 제1 전기 기계(4) 및 제1 트랜스미션은 공통 프레임(13) 상에 장착되고, 이에 따라 제2 전기 기계(5)도 또한 제1 트랜스미션(6)을 통해 상기 공통 프레임(13) 상에 장착된다. 이러한 공통 프레임(13)에 의해, 2개의 전기 기계(4, 5) 및 제1 트랜스미션(6)이 공동으로 잠수함의 기초부(12) 상에 지지된다.
공통 프레임(13)과 기초부(12) 사이에는, 탄성 음향 감쇠 요소(14)가 연결된다. 이는 특히 잠수함 구동 시스템(1)의 부분 부하 작동 중에 잠수함이 스텔스 작동 또는 수중 작동으로 작동되는 경우에 중요하다.
더욱이, 도 1, 도 2, 및 도 3의 잠수함 구동 시스템(1)은 구동 샤프트(2)에 할당되는 축방향 베어링 또는 스러스트 베어링(15); 구동 샤프트(2)에 할당되는 탄성 보상 커플링(16); 마찬가지로 구동 샤프트에 할당되는 클러치(17)를 포함한다. 축방향 베어링 또는 스러스트 베어링(15)은 구동 샤프트(2)에 작용하는 축방향 힘을 흡수하는 역할을 한다. 전단력은 상기 축방향 베어링 또는 상기 스러스트 베어링(15)으로부터 선체로 또는 잠수함의 기초부로 향하게 된다. 모멘트(moment)는 탄성 보상 커플링(16)을 통해 구동 프로펠러(3)로 전달된다. 클러치(17)에 의해, 구동 프로펠러(3)는 구동 샤프트(2)로부터 분리될 수 있다.
본 발명의 제2 양태에 따른 잠수함 구동 시스템(1)이 도 4 및 도 5에 의해 제시되는데, 도 4 및 도 5의 예시적인 실시예는, 도 4 및 도 5의 예시적인 실시예의 경우, 부분 부하 작동을 위해 설계된 제2 전기 기계(5)가 최대 부하 작동을 위해 설계된 제1 전기 기계(4) 및 제1 트랜스미션(6)과 함께 잠수함의 기초부(12) 또는 선체에 작용하거나 상기 기초부 또는 선체에 의해 지지되지 않고, 오히려 제1 전기 기계(4) 및 제1 트랜스미션(6)과는 무관하게 잠수함의 기초부(12) 상에 지지된다는 점에서, 도 1 내지 도 3의 예시적인 실시예와 주로 상이하다.
여기서, 도 4는, 제2 전기 기계(5)가 직접, 즉 추가적인 스텝업 스테이지 없이 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 결합되고, 결과적으로 잠수함의 기초부(12) 상에서 탄성 음향 감쇠 요소(14)를 통해 지지되는 것인 실시예를 제시하고 있다.
이와 대조적으로, 도 5의 실시예의 경우, 부분 부하 작동을 위해 설계된 제2 전기 기계(5)는 직접적인 방식이 아니라 간접적으로 별도의 제2 스텝업 트랜스미션(19)을 통해 구동 샤프트(2)에 결합되며, 잠수함의 기초부(12)와 제2 트랜스미션(19) 사이에 배치되는 탄성 진동 감쇠기(14) 및 제2 트랜스미션(19)을 통해 지지된다.
도 4 및 도 5로부터, 도 4 및 도 5의 예시적인 실시예에 있어서, 최대 부하 작동을 위해 설계된 제1 전기 기계(4) 및 제1 전기 기계(4)를 위한 스텝업 트랜스미션으로서 역할을 하는 제1 트랜스미션(6)이 개별적으로 기초부(12)에 의해 지지되지만, 탄성 진동 감쇠기(14) 없이 지지된다는 것은 명확한데, 이는 최대 부하 작동 중에 제1 전기 기계(4)를 사용할 때 잠수함의 저소음 작동, 예컨대 부분 부하 작동 중에 바람직한 저소음 작동, 특히 스텔스 작동 중에 바람직한 저소음 작동이 낮은 중요도를 갖기 때문이다.
도 1 내지 도 3의 예시적인 실시예로부터 도 4 및 도 5의 예시적인 실시예가 갖는 추가적인 차별점은, 도 4 및 도 5의 예시적인 실시예에 있어서, 도 1 및 도 3의 예시적인 실시예에서와는 달리, 탄성 보상 커플링(16)이 제1 트랜스미션(6)의 출력부와 축방향 베어링 또는 스러스트 베어링(15) 사이에 연결되지 않고, 오히려 부분 부하 작동을 위해 설계된 제2 트랜스미션(19) 또는 제2 전기 기계(5)와 구동 샤프트(2)의 축방향 베어링 또는 스러스트 베어링(15) 사이에 연결된다는 점이다.
이미 앞서 설명한 바와 같이, 잠수함 구동 시스템(1)의 저소음 작동은 단지 부분 부하 작동 중에만 중요하며, 특히 스텔스 작동 중에만 중요하고, 이에 따라 도 4 및 도 5의 예시적인 실시예에 있어서, 탄성 보상 커플링(16)은, 제1 전기 기계(4) 및 제1 트랜스미션(6)과는 무관하게 오직 잠수함의 기초부(12) 상에 지지되는 제2 전기 기계(5)에 대해서만 중요하다.
도 5의 예시적인 실시예에 있어서, 잠수함 구동 시스템의 보다 조용한 작동을 보장하기 위해, 제2 트랜스미션(19) 및 제2 전기 기계(5)의 유닛 주위에 음향 절연 커버링(18)이 추가적으로 배치된다.
도 4 및 도 5의 예시적인 실시예에 있어서, 축방향 베어링 또는 스러스트 베어링(15)은, 최대 부하 작동을 위해 설계된 제1 전기 기계(4)를 위한 스텝업 트랜스미션으로서의 역할을 하는 제1 트랜스미션에 통합된다. 이에 따라, 전술한 경우 추가적인 설치 공간의 이익이 구현될 수 있다.
최대 부하 작동 중에, 요구되는 구동력은 제1 전기 기계(4)에 의해 제공된다. 크기, 중량, 및 비용을 줄이기 위해, 제1 전기 기계(4)의 회전 속도는 요구되는 프로펠러 회전 속도보다 빠르고, 이런 이유로 하나 이상의 스텝업 스테이지를 갖춘 제1 트랜스미션(6)이 채용된다. 제1 전기 기계(4)는 선택적인 클러치 또는 동기 클러치(11)를 통해 스위치 온 및 스위치 오프될 수 있다. 토크는 특히 탄성 보상 커플링(16)을 통해 구동 프로펠러(3)로 향하게 되며, 작동 중에 구동 샤프트에 작용하는 전단력은 축방향 베어링(15)을 통해 선체 또는 기초부(12)에 전달된다.
부분 부하 작동 중에, 요구되는 구동력은 제2 전기 기계(5)에 의해 제공된다. 스텔스 작동 및 수중 작동 중에, 잠수함은 일반적으로 상기 구동력 중 단지 미미한 부분만을 필요로 한다.
부분 부하 작동을 위해 특수하게 설계된 제2 전기 기계(5)는 보통 배터리로부터 에너지를 공급받는다. 전술한 범위와 관련하여, 부분 부하 작동에 있어서 효율은 특히 중요하다. 부분 부하 작동, 즉 스텔스 작동 및 수중 작동 중에, 소형 전기 기계(5)는 그 정격 동력 범위 내에 있으며, 이에 따라 최적화된 효율을 나타내고, 이는 더 큰 범위를 유발한다.
도 1, 도 2, 및 도 3의 예시적인 실시예에 있어서, 제2 전기 기계(5)는 유리하게는 제1 트랜스미션(6)에 부착되며, 도 1에서는 구동 샤프트(2)에 직접 연결된다. 상기 구동부는 선택적으로는 동력 요건에 따라 제1 전기 기계(4) 또는 제2 전기 기계(5)에 의해 작동된다. 제2 전기 기계(5)를 이용한 작동 중에, 제1 전기 기계(4)는 클러치(11)를 통해 분리될 수 있으며, 이는 효율과 관련하여 특히 유리하다.
도 4 및 도 5는 제1 전기 기계(4)와는 무관하게 기초부(12) 상에 제2 전기 기계(5)가 지지되는 예시적인 실시예를 도시한 것이다. 제1 전기 기계(4)는 단지 소음에 덜 민감한 작동 상태에서만 이용되기 때문에, 이때 제1 전기 기계(4) 상의 탄성 장착부는 없을 수도 있다. 저속의 수중 작동 중에 특히 소음을 줄이기 위해, 제2 전기 기계(5)는 유리하게는 기초부(12) 상에 탄성 지지된다. 탄성 커플링(16)은 단지 제2 전기 기계(5)와 프로펠러 샤프트(2) 사이에만 필요하며, 이에 따라 탄성 커플링은 유리하게는 현저하게 작게 설계될 수 있다. 바람직하게는, 축방향 베어링 또는 스러스트 베어링(16)이 제1 트랜스미션(6)의 하우징 내에 통합된다.
제1 트랜스미션(6)은 유리하게는 터널 트랜스미션(tunnel transmission)일 수 있다.
도 5의 예시적인 실시예에 있어서, 제2 전기 기계(5)의 영역에서도 또한 중량, 설치 공간, 및 비용을 줄일 수 있도록 하기 위해 제2 전기 기계(5)에 대해 고속 회전 실시예가 사용된다. 제2 전기 기계(5)의 회전 속도를 구동 샤프트(2)의 원하는 회전 속도로 조절하기 위해, 도 5에서는 제2 트랜스미션(19)이 이용된다. 소음을 최소화하기 위해, 제2 트랜스미션(19)의 경우에는 유리하게는 오일 펌프의 사용이 생략될 수 있으며, 펌프가 없는 침지 윤활(immersion lubrication)이 구현될 수 있다. 제2 전기 기계(5) 및 제2 트랜스미션(12)은, 유리하게는 서로에 대해 강성 정렬되고 기초부(12) 상에 함께 탄성 장착된다.
각각의 도시된 예시적인 실시예에서는 유리하게는 제어부가 마련되며, 이 제어부에 의해 각각의 원하는 작동 구성의 자동적인 형성 및 작동 관련 파라메타의 모니터링이 가능하게 된다. 이에 따라, 상기 제어부는, 최대 부하 작동 중에 제1 전기 기계(4)를 자동적으로 이용하고 부분 부하 작동 중에 구동원으로서 제2 전기 기계(5)를 자동적으로 이용하기 위해 클러치 및 전기 기계들을 자동적으로 작동시킬 수 있다. 또한, 이와 무관하게 원하는 작동 구성을 자동적으로 형성하기 위해 그리고 주 구동부의 제1 전기 기계(4)를 통한 최대 부하 작동 중에 또는 추가적인 구동부의 제2 전기 기계(5)를 통한 스텔스 작동 및/또는 수중 작동에 관한 부분 부하 작동 중에, 구동력을 제공하기 위해, 상기 제어부에 의해 작동 파라메타가 모니터링될 수 있다.
1 : 잠수함 구동 시스템
2 : 구동 샤프트
3 : 구동 프로펠러
4 : 전기 기계
5 : 전기 기계
6 : 트랜스미션
7 : 기어휠 스테이지
8 : 기어휠 스테이지
9 : 기어휠 스테이지
10 : 기어휠 스테이지
11 : 클러치
12 : 기초부
13 : 프레임
14 : 음향 감쇠 요소
15 : 축방향 베어링
16 : 보상 커플링
17 : 클러치
18 : 음향 절연 커버링
19 : 트랜스미션

Claims (15)

  1. 잠수함의 잠수함 구동 시스템(1)에 있어서,
    구동 샤프트(2);
    구동 샤프트(2)에 결합되거나 또는 결합될 수 있는 구동 프로펠러(3);
    구동 샤프트(2)의 구동을 위한 전기 기계(4, 5)
    를 구비하고,
    적어도 하나의 제1 전기 기계(4)를 포함하는 주 구동부는 최대 부하 작동을 위해 설계되며, 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 결합되거나 또는 결합될 수 있고,
    적어도 하나의 제2 전기 기계(5)를 포함하는 추가 구동부는 잠수함의 스텔스 작동 및/또는 수중 작동에 관한 부분 부하 작동을 위해 설계되며, 마찬가지로 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 결합되거나 또는 결합될 수 있는 것인 잠수함 구동 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 최대 부하 작동을 위해 설계된 각각의 제1 전기 기계(4)는 제1 트랜스미션(6)을 통해 간접적으로 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 결합되거나 또는 결합될 수 있는 것인 잠수함 구동 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 부분 부하 작동을 위해 설계된 각각의 제2 전기 기계(5)는 각각의 경우에 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 직접 결합되거나 또는 결합될 수 있거나, 또는 제1 트랜스미션(6) 혹은 제2 트랜스미션(19)을 통해 간접적으로 결합되거나 또는 결합될 수 있는 것인 잠수함 구동 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 각각의 제2 전기 기계(5)는 제1 트랜스미션(6) 상에 지지되며, 각각의 제1 전기 기계(4) 및 제1 트랜스미션(6)과 함께 공동으로 잠수함의 기초부(12) 상에 지지되는 것인 잠수함 구동 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 각각의 제1 전기 기계(4) 및 제1 트랜스미션(6)은 공통 프레임(13) 상에 장착되며, 상기 공통 프레임(13)을 통해 잠수함의 기초부(12) 상에 공동으로 지지되는 것인 잠수함 구동 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 공통 프레임(13)은 음향 감쇠 요소(14)를 통해 잠수함의 기초부(12)에 연결되는 것인 잠수함 구동 시스템.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제1 트랜스미션(6) 상에 지지되는 각각의 제2 전기 기계(5)는 스텝업 스테이지(step-up stage) 없이 직접 구동 샤프트(2)에 결합되거나 또는 결합될 수 있는 것인 잠수함 구동 시스템.
  8. 제4항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제1 트랜스미션(6) 상에 지지되는 각각의 전기 기계(5)는 제1 트랜스미션(6)의 스텝업 스테이지(step-up stage; 9, 10)를 통해 구동측 상에서 구동 샤프트(2)에 결합되거나 또는 결합될 수 있는 것인 잠수함 구동 시스템.
  9. 제4항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 구동 샤프트(2)의 스러스트 베어링(15)과 제1 트랜스미션(6)의 출력부 사이에 보상 커플링(16)이 연결되는 것인 잠수함 구동 시스템.
  10. 제2항 또는 제3항에 있어서, 각각의 제2 전기 기계(5)는, 각각의 경우에 각각의 제1 전기 기계(4) 및 제1 트랜스미션(6)에 무관하게 직접적으로 혹은 제2 트랜스미션(19)을 통해 간접적으로 잠수함의 기초부(12) 상에 지지되는 것인 잠수함 구동 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 각각의 제2 전기 기계(5) 또는 제2 트랜스미션(19)은 음향 감쇠 요소(14)를 통해 잠수함의 기초부(12)에 연결되는 것인 잠수함 구동 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 구동 샤프트(2)의 스러스트 베어링(15)과 제2 트랜스미션(19)의 출력부 혹은 제2 전기 기계(5) 사이에 보상 커플링(16; compensation coupling)이 연결되는 것인 잠수함 구동 시스템.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 구동 샤프트(6)의 스러스트 베어링(15)이 제1 트랜스미션(6) 내에 통합되는 것인 잠수함 구동 시스템.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 제2 트랜스미션(19)은 침지 윤활(immersion lubrication)을 포함하는 것인 잠수함 구동 시스템.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서, 최대 부하 작동 중에 각각의 제1 전기 기계(4)를 구동원으로서 자동적으로 이용하기 위해 그리고 부분 부하 작동 중에 각각의 제2 전기 기계(5)를 구동원으로 자동적으로 이용하기 위해 제어부가 클러치 및 전기 기계를 자동화된 방식으로 작동시키는 것인 잠수함 구동 시스템.
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