커뮤니티
스포츠
토론장


HOME > 커뮤니티 > 밀리터리 게시판
 
작성일 : 18-02-17 12:27
[잡담] 파워팩 변속기에 대한 다른 접근 방법
 글쓴이 : 사칙연산
조회 : 2,941  

북방민족의 만리장성과 독일군의 마지노선 돌파방법의 공통점은
우회로를 통한 회피전략이었습니다.
이처럼 굳이 파워팩 변속기를 독일처럼 경쟁력있는 가격과 품질로 만들 수 없다면
파워팩에서 변속기를 아예 건너 뛰어버리면 되지않나 쉽습니다.
전기차는 변속기가 필요없다는 것으로 알고 있습니다.
전류량만으로 가감속을 할 수 있다고 들은 것 같습니다.
지하철을 생각해보면 쉬울 것 같습니다.
디젤 파워팩이 아닌 수소를 에너지원으로 하는 수소전기 파워팩을 만들면
변속기 문제를 아주 쉽게 해결할 수 있을 것 같습니다.
그리고 현대는 수소전기차에 대한 세계적 기술력이 있는 것으로 알고 있습니다.
미국과 러시아는 독일의 디젤 파워팩 방식이 아니라
기름 하마라는 문제에도 불구하고 그들의 상대적 기술 강점이 있는
항공엔진 방식으로 문제를 해결한 것으로 알고 있습니다.
개인적으로 수소는 원자력발전소가 발전한 우리나라가
바닷물에서 무한대로 뽑아낼 수 있는
전략 에너지원이 될 가능성이 높은 에너지라고 생각합니다.
그리고 잠수함에 적용하면 디젤발전기와 밧데리가 필요없게 되지 않을까 싶습니다.
출처 : 해외 네티즌 반응 - 가생이닷컴https://www.gasengi.com


가생이닷컴 운영원칙
알림:공격적인 댓글이나 욕설, 인종차별적인 글, 무분별한 특정국가 비난글등 절대 삼가 바랍니다.
sangun92 18-02-17 12:46
   
1. 수소 에너지는 파워가 약함.
    수십톤의 전차를 굴릴 만한 파워가 나오지 않음.
    현재의 파워팩 문제도, 순간 가속력이 주문 사양보자 조금 모자란다는 이유 때문인데
    수소 에너지 엔진은 이보다 한참 떨어짐.

2. 가혹한 전장 환경에서 에너지 재보급이 빠른 시간 내에 이루어져야 하는데
  수소 에너지는 이런 문제를 만족시키지 못함.

3. 위의 두 문제를 해결하기 위해 투자하는 것보다는
    현재의 변속기 문제를 해결하기 위해 노력하는 것이 훨~씬 더 빠름.
후후후훗 18-02-17 12:46
   
미래에는 가능하겠지만 당장 전력화 해야 하는 현실에서 대안이 없죠...

비유하자면 드론 무인기로 유인 전투기는 건너뛰어라 정도가 비슷할듯...
정봉이 18-02-17 12:50
   
지금 곱셈나눗셈을 못해서 절절매고 있는 학생에게 미적분부터 배우라고 말하는격이죠
하나둘넷 18-02-17 12:51
   
개인적 아이디어 차원이라면 굳이 나쁘다고 보기어려운 생각입니다만
무기체계 관점에서 볼 때 의미없습니다.

무기는 체계 개발에 있어서 성능 및 종속 구성요소
개별의 우수성이 당연히 뒷받침되어야 합니다.
따라서 토크가 우수한 모터와 여기에 전원으로서
수소연료전지를 생각하는 아이디어는 나쁘지 않습니다만

그 이상으로 중요한게 유지보수 군수보급 능력에서의
보편성과 야전작전능력  보증의 문제가 있겠죠.

거기에 수량이 차라리 한두자리인 대신 시스템이 크고
충분한 체계비용 보장이 상대적으로 용이한 함선용은
차치하고 양산수량 애매한 수백에서 많아야 네자리 될까
하는 전차용으로 게다가 장착부피 및 볼륨이 기존 디젤
또는 가스터빈 파워팩 만큼 컴팩트 해질 수 없다면 개발
할 수 없거나 있더라도 비용이 많이 소요되면 예산초과로
군이 받아들이기 어렵습니다.

기백대 수준 양산으로 일본 10식 전차 양산단가 뺨칠정도로
비싸진 흑표보면 양산 수량이 깡패고..ㅋ
기존 디젤파워팩이든 개스터빈 파워팩이든 기존 군용 연료를
그대로 이용할 수 있기때문에 별도의 군수보급체계를 갖출 필요가
없다는게 절대적입니다.

체계자체만이 아닌 체계운용유지를 위한 후방지원 구축비용도
한가닥 들어가도 괜찮을 만큼 한국군 예산이 차고 넘치는게 아닙니다.

민수분야에서 시설기반이 받쳐줘서 군수보급에서 비용절감요소
나오지 않는이상 군이 먼저 특히 육군이 먼저 쓸 일은 없습니다.
SimonHS 18-02-17 12:51
   
수소는 핵융합 발전소에서 많이 생산될 겁니다. 아직 핵융합 발전소는 실험실 수준이지요. 현재 상태는 물을 전기분해 하여 수소를 얻는데 수소를 통해 에너지를 생산하는것보다 더 많이 듭니다.
     
자체발광 18-02-17 13:09
   
핵융합 원료가 삼중수소 입니다. 핵융합 발전이 아니라 핵발전소에서 대량의 수소가 나와요
후쿠시마 원전도 폭발한 이유가 넘쳐나는 수소를 제어 못해서 날라간거죠
개구신 18-02-17 12:52
   
어...

수소엔진은 수요의 부족으로 상용화 단계까지 이르지 못했어요.
시장이 형성되지조차 못했고, 인프라도 구축되지 않았습니다.
더우기 수출을 모색중인 흑표, 그리고 향후 나올 차기 전차 역시도 우리 자체의 수요만으로는 가격안정을 꾀하기 힘들기 때문에 역시나 수출을 염두에 둬야만 하는데,
연료의 생산단가가 높고 보관비용도 높은 수소연료를 사용하는 전차가 경쟁력이 있을리가 없지요.
더우기 정비단계로 가면 매번 전차를 우리에게 발송해서 수리할수도 없는 노릇이고요.

그걸 떠나서 수소엔진의 출력문제도 과연 50톤씩 나가는 전차를 제빨리 움직일수 있을런지 라는 의문도 듭니다.
그나마 디젤엔진은 우리 기술력이 출력에는 어느정도 근접했기 때문에 변속기 정도만 독일것을 가져오는 것인데,
수소엔진은 아예 처음부터 새로이 투자 연구해야 하는 것이기에 사실상... 말도 안되는 의견이에요.

그리고 잠수함은 이미 연료전지가 적용되어 있습니다.
하나둘넷 18-02-17 13:14
   
잠수함용의 경우 우리는 이미 연료전지방식의 AIP체계를 214급부터
쓰고 있고 건조중인 3500톤급도 채용합니다만

수중 고속항주가 아닌 수중 4-7노트 수준의 속도 운항시 장기간 수중항해를
보장하고 20노트급 고속항주를 하면 하루를 버티기어렵습니다.

따라서 모든 잠수함은 디젤이 메인이든 서브든 추진 체계에 포함되어 있습니다.

미국 리시아 중국 영국 프랑스 핵잠도 디젤엔진 포함입니다.

우리 잠수함은 AIP 체계 디젤엔진 배터리 모터로 이어지는 추진체계를
가지고 있고

일본은 스털링기관AIP 디젤엔진 배터리 모터로 구성되고 있습니다.

일본은 무부상 장기간 수중항주라는 점 때문에 AIP를 선택했지만
AIP체계의 진가가 발휘되는 저속운용이 일본 해자대 잠수함전단 교리
와 차이가 있어서 불만이 있어왔습니다.

디젤잠으로서 헌터킬러 임무수행에 저속운용과 추진기관 관리가
번거롭다는 입장으로 새로 건조가 되는 신조 함정부터는  AIP 스털링을
AIP 연료전지방식으로 교쳬하는 것도 아닌
아예 디젤엔진 리튬배터리 대규모탑재 모터로 기관을 간략화하고
수중 고속항주 능력도 하루를 넘어서서 수일간 가능한 수준으로
성능을 갖춘 것으로 알려져 있습니다.

즉 연료전지나 스털링을 버리더라도 디젤은 남깁니다.
     
현시창 18-02-17 13:34
   
말씀대로 연료전지의 출력(240KW)만으론 4노트 이상을 낼 수 없습니다. 그래서 연료전지 출력과는 별개로 축전지를 이용합니다. 그래서 결국 이럴거라면 그냥 연료전지 생략해버리고 그 공간에 리튬전지를 채워버리자가 요즘 추세입니다. 소류급 11번함 이후나 차기중잠수함 배치2나 SMX오세앙등이 그 길을 가는 중이지요.

연료전지의 부피나 중량은 상상을 초과하는 수준이라 그냥 생략해버리고 리튬전지로 대체할 경우 상당한 수준의 부피와 중량이 절감될 정도라고 합니다. 여기에 우리나라 역시 잠수함의 주임무가 과거 매복이 주가된 킬러에서 적극적인 헌터로 역할이 변경되며 연료전지는 아마 차후 아예 생략될 가능성이 높습니다.
도나201 18-02-17 13:25
   
사칙연산님의 생각은 사실상 무기제작에 하는 사람들의 아주 기본적 바램입니다.
그에 관한.. 연구를 많이 하기도 하고 많은 실패를 .... 한 사례이기도 합니다.

쉽게 생각해보죠...
1940년대 이전에 이미 전기차가 나와서 200km를 넘는 괴물을 만든 상황이였읍니다.
윗분의 말대로 ... 미션도 없이.. 동력체계와.. 배터리체계로 나뉘어진.....

만들기만 했읍니다...
하지만.. 결과는 20분만 겨우 작동하는 물건이 이였읍니다.

배터리 문제였죠...

지금 역시 배터리 문제는 아직도 해결하지 못하고 있읍니다.

쉽게 말해서 전체 용적에... 4배라는 것 실상에서는 제곱을 해야 하는 상황이죠..
2d를 3d로 바뀌는 데이터량과 같이 말이죠..

이런 비효율적 부피용적이.. 아직까지... 개발에 발목을 잡고 있는 상황입니다.

전차나.. 장갑차.. 등 부피용적대비.. 실배치의 용적에.. 그냥 사냥감의표적으로 보일뿐입니다.
거기에.. 전열포라던가.. 레이저까지 장착하려면..

아직은 배터리기술이 발전하지 못한 까닭입니다.

현재 전기를 발생할수 있는 방법은 많이 개발되고 이에 대한 효율성연구는 계속되어지는 반면.
배터리 발전은 아직까지........

아마도 미래에는 배터리의 효율적인 기술을 가진나라가 강대국이 될 확률이 높읍니다.

뭐.. 우리도.. 현재 반도체기술을 전부 넘기고.. 이 효율적인 배터리기술을 바꾸자하면...
절대로 손해볼 장사가 아닐만큼.. 현재 이부분의 발전이 더딘것은 사실입니다.
     
현시창 18-02-17 13:39
   
반도체와 배터리를 바꾸는게 손해볼 장사가 아니라니요... 너무 나가셨습니다...
반도체의 응용분야가 훨씬 더 광범위합니다. 둘다 우열을 가릴 수 없지만 굳이 고르라면 반도체 쪽을 고르는 편이 낫습니다.
현시창 18-02-17 13:28
   
1> 수소는 굉장히 불안정한 물질입니다. 발화온도가 낮고 작은 스파크에도 화재가 발생합니다. 전차는 단순히 탄자를 방호할뿐만이 아니라, 관통이후에도 데미지 컨트롤을 생각해야 합니다. 때문에 2세대 이후 전차들은 연료를 발화점이 낮고 상대적으로 안전한 경유 혹은 등유등으로 바꾸고 있습니다. 특히 경유나 등유는 성형작약탄으로 인해 발생하는 메탈제트에 반응하지 않을 정도로 안정한 물질입니다. 그걸 수소로 바꿀 경우 안전을 장담할 수 있겠습니까?

2> 현재 최신 수소자동차의 연비는 수소 1Kg에 약 100Km를 달릴 수 있는 수준입니다. 차의 무게는 1.8톤 내외이고요. 그런데 함정이 있는게 모터의 최대출력과 최대토크값은 전혀 별개의 문제라는 겁니다. 실제로 최대토크값이 높은 모터를 장비한 수소전지차량은 그렇지 않은 차량 대비 연비가 떨어지는 편입니다. 그 말은 상용차 대비 더욱 높은 토크값을 가져가야만 하는 전차의 경우엔 지금과 같은 연비를 대입할 수 없을 거란 뜻과 마찬가지입니다. 실제로도 최대토크값 15~20%를 낮추면 거의 동일한 차량중량에도 불구하고 10%가량 향상된 연비를 획득합니다. 그런데 1500마력급 엔진의 최대토크값은 대략 630Kg'm입니다. 최근 등장한 수소전지 차량중 가장 토크값이 좋은 현대 넥소의 경우 같은 단위환산값으로 40.6Kg'm정도지요. 12배쯤 높은 것입니다.

그걸 반대로 풀이하면 전차의 경우 1.8톤기준 1Kg에 약 100Km정도 연비는 달성하지 못할 가능성이 높다는 뜻입니다.  뭐 그건 넘어가고, 전차의 전투중량을 55톤으로 잡을 경우 현용 수소차의 연비를 그대로 적용하면 100Km에 약 30Kg의 연료를 소비하게 됩니다. 수소 1Kg을 가두기 위한 연료스택은 약 10대 1의 비율을 가지므로 500Km주행거리 확보를 위해선 부피는 별개로 1.5톤의 중량이 필요함을 알 수 있습니다.

현용 개스터빈, 디젤엔진등이 연료보관에 이만한 중량을 할애하고 있는가?하면 전혀 그렇지 않지요. 모두 1톤미만의 중량을 할애합니다. 그런데 실제론 수소탱크 무게만 1.5톤이 아닌 약 2톤 이상을 잡는 것이 현실적일 것입니다.

3> 214급 손원일급이 연료전지 AIP로 유명한데, 이런 손원일급 연료전지 출력은 240KW로 수소전지차들 출력이 130KW정도인걸 고려하면 아주 작은 편입니다. 구식기술이니 그렇다라고 볼 수도 있겠으나 기술의 발전을 고려하더라도 무기라는 특성상 안전성을 극도로 추구하면 결국 상용제품보다 성능이 떨어질 수 밖에 없습니다. 연료전지의 문제는 출력이 높아질수록 그 부피와 중량도 증가한다는데 있습니다. 1500마력급 엔진을 KW로 환산하면 약 1100KW정도이고, 이는 손원일급 잠수함 연료전지스택 출력의 약 4배 정도입니다.

더구나 수시로 최대출력을 끌어써야 하는 특성때문에 그 중간매개체로 축전지를 많이 씁니다. 그래서 손원일급 체계에서 연료전지 부분이 차지하는 비용은 전체 건조비 4000억원중에서 1400억원에 달합니다. 엄청나게 비싸지요. 부피대 중량대비 출력이 약하고 비쌉니다. 그러다보니 결국  최근 등장한 신예 재래잠수함들은 연료전지를 생략하고 리튬전지를 채용하는 상태입니다. 연료전지보다 더 높은 출력을 더 긴 기간동안 끌어쓸 수 있기 때문입니다. 그러면서도 차지하는 부피와 중량은 더 적지요. 그러다보니 우리 차기 중잠수함 역시 연료전지를 포기하고 리튬전지를 채용할 겁니다.

4> 현재의 기술로는 전차만한 부피에 현용 내연기관 출력만큼을 낼 수 있는 연료전지 모듈을 개발할 수 없습니다. 현재의 기술로는 디젤유나 등유만큼 피탄에 안전한 연료전지용 연료를 만들 수 없습니다. 그리고 현용 연료탱커의 경우 2.5톤 차체 기준으로 전차 3량분 연료를 운반할 수 있지만, 수소가 연료가 된다면 기술의 한계상 2대도 버겁습니다. 그렇다면 현용기술보다 피탄에 더 안전한 것도 아니고, 부피가 유리하지도 않으며 중량상으로도 유리하지 않으며 보급상의 부하는 더하다면 만들 필요가 전혀 없겠죠. 가격과는 별개로 말입니다.

그러한 이유로 미군조차도 향후 전전기 추진차량이 군용으로 전용되는덴 아직도 20년이 넘게 필요하다는 판단을 내렸고, 군용 바이오메스 연료개발에 전력을 기울여 왔습니다. 아직까진 시기상조입니다.
nux03 18-02-17 15:41
   
애석하지만 현재의 순수 국내기술로는 디젤 파워팩의 경우 불가능함.
일부 부품은 모두 수입에 의존해야함.
차량용 디젤엔진도 일부 부품을 수입해야 하고, 개발할 수 있는 국내기업이 없음.

현재 국내기술로는 카피는 가능하지만, 특허란 장애물을 돌파할 기술이 부족해 관련기업에서 개발중단 상태임.
자본.연구인력.특허.시간 등이 주어지지 않는 한 개발 불가능함.

따라서 기술제휴나 관련 부품을 수입해서 국산부품과 매칭해서 조립해야함.
문제는 이 매칭기술도 부족해서 현재 이 지경이 된 거임.
태강즉절 18-02-17 16:36
   
히든으로다 ..다각도로 연구 개발하는거야 당연하고....환영할 일이지만..
국방,전쟁이란건 
현재 갖은 액면가...즉..구상하는 경운기보단....호미든 낫이든 당장 손에 잡히는걸로다 치뤄야합니다 그려.
만년삼 18-02-17 20:26
   
굳이 수소가 아니더라도 디젤엔진으로 발전해서 배터리 충전해서 모터 돌려도 가능하죠.
미국이 추진중인걸로 압니다.

실제 디젤기관차가 디젤발전기로 배터리 충전해서 전기모터로 움직입니다.
디젤엔진 출력으로는 가속이 힘들고 기관차에 실을정도의 크기로 변속기 만드는게 불가능하기 때문이죠.

디젤엔진은 고정 RPM으로 계속 발전하기 때문에 축전지 용량도 별로 안커도 되고 전기모터는 가감속 토크가 엔진보다 훨씬 우수하고 출력조절이 용이해서 기관차에는 오래전부터 도입되었죠.

대부분 선박들도 동력기관이 LNG 가스터빈 or 전기모터 or 디젤엔진 다각도고 혼용하는경우도 많죠.
     
새끼사자 18-02-17 23:44
   
저도...동의....디젤전기식 기차가 이미 수십년전부터 사용되어 왔었고...자동차는 GM의 볼트식으로까지 개선되어 왔지요. 엔진을 사용하는 전기발생부분은 기술 개발에 따라 다양하게 바꿔치기하면 되는 형태이고..전기발생용이므로 마력과 크기도 줄어들게 되고..순수 전기식이나 수소전기차에 비해 배터리의 크기도 적당하게 줄일 수도 있기도 하고요. 단순하게 보면 현재 단독 디젤엔진보다 연비가 훨씬 더 좋아지게 된다는 장점도 있고..전기모터에 의한 구동으로 기어박스 단순화가 가능할 것으로도 보여지고요..
          
현시창 18-02-18 02:02
   
미국이 연구는 하는데 부피와 중량은 여전히 해결이 난망한 문제로 장갑차량은 한 2030년대나 될거고, 전차같은 물건은 2040년대나 가능할 것이라고 하더군요. 간단히 말해 m1전차 시리즈는 b-52만큼이나 장수만세가 될겁니다. 고로 흑표의 해결책은 될 수가 없습니다. 차기 k3 전차가 적용한다면 모를까...
샤랄라야 18-02-18 20:40
   
이참에 사이오닉 에너지로 가는 엔진도 만들어요 ㅋㅋ 상상력 개오지네요 ㅋㅋ