해군함정용하이브리드전기추진

모든신규전투함프로그램은작전능력,획득비용및총운영비용의균형을주의깊게달성해야하지만,서로상충되는요구사항들이많은관계로단번에최적의우수한설계를진행하기에어려움이있습니다。롤스로이스의리처드패트리지(理查德·帕特里奇)해군시스템책임자는,하이브리드전기추진의이점및이를통한비용과함운용작전성능의균형이어떻게이루어지는지견해를공유하였습니다。

모든신규전투함프로그램은작전능력,획득비용및총운영비용의균형을주의깊게달성해야하지만,서로상충되는요구사항들이많은관계로단번에최적의우수한설계를진행하기에어려움이있습니다。롤스로이스의리처드패트리지(理查德·帕特里奇)해군시스템책임자는,하이브리드전기추진의이점및이를통한비용과함운용작전성능의균형이어떻게이루어지는지견해를공유하였습니다。

동력및추진체계설계가함정의성능,작전능력그리고함정운용수명전반에걸친비용에영향을미치지만,현명하게만구성된다면경쟁적추진체계설계가결정적승리요인으로바뀔수있습니다。

지난15년간전세계해군함정엔지니어링분야에서떠오른거시적추세는점진적으로증가하는전기부하수요및집중적경제성논리에따라'전기화”추진으로의급격한전환이이루어졌다는것입니다。통합전기추진및하이브리드전기추진체계1990년는대이후영국해군의23型反潜战(대잠전)호위함과이후현대식호위함프로그램에서그가치가실증되고있습니다。여기에는영국해군의类型26日독일해군의F125,스페인해군의F110,이탈리아및프랑스해군의FREMM:대한민국해군의FFX-II호위함,그리고핀란드해군의SQ2020호위함프로그램이포함됩니다。

각국해군의철저한평가를통해이러한모든프로그램들은하이브리드전기추진옵션의위험을제거하는데기여하였는데,엄격한생존성요구사항을충족하면서도단일가스터빈엔진이주추진장치로탑재되었습니다。주목할만한점은단일가스터빈엔진이세계적수준의해군용추진시스템으로서가장경제적이면서생존성및중복성문제에대한해결책으로새로운지평을열었다는점입니다。

왜전세계해군들이미래의호위함프로그램에하이브리드전기추진솔루션을채택하고있을까?우선전투함선체설계와작전함운용에최적화된-상대적으로간결하지만유연성을가지고있는디젤발전-전기추진전동기또는가스터빈을혼용운용하는CODLOG(柴油机电动或天然气)추진체계의주동력으로서,낮은리스크와(선급표준으로)신뢰성이입증된36 ~ 40 mw가스터빈엔진을즉시가용할수있다는점입니다。

롤스로이스MT30과같이외기온도섭씨약38도(화씨100도)에서36兆瓦또는40 mw의출력을낼수있는매우신뢰성높은단일가스터빈엔진을탑재한하이브리드전기추진추진체계방식의전형적인유도미사일탑재호위함의경우,수분내함정을전속력에도달시키면서동시에최대선내서비스부하및미션시스템요구부하충족을위한출력을유지시킵니다。무장및센서기술의급격한변화를고려하여,탑재될발전시스템에관한결정은현대전투함에서요구되는높은수준의신뢰성과가용성,그리고생존성을지원하면서도,미래성장에대한적응성을동시에포함해야합니다。

하이브리드전기추진체계에따르는기타특성들은다음과같습니다。

획기적인음향신호관리

하이브리드구동시스템은극도로조용한데,이는주감속기어박스와분리된전기모터를사용하기때문입니다。이는놀랍게도조용한기계장비실상태를제공하고수중작전장비시스템및대잠전관련기타미션시스템의성능을극대화하는환경을조성합니다。

필수공간확충및경량화

보다단순한흡입구및배기구와함께,적은수량의엔진과보조시스템탑재를통해더많은연료탑재량및수직발사체계(垂直发射系统,VLS)와같은미션시스템을구축할수있습니다。

승조원거주를위한추가공간

단일가스터빈하이브리드구조를통해추가적인승조원거주공간확보,함정의전체길이축소및주어진작전요구능력을감당할수있는비용적합성을향상시킬수있습니다。

작전가용항속거리향상

주어진탑재연료량으로한계(및목표)작전항속거리를충족및초과하기위해순항속도(~ 16노트)및그이하에서가변또는고정피치프로펠러와함께더높은시스템효율을제공하는디젤발전(추진전동기를사용하는하이브리드추진방식이사용됩니다。통상적인호위함의함운용작전운용시간을이용한시뮬레이션모델링에서36 ~ 40 mw단일MT30가스터빈을탑재한CODLOG추진체계가전통적인CODOG추진체계에비해2 ~ 3%의연료소모절감을달성된다는점도주목해야합니다。

전기발전유연성

함정의(최고속력인)27노트항해시추진모터를동력인출(美国专利商标局)모드로사용하여(함정에)설치된발전용량을최대18千瓦까지가용할수있도록함정발전전력시스템의잠재적운용유연성을제공할수있습니다

이는획기적인추진및전투능력을상징하며,미래의지향성에너지무기탑재가능성을감안시놀라운경쟁력을갖추고있습니다。

마지막으로,이장비는간결하고입증된엔지니어링장비구성입니다。- 36 ~ 40 mw의가스터빈은CODLAG형태의경우와같이전기적시스템및기계식시스템이출력을공유할필요가없는기본적으로간결한CODLOG형태를위한핵심수단으로볼수있습니다。

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