KR20200145412A - Flotation apparatus and driving method thereof - Google Patents

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KR20200145412A
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국방과학연구소
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Abstract

A disclosed floating apparatus includes: a floating part including an underwater floating body generating positive buoyancy during operation; a sensor part measuring the depth; a detonating part allowing the underwater floating body to be operated by a detonation caused by a detonating signal; and a control part applying the detonating signal to the detonating part in accordance with a comparing result between a depth value measured by the sensor part and a predetermined reference value.

Description

부양 장치 및 그 구동 방법{FLOTATION APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}Flotation device and its driving method {FLOTATION APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 잠수체에 양성 부력을 제공할 수 있는 부양 장치와 이러한 부양 장치를 구동하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flotation device capable of providing positive buoyancy to a submersible and a method of driving such a flotation device.

사람이 탑승하여 운용하는 잠수함의 경우 긴급상황 발생시 부력조절장치인 발라스트 탱크에 고압의 가스를 주입하여 빠른 시간 내에 발라스트 탱크 내의 해수를 배출하여 수면으로 부상한다. 하지만, 이와 같은 긴급 부양 방법을 사람이 탑승하지 않는 무인잠수정 등과 같은 무인잠수체에 적용하기에는 제약사항이 따른다. 예를 들어, 무인잠수정은 유인잠수함에 비해 크기가 작아 탑재되는 발라스트 탱크의 용량이 제한되고, 이처럼 발라스트 탱크의 용량이 작은 경우에는 운영 최대 심도보다 더 깊은 심도로 가라앉는 비상상황 발생시 무인잠수정을 수면으로 신속하게 부상시킬 수 있는 양성 부력을 충분히 제공하지 못한다. 또한, 무인잠수정은 자율운항시 사람이 개입할 수 없기 때문에 시스템 오작동시 인위적인 제어가 불가능한 것 또한 발라스트 탱크를 이용한 긴급 부양 방법을 적용할 수 없는 요인이 된다.In the case of a submarine operated by a person, when an emergency occurs, high-pressure gas is injected into the ballast tank, which is a buoyancy control device, and the seawater in the ballast tank is discharged in a short time and floats to the surface. However, there are restrictions on applying such an emergency hoisting method to an unmanned submersible such as an unmanned submarine that does not have a person on board. For example, an unmanned submarine is smaller in size than a manned submarine, so the capacity of the ballast tank is limited.In this case, when the capacity of the ballast tank is small, the unmanned submarine can sleep in an emergency situation that sinks to a depth deeper than the maximum operating depth It does not provide enough positive buoyancy to injure quickly. In addition, since unmanned submarines cannot intervene during autonomous navigation, artificial control in case of system malfunction is also a factor in which the emergency floatation method using a ballast tank cannot be applied.

한국공개특허공보 제10-2018-0062888호, 공개일자 2018년 06월 11일.Korean Published Patent Publication No. 10-2018-0062888, Publication date June 11, 2018.

일 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는, 무인잠수정 등의 잠수체에 비상상황 발생시 인위적인 제어가 반영되지 않더라도 잠수체를 신속하게 수면으로 부상시킬 수 있을 만큼의 충분한 양성 부력을 제공하는 부양 장치와 이러한 부양 장치를 구동하는 방법을 제공한다.The problem to be solved according to an embodiment is a flotation device that provides sufficient positive buoyancy to quickly injure a submersible to the surface even if artificial control is not reflected in an emergency situation in a submersible such as an unmanned submarine, and such Provides a method of driving a flotation device.

해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved is not limited to the ones mentioned above, and another problem to be solved that is not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

제 1 관점에 따른 부양 장치는, 작동 시에 양성 부력을 발생시키는 수중부양체를 포함하는 부양부와, 심도를 측정하는 센서부와, 기폭신호에 따라 유발된 폭발에 의하여 상기 수중부양체가 작동되게 하는 기폭부와, 상기 센서부에 의해 측정된 심도값과 기 설정된 기준값의 비교 결과에 따라 상기 기폭부에 상기 기폭신호를 인가하는 제어부를 포함할 수 있다.The flotation device according to the first aspect includes a flotation unit including an underwater float generating positive buoyancy during operation, a sensor unit measuring a depth, and an explosion triggered by a detonation signal so that the underwater float is operated. And a control unit for applying the detonation signal to the detonation unit according to a result of comparing the depth value measured by the sensor unit and a preset reference value.

여기서, 상기 수중부양체는 잠수체의 선체 외벽에 선체 내측 방향으로 마련된 수납 공간에 탈거 가능하게 압축 상태로 장착되는 기체주머니를 포함하고, 상기 기체주머니는 기체가 주입되어 팽창 상태로 작동 시에 상기 선체 외벽에 마련된 도어를 통해 상기 잠수체의 선체 외측으로 돌출될 수 있다.Here, the underwater float includes a gas bag mounted in a compressed state to be detachably mounted in a storage space provided on the outer wall of the submersible's hull in a hull direction, and the gas bag is injected with gas and is operated in an expanded state. It may protrude outside the hull of the submersible through the door provided on the outer wall of the hull.

상기 기폭부는 상기 수납 공간에 배치되고, 상기 제어부는 상기 수납 공간과 분리된 상기 잠수체의 선체 내측에 배치되며, 상기 수납 공간에 설치된 수밀 커넥터를 통해 상기 기폭부와 상기 제어부가 전기적으로 연결될 수 있다.The detonator is disposed in the storage space, the control unit is disposed inside the hull of the submersible body separated from the storage space, and the detonator and the control unit may be electrically connected to each other through a watertight connector installed in the storage space. .

상기 기폭부는, 상기 폭발에 따라 가스발생제가 화학반응하여 발생된 가스를 상기 기체주머니에 주입할 수 있다.The detonator may inject a gas generated by a chemical reaction of a gas generating agent into the gas bag according to the explosion.

상기 기체주머니는 복수이고, 상기 기폭부는 상기 기체주머니의 개수와 동일한 개수일 수 있다.The gas bag may be plural, and the detonation portion may be the same number as the number of the gas bag.

제 2 관점에 따른 잠수체에 장착된 부양 장치의 구동 방법은, 상기 잠수체의 심도를 측정하는 단계와, 측정된 상기 잠수체의 심도값과 기 설정된 기준값의 비교 결과에 따라 부양 작동에 대한 여부를 결정하는 단계와, 상기 부양 작동을 하는 것으로 결정된 경우, 상기 잠수체에 탈거 가능하게 장착된 수중부양체를 작동시켜 상기 잠수체에 양성 부력을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.A method of driving a floatation device mounted on a submersible according to a second aspect includes the steps of measuring a depth of the submersible, and whether or not a floatation operation is performed according to a comparison result of the measured depth value of the submersible and a preset reference value. And, when it is determined to perform the flotation operation, operating an underwater float detachably mounted on the submersible to provide positive buoyancy to the submersible.

일 실시예에 따르면, 무인잠수정 등의 잠수체에 비상상황 발생시 인위적인 제어가 반영되지 않더라도 부양 장치가 잠수체를 신속하게 수면으로 부상시킬 수 있을 만큼의 충분한 양성 부력을 제공한다.According to an embodiment, even if artificial control is not reflected in an emergency situation in a submersible such as an unmanned submersible, the flotation device provides sufficient positive buoyancy to rapidly injure the submersible to the surface.

아울러, 잠수체의 본체와 분리되게 마련된 수납 공간에 수중부양체를 탈거 가능하게 장착할 수 있기 때문에, 잠수체에 손쉽게 장착할 수 있을 뿐만 아니라 잠수체로부터 손쉽게 탈거할 수 있다.In addition, since the underwater float can be detachably mounted in a storage space provided to be separated from the body of the submersible, it can be easily attached to the submersible and can be easily removed from the submersible.

또한, 수중부양체가 복수의 기체주머니를 포함할 수 있기 때문에 양성 부력의 공급원이 다중화되어, 부양 장치의 운용 안정성이 향상되는 효과가 있다.In addition, since the underwater floatation may include a plurality of gas pockets, the source of positive buoyancy is multiplexed, thereby improving the operational stability of the flotation device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치가 장착된 무인잠수정의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치가 무인잠수정에 장착된 상태에서 A-A’라인의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치에 포함되는 전장품의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치에 포함되는 수중부양체의 작동 상태를 보인 개략적인 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치의 작동 상태를 보인 무인잠수정의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치가 장착된 무인잠수정의 비상상황 발생시 부양 과정을 예시한 도면이다.1 is a schematic diagram of an unmanned submarine equipped with a flotation device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of line A-A' in a state in which the flotation device according to an embodiment of the present invention is mounted on an unmanned submarine.
3 is a block diagram of an electric device included in a flotation device according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view showing an operating state of an underwater float included in the flotation device according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of an unmanned submersible showing an operating state of the flotation device according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating a method of driving a flotation device according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating a flotation process in an emergency situation of an unmanned submarine equipped with a flotation device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the scope of the invention is only defined by the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, detailed descriptions of known functions or configurations will be omitted except when actually necessary in describing the embodiments of the present invention. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 '제 1', '제 2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성 요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며, 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안 될 것이다. 일예로, 이러한 서수와 결합된 구성 요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한 해석되어서는 안 된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.In addition, in the specification and claims, terms including ordinal numbers such as'first' and'second' may be used to distinguish between components. These ordinal numbers are used to distinguish the same or similar constituent elements from each other, and the use of these ordinal numbers should not limit the meaning of the term. For example, components combined with these ordinal numbers should not be interpreted as limiting the order of use or arrangement by the number. If necessary, each ordinal number may be used interchangeably.

본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다름을 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함하다' 또는 '구성하다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present specification, expressions in the singular include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as'comprise' or'comprise' are intended to designate the existence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other It is to be understood that it does not preclude the presence or addition of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof.

또한, 본 발명의 실시예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In addition, in the embodiment of the present invention, when a part is connected to another part, this includes not only a direct connection but also an indirect connection through another medium. In addition, the meaning that a certain part includes a certain component means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 발명의 실시예에 따른 부양 장치는 무인잠수정 등을 포함하는 잠수체에 탈거 가능하게 장착될 수 있고, 작동 시에 잠수체에 양성 부력을 제공할 수 있다. 이하의 설명에서는 무인잠수정에 본 발명의 실시예에 따른 부양 장치가 장착되는 예에 대해서 살펴보기로 한다. 하지만, 이하에서 설명되는 실시예들에 의해 본 발명에 따른 부양 장치의 구성이 한정되지 않는다.The flotation device according to an embodiment of the present invention may be detachably mounted on a submersible body including an unmanned submarine, and may provide positive buoyancy to the submersible during operation. In the following description, an example in which a floating device according to an embodiment of the present invention is mounted on an unmanned submarine will be described. However, the configuration of the flotation device according to the present invention is not limited by the embodiments described below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치가 장착된 무인잠수정의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치가 무인잠수정에 장착된 상태에서 A-A’라인의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치에 포함되는 전장품의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치에 포함되는 수중부양체의 작동 상태를 보인 개략적인 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치의 작동 상태를 보인 무인잠수정의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an unmanned submarine equipped with a flotation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of line A-A' in a state in which the flotation device according to an embodiment of the present invention is mounted on the unmanned submarine 3 is a configuration diagram of an electrical equipment included in a flotation device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic diagram showing an operating state of an underwater float included in the flotation device according to an embodiment of the present invention It is a cross-sectional view, and FIG. 5 is a schematic diagram of an unmanned submersible showing an operating state of the flotation device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치(100)는 무인잠수정(10)의 일측에 탈거 가능하게 장착될 수 있다. 예를 들어, 부양 장치(100)는 무인잠수정(10)의 선수부의 장착될 수 있다. 예컨대, 무인잠수정(10)의 선수부 선체 외벽에 선체 내측 방향으로 마련된 수납 공간(151) 내에 부양 장치(100)의 일부분이 수납 및 장착되고, 부양 장치(100)의 나머지 부분이 선체 내측에 설치될 수 있다.The flotation device 100 according to an embodiment of the present invention may be detachably mounted on one side of the unmanned submarine 10. For example, the flotation device 100 may be mounted on the head of the unmanned submarine 10. For example, a part of the flotation device 100 is accommodated and mounted in the storage space 151 provided in the interior direction of the hull on the outer wall of the bow of the unmanned submarine 10, and the rest of the flotation device 100 is installed inside the hull. I can.

부양 장치(100)는 센서부(110), 제어부(120), 기폭부(130) 및 부양부(140)를 포함할 수 있다.The flotation device 100 may include a sensor unit 110, a control unit 120, a detonator 130, and a flotation unit 140.

센서부(110)는 심도를 측정하고, 측정된 심도값을 제어부(120)에 제공한다. 센서부(110)는 무인잠수정(10)에 부양부(140)를 수납하기 위한 수납 공간(151)과 분리된 무인잠수정(10)의 선체 내측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 센서부(110)는 잠수심도를 측정하고, 잠수심도의 변위값을 검출할 수 있다.The sensor unit 110 measures the depth and provides the measured depth value to the controller 120. The sensor unit 110 may be disposed inside the hull of the unmanned submersible 10 separated from the storage space 151 for accommodating the floating unit 140 in the unmanned submersible 10. For example, the sensor unit 110 may measure a diving depth and detect a displacement value of the diving depth.

제어부(120)는 센서부(110)에 의해 측정된 심도값과 기 설정된 기준값의 비교 결과에 기초하여 기폭부(130)에 기폭신호를 인가할 수 있다. 제어부(120)는 무인잠수정(10)에 부양부(140)를 수납하기 위한 수납 공간(151)과 분리된 무인잠수정(10)의 선체 내측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 무인잠수정(10)의 심도가 부양 작동 심도이거나 부양 작동 심도보다 더 깊은 심도일 경우에 기폭부(130)에 기폭신호를 인가할 수 있다. 예컨대, 제어부(120)는 마이크로프로세서(microprocessor) 등과 같은 컴퓨팅 연산수단을 포함할 수 있다.The controller 120 may apply a detonation signal to the detonator 130 based on a result of comparing the depth value measured by the sensor unit 110 with a preset reference value. The control unit 120 may be disposed inside the hull of the unmanned submersible 10 separated from the storage space 151 for accommodating the floating part 140 in the unmanned submersible 10. For example, the controller 120 may apply a detonation signal to the detonator 130 when the depth of the unmanned submersible 10 is the depth of the lifting operation or a depth that is deeper than the depth of the lifting operation. For example, the control unit 120 may include a computing operation means such as a microprocessor.

기폭부(130)는 제어부(120)의 기폭신호에 따라 유발된 폭발에 의하여 수중부양체가 작동되도록 한다. 예를 들어, 부양부(140)가 복수의 기체주머니(141, 142)를 포함하는 경우 기폭부(130) 또한 기체주머니(141, 142)의 개수와 동일한 개수일 수 있다. 예컨대, 제 1 기폭부(131)가 제 1 기체주머니(141)를 작동시킬 수 있고, 제 2 기폭부(132)가 제 2 기체주머니(142)를 작동시킬 수 있다. 이러한 기폭부(130)는 무인잠수정(10)에 부양부(140)를 수납하기 위한 수납 공간(151)에 배치될 수 있다. 이 경우에, 기폭부(130)는 수납 공간(151)에 설치된 수밀 커넥터(154)를 통해 제어부(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 수밀 커넥터(154) 또한 기체주머니(141, 142) 및 기폭부(131, 132)의 개수와 동일한 개수일 수 있다.The detonation unit 130 enables the underwater float to be operated by an explosion caused by the detonation signal of the control unit 120. For example, when the support part 140 includes a plurality of gas bags 141 and 142, the detonation part 130 may also have the same number as the number of gas bags 141 and 142. For example, the first detonation unit 131 may operate the first gas bag 141, and the second detonation unit 132 may operate the second gas bag 142. Such a detonator 130 may be disposed in a storage space 151 for accommodating the floating part 140 in the unmanned submarine 10. In this case, the detonator 130 may be electrically connected to the control unit 120 through a watertight connector 154 installed in the storage space 151. For example, the watertight connector 154 may also have the same number as the number of gas pockets 141 and 142 and the detonators 131 and 132.

이러한 기폭부(130)는 제어부(120)에 의하여 인가되는 기폭신호에 따라 유발된 폭발에 따라 가스발생제가 화학반응하여 발생된 가스를 기체주머니(141, 142)에 주입할 수 있다. 예를 들어, 가스발생제는 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)을 포함할 수 있다. 폭발에 의한 화염에 의해 가스발생제가 화학반응하고, 아지드화나트륨이 나트륨과 질소로 분해되어 질소(N2) 가스를 발생시킨다. 이때 산화철은 나트륨과 격렬하게 반영하고, 이와 같은 반응이 촉진될수록 아지드화나트륨의 분해도 활발하게 이루어져 질소 가스가 급속하게 만들어져 기체주머니(141, 142)에 주입될 수 있다.The detonator 130 may inject a gas generated by a chemical reaction of a gas generating agent into the gas pockets 141 and 142 according to an explosion caused by an detonation signal applied by the controller 120. For example, the gas generating agent may include sodium azide (NaN 3 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ). The gas generator reacts chemically by the flame caused by the explosion, and sodium azide is decomposed into sodium and nitrogen to generate nitrogen (N 2 ) gas. At this time, iron oxide is violently reflected with sodium, and as such a reaction is accelerated, the decomposition of sodium azide is also active, so that nitrogen gas is rapidly produced and can be injected into the gas pockets 141 and 142.

부양부(140)는 작동 시에 양성 부력을 발생시키는 수중부양체를 포함한다. 예를 들어, 부양부(140)는 기체주머니(141, 142)를 수중부양체로서 포함할 수 있고, 부양 장치(100)가 복수의 기폭부(131, 132)를 포함하는 경우 기체주머니(141, 142) 또한 기폭부(131, 132)의 개수와 동일한 개수일 수 있다. 기체주머니(141, 142)는 무인잠수정(10)의 선체 외벽에 선체 내측 방향으로 마련된 수납 공간(151)에 탈거 가능하게 압축 상태로 장착될 수 있고, 기체가 주입되어 팽창 상태로 작동 시에 선체 외벽에 마련된 도어(152)를 통해 무인잠수정(10)의 선체 외측으로 돌출될 수 있다. 예컨대, 도어(152)는 무인잠수정(10)의 선체 외벽에 힌지(153) 결합될 수 있고, 힌지(153)를 중심으로 하는 힌지운동에 의하여 수납 공간(151)을 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 여기서, 부양부(140)는 발라스트가 마련되어 있지 않은 무인잠수정(10)에 양성 부력을 제공할 수 있으며, 또는 발라스트가 마련되어 있는 잠수함 등의 잠수체에 마련되어서 발라스트가 제공하는 양성 부력에 더해서 양성 부력을 제공할 수도 있다.The flotation unit 140 includes an underwater float that generates positive buoyancy during operation. For example, the floating part 140 may include gas bags 141 and 142 as an underwater floating body, and when the floating device 100 includes a plurality of detonating parts 131 and 132, the gas bag 141 And 142 may also be the same number as the number of the detonators 131 and 132. The gas bags 141 and 142 can be mounted in a compressed state to be removable in the storage space 151 provided on the outer wall of the hull of the unmanned submersible 10 in the hull inner direction, and when the gas is injected and operated in an expanded state, the hull It may protrude to the outside of the hull of the unmanned submarine 10 through the door 152 provided on the outer wall. For example, the door 152 may be hinged 153 to the outer wall of the hull of the unmanned submarine 10, and the storage space 151 may be opened or closed by a hinge movement centered on the hinge 153. Here, the flotation unit 140 may provide positive buoyancy to the unmanned submarine 10 that is not provided with ballast, or it is provided in a submarine such as a submarine provided with ballast, in addition to the positive buoyancy provided by the ballast. You can also provide

도 2에는 기체주머니(141, 142) 및 기폭부(131, 132)를 2개씩 구현한 부양 장치(100)의 실시예를 나타내었으나 기체주머니(141, 142) 및 기폭부(131, 132)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 이처럼, 기체주머니(141, 142) 및 기폭부(131, 132)를 복수화하면 부양 장치(100)의 일부 구성에 고장이 발생하더라도 고장이 발생하지 않은 나머지 구성에 의하여 무인잠수정(10)을 부양시킬 수 있는 확률이 향상된다.FIG. 2 shows an embodiment of a flotation device 100 in which two gas bags 141 and 142 and detonators 131 and 132 are implemented, but the gas bags 141 and 142 and the detonators 131 and 132 The number is not limited thereto. In this way, if the gas pockets 141 and 142 and the detonators 131 and 132 are plural, even if a failure occurs in some components of the flotation device 100, the unmanned submarine 10 can be floated by the remaining components in which the failure does not occur. The probability of being able to be improved is improved.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치(100)의 구동 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부양 장치(100)가 장착된 무인잠수정(10)의 비상상황 발생시 부양 과정을 예시한 도면이다.6 is a flow chart illustrating a method of driving the flotation device 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an unmanned submersible vehicle 10 equipped with the flotation device 100 according to an embodiment of the present invention. It is a diagram illustrating the support process in case of an emergency situation of

이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 무인잠수정(10)의 비상상황 발생시 부양 장치(100)가 구동되어 무인잠수정(10)을 부양하는 과정에 대해 자세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 7 will be described in detail the process of lifting the unmanned submersible 10 by driving the flotation device 100 when an emergency situation of the unmanned submersible 10 occurs.

먼저, 부양부(140)의 제 1 기체주머니(141) 및 제 2 기체주머니(142)는 무인잠수정(10)의 선체 외벽에 선체 내측 방향으로 마련된 수납 공간(151)에 탈거 가능하게 압축 상태로 장착되고, 제 1 기폭부(131)는 수납 공간(151) 내의 제 1 기체주머니(141)에 기체를 주입할 수 있는 위치에 배치되며, 제 2 기폭부(132)는 수납 공간(151) 내의 제 2 기체주머니(142)에 기체를 주입할 수 있는 위치에 배치된다. 여기서, 제 1 기폭부(131) 및 제 2 기폭부(132)는 제어부(120)에 의하여 인가되는 기폭신호에 따라 유발된 폭발에 따라 화학반응이 발생될 수 있는 가스발생제를 포함한 상태이다. 예를 들어, 제 1 기폭부(131) 및 제 2 기폭부(132)는 가스발생제로서 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)을 포함할 수 있다.First, the first gas bag 141 and the second gas bag 142 of the lifting part 140 are compressed in a storage space 151 provided on the outer wall of the hull of the unmanned submersible 10 in a direction inside the hull. It is mounted, and the first detonator 131 is disposed at a position where gas can be injected into the first gas bag 141 in the storage space 151, and the second detonator 132 is in the storage space 151. It is disposed at a position where gas can be injected into the second gas bag 142. Here, the first detonator 131 and the second detonator 132 are in a state including a gas generating agent capable of generating a chemical reaction in response to an explosion caused by an detonation signal applied by the control unit 120. For example, the first detonator 131 and the second detonator 132 may include sodium azide (NaN 3 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) as gas generating agents.

센서부(110) 및 제어부(120)는 수납 공간(151)과 분리된 무인잠수정(10)의 선체 내측에 배치되고, 제어부(120)와 제 1 기폭부(131)가 수납 공간(151)에 설치된 수밀 커넥터(154)를 통해 전기적으로 연결되며, 제어부(120)와 제 2 기폭부(132) 또한 수납 공간(151)에 설치된 수밀 커넥터(154)를 통해 전기적으로 연결된다.The sensor unit 110 and the control unit 120 are disposed inside the hull of the unmanned submersible 10 separated from the storage space 151, and the control unit 120 and the first detonator 131 are in the storage space 151. It is electrically connected through the installed watertight connector 154, and the control unit 120 and the second detonator 132 are also electrically connected through the watertight connector 154 installed in the storage space 151.

이처럼, 부양 장치(100)가 장착된 무인잠수정(10)은 수면(701) 아래에서 무인잠수정(10)의 운영 최대 심도(702)보다 얕은 수심에서 정상 상태(703)로 운영될 수 있고, 이러한 무인잠수정(10)의 운영 중에 센서부(110)는 무인잠수정(10)의 심도를 측정하고, 측정된 심도값을 제어부(120)에 제공한다(S610).As such, the unmanned submersible 10 equipped with the flotation device 100 can be operated in a normal state 703 at a depth shallower than the maximum operating depth 702 of the unmanned submersible 10 under the water surface 701, and such During the operation of the unmanned submersible 10, the sensor unit 110 measures the depth of the unmanned submersible 10 and provides the measured depth value to the controller 120 (S610).

그러면, 제어부(120)는 센서부(110)에 의해 측정된 심도값과 기 설정된 기준값의 비교 결과에 기초하여 무인잠수정(10)이 운영 최대 심도(702)보다 얕은 수심에서 정상 상태(703)로 운영 중인가를 확인한다(S620).Then, based on the comparison result of the depth value measured by the sensor unit 110 and the preset reference value, the controller 120 changes from a water depth shallower than the maximum operating depth 702 to a normal state 703. It is checked whether it is operating (S620).

이러한 무인잠수정(10)의 운영 중에 무인잠수정(10)이 운영 최대 심도(702)의 경계에 위치하는 상태(704)에 놓일 수 있고, 무인잠수정(10)이 운영 최대 심도(702)보다 더 깊은 곳에 위치하는 상태(705)에 놓일 수 있다. 이 경우에, 제어부(120)는 무인잠수정(10)의 심도가 운영 최대 심도(702), 즉 부양 작동 심도이거나 부양 작동 심도보다 더 깊은 심도일 경우에 제 1 기폭부(131) 및 제 2 기폭부(132)에 기폭신호를 인가한다.During the operation of the unmanned submarine 10, the unmanned submarine 10 may be placed in a state 704 located at the boundary of the maximum operating depth 702, and the unmanned submarine 10 is deeper than the maximum operating depth 702. It may be placed in a state 705 located there. In this case, when the depth of the unmanned submarine 10 is the maximum operating depth 702, that is, the depth of the flotation operation or a depth deeper than the depth of the flotation operation, the first detonator 131 and the second detonation The detonation signal is applied to the unit 132.

그러면, 제 1 기폭부(131) 및 제 2 기폭부(132)는 제어부(120)의 기폭신호에 따라 폭발이 유발되고, 유발된 폭발에 의하여 부양부(140)의 수중부양체가 작동되도록 한다. 예를 들어, 제어부(120)의 기폭신호에 따라 유발된 폭발에 따라 제 1 기폭부(131) 및 제 2 기폭부(132)의 가스발생제가 화학반응하여 발생된 가스가 제 1 기체주머니(141) 및 제 2 기체주머니(142)에 주입된다. 예를 들어, 제 1 기폭부(131) 및 제 2 기폭부(132)가 가스발생제로서 아지드화나트륨(NaN3)과 산화철(Fe2O3)을 포함한 경우, 폭발에 의한 화염에 의해 가스발생제가 화학반응하고, 아지드화나트륨이 나트륨과 질소로 분해되어 질소(N2) 가스를 발생시킨다. 이때 산화철은 나트륨과 격렬하게 반영하고, 이와 같은 반응이 촉진될수록 아지드화나트륨의 분해도 활발하게 이루어져 질소 가스가 급속하게 만들어져 제 1 기체주머니(141) 및 제 2 기체주머니(142)에 주입될 수 있다.Then, the first detonator 131 and the second detonator 132 cause an explosion according to the detonation signal of the control unit 120, and the underwater float of the floater 140 is operated by the triggered explosion. For example, according to the explosion caused by the detonation signal of the control unit 120, the gas generated by the chemical reaction of the gas generating agent of the first detonator 131 and the second detonator 132 is converted into the first gas bag 141 ) And the second gas bag 142. For example, when the first detonation part 131 and the second detonation part 132 contain sodium azide (NaN 3 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) as gas generating agents, The gas generating agent chemically reacts, and sodium azide is decomposed into sodium and nitrogen to generate nitrogen (N 2 ) gas. At this time, iron oxide is violently reflected with sodium, and as such a reaction is accelerated, the decomposition of sodium azide is also active, so that nitrogen gas is rapidly created and can be injected into the first gas bag 141 and the second gas bag 142 have.

이처럼, 제 1 기체주머니(141) 및 제 2 기체주머니(142)에 기체가 주입되어 팽창 상태로 작동 시에 제 1 기체주머니(141) 및 제 2 기체주머니(142)의 확장력에 의하여 선체 외벽에 마련된 도어(152)가 힌지(153) 운동을 하여 수납 공간(151)을 개방하고, 수납 공간(151)의 개방에 따라 제 1 기체주머니(141) 및 제 2 기체주머니(142)가 무인잠수정(10)의 선체 외측으로 돌출되는 상태(706)에 놓인다. 그러면, 제 1 기체주머니(141) 및 제 2 기체주머니(142)가 무인잠수정(10)에 양성 부력을 제공한다(S630).In this way, when gas is injected into the first gas bag 141 and the second gas bag 142 and operated in an expanded state, the outer wall of the hull is caused by the expansion force of the first gas bag 141 and the second gas bag 142. The provided door 152 moves the hinge 153 to open the storage space 151, and as the storage space 151 is opened, the first gas bag 141 and the second gas bag 142 are unmanned. 10) is placed in a state 706 protruding outside the hull. Then, the first gas bag 141 and the second gas bag 142 provide positive buoyancy to the unmanned submarine 10 (S630).

그러면, 무인잠수정(10)은 제 1 기체주머니(141) 및 제 2 기체주머니(142)에 의해 제공되는 양성 부력에 의하여 수면(701)을 향하여 부상하고, 운영 최대 심도(702)의 경계에 위치하는 상태(707)를 거쳐서 종국에는 수면(701)까지 부양된 상태(708)에 놓인다.Then, the unmanned submarine 10 floats toward the water surface 701 by the positive buoyancy provided by the first gas bag 141 and the second gas bag 142, and is located at the boundary of the maximum operating depth 702 After passing through the state 707, it is finally placed in a state 708 raised to the water surface 701.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 무인잠수정 등의 잠수체에 비상상황 발생시 인위적인 제어가 반영되지 않더라도 부양 장치가 잠수체를 신속하게 수면으로 부상시킬 수 있을 만큼의 충분한 양성 부력을 제공한다.As described so far, according to an embodiment of the present invention, even if artificial control is not reflected in an emergency situation in a submersible such as an unmanned submersible, the flotation device provides sufficient positive buoyancy to quickly injure the submersible to the surface. to provide.

아울러, 잠수체의 본체와 분리되게 마련된 수납 공간에 수중부양체를 탈거 가능하게 장착할 수 있기 때문에, 잠수체에 손쉽게 장착할 수 있을 뿐만 아니라 잠수체로부터 손쉽게 탈거할 수 있다.In addition, since the underwater float can be detachably mounted in a storage space provided to be separated from the body of the submersible, it can be easily attached to the submersible and can be easily removed from the submersible.

또한, 수중부양체가 복수의 기체주머니를 포함할 수 있기 때문에 양성 부력의 공급원이 다중화되어, 부양 장치의 운용 안정성이 향상된다.In addition, since the underwater floatation can include a plurality of gas pockets, the source of positive buoyancy is multiplexed, thereby improving the operational stability of the flotation device.

본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 기록매체에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다. Combinations of each block in the block diagram attached to the present invention and each step in the flowchart may be performed by computer program instructions. Since these computer program instructions can be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, the instructions executed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment are shown in each block or flow chart of the block diagram. Each step creates a means to perform the functions described. These computer program instructions can also be stored on a computer-usable or computer-readable recording medium that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a specific manner, so that the computer-readable or computer-readable medium. It is also possible to produce an article of manufacture in which the instructions stored on the recording medium contain instruction means for performing the functions described in each block of the block diagram or each step of the flowchart. Computer program instructions can also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operating steps are performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executable process to create a computer or other programmable data processing equipment. It is also possible for the instructions to perform the processing equipment to provide steps for performing the functions described in each block of the block diagram and each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.In addition, each block or each step may represent a module, segment, or part of code comprising one or more executable instructions for executing the specified logical function(s). In addition, it should be noted that in some alternative embodiments, functions mentioned in blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially simultaneously, or the blocks or steps may sometimes be performed in the reverse order depending on the corresponding function.

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 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is only illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain the technical idea, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

100: 부양 장치 110: 센서부
120: 제어부 130: 기폭부
140: 부양부 141, 142: 기체주머니
151: 수납 공간 152: 도어
154: 수밀 커넥터100: flotation device 110: sensor unit
120: control unit 130: detonation unit
140: support 141, 142: gas bag
151: storage space 152: door
154: watertight connector

Claims (6)

작동 시에 양성 부력을 발생시키는 수중부양체를 포함하는 부양부와,
심도를 측정하는 센서부와,
기폭신호에 따라 유발된 폭발에 의하여 상기 수중부양체가 작동되게 하는 기폭부와,
상기 센서부에 의해 측정된 심도값과 기 설정된 기준값의 비교 결과에 따라 상기 기폭부에 상기 기폭신호를 인가하는 제어부를 포함하는
부양 장치.A float including an underwater float that generates positive buoyancy during operation,
A sensor unit that measures depth,
A detonator for operating the underwater float by an explosion caused by an detonation signal,
And a control unit for applying the detonation signal to the detonation unit according to a comparison result of the depth value measured by the sensor unit and a preset reference value
Flotation device. 제 1 항에 있어서,
상기 수중부양체는 잠수체의 선체 외벽에 선체 내측 방향으로 마련된 수납 공간에 탈거 가능하게 압축 상태로 장착되는 기체주머니를 포함하고, 상기 기체주머니는 기체가 주입되어 팽창 상태로 작동 시에 상기 선체 외벽에 마련된 도어를 통해 상기 잠수체의 선체 외측으로 돌출되는
부양 장치.The method of claim 1,
The underwater floating body includes a gas bag mounted in a compressed state to be detachably mounted in a storage space provided in a direction of the inside of the ship on the outer wall of the submersible body, and the gas bag is the outer wall of the ship body when gas is injected and operated in an expanded state Protruding outside the hull of the submersible through the door provided in
Flotation device. 제 2 항에 있어서,
상기 기폭부는 상기 수납 공간에 배치되고, 상기 제어부는 상기 수납 공간과 분리된 상기 잠수체의 선체 내측에 배치되며, 상기 수납 공간에 설치된 수밀 커넥터를 통해 상기 기폭부와 상기 제어부가 전기적으로 연결되는
부양 장치.The method of claim 2,
The detonator is disposed in the storage space, the control unit is disposed inside the hull of the submersible body separated from the storage space, and the detonator and the control unit are electrically connected through a watertight connector installed in the storage space.
Flotation device. 제 2 항에 있어서,
상기 기폭부는, 상기 폭발에 따라 가스발생제가 화학반응하여 발생된 가스를 상기 기체주머니에 주입하는
부양 장치.The method of claim 2,
The detonation unit injects gas generated by a chemical reaction of a gas generating agent into the gas bag according to the explosion.
Flotation device. 제 2 항에 있어서,
상기 기체주머니는 복수이고, 상기 기폭부는 상기 기체주머니의 개수와 동일한 개수인
부양 장치.The method of claim 2,
The gas bag is plural, and the detonation part is the same number as the number of the gas bag.
Flotation device. 잠수체에 장착된 부양 장치의 구동 방법으로서,
상기 잠수체의 심도를 측정하는 단계와,
측정된 상기 잠수체의 심도값과 기 설정된 기준값의 비교 결과에 따라 부양 작동에 대한 여부를 결정하는 단계와,
상기 부양 작동을 하는 것으로 결정된 경우, 상기 잠수체에 탈거 가능하게 장착된 수중부양체를 작동시켜 상기 잠수체에 양성 부력을 제공하는 단계를 포함하는
부양 장치의 구동 방법.As a driving method of a floating device mounted on a submersible,
Measuring the depth of the diving body,
Determining whether to perform the lifting operation according to the comparison result of the measured depth value of the diving body and a preset reference value,
When it is determined to perform the floatation operation, comprising the step of operating an underwater float detachably mounted on the submersible to provide positive buoyancy to the submersible
How to drive the flotation device.
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