[논문]실선시험에 의한 새바다호의 조종 성능에 관한 고찰

안영수; 강일권; 김형석; 김정창; 김민석; 조효제; 이춘기

doi:10.3796/ksft.2005.41.4.289

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This study is intended to provide navigator with specific information necessary to assist in the avoidance of collision and in operation of ships to evaluate the manoeuvrability of own ship. The actual manoeuvering characteristics of ship can be adequately judged from the results of typical ship tri...

This study is intended to provide navigator with specific information necessary to assist in the avoidance of collision and in operation of ships to evaluate the manoeuvrability of own ship. The actual manoeuvering characteristics of ship can be adequately judged from the results of typical ship trials manoeuvres. Author carried out sea trials based full scale for turning test, zig-zag test, spiral tests and crash-stop test at actual sea going condition. The turning circle manoeuvres were performed on starboard and port sides with $35^{\circ}$ rudder angle at the service speed, and Zig-zag procedures were performed on both sides with $10^{\circ}$ and $20^{\circ}$ rudder angle respectively. Spiral tests were carried out on the both sides and crash stop test was also carried out. The results from tests could be compared directly with the standards of manoeuverability of IMO and consequently the manoeuvring qualities of the ship is fully satisfied with its.

주제어

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문제 정의

따라서 이 연구에서는 자유항주시험을 수행 하는 방법으로 실제로 운항 중의 condition에 있어서 선회 시험, zig-zag 시험, spiral 시험 등을 수행하여 새바다호의 조종 성능을 합리적 으로 추정 하고, 그 추정치가 IMO의 조종성 규정을 만족하고 있는지 비교하도록 한다.

제안 방법

Turning시 험은 진입 코스를 바람 방향으로 잡고, 통상적 인항해 속력(전진 전속)으로 우선회와 좌선 회를 최대 타각(35°)으로 하여 각각 1회씩, zigzag 시험은 좌우현에 대하여 10° 와 20° 에 대해서 실시하였으며, spiral 시험 역시 좌우현에 대하여 소정의 타각에 대한 선회각 속도가 일정해질 때까지 충분한 시간을 주어 수행하였고, 또한 crash stop 시험도 실시하였다.
선회권의 크기는 선체 요소, 즉 방형계수, 흘수, 트 림, 중량분포, 수면하의 선체 형상, screw propeller 의 회 전방향 등과 선 속에 따라 다르게 나타나게 되나, Froude Number 0.3 이하에서는 선속이 선회 경에 영향을 주지 않기 때문에 본 시험에서는 table 1 의 조건을 기본으로 하고 통상적인 항해 속력과 최대 타각을 이용하여 선회권을 측정하였다.
조종성에 대한 실선시험은 2002년 8월 24일 욕지도 서쪽 3마일 해상(위도 34도46분, 경도 128도 39분)에서 실시되었으며, 시험 항목은 turning 시험 , zig - zag 시험, spiral 시험 및 crash stop 시험 이다.

대상 데이터

2는 새바다호에 장착된 선박 성 능계측시 스템으로서, DGPS를 이용하여 항해에 필요한 각종 자료, 즉선속, 위도/경도, 경과시 간, heading & rudder 각도, RPM, 평균 속도 등의 data를 자동 저 장한다. 본시험의 경우에도 이 장치에 저장된 선회권, zig-zag, spiral 시험 등의 자료를 이용하였다.

이론/모형

새바다호의 최단 정 지거리를 파악하기 위해crash stop astern test를 실시 하였다.

성능/효과

Crash stop astern 시험 결과 본선박의 최단정지 거리는 전진 속력 14.0kts에서 392m이며, 소요 시간은 1min 45sec, heading의 변화는 선미가 우 편향하면서 선수는 좌측으로 45°정도 편향된다.
Zig - zag 시험 결과 새바다호의 overshoot 각은 ± 10° zig-zag 시험에서 첫 번째 overshoot 각도가 약 4.0° 정도이고, 두 번째 overshoot 각도가 약 4.9° 이며, ±20°zig-zag 시험에서 첫 번째 overshoot 각도가 12.9° 이므로 IMO 기준을 충분히 만족하고 있다. 또한 zig-zag 시험 결과로 구한 새바다호의 선회성지 수(K)는 0.
본 시험의 결과, reach, advance, transfer, tactical diameter, final diameter가 우선회에서는 각각 83m(1.37L), 182m(3.00L), 88m(1.45L), 212m(3.50L),191m(3.15L)였으며, 좌선회에서는 각각 86m(1.42L), 180m(2.97L), 86m(1.42L), 213(3.52L), 174m (2.87L) 였다.
우선 회와 좌선회에서 각 항목에 대한 수치는 거의 같은 값을 나타내었으나, final diameter의 크기는 우선 회 쪽이 좌선회 쪽보다 약간 크게 나타났다. 이것은 우선 회 추진기를 장착한 선박의 경 우우 선회 경이 좌선회 경보다 약간 크게 나타나는 일반적 인경향과 일치한다.
우선 회의 경우에는 전 타 후 112sec에 최저 속력이 나타났으며, 속력 저하율은 45%였다. 그 이후에는 일정한 속력으로 선회가 이루어졌다.
전진 속력 14kts에서 전속 후진을 건 결과 본 선박이 정지한 경과 시간은 1mim 45sec, 진출거리는 392m(6.5L)였다. 그리고 선체가 정지하기까지 선미 가 우편향되었고, 따라서 선수는 약 45° 정도 좌 편향하였다.

후속연구

선박의 설계자의 입장으로 보면 이들 요소 중에서 선체 고유의 조종 성능이 결여되어, 그것이 해양사고를 일으킨 원인의 하나로 작용했다는 말은 듣지 않아야 하기 때문에, 이 성능의 평가를 설계의 단계에서부터 미리 추정하고, 설계한 선박이 IMO 조종 성기준을 만족시키도록 세심한 검토를 하게 될 것이다. 또한 조선자의 입장에서는 자선의 조종성능을 정확히 추정하여 human factor에 의한 사고 요인을 제거하는 노력을 충분히 기울려야 할 것이 다.

참고문헌 (6)

Katsuro, KIJIMA, 1995. Outline of Research on Ship Manoeuvrability, 2nd Symposium, The Japan Society of Naval Architects, 1 - 5
Kobayashi, H, Kagemoto, H and Furukawa, Y., 1995. Mathematical models of ship manoeuvring motion, 2nd Symposium, The Japan Society of Naval Architects, 23 - 84
Safe way, 2004. Korean Maritime Safety Tribunal, 13(7), 5 - 6
Yasukawa, H., 1992. Numerical Calculation of steady turning performance of a thin ship, Proc. MCMC '92, 19-23
Yoon, J.D., 1977. A study about the effect of speed on turning circle and applying it to actual ship handling, The Research Journal of the Korean Maritime university, 13. 16 - 25
Yoon, J.D, 1982. A study on the approaching distance in taking action to avoid collision, The Journal of the Korean Institute of Navigation, 6(1). 45 - 46

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