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[국내논문] 함정의 선체 부식에 의한 수중 전자기 신호 예측에 관한 연구
A Study on Underwater Electro-magnetic Signature Prediction Due to Hull Corrosion of a Naval Ship 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.15 no.2, 2012년, pp.177 - 185  

정현주 (국방과학연구소) ,  양창섭 (국방과학연구소) ,  주혜선 (부산대학교) ,  전재진 (국방과학연구소)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Corrosion currents flow through the seawater due to the different electrochemical potential between a hull and a propeller under the draft line of ship. Additionally, in order to protect the hull and other sensitive anodic parts of the ship from corrosion, the corrosion protection system, called imp...

주제어

#부식 전류   #부식방지장치   #강제 전류 음극 보호   #전기장   #부식 관련 자기장  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 선체의 부식 및 부식방지장치에 의해 수중에서 발생되는 전자기 신호의 발생원리 및 특성을 소개하였다. 그리고 신조 함정의 설계 단계에서 수중 전자기 신호 특성 해석 및 감소대책 연구의 목적으로 수행된 선체 부식 및 부식방지장치의 양극배치에 따른 선체 표면의 전위 분포, 임의 수심에서의 전기장 및 부식에 의한 자기장(CRM Field : Corrosion Related Magnetic Field) 분포 예측 방안과 그 결과들을 기술하고자 한다.
  • 본 논문에서는 선체의 부식 및 부식방지장치에 의해수중에서 발생되는 전자기 신호의 발생원리 및 특성을 소개하였다. 그리고 신조 함정의 설계 단계에서 수중전자기 신호 특성 해석 및 감소대책 연구의 목적으로 수행된 선체 부식 및 부식방지장치의 양극 배치에 따른 선체 표면의 전위 분포, 임의 수심에서의 전기장 및 부식에 의한 자기장 분포 예측 방안과 그 결과들을 제시하였다.
  • 따라서 본 논문에서는 선체의 부식 및 부식방지장치에 의해 수중에서 발생되는 전자기 신호의 발생원리 및 특성을 소개하였다. 그리고 신조 함정의 설계 단계에서 수중 전자기 신호 특성 해석 및 감소대책 연구의 목적으로 수행된 선체 부식 및 부식방지장치의 양극배치에 따른 선체 표면의 전위 분포, 임의 수심에서의 전기장 및 부식에 의한 자기장(CRM Field : Corrosion Related Magnetic Field) 분포 예측 방안과 그 결과들을 기술하고자 한다.
  • 반면, ICCP를 동작시켜 선체표면에 강제적으로 전류를 흘려줌으로서, 선체 표면의 전위가 -0.75 V 이하가 유지되도록 한 경우의 해석 결과를 살펴보자. Fig.
  • 따라서 본 논문에서는 선체의 부식 및 부식방지장치에 의해 수중에서 발생되는 전자기 신호의 발생원리 및 특성을 소개하였다. 그리고 신조 함정의 설계 단계에서 수중 전자기 신호 특성 해석 및 감소대책 연구의 목적으로 수행된 선체 부식 및 부식방지장치의 양극배치에 따른 선체 표면의 전위 분포, 임의 수심에서의 전기장 및 부식에 의한 자기장(CRM Field : Corrosion Related Magnetic Field) 분포 예측 방안과 그 결과들을 기술하고자 한다.

가설 설정

  • 함정의 운항 중 선체의 도장 손실 범위는 수면 아래 선체 면적의 최대 15 % 정도가 되는 것으로 보고되고 있다. 따라서 본 논문에서는 선체의 도장 손실을 선체 부식 및 전기장 측면에서 최악의 조건인 15 %로 가정하였으며, 프로펠러는 내 부식성 도료를 이용한 코팅이 이루어지지 않으므로 도장 손실이 100 %인 bare 상태로 설정하였다. 또한, 해석의 중요한 변수중의 하나인 해수의 전도율은 진해만의 경우, 겨울에는 약 3.
  • 따라서 본 논문에서는 선체의 도장 손실을 선체 부식 및 전기장 측면에서 최악의 조건인 15 %로 가정하였으며, 프로펠러는 내 부식성 도료를 이용한 코팅이 이루어지지 않으므로 도장 손실이 100 %인 bare 상태로 설정하였다. 또한, 해석의 중요한 변수중의 하나인 해수의 전도율은 진해만의 경우, 겨울에는 약 3.5 S/m, 여름에는 약 4.5 S/m이므로 겨울과 여름의 평균치인 4S/m라고 가정하였으며, ICCP의 양극 배치는 Fig. 7과같이 2 pairs, 3 pairs 및 4 pairs로 배치한 세 가지 경우에 대해서 해석을 수행하였다. 그리고 해석은 수중 전자기 신호 전용 해석 도구인 영국 FNC사의 FNREMUS소프트웨어를 사용하였다[6].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
새로운 신호원을 탐지해야 할 필요성이 대두되고 있는 이유는 무엇인가? 함정을 위협하는 수중 무기체계 및 수중 감시체계에 사용되는 전자기 신호원으로는 강자성 선체에 의한 정자기장(Static Magnetic Field)이 대표적이다. 그러나 함정 자기처리(Deperming) 및 소자(Degaussing)와 같은 함정의 정 자기장 신호에 대한 스텔스 능력이 지속적으로 향상되면서 새로운 신호원을 탐지해야 할 필요성이 대두되고 있다.
함정을 위협하는 수중 무기체계 및 수중 감시체계에 사용되는 전자기 신호원으로는 대표적으로 무엇이 있는가? 함정을 위협하는 수중 무기체계 및 수중 감시체계에 사용되는 전자기 신호원으로는 강자성 선체에 의한 정자기장(Static Magnetic Field)이 대표적이다. 그러나 함정 자기처리(Deperming) 및 소자(Degaussing)와 같은 함정의 정 자기장 신호에 대한 스텔스 능력이 지속적으로 향상되면서 새로운 신호원을 탐지해야 할 필요성이 대두되고 있다.
ICCP 양극배치를 최적화하면 ICCP 미 작동 시보다 부식 관련전자기 신호의 크기를 감소시킬 수 있을 것으로 판단되는 이유는 무엇인가? 본 논문에서는 선체의 부식 및 부식방지장치에 의해수중에서 발생되는 전자기 신호의 발생원리 및 특성을 소개하였다. 그리고 신조 함정의 설계 단계에서 수중전자기 신호 특성 해석 및 감소대책 연구의 목적으로 수행된 선체 부식 및 부식방지장치의 양극 배치에 따른 선체 표면의 전위 분포, 임의 수심에서의 전기장 및 부식에 의한 자기장 분포 예측 방안과 그 결과들을 제시하였다. 해석 결과, 최대 전기장 세기는 4 pairs 양극 배치의 경우, ICCP 동작 시는 미 동작 시 대비 수평 종축 성분은 대략 거의 비슷하고, 수직 성분은 대략 23 % 감소하는 수준임을 알 수 있었다. 그리고 부식 관련 자기장의 최대 크기는 수평 횡축 성분 기준으로 22 %감소하는 수준임을 알 수 있었다. 그러므로 ICCP 양극배치를 최적화하면 ICCP 미 작동 시보다 부식 관련전자기 신호의 크기를 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.
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참고문헌 (6)

  1. Richard Holt, "The Source of Electric Fields in Seawater, and Their Measurement", Warship Cathodic Protection 2001, 21-23 August 2001. 

  2. H. Jones, "Development of a Low A Noise Electric Field Sensor for Measurement and Ranging Applications", MARELEC 2004, 17-18th March 2004. 

  3. P. M. Holtham, I. G. Jeffrey, "ELF Signature Control", UDT 96, July, pp. 486-489, 1996. 

  4. 양창섭 외, "함정 발생 수중 전자기장 신호의 특성 및 측정 기법", 한국군사과학기술학회지, 제9권 제2호, pp. 11-19, 2006. 

  5. Godwin Kakuba, "The Impressed Current Cathodic Protection System", Master's Thesis, Technische Universiteit of Eindhoven, 2005. 

  6. A J Keddie, FNREMUS Detailed Modeller User Guide, Issue 4, FNC Dorking Surrey, 2007. 

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