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세계유일의 펌프제트를 장착한 디젤잠수함

  작성자: 무르만스크
조회: 12942 추천: 8 글자크기
3 0

작성일: 2021-05-02 15:09:44

밑에 글에서 안창호함이 펌프제트를 장착하지 않은점을 아쉬워

하시는 댓글이 있어서,, 대략 알아보았습니다.



잠수함의 소음유발 원인은 어러가지가 있지만 가장 큰것중 하나는 

기포(케비테이션) 발생 입니다.





물속에서 추진력을 얻기위해 잠수함은 스크류를 회전시키는데 가만히 있으려는 물과

이를 밀어내려는 스크류 사이의 압력차가 기포를 만들어 냅니다.

스크류가 저속으로 회전할때는 기포가 거의 생기지 않지만 고속으로 회전하면

대량의 물이 밀려나면서 빈공간이 생기며(공동화 현상) 압력이 낮아져

엄청난 기포를 생성하게 되죠.







이런 문제점을 해결하기 위해 현대의 잠수함은 펌프제트를 설치합니다.

펌프제트는 잠수함 프로펠러 추진기에 노즐, 덕트를 씌워 후류에 의한 와류를 줄이고

통과하는 물의 밀도를 높여 공동화 현상을 억제시켜서

기포 발생을 억제하는 장치죠.




그러나 펌프제트를 설치하면 후미쪽의 중량이 증가해 무게중심을 맞추기 어렵고

추진효율이 많이 떨어집니다. 자료에 의하면 펌프제트 설치후 이동거리가 3분의

2정도로 줄어든다고 하네요.






때문에 펌프제트는 큰 선체와 높은 출력을 가지고 있어 무게에 대한 여유가 있고

빠른 속력으로 떨어지는 추진효율을 상쇄할수 있는 원자력 잠수함에만

설치하고 있습니다.

 

그리고 위에서 말씀드렸듯이 저속에서는 기포가 거의 발생하지 않기때문에

5-8노트 정도로 순항하는 기존의 디젤잠수함 에게는 크게 필요하지 않습니다.

고속순항하는 원잠에게 필요한 장치죠.









그러나 최근의 독일 212급 같은 최신형 중소형 디젤잠수함은 프로펠러 캡부분에

PBCF(프로펠러 보스 캡 핀)을 장착합니다.

이 장치는 후류를 억제하여 기포생성을 억제시키는 장치입니다.

펌프제트처럼 무게가 많이 나가지 않죠.


원잠처럼 평소에 고속순항을 하지않지만 후류발생을 억제시켜 조함성능을

높여준다고 합니다. 고속순항시에는 기포발생을 줄여주는것은

당연하구요,,,




사진출처 https://m.blog.naver.com/kevin1406/222271990813  


작년에 마덱스에서 장보고3 배치2의 모형이 공개되었는데 212급과

형태는 다르지만 같은 역할을 하는 PBCF가 달려있는것으로 확인되었습니다.

글자에 가려서 잘 안보이는데,,





이 프로펠러 형상과 동일합니다. 카더라에 의하면 안창호, 안무급에도 모형에는

없었지만 달려 있다는 이야기가 많더군요.


PBCF는 기포와 후류의 발생을 어느정도 억제 시켜주긴 하지만 펌프제트

정도의 수준은 아닙니다.



이렇게 디젤잠수함에는 중량문제와 느린 순항 속도로 펌프제트는

설치되지 않는데 세계최초로 펌프제트를 설치한 디젤 잠수함이 있습니다.







킬로급 잠수함 B-871 알로사 함입니다.

실험함 성격이 강한 함으로써 세계에서 유일할뿐 아니라 킬로급중에서도

유일하게 펌프제트가 설치되어 있습니다.






최신원잠에 설치된 펌프제트에 비하면 약간더 커보이긴 합니다만

원잠과 비교해 작은 선체 때문에 더 커보이는 느낌도 나네요






1989년에 진수되고 1990년 구소련 해군이 배치된 함으로써

소련 답게 여러가지 시도를 했었음을 알수있네요.












2017년 펌프제트 정비를 하는 모습.

퇴역소식은 없고 아직까지도 펌프제트를 운용중인듯 합니다.

구소련시절부터 현재까지 러시아는 디젤잠수함에도 무리해서

펌프제트를 설치해 운용해보며 서방잠수함의 소음수준을 따라잡기

위해 노력해 왔습니다,







보안을 위해 정확한 데시벨 수치를 뺀 미국 러시아 잠수함간의 소음수준 격차





이후 최근 건조되는 킬로급 개량형의 프로펠러를 보면 펌프제트를 적용하지 

않아 러시아의 디젤함에 대한 펌프제트 운용실험이 다른 디젤잠수함에 장착될 정도로

성공적이지는 않아 보입니다.




그러나 알로사 이후 펌프제트를 장착한 두번째 디젤잠수함이 등장할 것으로

예상되는데





일본의 차기 잠수함인 29SS 입니다.


2019년 미쓰비씨 중공업은 29SS의 형상을 공개함으로써 펌프제트를 설치할 것을

공식화 했습니다.










그리고 이미 2008년 공개된 일본 차세대 압력선체와 잠수함 자료에서도

29SS의 특이한 선형과 펌프제트가 적용될 것임을 암시하고 있었죠. 아마도 2000년대 초부터 연구해오고

있었지 않았나 싶습니다.


일본 언론에 알려진 바에 의하면 펌프제트 덕트와 프로펠러 모두 탄소섬유 강화플라스틱(CFRP) 복합재

로 만들어 경량화 기존 펌프제트의 무거운 중량문제를 해결한다고 합니다.


중량문제를 해결했다고 해도 펌프제트를 설치함으로써 생기는 이동거리 효율성 감소를

희생해 가며 장착하는것은 리듐이온전지 전용 잠수함으로써 기존 디젤함과는 다른 고속순항에

특화되었기 때문이라는걸 시사한다고 하네요.

원잠만큼의 고속순항을 하지는 못하겠지만 기존 디젤잠수함과는 순항속도면에서 다른 수준의

잠수함으로 설계된 것으로 보입니다.







29SS는 펌프제트 외에도 고속순항을 위한 함교탑의 극단적인 축소와 누적선형

신형소나, 신형어뢰 등등 많은 신기술이 적용될 예정입니다. 


이제까지 해자대의 함정들도 한국해군 못지않게 보수적인 선형이나 설계를 보여주곤 했는데

수상함은 30FFM 잠수함은 소류급 이후로 적극적인 신기술 접목을 보여주고 있네요.


29SS는 2028년까지 개발을 완료하고 2031년 취역할 예정이라고 합니다.


https://www.youtube.com/watch?v=b3PgwwrHvu4


한국이 초기 209급 도입당시 독일에서 잠수함 기본건조, 운용, 함장교육을 받았고 

잠수함 함장, 잠수함전단장을 지내신 해군 예비역분이 운영하시는 잠수함 전문 유튜브인데.. 

실무 전문가가 평가하는 일본 최신잠수함의 성능과 일본이 왜 항상

디젤잠수함 선진기술을 발전 유지시킬수 있는가에 대한 것들을 설명해 주시는 영상입니다.  


아마 큰 이변이 없는이상 최초의 양산형 펌프제트 디젤 잠수함은 일본의 잠수함이 될듯 하네요. 










댓글 3

  • best KH-179 2021-05-03 추천 1

    좋은 정보글 감사합니다.
    장보고3 batch-II 에서는 체급의 소폭 증가와 소프트웨어 개량 및 VLS 증가, 소음억제체계의 개선과 추진체계(납축전지->리튬이온) 개선으로 인한 종합적인 작전능력 향상이 이뤄지겠군요.
    여러모로 장보고3는 기대를 하고 있습니다. 아직 정보가 풀리지 않은 batch-III도 선진적인 설계를 적용시키면 좋겠네요

  • arma 2021-05-04 추천 0

    PBCF 자체는 인도네시아에 수출한 나가파사에서도 관찰되는 부분이니 아마 알게 모르게 한국해군용으로도
    사용중이거나 창정비떄 장착하지 않을까 생각합니다. 한국은 상대적으로 부족한 잠수함용 소노스톤 재질
    프로펠러 기술을 발전시키기 보다는 아예 다음 세대인 복합재 프로펠러쪽을 더 보고 있는것 같고 빠른 시일내에
    제대로 된 펌프제트 기술을 국내에서 자체적용하는데에는 어려움이 있을테니 그게 더 맞는 방법인것
    같습니다. (복합재 프로펠러는 펌프제트나 슈라우드링 등 별도의 장비없이 캐비테이션 발생속도를 3노트 정도
    높여준다는군요.)

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  • KH-179 2021-05-03 추천 1

    좋은 정보글 감사합니다.
    장보고3 batch-II 에서는 체급의 소폭 증가와 소프트웨어 개량 및 VLS 증가, 소음억제체계의 개선과 추진체계(납축전지->리튬이온) 개선으로 인한 종합적인 작전능력 향상이 이뤄지겠군요.
    여러모로 장보고3는 기대를 하고 있습니다. 아직 정보가 풀리지 않은 batch-III도 선진적인 설계를 적용시키면 좋겠네요

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  • zizimi 2021-05-03 추천 1

    정보글 감사드립니다.

    일본 차기잠수함에 도입된다는 정보와, 잘나가는 잠수함은 죄다 펌프제트 방식이길래 아쉬워했는데 아무 잠수함에나 도입할 수 있는게 아니었네요.

    생각해보면 시울프는 도대체 얼마나 미친 기술력인지..

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