잠수함 선체
Submarine hull |
잠수함 선체는 가벼운 선체와 압력 선체의 두 가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.잠수함의 가벼운 선체(영국식 표기)는 유체역학적으로 효율적인 형상을 제공하는 비수밀 선체이다.압력 선체는 잠수함의 내부 선체로 수심에서의 외부 압력과 내부 압력의 차이로 구조적 무결성을 유지한다.
모양들
현대의 잠수함은 보통 시가 모양을 하고 있다.초기 잠수함에서 이미 볼 수 있는 이 디자인은 "눈물방울 선체"라고 불립니다.외부 압력에 견딜 수 있는 구조적으로 효율적이며, 잠수함에 대한 유체 역학적 항력을 크게 감소시키지만, 해수 유지 능력을 감소시키고 수면 중의 항력을 증가시킨다.
역사
내부 압력 선체에서 분리된 외부 유체 역학적으로 유선형의 가벼운 선체 개념은 1859년 [1][2]카탈로니아의 발명가 나시스 몬투리올이 설계한 초기 선구적인 잠수함 I에서 처음 도입되었습니다.하지만, 1900년대 초에 군 잠수함이 취역했을 때, 그들의 추진 시스템의 한계로 인해 그들은 대부분의 시간을 표면에서 운용할 수 밖에 없었다; 그들의 선체 디자인은 배를 닮은 선체와, 좋은 표면 항해를 가능하게 하는, 그리고 상대적으로 유선형 상부 구조를 가지고 있었다.물을 더하다보통 10노트(19km/h)를 훨씬 밑도는 잠수함의 낮은 수중 속도 때문에, 기존의 배와 같은 외부 선체에 의한 수중 여행의 증가된 항력은 [citation needed]허용 가능한 것으로 간주되었다.제2차 세계 대전 후반에 이르러서야 기술의 향상으로 잠수함은 수면 아래에서 대부분의 시간을 보내게 되었고, 항력과 소음을 줄이기 위해 선체 디자인은 다시 눈물방울 모양으로 변했다.USS 알바코어(AGSS-569)는 현대 잠수함의 눈물방울 선체 형태(때로는 "알바코어 선체"라고도 함)의 미국 버전을 개척한 독특한 연구 잠수함이었다.현대식 군용 잠수함에서 외부 선체(때로는 프로펠러도 포함)는 특수 흡음 고무 또는 [citation needed]무반향 도금(anechoic plating)으로 두껍게 덮여 있어 능동형 및 수동형 음파탐지기에 의해 잠수함을 탐지하기가 더 어렵습니다.
종류들
가장 오래된 것뿐만 아니라 모든 소형 현대식 잠수함과 잠수정은 선체가 [citation needed]한 개이다.그러나 대형 잠수함의 경우 접근 방식이 분리되었다.소련의 모든 중형 잠수함은 이중 선체 구조로 만들어지지만, 미국 잠수함은 보통 단일 선체 구조이다.주 밸러스트 탱크를 수용하고 유체역학적으로 최적화된 형상을 제공하는 활과 선미에 여전히 가벼운 선체 부분이 있지만, 주로 원통형인 선체 부분에는 도금층이 1개만 있습니다.
가벼운 선체
잠수함의 이중 선체는 배의 이중 선체와 다르다.실제로 잠수함의 모양을 이루는 외부 선체는 외부 선체, 케이싱 또는 가벼운 선체라고 불립니다.그것은 잠수함의 유체역학적 성능을 정의하며, 이는 선박을 물 속을 통과시키는 데 필요한 힘의 양에 영향을 미친다.이 용어는 가벼운 선체가 얇은 철판으로 제작되는 러시아 잠수함 건조에서 특히 적합하며, 양쪽에 압력이 동일하기 때문이다.경량 선체는 장비를 장착하는 데 사용할 수 있으며, 압력 선체에 직접 부착할 경우 불필요한 응력이 발생할 수 있습니다.이중 선체 접근은 또한 링이 보강되고 선체 사이에 종재를 배치할 수 있기 때문에 압력 선체 내부의 공간을 절약합니다.이러한 조치들은 가벼운 선체보다 훨씬 무거운 압력 선체의 크기를 최소화하는 데 도움이 됩니다.또 잠수함이 파손된 경우에도 경선체가 일부 파손돼 압력선체가 손상되지 않는 한 선박의 건전성을 훼손하지 않는다.
압력 선체
외부 선체 내부에는 강한 선체, 즉 압력 선체가 있어 외부 압력을 견디고 내부에는 정상적인 기압이 있습니다.압력 선체는 일반적으로 복잡한 보강 구조와 고강도 예비력을 가진 두꺼운 고강도 강철로 구성되며 방수 격벽에 의해 여러 구획으로 나뉩니다.압력과 가벼운 선체는 수많은 강철 구조 요소가 가벼운 선체와 압력 선체를 연결하고 강도를 높이고 좌굴 안정성을 제공하는 3차원 구조를 형성하는 틈새에 의해 분리됩니다.최대 깊이에서 높은 외부 압력과 물에 노출되는 것을 견딜 수 있는 일부 장비에 홈 간 공간이 사용됩니다.이 장비는 잠수함마다 크게 다르며 일반적으로 다양한 물탱크와 공기탱크를 포함한다.단일 선루 잠수함에서, 경선체는 불연속적이며 주로 뱃머리와 선미에 존재한다.
압력 선체는 다른 형상이 상당히 약하기 때문에 단면이 원형입니다.압력 선체를 제작하려면 고도의 정밀도가 필요합니다.이것은 크기에 관계없이 사실이다.단면 원형도에서 1인치(25mm)만 벗어나도 정수압 부하 [3]용량이 30% 이상 감소합니다.경미한 편차는 보강재 링에 의해 저항되며,[clarification needed] 단면이 원형인 선체를 사용하여 총 압력력 수백만 톤의 세로 방향의 힘을 선체 전체에 균등하게 분산해야 한다.이 설계는 압축 응력에 가장 강하고, 압축 응력이 없으면 해저 깊이의 수압에 저항할 수 있는 재료는 없습니다.잠수함 선체는 좌굴 불안정성에 대해 단단하게 하기 위해 링 프레임을 촘촘히 간격을 두고 고가의 횡골조 구조를 필요로 한다.어떠한 선체 부품에도 결함이 없을 수 있으며, 용접된 모든 조인트는 다양한 방법으로 여러 번 점검됩니다.
태풍급 잠수함은 내부 설계를[clarification needed] 단순화하고 일반 잠수함보다 훨씬 넓은 선체를 여러 개 갖추고 있다.잠수함의 본체에는 두 개의 긴 압력 선체가 나란히 놓여 있으며, 세 번째 짧은 압력 선체는 위와 부분 사이에 있다(이 선체는 돛 바로 아래에 돌출되어 있다). 그리고 다른 두 개의 중심선 압력 선체는 뱃머리에 어뢰를 위한, 그리고 선미에 스티어링 기어를 위한 것이다.이것은 또한 그들의 생존 가능성을 크게 증가시킨다 – 비록 한 압력 선체가 파손되더라도, 잠수함이 침몰하는 것을 막을 수 있고,[citation needed] 홍수의 가능성이 적다면 다른 선원들의 선원들은 상대적으로 안전하다.
잠수 깊이
다이빙 깊이를 쉽게 늘릴 수 없습니다.단순히 선체를 두껍게 만드는 것만으로 중량이 증가하고 탑재 장비의 무게를 줄여야 하므로 궁극적으로 배스케이프가 만들어집니다.이 잠수정은 민간 연구 잠수정에 적합하지만, 군사 잠수함은 아니어서 잠수함의 잠수 깊이는 항상 최신 기술에 의해 제한되었다.
제1차 세계 대전 잠수함은 선체를 탄소강으로 만들었고, 보통 시험 수심은 100미터(328피트)를 넘지 않았다.제2차 세계대전 중에는 최대 수심 200m(656피트)를 허용하는 고강도 합금강이 도입되었으며, 전후 계산 결과 독일 Type VII U보트의 파쇄 깊이가 300m를 넘는 것으로 나타났습니다.고강도 합금강은 250~350m(820~1,148피트) 깊이의 한계를 가진 오늘날에도 잠수함의 주요 재료이며, 이는 다른 특성을 희생하지 않고는 군 잠수함을 능가할 수 없다.그 한계를 넘어서기 위해 몇 척의 잠수함이 티타늄 선체로 제작되었다.티타늄은 대부분의 강철보다 중량 대비 강도 및 내구성이 뛰어나며 비자성입니다.티타늄 잠수함은 특화된 고강도 합금을 개발하고, 저렴한 비용으로 티타늄을 생산하는 산업을 건설했으며, 여러 종류의 티타늄 잠수함을 보유하고 있었기 때문에 소련이 특히 선호했다.티타늄 합금은 수심을 크게 높일 수 있지만, 다른 시스템도 재설계해야 하기 때문에, 가장 깊이 잠수하는 군사 잠수함인 소련 잠수함 콤소모레트의 시험 깊이는 1000미터로 제한되었다.그것의 이점에도 불구하고, 티타늄 잠수함 건조의 높은 비용은 냉전이 종식되면서 그것의 폐기로 이어졌다.
기타 타입
잠수함 내부에 두 개 이상의 선체가 있는 예가 있다.태풍급 잠수함의 경선체에는 2개의 주압선체, 즉 돛의 대부분을 구성하는 작은 제3압선체, 어뢰와 조타장치용 선체, 그리고 20개의 MIRV SLBM과 밸러스트 탱크 및 기타 시스템들이 들어있다.네덜란드 왕립해군 돌핀과 포트비스급 잠수함은 3개의 주요 압력 선체를 수용했다.러시아 잠수함 로샤리크는 다구형의 선체로 2000m 이상 잠수할 수 있다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Tom Chaffin (2010). The H. L. Hunley: The Secret Hope of the Confederacy. Farrar, Straus and Giroux. pp. 55–. ISBN 978-1-4299-9035-6.
- ^ Matthew Stewart (2003). Monturiol's Dream: The Extraordinary Story of the Submarine Inventor who Wanted to Save the World. Pantheon Books. ISBN 978-0-375-41439-8.[페이지 필요]
- ^ 미국 해군사관학교