잠수함 함미 트랜지션 링 구조 형상에 대한 고찰 (Review of the Structural Shape for Aft Transition Ring of Submarine)

서지정보

· 발행기관 : 해양환경안전학회
· 수록지 정보 : 해양환경안전학회지 / 25권 / 7호 / 936 ~ 944페이지
· 저자명 : 오도한, 안남현

초록

보이지 않는 힘으로도 불리는 잠수함은 수중에서 활동하는 은밀성을 장점으로 대함전, 대잠전 및 핵심표적 타격 등의 임무를 수행하는 전략 수중 무기 체계로 심해에서 높은 수압을 견디며 작전을 수행할 수 있어야 한다. 이러한 관점에서 잠수함 압력 선체는 잠항 깊이에 상응하는 외부 수압에 저항하는 가장 중요한 체계로서 누수, 화재, 충격 및 폭발과 같은 위험으로부터 안전성을 확보함으로써 생존성을 높임과 동시에, 작전 수행 능력을 유지할 수 있게 해주는 강도를 확보하고 있어야 한다. 이를 위해서는 잠수함 압력 선체의 구조 형상 설계가 초기에 수행되는 것이 합리적이다. 특히, 함미 원추부 구조물과 압력선체 평형부 및 함미 비압력선체를 연결하는 함미 트랜지션 링의 경우, 설계된 잠수함에 따라 다양한 형상을 띄고 있다. 본 구조물 설계를 위해서는 응력 흐름과 연결성을 고려한 설계뿐만 아니라 복잡한 형상이 기인한 구조물 제작 투입 시수 증가로 인한 원가 상승 또한 검토해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 4가지 서로 다른 형상을 갖는 함미 트랜지션 링에 대해서 비선형 유한요소해석을 통한 구조 강도 검토와 더불어 함미 트랜지션 링 형상 복잡도에 따른 작업 일수 및 자재비 검토를 통해 경제성 측면에서의 적정성 검토를 수행하였으며, 검토된 4가지 형상 중 가장 합리적인 잠수함 함미 트랜지션 링 형상을 제안하였다.

영어초록

Submarines, which have been called an invisible force, are strategic underwater weapon systems that perform missions such as anti-surface warfare, anti-submarine warfare, and high payoff target strikes with the advantage of underwater covertness. A submarine should be able to withstand the hydrostatic pressure of the deep sea. In this respect, the submarine pressure hull, as the main structural system to resist the external pressure corresponding to the submerged depth, should ensure the survivability from hazards and threats such as leakage, fires, shock, explosion, etc. To do this, the initial scantling of the submarine pressure hull must be calculated appropriately in the concept design phase. The shape of the aft transition ring varies according to its connection with the submarine aft end conical structure, pressure hull cylindrical part, and non-pressure hull of the submarine; the design of the aft transition ring should not only take into account stress flow and connectivity but also the cost increase due to the increased man-hours of its complex geometry. Therefore, trade-off studies based on the four different shapes of the aft transition ring are carried out considering both the review of the structural strength through nonlinear finite element analysis (FEA) and economic feasibility by reviewing the estimations of the manufacturing working days and material costs. Finally, the most rational structural aft transition ring shape for a submarine amongst four reviewed types was proposed.

참고자료

· 없음