KR20230109954A

KR20230109954A - 광섬유 스풀 성능 시험 시스템 및 광섬유 스풀 성능 시험 방법

Info

Publication number: KR20230109954A
Application number: KR1020220005841A
Authority: KR
Inventors: 김현진; 김형열; 김명수
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2022-01-14
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2023-07-21
Also published as: KR102633263B1

Abstract

본 발명은 물이 채워진 투명 수조, 상기 투명 수조 내에 배치되고, 유도선이 권취된 광섬유 스풀, 상기 투명 수조 외부에 배치되며, 모터에 의해 회전 동작하여 상기 광섬유 스풀로부터 상기 유도선을 인출하는 메인 롤러 및 상기 모터의 회전 속도를 제어하고, 상기 메인 롤러에 의해 인출되는 상기 유도선의 풀림 속도를 측정하는 센서를 포함하는 제어부를 포함하는 광섬유 스풀 성능 시험 시스템으로서, 본 발명에 의하면, 수중 운동체에서 유도선을 인출하기 위한 광섬유 스풀의 성능을 육상 환경에서 시험 가능하다.

Description

광섬유 스풀 성능 시험 시스템 및 광섬유 스풀 성능 시험 방법{FIBER OPTIC SPOOL PERFORMANCE TEST SYSTEM AND TEST METHOD THEROF}

본 발명은 수중 운동체 광섬유 유선유도장치의 구성품인 광섬유 스풀(Spool)의 육상 성능 시험 시스템 및 시험 방법에 관한 것이다.

어뢰 및 무인 잠수정과 같은 수중 운동체를 수상함 또는 잠수함에서 고속으로 발사하여, 목표물로 수중 운동체를 정밀하게 유도하는 것을 목적으로 광섬유 유도선이 수중 운동체에 적용된다.

수상함 또는 잠수함과 수중 운동체 간의 상호 유도선을 담당하는 광섬유 스풀은 주행 중 수중환경 하에서 유도선의 운동 및 거동이 발생하게 되며 특히, 주행속도에 따라 유도선에 상당한 장력이 걸리게 된다.

그런데, 수중 환경에서 유도선의 풀림 성능을 확인하기 위해 수중 운동체를 고속으로 운용하고 성능을 육안으로 확인하는 것은 한계가 있다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

한국등록특허공보 제10-0512591호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 수중 운동체에서 유도선을 인출하기 위한 광섬유 스풀의 성능을 육상 환경에서 시험하기 위한 광섬유 스풀 성능 시험 시스템 및 시험 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 관점에 의한 광섬유 스풀 성능 시험 시스템은, 물이 채워진 투명 수조, 상기 투명 수조 내에 배치되고, 유도선이 권취된 광섬유 스풀, 상기 투명 수조 외부에 배치되며, 모터에 의해 회전 동작하여 상기 광섬유 스풀로부터 상기 유도선을 인출하는 메인 롤러 및 상기 모터의 회전 속도를 제어하고, 상기 메인 롤러에 의해 인출되는 상기 유도선의 풀림 속도를 측정하는 센서를 포함하는 제어부를 포함한다.

그리고, 상기 투명 수조 내에 배치되며, 상기 광섬유 스풀로부터 인출되는 상기 유도선의 높이에 대응되는 높이로 수평 방향의 길이 방향을 가진 가이드 봉을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 가이드 봉은 상기 유도선의 직경보다 큰 내경의 중공이 형성되며, 상기 유도선은 상기 가이드 봉을 관통하여 인출되는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 가이드 봉 후단에 배치되고 상기 메인 롤러 전단에 배치되어, 상기 가이드 봉을 통과한 상기 유도선을 가이드 하는 제1 롤러를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 투명 수조 외부에 배치되며, 상기 제1 롤러보다 높은 높이에 배치되어 상기 유도선을 가이드 하는 제2 롤러를 더 포함하고, 상기 메인 롤러는 상기 제2 롤러보다 낮은 높이에 배치되어, 상기 유도선은 상기 제2 롤러를 거쳐 상기 메인 롤러에 접하여 인출되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제어부는 상기 메인 롤러가 시험 대상인 수중 운동체의 주행 속도에 대응되는 속도로 회전하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 모터에 의해 회전 작동 되는 둘 이상의 보조 롤러 및 둘 이상의 상기 보조 롤러를 순환하는 텐션 벨트를 더 포함하고, 상기 텐션 벨트는 상기 메인 롤러의 일 측에 접하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 둘 이상의 상기 보조 롤러는 상기 메인 롤러와 반대 방향으로 회전 동작하는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 메인 롤러 후단에 서로 마주 보며 배치되어, 인출된 상기 유도선을 배출시키는 한 쌍의 배출 롤러 및 한 쌍의 상기 배출 롤러 중 상측에 배치되는 배출 롤러에 결합되어 상기 유도선을 가이드 하는 배출 가이드를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 센서는 한 쌍의 상기 배출 롤러를 통과하는 상기 유도선의 속도를 측정하는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명의 일 관점에 의한 광섬유 스풀 성능 시험 방법은, 상기의 광섬유 스풀 성능 시험 시스템의 상기 제어부의 제어에 의해 상기 메인 롤러를 회전 동작시켜 상기 유도선을 인출하는 단계 및 상기 센서에 의해 상기 유도선의 풀림 속도를 측정하는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 유도선을 인출하는 단계는 상기 메인 롤러가 시험 대상인 수중 운동체의 주행 속도에 대응되는 속도로 회전하도록 상기 메인 롤러를 회전 동작시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광섬유 스풀 성능 시험 시스템 및 시험 방법에 의하면, 실제 수중 운동체의 이동속도를 구현하며 유도선의 수중환경에서 운동 및 거동을 시험 및 근접해서 확인할 수 있어 시험에 따른 비용 및 시간을 획기적으로 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 광섬유 스풀 성능 시험 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 광섬유 스풀 성능 시험 시스템 및 시험 방법을 설명하기로 한다.

본 발명의 광섬유 스풀 성능 시스템은 수중 운동체의 광섬유 유선유도장치의 구성품인 광섬유 스풀(Fiber Optic Spool)의 풀림 속도를 지상에서 시험하기 위한 시스템이다.

이를 위해 수중 운동체를 모사하고, 유도선(C)을 스풀로부터 인출하며, 인출되는 풀림 속도를 측정하여 성능을 시험하며, 광섬유 스풀(110), 인출부, 배출부, 제어부(140) 등을 포함한다.

유도선(C)은 광섬유 스풀(110)로부터 인출되고, 인출부가 유도선(C)을 수중 운동체의 주행 속도에 대응되는 속도로 인출하며, 배출부가 인출된 유도선(C)을 원활하게 배출시키며, 제어부(140)가 인출부를 제어하여 주행 속도를 제어하며, 유도선(C)의 풀림 속도를 센싱한다.

광섬유 스풀(110)은 수중 환경을 모사하기 위해 물이 채워진 투명 수조(T) 속에 배치되며, 후단에 별도의 룸 내지 지지수단에 의해 인출부가 지지되어 유도선(C)을 인출할 수 있으며, 인출부 후단에 배출부가 별도의 룸 내지 지지수단에 의해 지지되어 인출되는 유도선(C)이 원활하게 배출될 수 있도록 한다.

그리고, 제어부(140)는 배출부에 근접하여 배출되는 유도선(C)의 풀림 속도를 센싱한다.

수조(T) 내에는 광섬유 스풀(110)을 지지하고, 인출되는 유도선(C)을 지지하기 위해 고정부재(111), 가이드 봉(112), 가이드 봉 지지대(113) 및 제1 롤러(114)가 구비된다.

고정 부재(111)는 수조(T) 내측 바닥면에 장착되고, 상면에 안착되는 광섬유 스풀(110)을 지지하여 광섬유 스풀(110)이 일정 높이를 갖도록 한다.

그리고, 광섬유 스풀(110)로부터 인출되는 유도선(C)의 높이에 대응되는 높이에 수평 방향의 길이 방향을 가진 가이드 봉(112)이 설치되어, 유도선(C)이 가이드 봉(112)의 중공을 통해서 초기에 원활하게 인출되도록 한다.

이러한 가이드 봉(112)이 일정 높이에 배치될 수 있도록 수조(T) 내측 바닥면에 장착된 가이드 봉 지지대(113)가 가이드 봉(112)을 지지한다.

또한, 수중 운동체에 대응되는 특정한 길이를 가짐으로써 유도선을 수중 운동체 내부로부터 외부로 안내하는 역할을 한다.

그리고, 가이드 봉(112)의 내경은 유도선(C)의 직경보다 크게 형성되어 가이드 봉(112) 내에 물이 채워져 수중과 같은 환경이 조성될 수 있게 한다.

다음, 가이드 봉(112)의 출구 측에 제1 롤러(114)가 배치되어, 유도선(C)을 원활하게 인출시킨다.

제1 롤러(114) 후단에 배치되는 인출부로서의 제2 롤러(121)는 제1 롤러(114)와 상이한 높이, 보다 높은 높이로 배출되어 유도선(C)이 처짐 없이 인출 가능하게 한다.

인출부는 제2 롤러(121), 메인 롤러(122), 보조 롤러(123), 텐션 벨트(124)를 포함할 수 있다.

메인 롤러(122)는 별도의 모터 등 구동 수단에 의해 시험하고자 하는 수중 운동체의 주행 속도에 대응되는 속도로 회전 작동되어, 유도선(C)을 그 주행 속도에 대응되는 속도로 인출되게 하며, 메인 롤러(122)는 제2 롤러(121)보다 낮은 위치에 배치되는 것이 바람직하다.

구동력의 분산과 메인 롤러(122)의 원활한 동작을 위해 2 이상의 보조 롤러(123)가 구비되며, 예시와 같이 3개의 보조 롤러(123)가 메인 롤러(122)에 인접하여 삼각 형상으로 배치될 수 있고, 텐션 벨트(124)가 3개의 보조 롤러(123)를 순환하며, 텐션 벨트(124)가 메인 롤러(122)의 일 측에 접하도록 배치된다.

또한, 보조 롤러(123)는 메인 롤러(122)와 반대 방향으로 회전 동작한다.

따라서, 보조 롤러(123)의 작동에 의해 텐션 벨트(124)가 메인 롤러(122)의 회전을 원활하게 보조하게 된다.

인출부 후단의 배출부는 배출 롤러(131) 및 배출 가이드(132)를 포함한다.

배출 롤러(131)는 한 쌍으로 구비되며, 한 쌍의 배출 롤러(131) 사이를 통해 유도선(C)이 원활하게 배출되게 한다.

그리고, 한 쌍 중 상측에 배치된 배출 롤러(131)에 배출 가이드(132)가 일정 길이로 결합되어, 배출 가이드(132)에 의해 유도선(C)이 가이드 되면서 배출되게 한다.

이상과 같이 인출되는 유도선(C)의 풀림 속도의 측정을 위해 제어부(140)에 포함된 센서가 배출부에 인접하여 센싱하고, 센싱된 값에 의해 시험대상 광섬유 스풀의 유도선이 원활하게 풀리는지의 성능을 검증한다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

C : 유도선 T : 수조
110 : 광섬유 스풀
111 : 고정 부재
112 : 가이드 봉
113 : 가이드 봉 지지대
114 : 제1 롤러
121 : 제2 롤러
122 : 메인 롤러
123 : 보조 롤러
124 : 텐션 벨트
131 : 배출 롤러
132 : 배출 가이드
140 : 제어부

Claims

물이 채워진 투명 수조;
상기 투명 수조 내에 배치되고, 유도선이 권취된 광섬유 스풀;
상기 투명 수조 외부에 배치되며, 모터에 의해 회전 동작하여 상기 광섬유 스풀로부터 상기 유도선을 인출하는 메인 롤러; 및
상기 모터의 회전 속도를 제어하고, 상기 메인 롤러에 의해 인출되는 상기 유도선의 풀림 속도를 측정하는 센서를 포함하는 제어부를 포함하는,
광섬유 스풀 성능 시험 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 투명 수조 내에 배치되며, 상기 광섬유 스풀로부터 인출되는 상기 유도선의 높이에 대응되는 높이로 수평 방향의 길이 방향을 가진 가이드 봉을 더 포함하는,
광섬유 스풀 성능 시험 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 가이드 봉은 상기 유도선의 직경보다 큰 내경의 중공이 형성되며,
상기 유도선은 상기 가이드 봉을 관통하여 인출되는 것을 특징으로 하는,
광섬유 스풀 성능 시험 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 가이드 봉 후단에 배치되고 상기 메인 롤러 전단에 배치되어, 상기 가이드 봉을 통과한 상기 유도선을 가이드 하는 제1 롤러를 더 포함하는,
광섬유 스풀 성능 시험 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 투명 수조 외부에 배치되며, 상기 제1 롤러보다 높은 높이에 배치되어 상기 유도선을 가이드 하는 제2 롤러를 더 포함하고,
상기 메인 롤러는 상기 제2 롤러보다 낮은 높이에 배치되어, 상기 유도선은 상기 제2 롤러를 거쳐 상기 메인 롤러에 접하여 인출되는 것을 특징으로 하는,
광섬유 스풀 성능 시험 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 제어부는 상기 메인 롤러가 시험 대상인 수중 운동체의 주행 속도에 대응되는 속도로 회전하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
광섬유 스풀 성능 시험 시스템.
청구항 4에 있어서,
모터에 의해 회전 작동 되는 둘 이상의 보조 롤러; 및
둘 이상의 상기 보조 롤러를 순환하는 텐션 벨트를 더 포함하고,
상기 텐션 벨트는 상기 메인 롤러의 일 측에 접하는 것을 특징으로 하는,
광섬유 스풀 성능 시험 시스템.
청구항 7에 있어서,
둘 이상의 상기 보조 롤러는 상기 메인 롤러와 반대 방향으로 회전 동작하는 것을 특징으로 하는,
광섬유 스풀 성능 시험 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 메인 롤러 후단에 서로 마주 보며 배치되어, 인출된 상기 유도선을 배출시키는 한 쌍의 배출 롤러; 및
한 쌍의 상기 배출 롤러 중 상측에 배치되는 배출 롤러에 결합되어 상기 유도선을 가이드 하는 배출 가이드를 더 포함하는,
광섬유 스풀 성능 시험 시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 센서는 한 쌍의 상기 배출 롤러를 통과하는 상기 유도선의 속도를 측정하는 것을 특징으로 하는,
광섬유 스풀 성능 시험 시스템.
청구항 4의 광섬유 스풀 성능 시험 시스템의 상기 제어부의 제어에 의해 상기 메인 롤러를 회전 동작시켜 상기 유도선을 인출하는 단계; 및
상기 센서에 의해 상기 유도선의 풀림 속도를 측정하는 단계를 포함하는,
광섬유 스풀 성능 시험 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 유도선을 인출하는 단계는 상기 메인 롤러가 시험 대상인 수중 운동체의 주행 속도에 대응되는 속도로 회전하도록 상기 메인 롤러를 회전 동작시키는 것을 특징으로 하는,
광섬유 스풀 성능 시험 방법.