차기 호위함,KDDX의 추진기관 - GE사의 LM 2500 최신 버전(3)
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차기 호위함,KDDX의 추진기관 - GE사의 LM 2500 최신 버전(3)
  • 장훈 기자
  • 승인 2021.08.07 15:39
  • 댓글 0
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4.GE 통합전기추진체계 소개 및 비교 검토
5.결론 및 제언

4.GE 통합전기추진체계 소개 및 비교 검토

기계식 추진, 복합식 전기추진, 통합전기추진체계 비교

-최고 속력30노트 급 구축함 함정에 기계식 추진, 하이브리드 복합식 전기추진(CODLAG), 통합전기추진체계를 각각 탑재 가정하고, 각 추진체계 별 대형 가스터빈 1대 설치 또는, 중형 터빈 2대 설치를 가정하여 주요 장비의 손실 등 일곱 가지 변수의 영향분석을 해보았다.

기계식 추진, 복합식 전기추진, 통합전기추진체계 비교
기계식 추진, 복합식 전기추진, 통합전기추진체계 비교

-기계식 추진에서 통합전기추진으로 갈 수록 탑재되는 엔진의 대수가 줄어 들어 통합전기추진 방식이 정비성 및 장비 설치성에서 우수하다.

-기어박스를 1개 손실할 경우 기어박스가 없는 통합전기추진 함정에는 큰 영향이 없으나 1GT 기계식 추진 함정은 추진력 전체를 상실, 1GT CODLAG 복합식 추진 함정에도 큰 전력 손실이 발생한다.

-디젤엔진을 1대 손실할 경우, 기계식 추진 함정에는 큰 영향이 없으나, CODLAG 복합식 추진 함정은 순항(cruise) 시스템과 저소음 모드에 영향이 있을 수 있고, CPP가 없다면 전/후진 추진 능력도 제한된다.

-함내 부하 전력이 2배 증가한다면, 기계식 추진은 발전용엔진의 용량을 업그레이드를 하지 않으면 운용할 수 없다. CODLAG 복합식 추진 함정의 경우 운용은 가능하나, 후진력과 효율적인 순항 모드를 포기해야 할 수 있다.

-레일건, 레이더 등의 탑재로 인해 요구 전력이 세 배 증가할 경우, 기계식 추진과 CODLAG 복합식 추진 함정은 작전 수행 불가하다. 통합전기추진 함정은 최고 속도의 10%가량 저하되지만, 순항 모드는 유지할 수 있다. 

-결론적으로 어떤 추진방식이든 복수의 가스터빈을 설치하는 것이 작전 운용 능력과 생존성에서 절대적으로 유리하다. 

KDDX와 45형 구축함 비교
KDDX와 45형 구축함 비교

-통합전기추진체계는 감속기어와 CPP가 불필요하기 때문에 근본적 소음이 차단되어 전 속력대에서 최소의 소음 성능을 유지할 수 있어 대잠 작전 능력이 극대화 된다.

-통합전기추진체계는 추진모드 전환 없이 시동에서 최고속도까지 단 시간내 도달할 수 있다.

-통합전기추진체계는 기계식, 복합식 전기추진 대비 축계 구성이 단순하여 운용 정비성과 경제성이 우수하고, 인력 운용 절감 효과를 기대할 수 있다.

-GE 통합전기추진체계는 선진해군함정에 적용 운용 실적을 바탕으로 기술적으로 충분히 성숙된 단계다. 동일한 장비의 기술력을 기반으로 균형있는 추진마력 배분이 가능하여 안정적인 운용과 모터당 3개의 VFD로 구성하여 추진 및 발전체계의 단일장비 고장 발생 시 생존성 보장 능력이 우수하다.
GE 통합전기추진체계 구성

GE 통합전기추진체계 구성
GE 통합전기추진체계 구성

-가스터빈 원동기 : GE LM2500 family 가스터빈
세계 해군 최다 운용 실적으로 검증된 최고의 신뢰도
•1500대 이상 공급 및 수주 실적
•1,600만 이상 운용시간 보유
•전 세계 현장 중심 정비지원 및 후속군수지원 네트워크 확보

가스터빈 원동기 : GE LM2500 family 가스터빈
가스터빈 원동기 : GE LM2500 family 가스터빈

LM2500의 동일한 기술력 기반으로 향상된 출력의 LM2500+, LM2500+G4

동급 최고 출력밀도를 보장하는 복합소재 차음상자 공급 가능

•One Piece 복합소재 – 부식 방지
•2.5톤 중량 감소                      
•소음 감소 (60%, 4dB 더 조용)
•낮은 내부온도
•같은 Foot Print로 고출력도 대응 가능

같은 Foot Print로 고출력도 대응 가능
같은 Foot Print로 고출력도 대응 가능

-LM2500+/+G4 : LM2500과 동일한 기술력 기반 향상된 출력 

LM2500+/+G4 : LM2500과 동일한 기술력 기반 향상된 출력
LM2500+/+G4 : LM2500과 동일한 기술력 기반 향상된 출력

-LM 함정용 가스터빈의 지속적인 기술 향상

LM 함정용 가스터빈의 지속적인 기술 향상
LM 함정용 가스터빈의 지속적인 기술 향상

5. 결론 및 제언

- 통합전기추진체계는 한국 해군이 요구하는 해상 작전 수행을 위한 최적의 추진체계라고 생각한다.

- 약 30여년 간의 함 수명주기 및 적기 전력화를 위해 함정에 탑재 실적이 충분히 검증된 장비의 획득이 필요하다.

- 함정의 전력 부하, 신 무기체계 등 미래의 확장성을 고려,  요구출력 대비 100% 수준의 증대 시나리오에 대비한 전력시스템 설계를 고려해야 한다.

- GE는 한국의 오랜 동반자 한화에어로스페이스와 협력하여 LM 계열 가스터빈과 통합된 전기추진체계를 한국해군이 요구하는 신규 추진체계의 획득에서 후속군수지원까지 요구사항을 완벽히 수행할 능력과 의지를 구축했다.

About GE Aviation-Marine
GE’s marine gas turbine business is part of GE Aviation and is headquartered in Cincinnati, Ohio. GE is one of the world’s leading manufacturers of marine propulsion products, systems and solutions including aeroderivative gas turbines ranging from 6,100 to 70,656 shaft horsepower/4.6 to 52.7 megawatts. These gas turbines reliably operate the world over in some of the most arduous conditions in temperatures ranging from -40 to 120 degrees F/-40 to 48 degrees C. For more information, visit ge.com/marine.

About GE Power Conversion
GE’s Power Conversion business applies the science and systems of power conversion to help drive the electric transformation of the world’s energy infrastructure. Designing and delivering advanced motor, drive and control technologies that evolve today’s industrial processes for a cleaner, more productive future, it serves specialized sectors such as energy, marine, industry and all related services. Gepowerconversion.com

[디펜스투데이]


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