눈물방울 선체
Teardrop hull눈물방울 선체는 잠수함 선체 설계로 표면화된 성능보다 수중 성능이 강조된다.잠수함 개발 초기에는 다소 보편적으로 사용되었으나, 운용 독트린의 변화로 표면상의 고성능에 최적화된 설계를 선호하여 20세기 초에 점차 폐기되었다.비록 해군 교리가 바뀌었지만, 설계 관행은 독일 크리그스마린이 대서양 전투에서 잠수함의 손실이 계속 증가하는 2차 세계 대전 후기까지 남아 있었다.
연합군의 대잠수함 노력의 위협 증가에 대처하기 위한 시도로, 후기로 거슬러 올라가는 실험적인 설계 개념들이 기존의 잠수함 설계 과정에 구둣발로 만들어졌고, 그 결과 디젤-전기 잠수함급의 일렉트로부트 계열뿐만 아니라 소수의 과산화수소 추진 잠수함들이 생겨났다.전쟁을 반전시키기에는 너무 늦고 적지만, 전쟁 직후의 이들 보트에 대한 조사는 지난 수십 년 동안 세계 해군이 "잠수 어뢰정"에 초점을 맞추던 제도적 관성을 크게 붕괴시켰고, 수중 성과에 대한 집중을 증가시켰다.이것은 결국 잠수함에서 눈물 흘린 선체를 다시 도입하게 되었고, 오늘날 거의 모든 대형 해저 군함에서 다양한 형태로 채용되었다.
역사
왜냐하면 이 용어는 어떤 정확한 형태가 아니라 물속 여행에 최적화된 선체 모양의 추상적인 개념, 보다 구체적으로 물질과학과 선박 위에 놓인 설계 요건에 의해 제한되는 실제 잠수함에서 이러한 사상의 물리적 발현에 대해 언급하기 때문에, 어떤 특정 선박이 눈물을 보이든 말든 간에 말이다.낙하 선체는 용어 자체의 주관적 해석에 달려 있다.이 해석에 따라 아래에 제시된 여러 척의 잠수함은 어떤 설명의 '첫 시도'나 '밀석'으로 간주될 수 있다.
1860년대 중후반의 이 ICTineo II 복제품은 수중 여행에 최적화된 선체 형태를 위한 가장 초기 시도 중 하나일 것이다.
19세기 후반이나 20세기 초반의 존 필립 홀랜드의 디자인 중 하나의 모델로, 매우 깨끗한 선체와 비교적 현대적인 방향타 배치를 보여준다.
1917년 취역할을 시작한 영국 K급은 WWI에서 표면에 최적화된 잠수함의 정점으로 볼 수도 있다.그들은 24kn(44km/h)을 달성했고, 비록 30분이 정상 작동에 있어 더 합리적인 시간이었지만, 비상시에는 5분이면 물에 잠길 수 있었다.길이 103m, 최대 잠수 깊이가 61m로 추정되며 표면에서 떠나지 않고 충돌 깊이에 도달할 수 있는 데 4m 부족했다.극단적 회전반경, 허술한 수심조절, 보일러 깔때기 등을 통해 물을 운송하는 습관과 결합해 여러 척의 보트가 보일러실 범람, 충돌, 압착 깊이 도달, 한 척은 침몰한 것으로 기록되는 등 'K for Kalamity'라는 명성을 얻은 것도 놀랄 일이 아니다.한밤중에 계류 중인 사람의 도움
세계 최초의 사냥꾼 킬러인 1918년 영국의 R급 잠수함은 고속 해저 군함의 개념으로 과감하게 복귀한 것이었다.적 잠수함을 사냥하기 위해 만들어진 그들은 광범위한 능률화, 사실상 존재하지 않는 케이싱, 14kn(26km/h)을 한 시간 내내 만드는 능력을 특징으로 했다.오직 칼처럼 생긴 활 모양만이 이런 보트들이 계속 물속에 잠겨서 작동하지 않을 것이라는 설계자의 기대를 배반하고, 다만 배터리를 충전하기 위해 표면을 부수었을 뿐이다.대신 그들은 디젤 엔진을 이용해 표면에서 천천히 비행하도록 되어 있었는데, 순찰 구역에 도달한 후에야 잠수한다.
이 타입 7과 같은 독일 보트는 발라오와 유사한 전체적인 외관을 특징으로 하는 한편, 실질적으로 (~1500에 비해 약 750톤) 더 작았다.이 모델은 잠수함의 압력 선체를 명확하게 보여주며, 잠수함의 전방과 후방 끝부분이 보트의 전방과 후방 주 밸러스트 탱크를 포함하는 더 가벼운 케이스에 둘러싸여 있다.잠수함 상면을 따라 길게 늘어선 시가 모양의 불룩함은 외부 연료탱크다.1936-37년에 취역한 7형과 대형 IX형은 둘 다 미국과 영국 함대와 초계함도 낳은 동일한 "다이빙 어뢰정" 개념을 따랐고, 점점 더 효과적인 연합 초계함과 항공기에 직면하여, 1941년 중반에서 1942년까지 작전상 쓸모없게 되었지만, 여전히 주력으로 남아 있었다.전쟁 기간 동안 점점 더 절박해지는 독일 잠수함 부대의 일원이다.
연합군의 대잠수함전에 대한 꾸준한 개선으로 제2차 세계 대전 후반기 내내 독일군의 손실이 급격히 증가함에 따라 과산화수소 터빈 추진으로 잠수함을 건조하려는 시도가 이루어졌다.터빈이 서비스를 시작할 준비가 되어 있지 않은 동안, 잠수함은 과산화수소 탱크를 대체하는 배터리 용량이 엄청나게 증가한 일반 디젤 전기 보트로 생산되었다.비록 상당히 유선형이긴 했지만, 후기 독일식 XXI형(21)의 선체는 이전 설계의 영향을 그대로 받아, 한정된 용량으로 표면에서 작동할 것이 분명했다.그렇더라도 전후 세계에서 잠수함의 수중 속도, 사정거리, 탐지능력에 대한 새로운 기준을 세웠다.
상선 해군이 대형 해상 전투원의 수를 늘리기 위해 소홀히 대했기 때문에, 부분적으로는 그들의 잠수함의 성공을 과소평가하고 일본 ASW 노력의 효과를 과대평가하려는 미국의 경향에 의해, 미국의 "침묵 서비스"는 비교적 길들여진 일본의 저항에 직면하여, 다시 큰 성공을 거두었다.일본 상선을 점령하다이 때문에 미국 함대 보트는 전쟁 내내 전체적인 설계가 크게 개선되지 않았으며, 대신 선체의 압력강도와 궁극적으로 조용한 전기모터를 포함한 전자제품의 개선, 그리고 태평양에서의 장시간 순찰을 위한 승무원 편의성 향상과 같은 기술적인 세부 사항에 중점을 두었다.따라서, 이 텐치급과 같은 미국 배들은 전쟁을 시작할 때 사용하던 계급과 거의 구별할 수 없는 것처럼 보였다.
세계 최초의 핵잠수함인 1954년의 USS Nautilus(SSN-571)는 매우 깨끗한 선미 부분을 보여주고 있는 반면 활은 XXI형에서 어느 정도 영감을 받은 것이 분명하다.그녀의 시험 수심 210m는 독일 보트에 견줄 만했지만, 23kn (시속 43km)의 수몰에서 그녀는 훨씬 더 빨랐고, 심지어 이전의 어떤 미국 함대 보트가 수면 위에 있었던 것보다 더 빨랐다.불행히도, 그녀의 활과 돛에 심각한 디자인 결함은 고속으로 극심한 진동을 초래했고, 시간이 지남에 따라 악화되었다.생애를 마칠 때 4kn(7km/h)이면 음파탐지기 소음이 들리지 않을 정도로 소음이 심해 검출 위험이 급격히 높아졌다.
첫 번째 프로젝트 627 이후 3개월도 채 되지 않아 취역한 USS 스킵잭은 거의 반세기 전에 버려진 이후 미 해군의 첫 번째 전투함이었다.압력 선체의 많은 부분을 복잡한 모양으로 단조하는 비용이 많이 들기 때문에, 이 설계에서 따라오는 보트는 점진적으로 "스트레이"된다.
1967년에 서비스를 시작한 몇몇 새로운 소련의 잠수함 클래스들 중 하나인 프로젝트 671은 수중성능을 강조하기 위한 표시로 되어 있는 보다 어뢰와 같은 모양으로 물고기꼬리를 대체한 최초의 메인라인 소련의 잠수함 클래스들 중 하나였다.
프로젝트 611(줄루)과 프로젝트 641(폭스트롯)이 노후화에 접근함에 따라 1970년대 초 소련은 18척의 프로젝트 641b급 보트를 건조하기 시작했다.이들은 611년부터 641년까지 내려온 3나사 나이프 꼬리 배열 방식을 계승했으며, 이는 XXI형에서 비롯되었다.구식 추진 배치와는 극명하게 대조적으로, 그들은 현대 소비에트 핵 공격 잠수함이 사용하는 것과 유사한 무반향 타일과 음파 탐지 장비를 갖추고 있었다.
이 독일식 212형 잠수함은 길이의 일부를 따라 하나의 선체를 사용하지만, 연료전지 기반의 공기 독립 추진에 의해 사용되는 수소 탱크를 위해 압력 선체 외부에 안전한 보관 공간을 제공하기 위해 후면 절반 전체에 걸쳐 이중 훌레이드를 하고 있다.
2000년대 후반이나 2010년대 초 출항하는 과정에서 이 아스트트급 선박은 대부분의 현대적인 서양 디자인들이 절충한 모습을 뚜렷이 보여준다.수몰 성능을 위해 선체를 완전히 최적화하는 대신, 수력학적으로 효율적인 활과 보다 얇고 쉽게 형성된 강철로 만든 선미 부분을 일정한 직경의 압력 선체의 앞쪽과 뒷쪽 끝에 용접한다.이러한 설계는 거의 본질적으로 모듈화되어 있는데, 이는 새로운 선체 섹션이 비교적 저렴하고 압력 선체 길이를 따라 어디에나 쉽게 삽입되어 설계의 유체역학 성능에 심각한 영향을 주지 않고 추가 공간과 중량 용량을 제공할 수 있기 때문이다.
현대용으로
눈물방울 선체의 가장 중요한 주제는 표면화된 성능의 비용으로 수중 성능을 최대화하는 것이지만, 이 과정의 정확한 결과는 다음과 같은 여러 요인에 따라 달라진다. 이러한 우려의 중요도 순서는 그 자체로 가변적이기 때문이다.
- 잠수함의 크기. 설계자가 운용 내구성, 무기 용량 및 장착된 센서의 측면에서 제시한 요구 사항의 함수가 된다.
- 외부 및 내부 장비의 배치.
- 경제적 요인은 주로 3D 곡선으로 선체 부분을 설계, 형상화, 조립한 다음 내부에 기계를 장착하는 값비싼 프로세스와 관련이 있다.
단일 또는 이중 선체
제2차 세계 대전 말기를 기점으로 서부와 동부 잠수함은 압력 감지되지 않는 연료를 저장하기 위해 압력 선체 내부에 많은 양을 저장하기 때문에 내측과 외측 선체 사이에 큰 연료와 밸러스트 탱크를 갖춘 이중 또는 부분 이중 홀 설계로 전반적으로 유사했다.이중 선체를 사용하면 보트 외관을 형성할 수 있는 자유도가 높고, 무감각한 장비가 압력 선체 외부에 배치될 수 있는 공간을 확보하여 압력 선체를 작게 하고, 나아가 보트를 작게 만들 수 있다.그러나 그것은 높은 건설비와 유지비를 가지고 있다.
핵보트는 추진체계에 의해 이 중간 공간에 거의 사용되지 않으며, 따라서 단일 선체를 사용하거나 소련 잠수함의 경우와 마찬가지로 확장된 밸러스트 탱크와 장비를 위해 "자유" 공간을 사용할 가능성이 더 높다.이 때문에 서부 핵잠수함은 긴 관이 활과 선미에 의해 닫히면서 나타나는 경향이 있는 반면, 동부 핵잠수함은 전반적으로 수역학적으로 효율적인 형태와 극도의 예비 부력을 갖는 경향이 있으며, 일부 수치는 프로젝트 941(상어)급 SSBN의 예비 부력분율이 45% 이하임을 시사한다.스킵잭급과 같이 유체역학적으로 최적화된 단일 선체 핵잠수함에 대한 옵션도 있지만, 두꺼운 고강도 금속으로 3D 커브 판을 만드는 것은 엄청난 비용이 든다.
보우 셰이프
단일 선체와 이중 선체 사이의 선택과는 별도로 음파탐지기, 어뢰관, 전방 다이빙 비행기 등의 배치와 관련된 여러 가지 선택사항도 있다.일반적으로 압력선체 내부에 2개의 갑판이 있는 소형 해안선에서는 독일식 206형 및 스웨덴식 숄로멘, 베스테르예틀란트 및 최신급에서와 같이 수선 위로 장착된 음파탐지기가 있는 하단 갑판 위에 어뢰관과 어뢰취급실을 배치하여 메인 음파탐지기에 쉽게 접근할 수 있다.종신 재직권또 다른 옵션은 영국 업홀더급과 소련/러시아 킬로처럼 뱃머리에 배열이 있는 상단 갑판에 대형 배터리 뱅크를 위한 뱃머리에 여분의 공간을 두고, 전용을 통해서가 아니라 상단 어뢰관을 통해 어뢰를 재장전함으로써 어뢰의 재장전을 용이하게 할 수 있다.어뢰 적재 해치이 두 옵션 모두 다소 둔탁한 활이 발생하는 경향이 있으며, 이전의 옵션은 음파 탐지기를 방해할 수 있는 흐름 소음을 줄이기 위해 선체에 있는 전방 다이빙 비행기를 돛 위로 이동시켜야 할 수 있다.
크기가 커짐에 따라, 더 큰 빔은 훨씬 더 큰 음파탐지기를 위한 공간을 활에 남겨둔 채, 선체의 측면을 통해 발사되는 각진 어뢰관을 사용할 수 있게 된다.이는 냉전 중반 이후 많은 미국 핵잠수함들이 선택할 수 있는 옵션으로, 러시아 야스엔급 신형 보트에 채용되기도 한다.이전과 같이 흐름 소음을 최소화하기 위한 추진은 전방 다이빙 평면을 돛으로 이동시키는 것을 권장할 수 있지만, 이는 북극 얼음을 통해 수면 위로 떠오를 때 평면이 구부러지지 않도록 보강과 고각 기울기 메커니즘이 필요한 단점이 될 수 있다.보다 복잡한 해결책은 사용하지 않을 때 전방 다이빙 평면을 선체에 플러싱하는 방식으로 접어서 독일식 XXI를 복제하는 것으로, 가급적 선체 측면의 개구부를 덮기 위해 추가 도어를 사용하는 것이 바람직하다.영국인이 일반적으로 사용하는 세 번째 옵션은 단순히 전방 다이빙 비행기를 활의 상부에 영구히 두는 것이며, 때로는 항구의 구조물을 더럽히지 않도록 위로 접고, 잠수 비행기의 부착점에서 활을 재구성하여 가능한 최소한의 난기류를 발생시키는 것이다.
추진 및 선미 제어 표면
추진의 관점에서, 이러한 유형의 서부 잠수함은 항력을 최소화하기 위해 하나의 프로펠러로 끝나게 된다; 소련 해군은 이 관행을 채택하는 것이 더 느렸으며, 그들의 디자인은 더 큰 전력이나 안전을 제공하기 위해 두 개의 프로펠러를 계속 사용한다.타입 206은 항해를 최소화하기 위해 돛 바로 옆에 길고 가는 테이퍼가 있지만, 영국의 업홀더 등급은 내부 부피를 극대화하기 위해 선체 맨 뒤쪽에 짧은 테이퍼를 가지고 있으며, 아마도 선체에 더 큰 힘을 제공할 수 있도록 보다 경제적인 디자인을 가지고 있다.이 페이지에 그려진 독일식 7형 잠수함은 프로펠러 축이 나머지 선체의 축을 따르긴 하지만, 이러한 목적을 위해 그녀의 선체의 뒷부분이 갑자기 테이핑되고 있다.
알바코어는 그 비행기의 몇 가지 위치를 연구했다.미국 디자이너들은 델핀의 십자가형 배열의 변형된 버전(뒤에서 바라본 그리스 십자가)에 정착했다; 그들은 x-arrangance의 대안을 그것의 복잡성에 대해 거부했지만, 그것은 네덜란드, 스웨덴, 호주, 독일 해군에 의해 받아들여졌고, 다른 해군들 중에서도 얕은 해저에 더 가까이 붙는 능력에 의해 사용되었다.해저에서 방향타를 치다소련은 XXI형 U보트와 비슷한 재래식 배치를 반복하는 경우가 많았다.
"알바코어 선체"
미국은 1953년 8월 1일 힐다 라이온의 이름을 딴 '라이온 쉐이프'를 바탕으로 선체 모양을 주로 형상화한 실험용 선박 '알바코어'를 출시했다.[1][2]다양한 방향타와 프로펠러 배치의 성공적인 기동 시험과 시험 후에, 동일한 전체적인 선체 형태가 스키프잭과 바벨 등급에 사용되었고, 오늘날[when?] 대부분의 현대 미국 잠수함들은 주 압력 선체를 구성하는 중앙 확장 실린더와 함께 그러한 형태의 변화를 사용한다.인터넷의 동트기 전 당시 알바코어에 대한 관심이 높아 잠수함 역사에 대한 정보를 일반인들이 더 쉽게 접할 수 있었기 때문에, 이것과 전혀 유사한 어떤 설계도 알바코어로부터 영감을 받았는지와 상관없이 "알바코어 선체"로 언급될 가능성이 있다.비슷한 시기에 독자적으로 개발되거나, 또는 완전히 알바코어보다 앞선다.
참조
메모들
- ^ Polmar, Norman; Moore, Kenneth J. (2004). Cold War Submarines: The Design and Construction of U.S. and Soviet Submarines. Potomac Books, Inc. ISBN 9781597973199.
- ^ Lambkin, Rosi (April 2016). "Inspiration Women in Aviation, the female inventor of the 'Lyon Shape'". WISE. Retrieved 2017-06-18.
참고 문헌 목록
이 구간은 확장이 필요하다.더하면 도움이 된다.(2016년 11월) |