초록 ▼

I. 제 목 심해저 망간단괴 집광시스템 개발 및 채광운용 실용화 연구 II. 연구개발의 목적 및 필요성 1) 수심 5000m 심해저 망간단괴 채광에 필요한 집광시스템 및 채광운용시스템 개발을 위하여 1/10 규모의 시험집광시스템 설계 및 통합운용 기술에 관한 연구수행이 요구됨 2) 상업 채광시스템 개발에 앞서 해상 성능시험을 통한 설계기법 검증 및 보완을 위한 시험집광시스템 개발 연구가 필수적임 3) 시험집광시스템 하드웨어 장비 개발과 더불어 실해역 운용에 필요한 통합운용 기술 개발이 필요함 4)

I. 제 목 심해저 망간단괴 집광시스템 개발 및 채광운용 실용화 연구 II. 연구개발의 목적 및 필요성 1) 수심 5000m 심해저 망간단괴 채광에 필요한 집광시스템 및 채광운용시스템 개발을 위하여 1/10 규모의 시험집광시스템 설계 및 통합운용 기술에 관한 연구수행이 요구됨 2) 상업 채광시스템 개발에 앞서 해상 성능시험을 통한 설계기법 검증 및 보완을 위한 시험집광시스템 개발 연구가 필수적임 3) 시험집광시스템 하드웨어 장비 개발과 더불어 실해역 운용에 필요한 통합운용 기술 개발이 필요함 4) 심해저 집광기술은 해저작업장비, 정보통신, 해양공학 및 전기전자 분야의 첨단산업 복합기술로서 국내 기술 선진화를 위한 선도기술임 III. 연구개발의 내용 및 범위 1) 1차년도('00. 10 ∼ '01. 7) - 자항식 집광시스템 설계기법 연구 - 집광공정 통합운용 기술 실용화 연구 IV. 연구개발 결과 1) 자항식 집광시스템 설계 기법 연구 - 연약지반 주행시뮬레이션 모델 연구 : 점착성 토양의 주행역학을 고려한 무한궤도 주행장치의 3차원 비선형 운동방정식도출 - 물제트 펌프 사양설계 연구 : 펌프유동 상사법칙에 의거 축류형 물제트 펌프 사양설계 수행 - 단괴처리·송출공정 개념설계 연구 : 다구치 방법을 이용한 단괴 처리송출공정 모형시험 설계 및 실험설비 제작 : PTV 이용 수직관내 슬러리 입자 유동속도 계측 시험 수행 - 유연관 접속구조 개념 분석 : 플랜지, 김발(gimbal), 축 상대회전식 체결 등 체결방식 장단점 분석 수행 - 집광공정 통합설계 최적화 기법 연구 : 다분야통합설계(MDO) 기법의 적용 방안에 대한 연구를 통한 집광시스템의 통합설계최적화 모델링 기법 제안 2) 통합 채광운용기법 연구 - 해저주행 항법기술 연구 : 주행상태 계측센서 기법 연구 : 확장칼만필터 이용 센서융합 항법필터 알고리즘 연구 - 집광공정 제어 알고리즘 연구 : 집광시스템 단위공정 간의 상호 연관도 분석 연구 수행 V. 연구개발 결과의 활용계획 1) 자항식 집광시스템의 설계 기법 - 상용채광 용량의 1/10 규모의 시험집광시스템의 설계 및 제작에 활용 2) 집광시스템 단위공정간 상호 연관도 분석 - 집광공정의 통합제어 알고리즘 개발에 활용

Abstract ▼

Ⅰ. Title A Study on Development of Manganese Nodule Collector and Integrated Mining Operation Technology Ⅱ. Object and Importance Deep-seabed mining technology is a complex-HiTech of seafloor operation equipments, information and telemetry, ocean engineering, and electronics leading enhancement of

Ⅰ. Title A Study on Development of Manganese Nodule Collector and Integrated Mining Operation Technology Ⅱ. Object and Importance Deep-seabed mining technology is a complex-HiTech of seafloor operation equipments, information and telemetry, ocean engineering, and electronics leading enhancement of national technology. Before development of a commercial mining system, research of a test-scaled miner and its integrated operation technology is necessary: - Research and design of a 1/10 scaled test miner for development of commercial prototype - Research on integrated mining operation technology Ⅲ. Contents and Extents 1) First yea('00. 10 ∼ '01. 7) - Study on design technology of self-propelled deep-seabed collector - Study on practicalization of integrated mining operation technology Ⅳ. Results 1) Development of design technology of self-propelled nodule collector - Study on dynamic simulation model of deep-seabed crawler : Derivation of 3D nonlinear equation of motion of tracked vehicle considering terra-mechanics of cohesive soft soil - Study on specification determination of water jet pump : Design of specification of axial pump based on similarity of pump flow - Study on conceptual design of nodule crushing and conveying process : Design of model test of nodule disposing process and construction of model test facility : Conducting model test of measurement of slurry particle velocity by means of PTV - Analysis of structural concept for connection mechanism of flexible pipe : Comparative analyses of flange, gimbal, axis rotation-type methods - Study on design optimization of self-propelled nodule collector : Application of MDO(Multi-disciplinary Design Optimization) technique for development of self-propelled collector 2) Development of integrated mining operation technology - Study on navigation technique of deep-seabed crawling vehicle : Study and development of sensor technique for vehicle performance : Study on navigation sensor fusion algorithm based on Extended Kalman Filter - Study on control algorithm of collecting operation : Analysis of coupled relations between unit processes of manganese nodule collector Ⅴ. Recommendations for Application 1) Design technology of self-propelled nodule collector - To be applied for development of a test collector in scale of 1/10 of commercial mining capacity 2) Analysis data on coupling of unit processes of nodule collector - Implementation of integrated control algorithm of collecting operation

목차 Contents

• 제1장 서론...14
• 제2장 국내외 기술개발 현황...16
• 2.1 심해저 망간단괴 채광기술의 진보...16
• 2.2 심해저 망간단괴 채광기술의 분류...19
• 2.3 심해저 채광기술 개발의 국제 동향...21
• 2.3.1 프랑스의 심해저 채광기술 개발 현황...21
• 2.3.2 독일의 심해저 채광기술 개발 현황...24
• 2.3.3 일본의 심해저 채광기술 현황...27
• 2.3.4 중국의 심해저 채광기술 개발 현황...31
• 2.3.5 인도의 심해저 채광기술 개발 현황...34
• 2.3.6 국내 심해저 채광기술 개발 현황...36
• 2.4 심해저 채광기술 개발의 향후 전망...37
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과...49
• 3.1 시험집광시스템 설계기술 연구...49
• 3.1.1 3차원 주행 시뮬레이션 모델 연구...49
• 3.1.2 물제트 펌프 기본설계 기법...57
• 3.1.3 단괴처리공정 개념설계...59
• 3.1.4 유연관 접속구조 개념설계...90
• 3.1.5 집광공정 통합설계 최적화 기법 연구...91
• 3.2 통합채광운용기법 연구...104
• 3.2.1 주행상태 계측센서기법 연구...104
• 3.2.2 해저주행 항법기술 연구...128
• 3.2.3 집광공정 제어알고리즘 분석 연구...140
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...143
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획...144