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KR20220061906A - 워터 제트 추진 장치를 제어하기 위한 방법 - Google Patents

워터 제트 추진 장치를 제어하기 위한 방법 Download PDF

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KR20220061906A
KR20220061906A KR1020210152193A KR20210152193A KR20220061906A KR 20220061906 A KR20220061906 A KR 20220061906A KR 1020210152193 A KR1020210152193 A KR 1020210152193A KR 20210152193 A KR20210152193 A KR 20210152193A KR 20220061906 A KR20220061906 A KR 20220061906A
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KR
South Korea
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thrust
level
deflector
clutch
thrust command
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Application number
KR1020210152193A
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English (en)
Inventor
월 잰
Original Assignee
콩스버그 마리타임 스웨덴 아베
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 콩스버그 마리타임 스웨덴 아베 filed Critical 콩스버그 마리타임 스웨덴 아베
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Abstract

본 발명은 해양 선박의 추진을 위한 워터 제트 추진 장치(2)를 제어하기 위한 방법에 관한 것이며, 워터 제트 추진 장치(2)는,
- 입구(202)와 출구(203) 사이에서 연장되는 도관(201),
- 도관(201) 내의 임펠러(204), 및
- 임펠러(204)에 동력을 전달하도록 배열된 기계적 동력 제공자(205)를 포함하고,
- 방법은 복수의 추력 명령을 수신하는 단계와 추력 명령에 따라 워터 제트 추진 장치(2)의 추력 레벨을 제어하는 단계를 포함하고, 추력 레벨을 제어하는 단계는 출구(203)에서 흘러나오는 물을 편향시키도록 배열된 편향기(208)의 위치를 조정하는 단계를 포함하며,
- 추력 레벨이 추력 명령 영역 내에서 실질적으로 연속적이도록, 동력 제공자(205)로부터 임펠러(204)로의 동력 전달을 조정하도록 배열된 클러치(207)의 맞물림 레벨로 디플렉터(208)의 위치가 조정되는 것을 특징으로 한다.

Description

워터 제트 추진 장치를 제어하기 위한 방법{A METHOD FOR CONTROLLING A WATER JET PROPULSION DEVICE}
본 발명은 해양 선박의 추진을 위한 워터 제트 추진 장치를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 컴퓨터 프로그램, 컴퓨터 프로그램을 포함하는 캐리어, 및 방법을 수행하도록 구성된 제어 모듈에 관한 것이다.
해양 선박의 워터 제트 추진 장치는 입구와 출구 사이에서 연장되는 도관, 도관의 임펠러, 및 임펠러에 동력을 전달하도록 배열된 엔진과 같은 기계적 전력 공급자를 포함할 수 있다. 입구는 선박의 흘수선(waterline) 아래에 있는 선박의 선체에 제공될 수 있습니다. 입구는 선박의 트랜섬(transom) 전방에 제공될 수 있다. 출구는 선박의 트랜섬 내에 또는 트랜섬에 제공될 수 있다. 출구는 적어도 부분적으로 흘수선 위에 있을 수 있다. 입구를 통해 유입되고 출구를 통해 선박과 관련하여 후방으로 추진되는 물은 반응력 또는 추력을 일으켜 선박을 전방으로 추진시킨다.
해양 선박의 추진을 위한 워터 제트 추진 장치는 워터 제트 추진 장치의 출구를 스윙(swing)하도록 배열된 조향 장치를 포함할 수 있다. 이에 따라, 선박의 측면 제어가 제공될 수 있다. 또한, 워터 제트 추진 장치는, 예를 들어, 대형 선박의 경우 종종, 제로 추력 위치를 통해 전진에서 추력을 최대 후진으로 또는 그 반대로 변경할 수 있게 하는, 점진적으로 움직일 수 있는, 버킷(bucket) 또는 리버싱 플레이트(reversing plate)라고도 하는 디플렉터를 포함할 수 있으며, 이는 예를 들어, "워터젯 추진 시스템에 대해 알아보기(Learn about Waterjet Propulsion System)" 기사에 설명되어 있으며, 웹사이트 https://www.worldmaritimeaffairs. com/learn-about-waterjet-propulsion-system/에서도 확인할 수 있다. 조향 장치와 디플렉터의 조합은 조향 및 후진 기어로 지칭될 수 있다.
그럼에도 불구하고, 특히 선박용 대형 워터 제트 추진 장치의 문제는 항구에서 기동하는 동안 편향된 물이 부두를 손상시키고/손상시키거나 해저 침전물을 휘저어 환경 교란을 일으킬 수 있다는 것이다. 또한, 디플렉터에 의해 전방으로 편향된 물은 워터 제트 추진 장치의 조향 기능을 방해할 수 있다.
따라서, 예를 들어, 장치의 조향 기능을 개선하고/하거나 항구에서 조종하는 동안 편향된 물이 손상 및/또는 환경 교란을 유발하는 것을 감소 또는 방지하기 위한, 워터 제트 추진 장치의 제어를 개선하려는 요구가 있다.
본 발명의 목적은 워터 제트 추진 장치의 제어를 개선하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 제1항에 따른 방법으로 달성된다. 따라서, 본 발명은, 해양 선박의 추진을 위해, 워터 제트 추진 장치를 제어하기 위한 방법을 제공하며, 워터 제트 추진 장치는:
- 입구와 출구 사이에서 연장되는 도관,
- 도관 내의 임펠러, 및
- 임펠러에 전력을 전달하도록 배열된 기계적 전력 공급자를 포함하고,
- 방법은, 복수의 추력 명령(thrust command)을 수신하는 단계, 및 추력 명령에 따라 워터 제트 추진 장치의 추력 레벨을 제어하는 단계를 포함하고, 추력 레벨을 제어하는 단계는 출구로부터 흘러나오는 물을 편향시키도록 배열된 디플렉터의 위치를 조정하는 단계를 포함하며,
- 방법은, 추력 레벨이 추력 명령 영역(thrust command domain) 내에서 실질적으로 연속적이 되도록, 전력 공급자로부터 임펠러로의 전력 전달을 조정하도록 배열된 클러치의 맞물림 레벨로 디플렉터의 위치의 조정을 정합시키는 단계를 더 포함한다.
선박은, 예를 들어, 배 또는 보트 등의 임의의 종류일 수 있다. 선박은 선체(hull), 선수(bow) 및 선미(stern)를 가질 수 있다. 워터 제트 추진 장치의 도관은 입구와 출구 사이에서 연장될 수 있다. 출구는 선박의 측면 제어를 위해 조정될 수 있다. 임펠러는 입구와 출구 사이에 위치할 수 있다. 임펠러는 물을 입구에서 출구로 펌핑하도록 배열될 수 있다. 기계적 전력 공급자는, 예를 들어, 내연 기관, 전기 모터, 유압 모터 또는 공압 모터 등의 적절한 종류일 수 있다. 엔진의 경우, 엔진은 피스톤 엔진 또는 터빈 엔진일 수 있다.
디플렉터는 물 분사 추진 장치의 추력을 제어하기 위해 출구로부터 흐르는 물을 편향시키도록 제어될 수 있다. 디플렉터는 리버싱 플레이트 또는 버킷 등의 임의의 적절한 종류일 수 있다. 아래에 예시되는 바와 같이, 디플렉터는 추진 장치의 전방 추력 또는 추진 장치의 역 추력을 제어하도록 배열될 수 있다.
방법은 임펠러로의 동력 전달을 제어하기 위해 클러치의 맞물림 레벨을 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 아래에 예시되는 바와 같이, 클러치의 맞물림 레벨이 제어되거나 허용될 수 있다. 후자의 경우, 클러치의 특성은 특정 추력 명령 레벨에서 클러치 맞물림 단계가 발생하도록 할 수 있다.
디플렉터와 클러치의 제어는 추력 명령을 기초로 할 수 있다. 각각의 추력 명령은 요청된 추력 레벨에 대응할 수 있음을 이해해야 한다. 추력 명령은 각각의 추력 명령 레벨을 나타낼 수 있다. 각각의 추력 레벨은 각각의 추력 명령 레벨에 응답하여 제공될 수 있다. 추력 명령에 대한 추력 레벨의 미분은 0보다 클 수 있다. 추력 레벨과 추력 명령 레벨 사이의 관계는 비례할 수 있다. 추력 레벨과 추력 명령 레벨 사이의 관계는 선형일 수 있다. 일부 실시예에서, 추력 레벨과 추력 명령 레벨 사이의 관계는 비선형일 수 있다. 추력 레벨은, 예를 들어, 힘 또는 전력 레벨일 수 있다. 추력 레벨은 적절한 척도(예를 들어, kN)로 표현할 수 있다.
추력 레벨은 추력 명령 영역에서 실질적으로 연속적이다. 이에 따라, 추력 레벨은 추력 명령 레벨의 실질적으로 연속적인 함수이다. 추력 레벨이 추력 명령 영역에서 실질적으로 연속적이 되도록, 디플렉터의 조정은 클러치의 맞물림 레벨에 따라 정합되기 때문에, 추진력과 전력 수요 사이에는 지속적인 관계가 있을 수 있다. 이러한 연속 관계는 제로 추력에서 완전한 클러치 맞물림에 이르기까지 계속 제공될 수 있다.
연속적인 관계는 단계 없는 관계를 제공한다. 이에 따라, 추력 레벨은 시간 영역에서 연속적일 수 있다. 따라서, 추력 레벨의 부드러운 제어가 얻어질 수 있다. 비록 일부 실시예에서, 추력 레벨과 추력 명령 레벨 사이의 연속적인 관계가 반드시 시간 영역에서 연속적인 추력을 수반하는 것은 아니다. 예를 들어, 추력 명령 제어 장치의 갑작스러운 수동 조작의 경우, 본 발명은 부드러운 추력 명령 변경의 경우, 추력 레벨의 단계를 방지할 수 있다.
본 발명은 저속 작동 및/또는 저속과 고속 사이의 전환에서 유리할 수 있다. 아래에 예시된 바와 같이, 출구에서 물의 흐름에 단계가 있는 곳, 예를 들어, 클러치 맞물림 레벨의 단계 또는 임펠러를 프라이밍된(primed) 상태로 유지하기 위한 최소 흐름의 필요성으로 인해, 디플렉터는 그러한 단계를 보상하기 위해 사용될 수 있다. 아래에 예시된 바와 같이, 클러치 맞물림은 흐름이 완전히 맞물림된 클러치의 경우보다 적을 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 편향된 물의 흐름은 항구에서 기동할 때 감소할 수 있다. 특히 대형 선박의 경우, 이는 부두 손상 및/또는 과도한 해저 퇴적물 교반의 위험을 줄인다. 또한, 디플렉터의 부분적으로 편향되는 위치에서, 선박의 전방 이동 기동에서, 편향된 흐름은 전체 흐름의 최대 80%일 수 있으며, 전방으로 편향된 흐름이 감소하기 때문에, 선박의 조향 기능은 감소된 총 유량에 의해 향상될 수 있다. 즉, 조향 중에 원하는 조향력에 반대되는 횡력을 유발할 수 있는 전방으로 편향된 흐름이 감소될 수 있으며, 이에 따라 선박의 조향 핸들링이 향상될 수 있다.
본 발명은 추진력이 선박에 대해 주로 후방, 즉 선수에서 선미 방향으로 지향되어 선박에 전방으로 지향된 반력을 제공하는 경우에 적용 가능하다는 것을 이해할 수 있다. 이러한 경우를 본원에서는 전진 추진 추력의 경우라고 한다. 그러나, 본 발명은 추력이 선박과 관련하여 주로 전방으로 향하는 경우에도, 즉 선미에서 선수 방향으로, 선박에 후방으로 향하는 반응력을 제공하기 위해, 동일하게 적용할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 본원에서는 이러한 경우를 역추력의 경우라고 한다. 이러한 역추력은 아래에 예시된 바와 같이 디플렉터에 의해 제공될 수 있다.
여기서, 추력 레벨을 기준으로 할 때, 추력 레벨의 절대값을 기준으로 한다. 따라서, 이러한 프레젠테이션에서는 전진 추진 추력과 후진 추력 모두 양의 추력 레벨을 갖는 것으로 간주된다. 추력 명령 레벨에 대해서도 동일하게 이해된다.
아래의 예와 같이, 본 발명의 실시예는, 추력 레벨이 추력 명령 영역에서 실질적으로 연속적이 되도록, 디플렉터와 클러치의 정합된 조정을 포함한다. 전진 추진 추력으로 선박의 시동 시퀀스에서 클러치와 디플렉터의 정합된 조정에 이어, 클러치는 완전히 맞물릴 수 있고 실질적으로 출구 밖으로 흐르는 물은 편향되지 않는다. 역추력의 경우, 클러치와 디플렉터의 정합된 조정에 이어, 클러치는 완전히 맞물릴 수 있고 실질적으로 출구에서 흐르는 모든 물은 편향된다. 클러치와 디플렉터의 정합된 제어에 이어서, 임펠러에 대한 전력을 증가시키도록 전력 공급자가 제어될 수 있다.
바람직하게, 방법은, 디플렉터를 조정하여, 디플렉터 추력 명령 범위 내에서, 워터 제트 추진 장치의 추력 레벨을 제어하는 단계, 및 클러치가 부분적으로 맞물리도록, 디플렉터 추력 명령 범위 내에서, 클러치의 맞물림 레벨을 제어하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 클러치 맞물림 레벨은 디플렉터 추력 명령 범위 내에서 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 클러치 맞물림을 일정하게 유지하면서, 디플렉터에 의해, 디플렉터 추력 간격 내에서 추력이 제어될 수 있다.
바람직하게, 방법은 임펠러를 디플렉터 추력 명령 범위 내에서 프라이밍된(primed) 상태로 유지하기 위해 클러치를 제어하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 클러치 맞물림 레벨은 임펠러가 프라이밍된 상태를 유지하기 위해 임펠러의 실질적으로 최소 회전 속도를 제공하는 프라이밍 최소 레벨에 있을 수 있다. 최소 회전 속도는 물이 도관을 통해 흐르도록 하는 데 필요한 최소 회전 속도일 수 있다. 임펠러가 프라이밍된다는 것은 임펠러가 물로 둘러싸여 있음을 의미할 수 있다. 아래 예와 같이, 저속에서는, 도관은 적어도 부분적으로 공기로 채워질 수 있다. 도관에 공기가 있으면, 임펠러가 프라이밍되어야 할 수 있다. 아래 예와 같이, 임펠러 프라이밍에 필요한 임펠러 회전 속도는 임펠러가 프라이밍된 후 임펠러를 프라이밍된 상태로 유지하는 데 필요한 임펠러 회전 속도보다 높을 수 있다.
방법은, 실질적으로 0인 추력에 대해 물을 편향시키기 위해, 디플렉터 추력 명령 범위의 하단에서(at a lower end), 디플렉터를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라, 디플렉터 추력 명령 범위는 전방 추력의 경우 총 추력 명령 범위의 하위 부분을 형성할 수 있다. 유사하게, 디플렉터 추력 명령 범위는 역추력의 경우 총 추력 명령 범위의 하위 부분을 형성할 수 있다.
워터 제트 추진 장치의 추력은 출구 흐름, 즉, 출구에서 나오는 물의 흐름과 평행한 것으로 간주될 수 있다. 디플렉터에 의해 편향된 물은 출구 흐름과 반대 방향으로 적어도 부분적으로 지향될 수 있다. 따라서, 디플렉터에 의해 편향된 물은 출구 흐름과 반대편에 있는 구성요소로 흐를 수 있다. 그럼에도 불구하고, 디플렉터는 출구 흐름을 가로지르는 구성요소를 갖는 물의 흐름을 생성할 수 있다. 여기서, 출구 흐름과 반대인 편향된 흐름의 구성요소를 반대 편향된 흐름이라고 한다. 디플렉터는 출구로부터 나오는 흐름의 일부를 편향시키고 나머지 흐름은 편향시키지 않도록 배열될 수 있다. 이에 따라, 워터 제트 추진 장치의 결과적인 추력은 반대 편향된 흐름과 출구 흐름의 편향되지 않은 부분의 벡터 합으로 간주될 수 있다. 제로 추력의 경우에 대해, 이 합계는 0일 수 있다. 전진 추진 추력에 대해, 출구 흐름의 편향되지 않은 부분은 반대 편향된 흐름보다 클 수 있다. 역추력에 대해, 반대 편향된 흐름은 출구 흐름의 편향되지 않은 부분보다 클 수 있다. 편향된 흐름의 횡단 구성요소로 인해, 추력이 0인 경우, 편향된 흐름이 방향이 없는 흐름보다 커야 할 수도 있다는 것에 주의한다. 예를 들어, 제로 추력에 대해, 편향된 흐름은출구 흐름의 60% 내지 90%일 수 있고, 예를 들어, 약 80%일 수 있다.
디플렉터 추력 명령 범위 내에서, 추력 레벨이 디플렉터의 조정으로 제어되고, 임펠러가 프라이밍된 상태를 유지하기 위해 클러치가 제어되는 실시예는 총 추력 명령 범위의 낮은 부분, 예를 들어, 낮은 선박 속도에서 작동할 때 특히 유용할 수 있다. 동력 공급자가 엔진인 경우, 예를 들어, 선박이 배인 경우, 공회전 시, 엔진은 최대 전력의 10 내지 20%, 약 14%를 생산할 수 있다. 또한, 공회전 시, 엔진 회전 속도는 엔진의 최대 회전 속도의 20% 내지 30%일, 대략 25%일 수 있다. 이는, 추력 제어를 위해 편향되더라도, 위에서 제안한 바와 같이 항구의 손상 및/또는 조향 문제를 일으킬 수 있는 높은 출구 흐름을 제공할 수 있다.
클러치가 부분적으로만 맞물려 있기 때문에, 임펠러 회전 속도가 감소할 수 있다. 이에 의해, 출구 흐름이 감소할 수 있다. 이는 부두 손상 및/또는 과도한 해저 퇴적물 교반의 위험을 감소시킬 수 있다. 또한, 감소된 출구 흐름은 선박의 조향 핸들링을 향상시킬 수 있다. 이는 임의의 종류의 선박(예를 들어, "긴장된" 핸들링 특성을 나타낼 수 있는 상대적으로 가벼운 호화 요트)에 유리하다. 또한, 임펠러에 전달되는 동력이 감소하기 때문에, 엔진 가동의 운영 비용이 감소될 수 있다. 선박의 경우, 이는 매우 중요한 이점이 될 수 있다. 또한, 워터제트 추진장치에 의한 소음이 감소될 수 있다.
방법은, 디플렉터 추력 명령 범위의 더 높은 단부에서, 출구에서 흐르는 물을 편향시키지 않도록 디플렉터를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 이러한 제어는 전진 구동 추력의 경우에 제공될 수 있다. 그러나, 역추력의 경우, 방법은, 디플렉터 추력 명령 범위의 더 높은 단부에서, 출구에서 흐르는 모든 물을 편향시키는 디플렉터를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은, 디플렉터 추력 명령 범위 내에서, 출구에서 흘러나오는 물이 실질적으로 0인 추력 레벨로 편향되는 위치에서 물이 편향되지 않는 위치로 디플렉터를 점진적으로 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 이러한 조정은 전진 구동 추력의 경우에 제공될 수 있다. 역추력의 경우, 방법은, 디플렉터 추력 명령 범위 내에서, 출구에서 유출되는 물이 실질적으로 0인 추력 레벨로 편향되는 위치에서 모든 물이 편향되는 위치로 디플렉터를 점진적으로 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 디플렉터 위치를 점차적으로 조정한 결과, 유출구 밖으로 흐르는 물의 편향된 몫은 점진적으로 증가하거나 점차 감소할 수 있다. 이러한 프레젠테이션에 대해, 증가하는 디플렉터 위치는 편향되는 물의 증가하는 몫을 제공하는 것으로 이해된다. 일반적으로, 방법은, 디플렉터 추력 명령 범위 내에서, 일정 기간에 대해 한 번 또는 반복적으로 0으로 유지되는, 일정 기간에 대해 한 번 또는 반복적으로 양수로 유지되는, 및/또는 일정 기간에 대해 한 번 또는 반복적으로 음수로 유지되는 디플렉터 위치의 미분인 시간을 포함할 수 있다.
바람직하게, 방법은, 클러치의 맞물림 레벨을 조정하여, 디플렉터 추력 명령 범위와 다른 클러치 추력 명령 범위 내에서, 워터 제트 추진 장치의 추력 레벨을 제어하는 단계를 포함한다. 더 일반적으로, 추력 레벨이 추력 명령 영역에서 실질적으로 연속적이 되도록, 디플렉터의 조정은 클러치의 맞물림 레벨의 정합으로 조정될 수 있다. 클러치는 전력 공급자에서 임펠러로의 동력 전달을 조정하도록 정합될 수 있다. 이에 따라, 워터 제트 추진 장치의 추력 레벨이 조정될 수 있다. 바람직한 구현예에서, 클러치 추력 명령 범위 내에서, 추력 명령 영역에서 임펠러에 대한 전력의 실질적으로 지속적인 변화가 있다. 이를 위해, 클러치 맞물림 레벨이 점진적일 수 있다. 일부 실시예에서, 클러치가 유압으로 제어되는 경우, 클러치의 맞물림 조정을 위해 비례 밸브가 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 클러치 추력 명령 범위 내에서, 추력 명령 영역에서 클러치의 맞물림 레벨이 단계적으로 조정될 수 있는 것에 주의해야 한다.
클러치 추력 명령 범위의 상단에서(at a higher end), 클러치는 완전히 맞물릴 수 있다. 바람직하게, 방법은 디플렉터 위치를 클러치 추력 명령 범위 내에서 실질적으로 일정하게 유지하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 클러치 추력 명령 범위는 실질적으로 임펠러를 프라이밍된 상태로 유지하기 위한 임펠러의 최소의 회전 속도를 제공하는 클러치 맞물림 레벨을 갖는 프라이밍 최소 레벨로부터 프라이밍 최소 레벨에서 보다도 높은 추력 레벨까지, 또는 추력 명령 레벨까지 연장된다. 더 높은 스러스트 레벨은 완전한 클러치 맞물림이 있는 스러스트 레벨이거나 또는 임계 클러치 맞물림 레벨일 수 있다. 아래의 예와 같이, 임계값 클러치 맞물림 레벨에서, 임계 클러치 맞물림 레벨에서 완전한 클러치 맞물림까지의 클러치 맞물림 단계가 있을 수 있다.
방법은, 클러치 추력 명령 범위 내에서, 프라이밍 최소 레벨에서 더 높은 레벨로 클러치 맞물림 레벨을 점진적으로 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 더 일반적으로, 방법은, 클러치 추력 명령 범위 내에서, 일정 기간에 대해 한 번 또는 반복적으로 0으로 유지되는, 일정 기간에 대해 한 번 또는 반복적으로 양수로 유지되는, 및/또는 일정 기간에 대해 한 번 또는 반복적으로 음수로 유지되는 클러치 맞물림 레벨의 미분인 시간을 포함할 수 있다.
디플렉터와 클러치 추력 명령 범위는 인접할 수 있다. 이에 따라, 디플렉터 및 클러치 추력 명령 범위 중 하나는 다른 하나가 끝나는 지점에서 시작될 수 있다. 디플렉터 및 클러치 추력 명령 범위는 제1 추력 명령 레벨에서 제2 추력 명령 레벨까지 공동으로 연장될 수 있다. 디플렉터 및 클러치 추력 명령 범위는 각각 디플렉터 및 클러치 추력 범위를 제공할 수 있다. 디플렉터와 클러치 추력 범위는 인접할 수 있다. 디플렉터 및 클러치 추력 범위는 제1 추력 레벨에서 제2 추력 레벨까지 공동으로 연장될 수 있다. 제2 추력 레벨은 제1 추력 레벨과 다를 수 있다.
일부 실시예에서, 디플렉터와 클러치 추력 명령 범위는 적어도 부분적으로 중첩된다. 다른 실시예에서, 디플렉터와 클러치 추력 명령 범위는 충첩되지 않는다. 이에 따라, 디플렉터 및 클러치 추력 명령 범위 중 하나는 다른 하나가 끝나는 지점에서 시작될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 추력 레벨에서, 디플렉터는 실질적으로 제로 추력을 위해 물을 편향시키도록 제어된다. 제1 추력 레벨에서, 임펠러가 프라이밍된 상태를 유지하도록 클러치가 제어될 수 있다. 제2 추력 레벨은 클러치가 완전히 맞물림된 추력 레벨일 수 있다. 제2 추력 레벨은 디플렉터가 출구에서 흐르는 물을 편향시키지 않는 추력 레벨일 수 있고, 즉, 전방 추력이 있는 경우이다. 그러나, 추력이 역추력인 경우, 재2 추력 레벨은 디플렉터가 출구에서 유출되는 모든 물을 편향시키는 추력 레벨일 수 있다.
본 발명의 실시예는 선박의 시동 시퀀스에 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 선박이 항구에 도달하고 정박하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예는 제1 추력 레벨에서 제2 추력 레벨로의 추력 레벨의 전환을 포함할 수 있다. 이에 따라, 방법은 디플렉터의 위치를 점진적으로 조정함으로써 전환의 제1 부분을 제어하는 단계, 및 클러치의 맞물림 레벨을 점진적으로 조정하여 전환의 제2 부분을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
추력 레벨의 전술한 전환은 추력 명령 레벨의 전환에 응답할 수 있다. 전환의 제1 부분은 디플렉터 추력 명령 범위 내에서 제공될 수 있다. 클러치 맞물림 레벨은 전환의 제1 부분 동안 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 전환의 제1 부분 동안 임펠러를 프라이밍된 상태로 유지하기 위해 클러치를 제어할 수 있다. 전환의 제1 부분에서, 디플렉터는, 즉, 전방 추력이 있는 경우, 출구에서 유출되는 물이 실질적으로 0인 추력 레벨로 편향되는 위치에서 물이 편향되지 않는 위치까지, 점진적으로 조정될 수 있다. 그러나, 추력이 역추력인 경우, 전환의 제1 부분에서, 디플렉터는 출구로부터 유출되는 물이 실질적으로 0인 추력 레벨로 편향되는 위치로부터 모든 물이 편향되는 위치까지 점진적으로 조정될 수 있다.
전환의 제2 부분은 클러치 추력 명령 범위 내에서 제공될 수 있다. 디플렉터 위치는 전환의 제2 부분 동안 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다.
아래의 예와 같이, 추력 레벨 전환의 제1 및 제2 부분은 임의의 상호 시간적 순서(예를 들어, 제1 부분에 이어지는 제2 부분 또는 그 반대)일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 전술한 추력 레벨의 전환이 시간 영역에서 실질적으로 연속적이 되도록, 클러치와 디플렉터의 조정은 추력 레벨의 전환을 얻기 위해 조정될 수 있다. 시간에 대한 추력 레벨의 미분은 전체 전환 내에서 0보다 클 수 있거나, 또는 시간에 대한 추력 레벨의 미분은 전체 전환 내에서 0 미만이다. 그러나, 본 발명의 실시예는, 예를 들어, 제1 추력 레벨에서 제2 추력 레벨로, 추력 레벨의 전환 내에서, 일정 기간 동안 0에서 한 번 또는 반복적으로 유지되는, 일정 기간 동안 한 번 또는 반복적으로 양수인, 및/또는 일정 기간 동안 한 번 또는 반복적으로 음수인, 추력 레벨의 미분인 시간을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 클러치 맞물림 단계를 허용하는 단계 또는 실행하는 단계를 포함하고, 디플렉터의 위치를 조정하는 단계는, 클러치 맞물림 단계에 대한 보상을 위해, 클러치 맞물림 단계에서 보상 디플렉터 위치 변경을 제공하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 디플렉터를 사용하여 커플링 작동으로 인한 임펠러 회전 속도의 단차를 완화할 수 있다. 클러치 맞물림 단계는 클러치 맞물림 레벨의 점진적인 변화와 다르다. 클러치 맞물림 단계는 출구 흐름의 비교적 큰 전환을 초래할 수 있으며, 이 전환은 비교적 짧은 시간 동안 지속된다. 예를 들어, 클러치 맞물림 단계는, 5초 이상 지속되지 않는, 예를 들어, 약 2초인, 총 출구 흐름 범위의 적어도 5%의 출구 흐름 전환을 제공할 수 있다. 예를 들어, 클러치 맞물림 단계는, 5초 이상 지속되지 않는, 예를 들어, 약 2초인, 총 출구 흐름 범위의 적어도 5%의 출구 흐름 전환을 제공할 수 있다. 예를 들어, 클러치 맞물림 단계는, 5초 이상 지속되지 않는, 예를 들어, 약 2초인, 총 임펠러 회전 속도 범위의 적어도 5%의 임펠러 회전 속도 전환을 제공할 수 있다. 클러치 맞물림 단계 직전의 추력과 실질적으로 동일한 추력을 제공하기 위해, 보상 디플렉터 위치 변경은, 편향된 흐름을 변경하기 위해, 클러치 맞물림 단계와 협력하여 제공되거나 실행될 수 있다. 이에 따라, 추력은 추력 명령 영역에서 실질적으로 연속적으로 유지될 수 있다.
클러치 맞물림 단계가 증가하는 클러치 맞물리는 레벨을 포함하는 경우, 보상 디플렉터 위치 변경은 출구에서 나오는 물 흐름의 편향된 부분을 증가시키도록 할 수 있다. 특히, 이러한 보상 디플렉터 위치 변경은 전진 구동 추력의 경우에 제공될 수 있다. 역추력의 경우, 그리고 클러치 맞물림 단계가 클러치 맞물림 레벨의 증가를 포함하는 경우, 보상 디플렉터 위치 변경은 출구에서 나오는 물 흐름의 편향된 부분을 감소시키도록 할 수 있다.
바람직하게, 보상 디플렉터 위치 변경이 제1 추력 명령 레벨에서 발생하는 경우, 방법은, 제1 추력 명령 레벨로부터 제1 추력 지령 레벨보다 높은 추력 명령 레벨까지 연장되는 보상 추력 명령 범위 내에서, 디플렉터 위치를 조정하여 워터 제트 추진 장치의 추력 레벨을 제어하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 추력 명령이 증가하는지, 또는 추력 명령이 감소하는지에 따라, 추력 명령 영역에서 추력 레벨을 실질적으로 연속적으로 유지하기 위해, 보상 디플렉터 위치 변경이 디플렉터 제어에 의해 각각 뒤따르거나 선행될 수 있다. 이에 따라, 추력 레벨이 추력 명령 영역에서 실질적으로 연속적이 되도록, 디플렉터의 조정이 클러치의 맞물림 레벨에 따라 조정된다. 예를 들어, 증가하는 추력 명령의 경우, 보상 디플렉터 위치 변경은 제1 디플렉터 위치에서 제2 디플렉터 위치로 변경될 수 있고, 이어서, 보상 디플렉터 위치로 변경될 수 있으며, 디플렉터 위치는 제2 위치에서 제1 위치로 점진적으로 변경되도록 제어될 수 있다. 대안적으로, 감소하는 추력 명령의 경우, 보상 디플렉터 위치 변경은 제2 디플렉터 위치에서 제1 디플렉터 위치로 변경될 수 있으며, 보상 디플렉터 위치가 변경되기 전에, 디플렉터 위치는 제1 위치에서 제2 위치로 점진적으로 변경되도록 제어될 수 있다. 따라서, 클러치 맞물림 단계가 있는 경우, 디플렉터를 사용하여 추력의 점진적인 증가를 제어할 수 있다. 본 발명의 그러한 실시예는 전진 구동 추력의 경우 뿐만 아니라 역 추진 추력의 경우에도 제공될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
보상 추력 명령 범위 내에서, 클러치 맞물림 레벨은 클러치가 완전히 맞물림되도록 제어되거나 허용될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 클러치는 보상 추력 명령 범위 내에서 완전히 맞물리지 않을 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 히스테리시스(hysteresis)가 제공되고, 클러치 맞물림 단계는 추력 증가 또는 추력 감소 중에 각각의 단계에 도달하는지 여부에 따라 다른 추력 레벨에 있다. 이에 따라, 추력 증감 여부에 따라 클러치 맞물림 단계 및 보상 디플렉터 위치 변화가 다를 수 있다.
예를 들어, 클러치 맞물림 단계는 제1 추력 명령에서 발생하는 제1 클러치 맞물림 단계이고, 추력 레벨이 증가하고 보상 디플렉터 위치 변경이 제1 추력 명령에서 발생하는 제1 보상 디플렉터 위치 변경인 경우, 방법은 제2 추력 명령에서 그리고 추력 레벨이 감소될 때 발생하는 제2 클러치 맞물림 단계를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제2 추력 명령은 제1 추력 명령과 다를 수 있다. 제2 클러치 맞물림 단계는 감소하는 클러치 맞물림 레벨을 수반할 수 있다. 이에 따라, 디플렉터의 위치를 조정하는 단계는, 제2 클러치 맞물림 단계에서, 제2 클러치 맞물림 단계에 대한 보상으로 제2 보상 디플렉터 위치 변경을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 단계는 제1 단계 이후 또는 이전에 발생할 수 있다.
이에 따라, 클러치 맞물림 히스테리시스가 제공된다. 히스테리시스는 제1 및 제2 보상 디플렉터 위치 변경을 동반한다. 이에 따라, 추력 명령 레벨이 일정 시간 동안 정지하면, 클러치 맞물림 단계에서, 두 클러치 레벨 사이의 왕복 맞물림이 회피될 수 있다.
목적은 또한 해양 선박의 추진을 위한 워터 제트 추진 장치를 제어하는 방법에 의해 달성되고, 워터 제트 추진 장치는:
- 입구와 출구 사이에서 연장되는 도관,
- 도관 내의 임펠러, 및
- 임펠러에 동력을 전달하도록 배열된 기계적 전력 공급자를 포함한다.
- 방법은 복수의 추력 명령을 수신하는 단계 및 추력 명령에 따라 워터 제트 추진 장치의 추력 레벨을 제어하는 단계를 포함한다.
- 방법은, 출구에서 흘러나오는 물을 편향시키도록 배열된 디플렉터의 위치를 조정함으로써, 디플렉터 추력 명령 범위 내에서, 워터 제트 추진 장치의 추력 레벨을 제어하는 단계, 및
- 전원 공급 장치에서 임펠러로의 동력 전달을 조정하도록 배열된, 클러치의 맞물림 레벨을 조정하여, 클러치 추력 명령 범위 내에서, 디플렉터 추력 명령 범위와 다른, 워터제트 추진장치의 추력를 제어하는 단계를 더 포함한다.
목적은 또한 해양 선박의 추진을 위한 워터 제트 추진 장치를 제어하는 방법에 의해 달성되고, 워터 제트 추진 장치는:
- 입구와 출구 사이에 연장된 도관,
- 도관 내의 임펠러, 및
- 임펠러에 동력을 전달하도록 배열된 기계적 전력 공급자를 포함한다.
- 방법은 워터 제트 추진 장치의 추력 레벨을 제어하는 단계를 포함하고,
- 추력 레벨을 제어하는 단계는 출구에서 흐르는 물을 편향시키도록 배열된 디플렉터의 위치를 조정하는 단계를 포함한다.
- 방법은 전원 공급 장치에서 임펠러로의 동력 전달을 조정하도록 배열된, 클러치의 맞물림 단계를 허용 또는 실행하는 단계, 및 클러치 맞물림 단계를 보상하기 위해, 클러치 맞물림 단계에서 보상 디플렉터 위치 변경을 제공하는 단계를 더 포함한다.
또한, 청구항 제15항에 따른 컴퓨터 프로그램, 청구항 제16항에 따른 캐리어, 또는 청구항 제17항에 따른 제어 모듈에 의해 상기 목적에 도달한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
- 도 1은 선박의 측면도를 나타낸다.
- 도 2는 도 1의 선박의 평면도를 나타낸다.
- 도 3은 도 1의 선박의 후면에서 본 모습을 나타낸다.
- 도 4는, 도 2에서 화살표 IV-IV로 표시된 방향의 단면에서, 도 1의 선박에 있는 워터젯 추진 장치를 나타낸다.
- 도 5는, 도 4의 워터 제트 추진 장치를 제어하기 위한, 본 발명의 실시예의 방법의 단계를 도시하는 흐름도이다.
- 도 6은, 추진 장치 추력 명령의 기능으로서, 도 5의 방법에서 워터 제트 추진 장치의 부재의 파라미터의 다이어그램이다.
- 도 7은, 도 4의 워터 제트 추진 장치를 제어하기 위한, 본 발명의 다른 실시예의 방법의 단계들을 도시하는 흐름도이다.
- 도 8은, 추진 장치 추력 명령의 기능으로서, 도 7의 방법에서 워터 제트 추진 장치의 부재의 파라미터의 다이어그램이다.
- 도 9는, 도 4의 워터 제트 추진 장치를 제어하기 위한, 본 발명의 다른 실시예의 방법의 단계들을 도시하는 흐름도이다.
- 도 10은, 추진 장치 추력 명령의 기능으로서, 도 9의 방법에서, 워터 제트 추진 장치의 부재의 파라미터 다이어그램이다.
- 도 11은, 본 발명의 실시예의 방법에 사용되는, 제어 모듈을 도시하는 블록도이다.
도 1, 도 2 및 도 3은 각각 카타마란(catamaran) 여객선(1) 형태의 해양 선박의 측면도, 평면도 및 후면도를 나타낸다. 선박에는 2개의 선체(101), 선수(102), 선미(103) 및 설계 흘수선(104)이 있다. 해양 선박은 다양한 종류(예를 들어, 단일 선체 선박, 유람선 또는 제트 스키 보트)가 될 수 있다.
선박에는 선박의 추진을 위한 2개의 워터 제트 추진 장치(2)가 제공된다. 각각의 워터 제트 추진 장치(2)는 선미(103)에 위치한다. 워터 제트 추진 장치는 각각의 선체(101)에 위치한다.
도 4를 참조하면, 선박의 워터 제트 추진 장치 중 하나의 개략 단면도가 도시된다. 워터 제트 추진 장치는 입구(202)와 출구(203) 사이에서 연장되는 도관(201)을 포함한다. 입구는 선체(101)의 바닥에 위치한다. 입구는 흘수선 아래에 위치한다. 출구(203)는 흘수선 위에 위치한다. 출구(203)는 선미의 트랜섬(transom)(1031)에 위치한다.
임펠러(204)는 도관(201) 내에 제공된다. 임펠러는 물을 입구(202)로부터 출구(203)로 펌핑하도록 배열된다.
기계적 전력 공급자(205)는 임펠러에 동력을 전달하도록 배열된다. 동력은 임펠러 샤프트에 의해 전달된다. 기계적 전력 공급자(205)는 이 예에서 내연 기관이다. 엔진은 피스톤 엔진일 수 있다. 엔진은 적절한 출력 등급을 가질 수 있으며, 몇 hp만큼 낮거나 또는 2000hp 이상이다. 피스톤 엔진의 경우, 적절한 수의 실린더를 가질 수 있으며, 1개, 2개, 4개, 6개, 8개, 10개, 12개, 16개 또는 20개의 실린더를 가질 수 있다. 대안적으로, 기계적 전력 공급자(205)는 가스 터빈, 전기 모터, 하이브리드 추진 장치, 유압 모터, 공압 모터 등일 수 있다. 기계적 전력 공급자(205)는 임의의 적절한 회전 속도 범위, 500 내지 2000 RPM을 가질 수 있다.
워터 제트 추진 장치는 기계적 전력 공급자(205)와 임펠러 사이에 기어박스(206)를 포함한다. 기어박스는 회전 부재(예를 들어, 기계적 전력 공급자(205)의 크랭크샤프트)에 연결된 입력을 가질 수 있다. 기어박스는 기계적 전력 공급자의 회전 속도에 대한 임펠러의 회전 속도를 감소시킬 수 있다. 기어박스는 기계적 전력 공급자의 회전 속도에 대한 임펠러 샤프트의 회전 속도를 감소시킬 수 있다. 기어박스는 적절한 기어비(예를 들어, 2.7)를 가질 수 있다.
워터 제트 추진 장치는 기어박스와 기계적 전력 공급자(205) 및 임펠러(204) 사이의 클러치(207)를 포함한다. 더 구체적으로, 클러치(207)는 기어박스(206)와 임펠러(204) 사이에 위치한다. 클러치는 임펠러 샤프트에 있다. 일부 실시예에서, 클러치는 기어박스에 위치할 수 있다. 기어박스에는 클러치에 연결된 출력이 있을 수 있다. 클러치는 기어박스 출력의 회전 속도와 관련하여 임펠러의 회전 속도를 감소시킬 수 있다.
클러치는 전력 공급자에서 임펠러로의 동력 전달을 조정하도록 배열된다. 클러치는 다른 정도 또는 맞물림 레벨을 가정할 수 있다. 클러치는 추력 명령 영역에서 임펠러에 실질적으로 연속적인 동력 변경을 제공할 수 있다. 추력 명령이 시간 영역에서 연속적인 경우, 클러치는 시간 영역에서 임펠러에 실질적으로 연속적인 동력 변화를 제공할 수 있다. 클러치는 유압 시스템(미도시)에 의해 제어될 수 있다. 클러치 조정은 유압 시스템의 트롤링 밸브에 의해 제공될 수 있다. 트롤링 밸브는 비례 밸브일 수 있다. 트롤링 밸브를 조정하여, 클러치의 맞물림 레벨이 제어될 수 있다. 예를 들어, 엔진의 경우 연료 공급을 제어하여, 예를 들어, 전원 공급 장치의 일정한 회전 속도에 대해, 전력 공급자가 제어될 수 있다.
클러치는 멀티디스크 클러치일 수 있다. 클러치 디스크 사이에 오일이 공급될 수 있다. 클러치는 슬립 클러치일 수 있다. 클러치는 토크 컨버터를 형성할 수 있다. 디스크를 서로를 향해 가져오기 위해 유압을 사용할 수 있다. 이에 따라, 임펠러 회전 속도의 단계 없는 증가가 제공될 수 있다. 이에 따라, 임펠러 토크의 단계 없는 증가가 제공될 수 있다.
워터 제트 추진 장치는 출구(203) 밖으로 흐르는 물을 편향시키도록 배열된 디플렉터(208)를 포함한다. 이에 따라, 워터 제트 추진 장치의 추력이 제어될 수 있다. 디플렉터는 반전 플레이트 또는 버킷 형태로 제공될 수 있다.
디플렉터는 출구에서 흘러나오는 물이 편향되지 않아 선박을 앞으로 나아가게 하는 추력을 제공하는 편향 없음 위치로 설정될 수 있다. 도 4에 화살표(WD)로 도시된 바와 같이, 디플렉터는 출구에서 흘러나온 물의 일부가 전방으로 편향되는 제로 추력 위치인 다른 위치로 설정될 수 있고, 도 4에 화살표(WR)로 도시된 바와 같이, 출구에서 흐르는 물의 나머지는 편향되지 않는다. 제로 추력 위치는 제로 추력을 제공한다. 디플렉터는, 출구에서 흘러나오는 모든 물이 편향되어 역추력을 주는, 추가적인 위치, 즉 완전한 편향 위치로 설정될 수도 있다.
디플렉터는 편향 없음 위치와 완전 편향 위치 사이의 복수의 위치 또는 임의의 위치로 설정될 수 있다. 특히, 전방 구동 추력의 경우, 디플렉터는 제로 추력 위치와 편향 없음 위치 사이의 복수의 위치 또는 임의의 위치로 설정될 수 있다. 역추력의 경우, 디플렉터는 제로 추력 위치와 최대 편향 위치 사이의 복수의 위치 또는 임의의 위치로 설정될 수 있다. 이에 따라, 디플렉터는 추력 명령 영역에서 추력의 실질적으로 연속적인 변화를 제공할 수 있다. 추력 명령이 시간 영역에서 연속적인 경우, 디플렉터는 시간 영역에서 추력의 실질적으로 연속적인 변화를 제공할 수 있다.
워터 제트 추진 장치는, 실질적으로, 수직 축을 중심으로 출구(203)를 스윙하도록 배열된 조향 장치(209)를 더 포함한다. 이에 따라, 선박은 이동하는 동안 조종될 수 있다.
선박은 선박 추진을 제어하기 위한 하나 이상의 제어 장치를 더 포함한다. 제어 장치는 사람이 다루도록 조정될 수 있다. 대안적으로, 하나 이상의 제어 장치는, 자동 또는 반자동 선박 제어를 위해, 자동 선박 제어 모듈에 의해 형성될 수 있다. 이러한 예에서, 선박은 추력 명령 장치(302) 형태의 제어 장치를 포함한다. 선박은 스티어링 휠(301) 형태의 제어 장치를 더 포함한다.
선박은 제어 장치(301, 302)로부터 신호를 수신하도록 배열된 제어 모듈(400)을 더 포함한다. 특히, 제어 모듈(400)은 추력 명령 장치(302)로부터 추력 명령을 나타내는 신호를 수신하도록 배열된다. 제어 모듈(400)은, 수신된 신호에 따라, 워터 제트 추진 장치의 부재를 제어하도록 더 구성된다. 이에 따라, 제어 모듈(400)은 추력 명령에 따라 워터 제트 추진 장치의 추력 레벨을 제어하도록 구성된다. 추력 레벨은 추력 레벨 명령에 실질적으로 비례하는 관계를 가질 수 있다.
더 구체적으로, 제어 모듈(400)은, 예를 들어, 엔진 컨트롤러(2051)에 의해, 추력 명령 장치(302)로부터의 신호에 따라, 기계적 전력 공급자(205)를 제어하도록 구성된다. 또한, 제어 모듈(400)은 추력 명령 장치(302)로부터의 신호에 따라 클러치(207)를 제어하도록 구성된다. 또한, 제어 모듈(400)은 추력 명령 장치(302)로부터의 신호에 따라 디플렉터(208)를 제어하도록 구성된다.
또한, 제어 모듈(400)은, 예를 들어, 스티어링 휠(301)의 신호에 따라 조향 장치(209)를 제어하도록 구성된다.
제어 모듈은 임펠러의 회전 속도를 나타내는 신호를 수신하도록 배열될 수 있다. 신호는 하나 이상의 센서에 의해 제공될 수 있다(도시되지 않음). 제어 모듈은 임펠러의 회전 속도에 따라 클러치 맞물림 레벨을 제어하도록 배열될 수 있다. 따라서, 임펠러 회전 속도 제어를 위해 폐쇄 루프가 제공될 수 있다. 제어 모듈은 전력 공급자의 회전 속도를 나타내는 신호를 수신하도록 더 배열될 수 있다. 이에 따라, 제어 모듈은 임펠러 및 전력 공급자의 회전 속도에 따라 클러치 맞물림 레벨을 제어하도록 배열될 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 방법의 단계들을 설명하는 워터 제트 추진 장치 제어에 대한 흐름도가 도시된다. 방법은 선박 시동 시퀀스의 일부일 수 있다. 이에 따라, 워터 제트 추진 장치는 추력을 증가시키도록 제어된다. 본 발명의 다양한 실시예에 따른 방법은 제어 모듈(400)에 의해 수행될 수 있다.
방법은 워터 제트 추진 장치(2)의 제1 추력 레벨에서 워터 제트 추진 장치의 제2 추력 레벨까지의 전환을 위해 클러치(207)와 디플렉터(208)의 조정된 제어를 포함하고, 전환은 추력 명령 영역에서 실질적으로 연속이다.
또한, 예를 들어, 추력 명령 장치(302)의 위치에 의해 주어진 바와 같이, 워터 제트 추진 장치 추력 명령의 함수인, 임펠러(204)의 회전 속도 및 디플렉터(208)의 위치를 나타내는 다이어그램인, 도 6을 참조한다. 도 6은 또한 물 분사 추진 장치 추력 명령의 함수로서 물 분사 추진 장치 추력 레벨을 나타낸다. 이러한 예에서, 추력 레벨은 추력 명령 범위의 하단에서, 즉, 다이어그램의 좌측에서 0이며, 추력 명령 레벨이 증가함에 따라, 즉, 다이어그램에서 우측으로 이동함에 따라 증가한다.
제1 추력 레벨은 실질적으로 제로 추력이다. 제1 추력 레벨은 이 예에서 제1 추력 명령(TP)에 대응하는 것으로 가정된다. 이에 따라, 엔진(205)은 공회전 속도로 작동하도록 제어된다(S1). 또한, 제1 추력 레벨에서, 디플렉터는 실질적으로 추력이 0인 물을 편향시키도록 제어된다(S2).
임펠러는 선박을 둘러싸고 있는 물의 높이보다 적어도 부분적으로 위에 있을 수 있다. 이는 워터 제트 추진 장치가 차단될 때, 임펠러는 적어도 부분적으로 공기로 둘러싸여 있을 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 제1 추력 레벨에서, 임펠러(204)를 프라이밍하기 위해 클러치가 제어된다. 이에 따라, 임펠러 회전 속도는 물이 도관(201)의 공기로 채워진 부분으로 들어가고 그에 따라 임펠러를 둘러쌀 만큼 충분히 높다. 이를 위해, 클러치 맞물림 레벨은 100%, 즉 완전 맞물림일 수 있다. 임펠러(204)를 프라이밍하기 위해, 예를 들어, 수관에 대한 임펠러의 설치 높이에 따라, 엔진이 공회전 속도를 유지하거나 더 높은 회전 속도로 제어될 수 있다.
또한, 제1 추력 레벨에서, 클러치는 임펠러를 프라이밍된 상태로 유지하기 위해 제어된다(S3). 이는 임펠러가 프라이밍된 후에 수행될 수 있다. 클러치 맞물림은 임펠러가 프라이밍된 상태를 유지하기 위해 임펠러의 최소 회전 속도에 맞게 조정될 수 있다. 이에 따라, 임펠러 회전 속도는 물이 도관(201)을 통해 흐를 수 있을 만큼 충분히 높다. 이에 따라, 임펠러의 회전 속도는 임펠러를 물로 둘러쌀 수 있을 만큼 충분히 높다. 이를 위해, 클러치 맞물림 레벨은 20% 내지 40%일 수 있고, 예를 들어, 약 30%일 수 있다. 이에 따라, 이 예에서와 같은 워터 제트 추진 장치의 경우, 임펠러 회전 속도는, 예를 들어, 40RPM 내지 70RPM일 수 있고, 예를 들어, 약 55RPM이다. 일부 실시예에서, 임펠러를 프라이밍된 상태로 유지하기 위한 임펠러 회전 속도는 0rpm에 가까울 수 있다. 따라서, 임펠러가 프라이밍되면, 임펠러 회전 속도는 감소할 수 있지만 여전히 임펠러를 프라이밍된 상태로 유지하기에 충분히 높다. 임펠러 회전 속도 감소는 클러치 맞물림 레벨을 감소시킴으로써 수행될 수 있다.
제1 추력 레벨에서 제2 추력 레벨로의 전환의 제1 부분은 디플렉터 위치를 조정하여 제어된다(S4). 추력 명령에 따라, 이 조정은 점진적일 수 있다. 디플렉터는 제로 추력 위치에서 물이 편향되지 않는 위치로 조정될 수 있다. 한편, 예를 들어, 임펠러가 프라이밍된 상태를 유지하기 위해, 클러치 맞물림 레벨은 일정하게 유지된다(S5). 일부 실시예에서, 그러나, 디플렉터가 편향되는 출구 흐름의 부분을 줄이기 위해 점진적으로 조정되는 동안, 클러치 맞물림이 점차 증가할 수 있다. 전환의 제1 부분은 디플렉터 추력 명령 범위(P1)와 일치할 수 있다. 디플렉터 추력 명령 범위 내에서, 예를 들어, 임펠러가 프라이밍된 상태를 유지하기 위해, 클러치가 부분적으로 맞물리도록 클러치가 제어된다.
전환의 제1 부분에서, 디플렉터 위치가 반드시 한 방향으로 변경되는 것은 아닌 것에 주의해야 한다. 제1 부분 내에서 디플렉터의 한 방향으로의 하나 이상의 이동이 있을 수 있다. 제1 부분 내에서 디플렉터의 한 방향으로의 하나 이상의 이동이, 그리고 반대 방향으로 하나 이상의 가능성 있는 이동이 있을 수 있다. 또한, 전환의 제1 부분에 일정한 디플렉터 위치가 있는 하나 이상의 기간이 있을 수 있다. 전환의 제1 부분은 선박의 저속 제어를 제공한다. 내비게이션, 날씨 및/또는 주변 교통 상황에 따라, 전환의 제1 부분이 실제로 임의의 적절한 기간 동안, 예를 들어, 1분 내지 30분 이상 지속될 수 있다.
제1 추력 레벨에서 제2 추력 레벨로의 전환의 제2 부분(P2)은 클러치(207)의 맞물림 레벨을 조정함으로써 제어된다(S6). 추력 명령에 따라, 이 조정은 점진적일 수 있다. 클러치는 임펠러(204)가 프라이밍된 상태로 유지되는 레벨에서 완전한 클러치 맞물림까지 조정될 수 있다. 제2 추력 레벨은 이 예에서 2차 추력 명령(TS)에 대응하는 것으로 가정된다. 디플렉터 위치는 제1 추력 레벨에서 제2 추력 레벨로의 전환의 제2 부분 동안 일정하게 유지된다(S7). 이에 따라, 이 예에서와 같은 워터 제트 추진 장치의 경우, 임펠러 회전 속도는, 예를 들어, 150RPM 내지 250RPM일 수 있고, 예를 들어, 183RPM일 수 있다. 전환의 제2 부분은 클러치 추력 명령 범위(P2)와 일치할 수 있다.
전환의 제2 부분에서, 클러치 맞물림은 반드시 한 방향으로 변경되지 않을 수 있는 것에 주의해야 한다. 제2 부분 내에서 한 방향으로의 하나 이상의 클러치 맞물림 레벨의 변화가 있을 수 있고, 반대 방향으로 하나 이상의 변화가 있을 수도 있다. 또한, 전환의 제2 부분에는 일정한 클러치 맞물림 레벨이 있는 하나 이상의 기간이 있을 수 있다.
본원에 설명된 실시예에 따른 방법의 결과로서, 워터 제트 추진 장치의 추력 레벨은 도 6에 표시된 대로 추력 명령 영역에서 연속적이다.
클러치와 디플렉터의 협력된 제어에 이어, 전력 공급자(205)는 임펠러에 대한 전력을 증가시키도록 제어된다(S8). 이에 따라, 출구(203)로부터의 물의 흐름이 증가한다.
추력을 감소시키도록 워터제트 추진장치를 제어하면, 단계 S1 내지 S8은 역순으로 수행될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 예는 전진 구동 추력의 경우일 수 있다. 역추력이 증가하는 경우, 디플렉터 조정(S4)은 모든 물이 편향될 때까지 출구 흐름의 편향된 부분을 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 또한, 클러치 조정(S6) 중에, 디플렉터는 모든 물이 편향되는 위치에 유지될(S7) 수 있다.
도 7을 참조하면, 워터 제트 추진 장치를 제어하기 위한 본 발명의 추가적인 실시예의 방법의 단계를 도시하는 흐름도를 도시한 도면이 도시된다. S1 내지 S5 단계는 도 5를 참조하여 전술한 방법과 동일하다.
또한 도 8을 참조한다. 제로 추력 위치에서 물이 편향되지 않는 위치까지, 디플렉터 위치 조정(S4)에 이어, 임펠러(204)가 프라이밍된 상태로 유지되는 레벨에서 완전한 클러치 맞물림까지의 클러치 맞물림 단계가 있는 임계 클러치 맞물림 레벨까지 클러치 맞물림 레벨이 조정된다(S61). 여기서, 물이 편향되지 않고 임펠러가 프라이밍된 상태를 유지하도록 클러치가 맞물린 데에서의 추력 레벨은 제1 추력 레벨이라고 한다. 이러한 클러치 조정(S61) 동안, 편향되는 물이 없도록 디플렉터 위치가 유지된다(S71). 이러한 디플렉터 위치는 이러한 실시예에서 제1 디플렉터 위치로 지칭된다. 스러스트 명령에 따라, 클러치 맞물림 레벨 조정(S61)은 점진적일 수 있다. 클러치 맞물림 레벨 조정(S61)은 클러치 추력 명령 범위(P2)와 일치할 수 있다.
클러치가 임계 클러치 맞물림 레벨에 도달하면, 임계 클러치 맞물림 레벨에서 완전한 클러치 맞물림까지의 클러치 맞물림 단계가 허용된다(S62). 임계 클러치 맞물림 레벨은 본원에서 제1 클러치 맞물림 레벨로도 지칭된다. 완전한 클러치 맞물림은 본원에서 제2 클러치 맞물림 레벨로도 지칭된다. 전체 맞물림에서, 클러치의 디스크가 서로 접촉할 수 있다. 임계 클러치 맞물림 레벨에서, 클러치 맞물림 단계가 발생하기 이전에, 클러치 맞물림 레벨은, 예를 들어 60% 내지 80%일 수 있고, 예를 들어, 약 70%일 수 있다. 이에 따라, 이러한 예에서와 같은 워터 제트 추진 장치의 경우, 임펠러 회전 속도는 110RMP 내지 150RPM일 수 있고, 예를 들어, 약 128RPM일 수 있다. 클러치 맞물림 단계는 이들 사이에 오일이 있는 클러치 디스크와 클러치 디스크들 사이의 직접적인 조건이 있는 사이에서 최소의 거리가 있는 조건으로부터의 단계로 인한 것일 수 있다.
클러치 맞물림 단계를 허용함과 동시에, 보상 디플렉터 위치 변경이 실행된다. 이에 따라, 클러치 맞물림 단계를 보상하기 위해 디플렉터 위치가 제1 디플렉터 위치에서 제2 디플렉터 위치로 변경된다(S72). 보상 디플렉터 위치 변경(S72)은 실질적으로 단계적일 수 있다. 보상 디플렉터 위치 변화는 클러치 맞물림 단계(S62)에서 결과적인 추력 변화가 실질적으로 0이 되도록 구성된다.
따라서, 클러치 맞물림 단계는 제1 클러치 맞물림 레벨에서 제2 클러치 맞물림 레벨로의 단계이며, 제2 클러치 맞물림 레벨은 제1 클러치 맞물림 레벨보다 높으며, 제2 디플렉터 위치에서, 제1 디플렉터 위치보다 출구에서 흐르는 더 많은 물이 편향된다.
디플렉터 위치를 제1 위치에서 제2 위치로 변경한 후, 디플렉터 위치가 제2 위치에서 제1 위치로 다시 변경되도록 제어된다(S73). 이러한 변화(S73)는 점진적일 수 있다. 제2 위치에서 제1 위치로 다시 디플렉터 위치의 변경은 추력 명령 영역에서 보상 추력 명령 범위(P3)와 일치할 수 있다. 바람직하게, 동력 공급자가 엔진인 경우, 보상 추력 명령 범위 내에서 엔진이 공회전하도록 제어된다.
물이 편향되지 않도록 디플렉터를 배치하고, 클러치가 완전히 맞물리는 경우, 전력 공급자(205)는 임펠러에 대한 전력을 증가시키도록 제어된다(S8). 이에 따라, 출구(203)로부터의 물의 흐름이 증가한다. 여기서, 물이 편향되지 않고 클러치가 완전히 맞물린 추력 레벨을 제2 추력 레벨이라고 한다.
도 9를 참조하면, 워터 제트 추진 장치를 제어하기 위한, 본 발명의 또다른 실시예의 방법의 단계를 도시하는 흐름도가 도시된다. S1 내지 S8 단계는 위의 도 7을 참조하여 설명한 방법과 동일하다.
또한, 도 10에 대한 참조가 이루어진다. 이 실시예에 따른 방법에서, 히스테리시스가 제공되고, 클러치 맞물림 단계는 추력 증가 또는 추력 감소 중에 각각의 단계에 도달하는지 여부에 따라 다른 추력 레벨에 있다. 이에 따라, 추력 명령 레벨이 일정 시간 동안 일정할 때, 완전히 맞물린 클러치 상태와 부분적으로 맞물린 클러치 상태 사이의 왕복하는 변경이 방지될 수 있다.
여기서, 클러치 맞물림 단계(S62)는 제1 추력 명령(T1)에서 발생하는 제1 클러치 맞물림 단계로 지칭된다. 이해되는 바와 같이, 제1 클러치 맞물림 단계는 추력이 증가할 때 발생한다. 보상 디플렉터 위치 변경(S72)을 제1 추력 명령(T1)에서 발생하는 제1 보상 디플렉터 위치 변경이라 한다. 이해되는 바와 같이, 제1 보상 디플렉터 위치 변경은 추력이 증가할 때 발생한다.
도 7 및 8에서 참조로 제안된 바와 같이, 제1 클러치 맞물림 단계 및 제1 보상 디플렉터 위치 변경 이후, 디플렉터 위치가 제2 위치에서 제1 위치로 다시 변경되도록 제어된다(S73). 이 변경은 점진적일 수 있다. 그 후, 전력 공급자(205)는 임펠러에 대한 동력을 증가시키도록 제어된다(S8).
이러한 실시예에 따른 방법은 엔진 회전 속도를 감소시키도록 엔진을 제어하는 단계(S9)를 포함할 수 있다. 이는 2차 추력 명령(TS)에 도달할 때까지 수행될 수 있다. 이어서, 추력 명령이 감소함에 따라, 디플렉터 위치는 물이 편향되지 않는 제1 위치에서 유출구로부터 유출되는 물의 일부가 편향되는 제3 위치로 변경되도록 제어된다(Sa1). 추력 명령에 따라, 이러한 변경(Sa1)은 점진적일 수 있다. 유사하게, 클러치는 제2 맞물림 레벨, 즉 완전히 맞물린 상태로 유지된다(Sa2). 여기서, 추력 감소의 경우, 클러치 완전 맞물림은 제3 맞물림 레벨이라고도 한다. 따라서, 이러한 예에서, 제2 및 제3 맞물림 레벨은 동일하다. 그러나, 일부 실시예에서, 제2 및 제3 맞물림 레벨은 다를 수 있다.
디플렉터 위치 변경(Sa1) 및 완전히 맞물린 위치에서 클러치 유지(Sa2)는 제2 추력 명령(T2)에 도달할 때까지 수행된다. 제2 추력 명령은 제1 추력 명령(T1) 보다 낮다. 제3 디플렉터 위치에서, 추력 감소 중에 발생하는, 추력 증가 동안 발생하는 제1 클러치 맞물림 단계(제1 추력 명령(T1)에서)에서 제2 디플렉터 위치에서보다 더 많은 물이 편향된다.
제2 추력 명령(T2)에서, 제2 클러치 맞물림 단계는 완전한 클러치 맞물림으로부터 제4 클러치 맞물림 레벨까지 실행된다(Sa3). 제2 추력 명령(T2)은 제1 추력 명령(T1)보다 낮으므로, 제2 클러치 맞물림 단계(Sa3)가 제1 클러치 맞물림 단계(S62)보다 크다. 따라서, 제2 클러치 맞물림 단계(Sa3)에 도달한, 제4 클러치 맞물림 레벨이, 제1 클러치 맞물림 단계(S62)가 진행된, 제1 클러치 맞물림 레벨보다 낮다.
제2 클러치 맞물림 단계에서, 제2 클러치 맞물림 단계를 보상하기 위해, 제2 보상 디플렉터 위치 변경(Sa4)이 제공된다. 제2 보상 디플렉터 위치 변경(Sa4)은 제3 디플렉터 위치에서 제4 디플렉터 위치로이다. 제3 디플렉터 위치에서, 배출구에서 흘러나오는 물이 제4 디플렉터 위치보다 편향된다. 이러한 예에서, 제4 디플렉터 위치에서는 물이 편향되지 않는다. 즉. 이 예에서 제1 디플렉터 위치는 제1 디플렉터 위치와 동일하다.
따라서, 히스테리시스가 제공되고, 클러치 맞물림 단계는 추력 증가 또는 추력 감소 중에 각각의 단계에 도달하는지 여부에 따라 다른 추력 레벨에 있다.
도 11을 참조하면, 도 4의 제어 모듈(400)의 실시예의 개략적인 블록도가 도시된다. 컴퓨터, 처리 장치, 자동화 제어 장치 등과 같은 제어 모듈(400)은 선박(1), 선체 구조물(10) 등에 포함될 수 있다.
제어 모듈(400)은 본원에 설명된 방법을 수행하기 위한 수단과 같은 처리 모듈(401)을 포함할 수 있다. 수단은 하나 이상의 하드웨어 모듈 및/또는 하나 이상의 소프트웨어 모듈의 형태로 구현될 수 있다. 따라서, "모듈"이라는 용어는 아래에 설명하는 다양한 실시예에 따른 회로, 소프트웨어 블록 등을 지칭할 수 있다.
제어 모듈(400)은 메모리(402)를 더 포함할 수 있다. 메모리는 컴퓨터 판독가능 코드 유닛을 포함할 수 있는, 예를 들어, 컴퓨터 프로그램(403)의 형태로 명령어를 포함하거나 저장하는 것과 같은 것을 포함할 수 있다.
본원의 일부 실시예에 따르면, 제어 모듈(400), 예를 들어, 그 처리 모듈(401)은 예시적인 하드웨어 모듈로서 처리 회로(404)를 포함한다. 따라서, 처리 모듈(401)은 처리 회로(404)의 형태로 구현되거나 처리 회로(404)'에 의해 실현'될 수 있다. 명령은 처리 회로(404)에 의해 실행될 수 있으며, 이에 의해 제어 모듈(400)은 본 발명의 실시예의 방법을 수행하도록 동작한다. 또다른 예로서, 명령은 제어 모듈(400) 및, 예를 들어, 그 처리 모듈(401)에 의해 실행될 때, 제어 모듈(400)이 본 발명의 실시예의 방법을 수행하게 할 수 있다.
도 4는 상술한 컴퓨터 프로그램(403)을 포함, 매개, 공급 등과 같은 것을 제공하는 캐리어(405) 또는 프로그램 캐리어를 더 도시한다. 캐리어(405)는 전자 신호, 광 신호, 무선 신호 및 컴퓨터 판독 가능 매체 중 하나일 수 있다.
추가적인 실시예에서, 제어 모듈(400), 예를 들어 처리 모듈(401)은 하드웨어 모듈의 예로서 지시 모듈(410) 및 실행 모듈(420) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. "모듈"이라는 용어는 하드웨어 모듈을 지칭할 때, "모듈"이라는 용어는 회로를 지칭할 수 있다. 다른 예에서, 전술한 예시적인 하드웨어 모듈 중 하나 이상은 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 구현될 수 있다.
또한, 제어 모듈(400), 예를 들어, 처리 모듈(401)은, 적용 가능한 경우 수신 모듈 및/또는 송신 모듈로 예시될 수 있는, 입력/출력 모듈(406)을 포함할 수 있다. 수신 모듈은 다양한 장치로부터 명령 및/또는 정보를 수신할 수 있고, 송신 모듈은 다양한 장치에 명령 및/또는 정보를 보낼 수 있다.

Claims (17)

  1. 해양 선박의 추진을 위해, 워터 제트 추진 장치(2)를 제어하기 위한 방법으로서, 상기 워터 제트 추진 장치(2)는:
    - 입구(202)와 출구(203) 사이에서 연장되는 도관(201),
    - 상기 도관(201) 내의 임펠러(204), 및
    - 상기 임펠러(204)에 전력을 전달하도록 배열된 기계적 전력 공급자(205)
    를 포함하고,
    - 상기 방법은, 복수의 추력 명령(thrust command)을 수신하는 단계, 및 상기 추력 명령에 따라 상기 워터 제트 추진 장치(2)의 추력 레벨을 제어하는 단계-여기서 상기 추력 레벨을 제어하는 단계는 상기 출구(203)로부터 흘러나오는 물을 편향시키도록 배열된 디플렉터(208)의 위치를 조정하는 단계를 포함함-,
    - 상기 추력 레벨이 추력 명령 영역(thrust command domain) 내에서 실질적으로 연속적이 되도록, 상기 전력 공급자(205)로부터 상기 임펠러(204)로의 전력의 전달을 조정하도록 배열된 클러치(207)의 맞물림 레벨로 상기 디플렉터(208)의 위치의 조정을 정합시키는 단계(coordinating)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디플렉터(208)를 조정하여, 디플렉터 추력 명령 범위(P1) 내에서, 상기 워터 제트 추진 장치(2)의 상기 추력 레벨을 제어하는 단계, 및 상기 클러치가 부분적으로 맞물리도록, 상기 디플렉터 추력 명령 범위(P1) 내에서, 상기 클러치(207)의 맞물림 레벨을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 클러치 맞물림 레벨을 상기 디플렉터 추력 명령 범위(P1) 내에서 실질적으로 일정하게 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 임펠러(204)를 상기 디플렉터 추력 명령 범위(P1) 내에서 프라이밍된(primed) 상태로 유지하기 위해 상기 클러치(207)를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 0인 추력에 대해 물을 편향시키기 위해, 상기 디플렉터 추력 명령 범위(P1)의 하단에서(at a lower end), 상기 디플렉터(208)를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치(207)의 맞물림 레벨을 조정하여, 상기 디플렉터 추력 명령 범위(P1)와 다른 클러치 추력 명령 범위(P2) 내에서, 상기 워터 제트 추진 장치(2)의 상기 추력 레벨을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 클러치 추력 명령 범위(P2)의 상단에서(at a higher end), 상기 클러치(207)는 완전히 맞물리는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 디플렉터 위치를 상기 클러치 추력 명령 범위(P2) 내에서 실질적으로 일정하게 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치 추력 명령 범위(P2)는 실질적으로 상기 임펠러(204)를 프라이밍된 상태로 유지하기 위한 상기 임펠러(204)의 최소의 회전 속도를 제공하는 클러치 맞물림 레벨을 갖는 프라이밍 최소 레벨로부터 상기 프라이밍 최소 레벨에서 보다도 높은 추력 레벨까지 연장되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 클러치 맞물림 단계를 허용하는 단계 또는 실행하는 단계를 포함하고, 상기 디플렉터(208)의 위치를 조정하는 단계는, 상기 클러치 맞물림 단계에 대한 보상을 위해, 상기 클러치 맞물림 단계에서 보상 디플렉터 위치 변경을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 클러치 맞물림 단계는 클러치 맞물림 레벨을 증가시키는 단계를 포함하고, 상기 보상 디플렉터 위치 변경은 상기 출구(203)에서 나오는 물 흐름의 편향된 부분을 증가시키도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 보상 디플렉터 위치 변경은 제1 추력 명령 레벨(T1)에서 발생하고, 상기 방법은, 상기 제1 추력 명령 레벨로부터 상기 제1 추력 명령 레벨 보다 높은 추력 명령 레벨까지 연장되는 보상 추력 명령 범위(P1) 내에서, 상기 디플렉터 위치를 조정하여 상기 워터 제트 추진 장치(2)의 상기 추력 레벨을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 클러치(207)가 완전히 맞물리게 하기 위해, 상기 보상 추력 명령 범위(P1) 내에서, 상기 클러치 맞물림 레벨을 제어하는 단계 또는 허용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클러치 맞물림 단계는 제1 추력 명령(T1)에서 발생하는 제1 클러치 맞물림 단계이고, 상기 추력 레벨이 증가하고 상기 보상 디플렉터 위치 변경이 상기 제1 추력 명령에서 발생하는 제1 보상 디플렉터 위치 변경인 경우, 상기 방법은 제2 추력 명령에서 발생하는 제2 클러치 맞물림 단계를 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 추력 레벨이 감소하는 경우, 상기 제2 추력 명령은 상기 제1 추력 명령과 다르고, 상기 제2 클러치 맞물림 단계는 클러치 맞물림 레벨을 감소시키는 단계를 포함하며, 상기 디플렉터(208)의 위치를 조정하는 단계는, 상기 제2 클러치 맞물림 단계에서, 상기 제2 클러치 맞물림 단계에 대한 보상으로 제2 보상 디플렉터 위치 변경을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 컴퓨터 판독 가능한 코드 유닛을 포함하는 컴퓨터 프로그램(403)으로서, 상기 컴퓨터 컴퓨터 프로그램(403)은, 제어 모듈(400) 상에서 실행될 경우, 상기 제어 모듈(400)이 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하게 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램(403).
  16. 제15항에 따른 컴퓨터 프로그램을 포함하는 캐리어(405)로서, 상기 캐리어(405)는 전자 신호, 광 신호, 무선 신호 및 컴퓨터 판독 가능한 매체 중 하나인 것을 특징으로 하는 캐리어(405).
  17. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 제어 모듈(400).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2025038077A1 (en) * 2023-08-14 2025-02-20 Chunk Foods Inc. Protein-based meat analogs and methods of manufacture thereof

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3601989A (en) * 1969-08-29 1971-08-31 Avco Corp Marine propulsion system
JP2788216B2 (ja) * 1995-12-08 1998-08-20 川崎重工業株式会社 舶用ウオータジェット推進機の操縦装置
US6230642B1 (en) * 1999-08-19 2001-05-15 The Talaria Company, Llc Autopilot-based steering and maneuvering system for boats
NO311337B1 (no) * 2000-02-04 2001-11-19 Gunnar Borgli Fremdriftsaggregat for båt
AU2001251461A1 (en) * 2000-04-07 2001-10-23 The Talaria Company, Llc Differential bucket control system for waterjet boats
US6645018B2 (en) * 2000-10-06 2003-11-11 Ishigaki Company Limited Boat propulsion device
DE10135543A1 (de) * 2001-07-20 2003-02-06 Karl-Josef Becker Antriebs- und Steuereinrichtung für Wasserfahrzeuge
CA2457006A1 (en) * 2001-08-06 2003-02-20 Robert Morvillo Integral reversing and trim deflector and control mechanism
US6899575B1 (en) * 2003-11-19 2005-05-31 Brunswick Corporation Jet drive marine propulsion system with a water pump
CN101014494A (zh) * 2004-05-25 2007-08-08 斯沃德船舶科技公司 船外喷射驱动船用推进系统及其控制杆
JP2009202686A (ja) * 2008-02-27 2009-09-10 Yamaha Motor Co Ltd 船舶用推進システム、その制御装置及び制御方法
US8668533B2 (en) * 2009-02-12 2014-03-11 Twin Disc, Inc. Waterjet propulsion system and method for a marine vehicle
JP2012236586A (ja) * 2011-04-28 2012-12-06 Yamaha Motor Co Ltd 船舶推進機
JP2016037224A (ja) * 2014-08-08 2016-03-22 ヤマハ発動機株式会社 ジェット推進艇
AT517444A1 (de) * 2015-05-27 2017-01-15 Andreas Dipl Ing Desch Wasserstrahlantrieb
CN209080133U (zh) * 2018-05-22 2019-07-09 镇江凯邦船舶设备有限公司 一种带有变速装置喷水推进器
JP2020023287A (ja) * 2018-08-08 2020-02-13 ヤマハ発動機株式会社 水ジェット推進艇
FI128202B (fi) * 2018-10-22 2019-12-13 Alamarin Jet Oy Vesisuihkuvetolaite ja vene

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