KR-20260061754-A - WIG craft with a stable operating attitude

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Abstract

본 발명은, 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선에 관한 것으로, 수면 위에서 부력을 발휘하되, 내부에 탑승공간이 마련된 선체; 상기 선체 선수와 선미 사이 양쪽 측면 각각에 배치되는 측면 날개; 상기 선체 선미에 배치되는 꼬리 날개; 상기 선체 및 측면 날개 중의 적어도 하나에 배치되어 추진력을 발휘하는 추진모듈; 상기 선체의 선수부 양쪽 측면에 각각 배치되어 상기 수면을 향해 송풍을 가하는 한 쌍의 송풍모듈; 및 상기 선체에 장착되어 상기 송풍모듈 각각의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Inventors

신명수
조현욱

Assignees

아론비행선박산업 주식회사

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20241028

Claims (5)

수면 위에서 부력을 발휘하되, 내부에 탑승공간이 마련된 선체; 상기 선체 선수와 선미 사이 양쪽 측면 각각에 배치되는 측면 날개; 상기 선체 선미에 배치되는 꼬리 날개; 상기 선체 및 측면 날개 중의 적어도 하나에 배치되어 추진력을 발휘하는 추진모듈; 상기 선체의 선수부 양쪽 측면에 각각 배치되어 상기 수면을 향해 송풍을 가하는 한 쌍의 송풍모듈; 및 상기 선체에 장착되어 상기 송풍모듈 각각의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하고, 상기 송풍모듈에 의한 송풍에 의해 상기 선체의 전후 방향 기울어짐 및 좌우 방향 기울어짐이 완화됨에 따라 운항 과정에서 상기 선체의 피칭 및 롤링이 억제되는 것을 특징으로 하는 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선.
제1항에 있어서, 상기 송풍모듈은, 상단에 입구가 형성되고, 하단에 출구가 형성된 관체; 및 상기 관체 상단에 배치되되, 구동수단 구동에 의해 일 방향으로 회전하는 회전팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선.
제2항에 있어서, 상기 관체는 상단으로부터 하단으로 향하며 복수 개 갈래로 분기되는 것을 특징으로 하는 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선.
제2항에 있어서, 상기 송풍모듈은, 상기 관체 각 갈래에 배치되되, 구동수단 구동에 의해 일정한 각도 차이를 두고 단계별로 회전하는 조절구;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선.
제1항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 송풍모듈 각각의 작동을 제어하되, 상기 선체의 전후 방향 기울어짐을 감지하는 제1센서 및 상기 선체의 좌우 방향 기울어짐을 감지하는 제2센서의 신호를 기반으로 상기 송풍모듈 각각의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선.

Description

운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선{WIG craft with a stable operating attitude} 본 발명은 위그선에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운항 과정에서 선체의 피칭 및 롤링이 억제되어 운항 자세가 안정적으로 유지됨으로써 운항 안전성을 높일 수 있도록 할 뿐만 아니라 보다 편안한 승선감을 제공할 수 있도록 하는 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선에 관한 것이다. 과거 해상에서의 이동은 선박에 의해 이루어지는 것이 일반적이었다. 이때, 통상의 선박은 구동수단 구동에 의해 회전하는 프로펠러를 포함하므로 프로펠러 회전에 의한 추진력 발생에 의해 운항이 이루어질 수 있다. 그러나 일반 선박은 선체 일부가 해수면 하부에 잠기게 되므로 해수와의 접촉에 의한 저항 발생에 의해 운항 속도가 저하됨에 따라 운송효율이 떨어지는 문제가 있었다. 이와 같은 문제를 해소하고자 대한민국 공개특허 제10-2015-0018932호 등에 개시된 바와 같은 '위그선'(WIG：Wing In Ground effect craft)이 제안된바 있다. 위그선은, 날개가 수면에 가까울수록 공기가 떠받치는 양력이 증가하는 표면효과(Ground effect)를 이용하는 것으로서 선체 후방에 배치되는 프로펠러 회전에 의해 추진력이 발휘될 때 표면효과에 의해 양력이 증가함에 따라 해수면 위를 1~ 5m 뜬 상태로 운항할 수 있으므로 수면과의 마찰이 방지되어 비교적 고속(대략 시속 150~500㎞)으로 운항할 수 있게 됨에 따라 일반 선박을 이용할 때에 비해 운송효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 파도의 영향을 받지 않게 됨에 따라 일반 선박을 이용할 때에 비해 안락한 운항, 다시 말해 승선감 개선이 이루어질 수 있고, 낮은 고도로 운항함에 따라 비행기를 이용할 때에 비해 운항 안전성을 높일 수 있으며, 고속선을 이용할 때에 비해 연료 소모율과 CO2방출을 낮출 수 있으므로 차세대 해상 운송수단으로 기대를 모으고 있다. 다만, 위그선은 운항 과정, 특히 선수를 들어올리는 피치-업(Pitch-up) 모멘트가 발생하는 이수(離水) 과정 등에서 선체의 피칭 및 롤링이 발생하게 되므로 이에 의해 운항 자세가 불안정해짐에 따라서는 안전성이 저하될 뿐만 아니라 승선감이 저하되는 문제가 있었다. 상기의 이유로 해당 분야에서는 운항 자세가 안정적으로 유지됨으로써 운항 안전성을 높일 수 있도록 할 뿐만 아니라 보다 편안한 승선감을 제공할 수 있도록 하는 위그선의 개발을 시도하고 있으나, 현재까지는 만족할 만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다. 도 1은 본 발명에 의한 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선의 외형을 보인 측면도이다. 도 2는 본 발명에 의한 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선에서 송풍모듈의 배치 형태를 보인 예시도이다. 도 3은 본 발명에 의한 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선에서 송풍모듈에 의한 송풍을 보인 예시도이다. 도 4는 본 발명에 의한 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선에서 조절구에 의한 송풍 유량 조절을 보인 예시도이다. 도 5는 본 발명에 의한 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선에서 선체의 전후 방향 기울어짐 완화를 보인 예시도이다. 도 6은 본 발명에 의한 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선에서 선체의 좌우 방향 기울어짐 완화를 보인 예시도이다. 이하, 첨부 도면에 의거 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선(A)은, 선체(100); 측면 날개(200); 꼬리 날개(300); 추진모듈(400); 송풍모듈(500); 및 컨트롤러(600);를 포함한다. 본 발명의 선체(100)는 수면 위에서 부력을 발휘한다. 따라서 선체(100)가 수면에 부상될 수 있다. 이때, 선체(100)는 내부에 탑승공간(도면부호 미표시)이 마련됨으로써 승무원 및 승객의 탑승이 이루어질 수 있다. 이와 같은 선체(100)는 수면 위에서 부력을 발휘할 수 있는 것이면서 승객 등의 탑승이 이루어질 수 있는 것이라면 통상의 어떠한 형태 및 구조의 것이어도 무방한바, 선체(100)에 관한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 측면 날개(200)는 선체(100) 선수와 선미 사이 양쪽 측면 각각에 배치된다. 따라서 날개(200)에서 공기 저항에 의한 양력이 발생함으로써 선체(100)가 수면 위로 떠오를 수 있다. 이와 같은 측면 날개(200)는 공기 저항이 미침에 따라 양력 발생이 원활할 수 있는 것이라면 통상의 어떠한 형태 및 구조의 것이어도 무방한바, 측면 날개(200)에 관한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 꼬리 날개(300)는 선체(100) 선미에 배치된다. 따라서 꼬리 날개(300)에 공기 저항이 미쳐 양력이 발생함에 의해 선체(100)가 수면 위로 떠오를 수 있다. 이와 같은 꼬리 날개(300)는 공기 저항이 미침에 따라 양력 발생이 원활할 수 있는 것이라 통상의 어떠한 형태 및 구조의 것이어도 무방한바, 꼬리 날개(300)에 관한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 추진모듈(400)은 선체(100) 및 측면 날개(200) 중의 적어도 하나에 배치되어 추진력을 발휘한다. 따라서 추진모듈(400)에 의한 추진력 발휘에 의해 본 발명에 의한 운항 자세가 안정적으로 유지되는 위그선(A)의 운항이 이루어질 수 있다. 이와 같은 추진모듈(400)은 추진력을 발휘할 수 있는 것이라면 통상의 어떠한 구조 및 방식의 것이어도 무방하며, 그 일례로는 엔진 구동에 의해 회전하는 프로펠러일 수 있다. 본 발명의 송풍모듈(500)은 선체(100)의 선수부 양쪽 측면에 각각 배치되어 수면을 향해 송풍을 가한다. 따라서 송풍모듈(500)에 의한 송풍에 의해 운항 과정에서 선체(100)의 전후 방향 기울어짐 및 좌우 방향 기울어짐이 완화될 수 있다. 이때, 송풍모듈(500)은, 상단에 입구(도면부호 미표시)가 형성되고, 하단에 출구(도면부호 미표시)가 형성된 관체(510); 및 관체(510) 상단에 배치되되, 구동수단(521) 구동에 의해 일 방향으로 회전하는 회전팬(520);을 포함함으로써 회전팬(520) 회전에 의해 생성되는 바람이 관체(510) 상단으로부터 하단으로 유동함에 따라 수면을 향해 송풍이 가해질 수 있다. 여기서, 관체(510)는 상단으로부터 하단으로 향하며 복수 개 갈래로 분기됨으로써 복수 개 갈래 각각을 통해 수면의 서로 다른 지점을 향해 송풍이 가해질 수 있다. 또한, 송풍모듈(500)은, 관체(510) 각 갈래에 배치되되, 구동수단(531) 구동에 의해 일정한 각도 차이를 두고 단계별로 회전하는 조절구(530);를 더 포함함으로써 조절구(530)의 단계별 회전에 의해 관체(510) 각 갈래에서 송풍 유량 조절이 이루어질 수 있다. 이때, 조절구(530)가 미회전 상태이면 관체(510)의 해당 갈래는 개방이 차단되므로 해당 갈래를 통한 송풍이 중단될 수 있다. 여기서, 조절구(530)는 관체(510)의 단면 형태에 상응하는 판 형태로 이루어짐으로써 조절구(530)의 회전 여부에 따라 관체(510)의 개폐가 이루어질 수 있다. 한편, 송풍모듈(500)은 선체(100)의 측면을 이루는 벽체(도면부호 미표시) 내에 장착됨으로써 운항과정에서 송풍모듈(500)과 외부 공기의 접촉으로 인한 저항 발생이 방지될 수 있다. 이때, 송풍모듈(500)의 관체(510) 입구 및 출구는 외부와 연통함으로써 입구를 통해 공기 유입이 이루어질 수 있고, 출구를 통해 바람의 배출이 이루어질 수 있다. 본 발명의 컨트롤러(600)는 선체(100)에 장착되어 송풍모듈(500) 각각의 작동을 제어한다. 따라서 컨트롤러(600)의 제어에 의해 송풍모듈(500) 각각의 작동이 자동으로 이루어질 수 있어 송풍모듈(500)의 작동을 제어하는데 따르는 번거로움을 덜 수 있다. 이때, 컨트롤러(600)는, 송풍모듈(500) 각각의 작동을 제어하되, 선체(100)의 전후 방향 기울어짐을 감지하는 제1센서(610) 및 선체(100)의 좌우 방향 기울어짐을 감지하는 제2센서(620)의 신호를 기반으로 송풍모듈(500) 각각의 작동을 제어함으로써 선체(100)의 전후 방향 기울어짐 및 좌우 방향 기울어짐에 대응하여 자동으로 송풍모듈(500)의 작동이 이루어질 수 있다. 여기서, 제1센서(610) 및 제2센서(620)는 선체(100)의 전후 방향 기울어짐 및 좌우 방향 기울어짐을 감지할 수 있는 것이라면 통상의 어떠한 구조 및 방식의 것이어도 무방한바, 제1센서(610) 및 제2센서(620)에 관한 상세한 설명은 생략한다. 한편, 컨트롤러(600)는 특히 선체(100)의 선수가 하측으로 기울어질 때 송풍모듈(500)의 작동을 개시함으로써 송풍모듈(500)에 의한 송풍이 수면에 가해짐에 따른 압력 작용에 의해 선체(100) 선수가 상승하여 기울어짐이 완화됨에 따라 특히 선체(100)의 피칭이 억제될 수 있다. 이때, 선체(100)의 선수 기울기가 상대적으로 더 큰 경우 송풍모듈(500)의 관체(510) 각 갈래에 마련되는 조절구(530)는 더 큰 폭으로 일방향 회전하여 관체(510) 각 갈래를 더 큰 폭으로 개방시킴으로써 관체(510) 각 갈래에서의 송풍 유량이 증가함에 따라 선체(100) 선수의 상승이 더욱 원활할 수 있다. 여기서, 송풍모듈(500)은 선체(100)의 운항 자세가 안정되었을 때 송풍을 중단하므로 이후로 송풍에 의한 선체(100) 선수의 상승이 방지될 수 있다. 또한, 컨트롤러(600)는 특히 선체(100)가 어느 일측으로 기울어질 때 선체(100)가 기울어지는 어느 일측 방향에 위치하는 어느 하나 송풍모듈(500)의 작동을 개시함으로써 송풍모듈(500)에 의한 송풍이 수면에 가해짐에 따른 압력 작용에 의해 선체(100) 일측이 상승하여 기울어짐이 완화됨에 따라 선체(100)의 롤링이 억제될 수 있다. 이때, 선체(100)의 일측 기울기가 상대적으로 더 큰 경우 송풍모듈(500)의 관체(510) 각 갈래에 마련되는 조절구(530)는 일 방향으로 회전하여 관체(510) 각 갈래를 더 큰 폭으로 개방시킴으로써 관체(510) 각 갈래에서의 송풍 유량이 증가함에 따라 선체(100) 일측의 상승이 더욱 원활할 수 있다. 여기서, 송풍모듈(500)은