CDDLOG 왜 효율적인가

JAQ | 질문 | 조회 수 542 | 2019.03.13. 19:38

CODLOG 은 저속에서 디젤을, 고속에서 가스터빈을 씁니다.

 ↕(수정)

CODOG  은 저속에서 디젤 발전한 전기를, 고속에서 가스터빈을 씁니다.

 

그런데 CODLOG 은 엔진의 운동에너지를 바로 쓰는 CODOG와는 달리 운동에너지를 전기에너지로 바꾸고 그걸 다시 운동에너지로 씁니다.

이러면 열손실로 인해 비효율적이지 않습니까?

 

물론 전기를 써야 저주파가 안 생겨서 잠수함에 좋습니다만,

 

영국이 만드는 26형 호위함처럼 CODOG라도 디젤엔진을 소음울타리로 둘러싸면 되는거 아닙니까? 장비의 신뢰성은 덤이구요.

                                           

 

그런데 왜 CODLOG만 좋아하는지 궁금합니다.

 

더불어, 불안정안 리튬 베터리 대신 소음 울타리 기술을 연구해보면 좋겠다는 생각을 해봅니다.

 

여러분들은 어떻게 생각하십니까?

 





    



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drachen 2019.03.13. 20:17

첫번째 줄과 두번째 줄의 CODLOG과 CODOG의 설명을 반대로 쓰셨습니다.

그리고 26형 호위함은 CODLOG 추진체계를 탑재했습니다.

 

 

CODLOG이나 CODLAG이 효율적인건 내연기관이 최대 효율을 낼 수 있는 RPM 대역이 제한적이기 때문 입니다.

내연기관은 실린더 내에서 연료를 폭발시켜서 힘을 얻고 이게 빠르게 이루어지면서 출력이 높아지는 구조입니다.

따라서 저 RPM에서는 당연히 출력이 낮습니다. 반대로 RPM이 너무 높아지면 충분한 연소가 이루어지지 않고 마찰력이 늘어나기 때문에 출력이 늘어나는 것에 비해서 연소 소모가 심해집니다. 

흔히 자동차에서 경제속도라고 해서 얼마로 달리는게 연비가 잘나온다고 얘기하는게 바로 이 얘기죠.

 

반대로 디젤엔진에 발전기를 물리게 되면 디젤엔진은 가장 효율이 좋은 RPM으로 동작할 수 있습니다.

따라서 이렇게 발전한 전기로 모터를 돌리는데 사라지는 에너지를 고려하더라도 효율이 더 좋게 나오는 겁니다.

 

예를 들자면 디젤엔진의 최대 효율이 50%라고 가정하면, 디젤엔진을 변속기에 물려서 직접 돌리면 10~45%정도의 효율이 나온다고 치면,

디젤엔진 + 발전기 + 모터의 경우에는, 50% X 발전기 효율 0.8 X 모터 효율 0.8로 깍아먹는다고 해도,

최종적인 평균 효율은 각각 27.5% vs 32%가 되는 식이죠.

 

이런 이유로 내연기관으로 발전으로 해서 모터로 추진하는 방식은 매우 오래 전부터 사용되었습니다.

우리가 디젤 기관차라고 부르는 것도 모두 이런 방식이고, 19세기 말 미국에서는 증기선에서도 발전을 해서 모터로 추진을 했을 정도죠.

 

 

또 문제가 되는게 변속기 입니다. 엔진을 최적의 RPM 구간으로 돌리기 위해서 변속기가 반드시 필요합니다.

변속기 자체가 출력을 깍아먹기도 하지만, 고출력을 견디는 고성능의 변속기는 크고 무겁고 비싸며 유지 보수도 어렵습니다.

반면에 모터는 RPM 조절이 매우 간단하기 때문에 그런 변속기가 필요가 없죠.

위에서 언급한 증기선 시절 미국의 경우에도 고가의 변속기를 유럽에 의존할 필요성을 줄인다는 목적도 있었습니다.

 

CODOG은 가스터빈과 디젤엔진이 한 쪽만 돌아가니까 CODAG 같은 것 보다는 덜하지만, 데드웨이트가 생기는게 문제죠.

반면에 CODLOG의 경우에도 가스터빈 쪽은 CODOG과 같지만, 모터 쪽은 변속기가 굉장히 심플해집니다.

모터와 발전기의 중량 증가를 따져도 변속기가 빠지는 것의 이점이 더 클 정도죠.,

 

 

거기에 디젤 엔진+발전기와 모터는 서로 떨어져 있어도 되기 때문에 기관 배치 문제에서도 자유로워지는 등 많은 이점이 있고,

그런 이점 중에 하나가 바로 본문에서 언급하신 26형 호위함의 소음 울타리 입니다.

CODLOG은 엔진과 발전기가 바로 붙여서 패키지화 하고 여기서 전기선만 빼면 되니까, 소음 울타리로 감싸는게 가능합니다.

하지만 CODOG이라면 엔진에서 추진축이 나와서 변속기-스크류로 연결되어야 하기 때문에 엔진의 배치나 주변을 감싸는데 한계가 있죠.

 

또 효율이 높아지니 그만큼 출력이 작고 무게와 부피도 작은 디젤 엔진을 사용할 수 있고,

저출력의 소형 엔진+발전기 패키지를 여러 개 탑재해서 필요에 따라서 가동하는 패키지의 갯수를 조절하는 등의 방식도 가능해집니다.

이 모든게 언급하신 소음 감소에 직접적으로 도움이 되는 겁니다.

 

 

즉 CODLOG이나 CODLAG에서 얘기하는 효율성에는 단순히 연비 뿐만이 아니라, 선체 설계 등 보다 넓은 분야가 포함된다고 보시면 됩니다.

JAQ 2019.03.14. 09:12

질문글이긴 합니다만 어디서부터 고쳐야할지 난감하군요. 일단 정정해주신데 대해 감사를 표합니다.

 

등록 전에 한번더 확인해봐야 하는데 답변 감사합니다.

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