수중폭발에 의한 선체충격응답의 이론적 해석은 충격파를 전달하는 유체와 구조와의 복잡한 상호작용 문제로 귀착되나, 함정 내충격 설계의 측면에서 주요 관심사가 되는 선체의 충격운동은 폭발의 초기에 발생하므로 충격응답의 해석을 폭발의 초기로만 한정할 경우에는 매우 단순화된 구조동역학적 방법에 의해 충격응답을 근사적으로 산정할 수 있다. 이에 따라, 본 논문에서는 충격파에 의해 가속되는 선체 몰수부 단면에 해당하는 물기둥에 전달되는 운동량을 이상화하고, 이를 이용하여 선체거더의 충격응답을 근사 해석할 수 있는 기법을 제시하였다. 또한 이를 토대로 개발한 전산 프로그램을 이용하여 상자형의 단순모델에 적용하여 본 방법의 실용성을 검증하고 여러 가지의 구조특성 및 폭발 조건에 따른 충격응답을 해석하여 그 특성을 분석하였다.
Naval ships have hull appendages which are more exposed to the outside because of its small block coefficient compared with commercial ships. These exposed hull appendages like skeg, strut and shaft line affect the maneuverability of a ship. The effect of hull appendages has considered at initial design stage to estimate more accurate maneuverability. In this paper, sensitivity analysis is used to analyze the effect on maneuverability by hull appendages. 3 DOF maneuvering equations based on Mathematical Modelling Group (MMG) model are used and propeller & rudder model are modified to reflect the characteristics of twin propeller & twin rudder. Numerical maneuvering simulations (Turning test, Zig-zag test) for benchmark naval vessel, David Taylor Model Basin (DTMB) 5415 are performed. In every simulation, it is calculated that stability indices and maneuverability characteristics (Tactical Dia., Advance, 1st Overshoot, Time of complete cycle) with respect to the parameters (area times lift coefficient slope, attachment location) of hull appendages. As a result, two regression formulas are established. One is the relation of maneuverability characteristics and stability indices and the other is the relation of stability indices and hull appendages.
본 연구에서는 태풍의 내습에 대비하여 부표에 계류하여 피항 중이던 해군함정의 계류체인이 절단된 원인을 분석하였다. 분석해 본 결과, 매우 흥미로운 사실을 확인 할 수 있었다. 즉, 실무부대에서는 계류체인이 절단된 원인을 선체가 받는 풍압력과 유압력 등이 계류체인의 절단강도를 초과하였기 때문인 것으로 알고 있었다. 그러나 본 연구결과에 의하면, 계류체인이 절단된 주요 원인은 선체와 계류체인의 접합 부위에서 발생하는 충격력 때문인 것으로 분석되었다. 또한, 본 연구에 의한 분석결과가 수리적 분석 측면에서 논리적이며, 절단 사고가 발생한 당시의 목격자들이 진술한 상황과도 일치한 점을 확인할 수 있었다.
This paper presents ballistic limit velocity results of a variety of materials generally used in warships. Ballistic limit velocity is the velocity required for a projectile to penetrate a target with 50 percents of time and is widely used as a measure of armour bulletproofing. For this study, live fire experiments were implemented using AK-47 $7.62{\times}9mm$ mild steel core as a projectile as well as various thickness warship materials as a target. Also, methods of MIL-STD-662F, NIJ-STD-0101.06 and support vector machine were applied to measure the ballistic limit velocity and then their results were graphically analyzed for comparison. The minimum of their results was considered as the ballistic limit velocity in a conservative way.
함정 추진기에서 발생하는 캐비테이션은 함의 생존성과 직결되어 있으며, 생존성 향상을 위해 추진기 캐비테이션 초생이 지연되는 추진기 형상을 요구하고 있다. 그러나 한번 함정이 건조되고 나면 다양한 운용 조건에서 캐비테이션이 발생할 수 있어, 설계 뿐만 아니라 운용 시에도 추진기 캐비테이션 발생 여부를 알 수 있어야 한다. 이를 위해 선내에서 계측한 신호를 이용한 캐비테이션 발생 여부 판단이 필요하다. 본 연구에서는 추진기 상방 선체에 하이드로폰과 가속도계를 설치하여 추진기에서 발생하는 음향/진동 신호의 상관관계와 각 센서를 이용한 캐비테이션 초생 분석 성능에 대해 비교를 수행하였다. 캐비테이션 발생을 시각적으로 파악하기 위하여 선미부에 관측창을 설치하여 고속카메라 계측을 수행하였다. 계측 결과 음향과 진동 신호 간 스펙트럼 형상은 다르게 나타났으나, 선속에 따른 밴드별 레벨 증가분, 1 kHz ~ 10 kHz 대역의 전체 레벨 등은 비슷한 경향을 나타냈다. Detction of Envelope Modulation On Noise(DEMON) 분석에서도 음향과 진동신호 모두 비슷한 결과를 보여주었으며, 이를 통해 추진기 캐비테이션 발생분석에는 하이드로폰과 가속도계 모두 활용할 수 있음을 확인하였다.
기동하는 잠수함이나 함정 등의 방사 소음 특성은 토날 신호와 광대역 배경잡음으로 구분될 수 있다. 토날 신호는 함정의 모터나 엔진 등의 회전으로 인해 발생하는 것이고, 광대역 배경잡음은 프로펠러에 의해 방사된 기포와 선체의 주위 물의 흐름 등으로 인해 발생하는 것이다. 이와 같은 기동함정의 방사 소음의 토날 신호와 배경 잡음을 분석하면 함정의 종류나 속도 등에 대한 정보를 분석할 수가 있다. 이 때 배경잡음의 세기가 토날 신호에 비하여 큰 경우는 토날 신호를 배경잡음으로부터 분리하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 ATW(Automatic Tracking Window) 전처리 알고리즘을 이용하여 방사 소음의 방향을 탐지하고, 표적 방향으로 배열 센서의 빔을 형하여 신호를 채취한다. 또한 ATW 알고리즘을 이용하여 이 신호에서 광대역 잡음에 섞여 있는 미약한 토날 신호를 분리할 수 있는 방법을 제시한다.
본 논문에서는 축소 함정을 이용한 소자시험을 통하여 강자성체 선체에 의해 발생하는 수중 자기장 왜곡신호를 최소화할 수 있는 최적 소자기법의 타당성을 검증하였다. 소자코일에 의해 발생하는 소자 자기장 신호를 예측하기 위하여, 축소 함정 내에 설치된 개별 소자코일에 대한 코일효과를 측정하였다. 코일효과의 선형성과 해석적인 민감도 식을 기반으로 각 소자코일에 인가해야 할 최적 소자전류를 도출하였다. 확립된 최적 소자기법의 성능 검증을 위하여, 도출된 최적 소자전류를 축소 함정의 소자코일에 인가하여 발생하는 소자 전 후의 자기장 왜곡신호를 측정하고 분석하였다. 시험결과 소자 후 자기장 왜곡신호의 크기는 소자 전에 비해 95 % 정도 감소함을 확인하였다.
이 논문은 파공봉쇄장치(Liquid Spill Stopper) 성능 검증 실험에 대한 문제를 다룬다. 실험을 통해 선체에 파공이 발생한 경우 파공 봉쇄장치를 사용하여 신속하고 효율적으로 대응 및 봉쇄할 수 있는지를 가늠할 수 있다. 이 연구에서 쓰인 방법은 선체의 파공으로 해수가 유입할 때 발생하는 압력에 대한 실험 장치와 선박에 부착한 후 운항 중 분리 속도에 대한 실험이다. 이 논문의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 직경 40mm 및 100mm 파공에서 1.0bar의 압력에도 제 성능을 발휘했다. 둘째, 선체 중앙에서 선미 방향으로 흘수선상 300mm, 흘수선, 흘수선하 300mm에 각각 2개씩 6개의 파공봉쇄장치를 부착한 채 항속을 높이기 시작한 결과, 해군 작전속도(18knots)를 상회하였으며 최초로 선수 흘수선에 부착한 것이 20.2knots에서 분리하였으므로 함정의 작전속도에 지장이 없을 뿐만 아니라 일반 선박의 선체 파공에서도 침수 방지 기능을 제공할 수 있다.
A study on the IR(InfraRed) signature of a naval ship has been performed using well known IR signature analysis software, ShipIR/NTCS. Variations of the IR signature radiated from skins of a naval ship have been investigated according to the monthly averaged marine climate conditions. An unclassified destroyer model with and without applying the washdown system was applied to compare the influence on the signature under the background changes. The marine background models were created from the observed data by a buoy of Korea Meterological Administration(KMA). The sensitivity of the ship signature against the climate variables such as air temperature, sea temperature, relative humidity has been studied as well. The seasons which show extreme(max, min) skin signature change by whether the washdown is applied or not. The sensitivities of the air temperature and the sea temperature for a dry-ship reversed by applying the washdown on the ship surfaces.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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