실습선 한바다호의 운항성능에 관한 연구(III) - 실선시험을 통한 조종성능 평가 - A Study on the Ship's Performance of T.S. HANBADA(III) - The Evaluation of Maneuvering Performance with Actual Ship Trials -원문보기
실습선 한바다호에 설치된 선박 조종성능 계측 시스템을 이용하여 타각, 선회방향, 속력 등 다양한 조건으로 수차례에 걸쳐 선회시험을 실시하였다. 이를 바탕으로 선회권, 조종성 지수, 신침로 거리 등을 산출하여 상호 비교하였고, 그 결과 IMO 조종성 기준(Maneuvering standards)을 잘 만족하고 있음을 확인하였다. 실습선 한바다호는 좌현으로 선회하는 경우 모든 타각에서 선회권이 작게 측정되었고, 타 선박과 비교하여 선회성 지수(K)와 추종성 지수(T)가 상대적으로 크게 나타났다. 따라서 선회과정에서 선회경은 다소 작아질 수 있으나, 전진거리가 길어질 수 있으므로 전방의 위험물 회피에 주의가 요구된다. 또한, 신침로가 $30^{\circ}{\sim}90^{\circ}$인 경우 신침로거리는 $125m{\sim}300m$로 측정되었다. 이러한 결과는 충돌회피와 항내조선 및 협수도 항해 시 선박을 보다 안전하게 조선하는데 매우 중요한 지표가 될 것으로 판단된다.
실습선 한바다호에 설치된 선박 조종성능 계측 시스템을 이용하여 타각, 선회방향, 속력 등 다양한 조건으로 수차례에 걸쳐 선회시험을 실시하였다. 이를 바탕으로 선회권, 조종성 지수, 신침로 거리 등을 산출하여 상호 비교하였고, 그 결과 IMO 조종성 기준(Maneuvering standards)을 잘 만족하고 있음을 확인하였다. 실습선 한바다호는 좌현으로 선회하는 경우 모든 타각에서 선회권이 작게 측정되었고, 타 선박과 비교하여 선회성 지수(K)와 추종성 지수(T)가 상대적으로 크게 나타났다. 따라서 선회과정에서 선회경은 다소 작아질 수 있으나, 전진거리가 길어질 수 있으므로 전방의 위험물 회피에 주의가 요구된다. 또한, 신침로가 $30^{\circ}{\sim}90^{\circ}$인 경우 신침로거리는 $125m{\sim}300m$로 측정되었다. 이러한 결과는 충돌회피와 항내조선 및 협수도 항해 시 선박을 보다 안전하게 조선하는데 매우 중요한 지표가 될 것으로 판단된다.
Various turning tests were carried out according to the rudder angle, turning direction, and the speed etc. with the ship's maneuverability measuring system on the training ship HANBADA. After that they were compared with each other on the turning circle, maneuvering performance index and the distan...
Various turning tests were carried out according to the rudder angle, turning direction, and the speed etc. with the ship's maneuverability measuring system on the training ship HANBADA. After that they were compared with each other on the turning circle, maneuvering performance index and the distance of new course, and then found out that they were satisfied with the IMO maneuvering standards. And the turning circles of port were smaller than those of starboard with all the rudder angles and maneuvering indexes such as K and T were relatively bigger than other vessels. Also, the distance cf new course was measured to $125{\sim}300m$ in case of the new course on $30^{\circ}{\sim}90^{\circ}$. All of these results will be helpful to escape from collision and to alter course on coastal voyage.
Various turning tests were carried out according to the rudder angle, turning direction, and the speed etc. with the ship's maneuverability measuring system on the training ship HANBADA. After that they were compared with each other on the turning circle, maneuvering performance index and the distance of new course, and then found out that they were satisfied with the IMO maneuvering standards. And the turning circles of port were smaller than those of starboard with all the rudder angles and maneuvering indexes such as K and T were relatively bigger than other vessels. Also, the distance cf new course was measured to $125{\sim}300m$ in case of the new course on $30^{\circ}{\sim}90^{\circ}$. All of these results will be helpful to escape from collision and to alter course on coastal voyage.
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문제 정의
따라서, 본 논문에서는 선박이 피항동작 또는 변침동작을취할 때 어느 정도의 신침로 거리만큼 여유를 두고 조타 명령을 내려야 할 지 정량적으로 제시하고자 한다. 또한, 연안 항해 중 변침점에서의 변침 시 전타하지 않고 일반적으로 10。~20° 정도의 타각을 사용하여 변침하므로 전타(35°)뿐만 아니라 타각 10° 및 20°도 함께 제시하였고, 여기에서는 편의상 모든 경우를 신침로 거리로 사용하였다.
제안 방법
Table 5~6 및 Fig.3~6에서는 우현과 좌현으로 각각 선회 시 타각별(10°, 20°, 35°) 선회권의 크기를 측정하여 비교하였고, 또한 선회를 완료하는데 소요되는 시간을 측정하였다. 타각이 35°에서 10°로 작아져감에 따라 좌현과 우현의 선회권의 차이가 각각 43m, 78m 그리고 129m로 점점 큰 차이를 보이며, 타각 35°로 선회하였을 경우가 타각 10°로 선회하였을 경우보다 선회권의 크기가 1/2 정도 감소하고, 완전히 선회를 완성하는데 걸리는 시간도 상당히 줄어들며, 또한 속력감소도 큰 차이를 보이고 있다.
10。~20° 정도의 타각을 사용하여 변침하므로 전타(35°)뿐만 아니라 타각 10° 및 20°도 함께 제시하였고, 여기에서는 편의상 모든 경우를 신침로 거리로 사용하였다. 신침로 거리 계산은 앞서 언급된 선회시험 자료를 바탕으로 산출하였다.
둘째, 좌현으로 타각을 10°, 20° 및 35° 사용하여 조종성 지수를 산출하였다. 선회성 지수(K)는 각각 0.
따라서, 본 논문에서는 실습선 한바다호를 대상으로 수차례의 선회시험을 실시하여 조종성능을 분석·정량화하였다. 이러한 결과는 충돌회피 조선을 하는데 있어 선박운항자(선장또는 항해사)에게 큰 도움을 줄 것으로 판단된다.
또한, 연안 항해 중 변침점에서의 변침 시 전타하지 않고 일반적으로 10。~20° 정도의 타각을 사용하여 변침하므로 전타(35°)뿐만 아니라 타각 10° 및 20°도 함께 제시하였고, 여기에서는 편의상 모든 경우를 신침로 거리로 사용하였다. 신침로 거리 계산은 앞서 언급된 선회시험 자료를 바탕으로 산출하였다.
따라서, 본 논문에서는 실습선 한바다호를 대상으로 수차례의 선회시험을 실시하여 조종성능을 분석·정량화하였다. 이러한 결과는 충돌회피 조선을 하는데 있어 선박운항자(선장또는 항해사)에게 큰 도움을 줄 것으로 판단된다.
선회시험을 실시하였다. 이러한 선회시험 자료와 함께 인수 직전 실시한 시운전 선회시험 자료를 취합하여 몇 가지 비교분석을 실시하였다.
조종성 지수를 산출하기 위한 실험은 2007년 5월 29일 선회시험을 하면서 실시하였으며, 실험방법은 일정침로를 유지하다가 해당 타각(6)을 명 령하고, 한 사람은 시작과 동시에 초시계를 가지고 1분까지는 2초 간격, 그 이후로는 5초 간격으로 알리고, 다른 사람은 그 때의 선수각(Heading)을 기록하였고, 또 다른 사람은 조타 구령 후 몇 초만에 해당 타각에 도달하는지 확인하였으며, 또한 기타 자료도 참고하기 위해 속력 (Speed), 타각(Rudder Angle), 선회각속도(Rate of Turn), 경사각(Heeling), RPM 등도 기록하였다.
대상 데이터
실선 시험 대상인 한바다호는 한국해양대학교의 실습선으로서, 선박 조종성능 계측 시스템(Ship's Maneuverability Measuring System), 선체응력 감시 시스템 (Hull Stress Monitoring System), 엔진성능 측정 시스템(M.LP & Ship Performance System), 배기가스 분석 시스템 (Emission Analyzer System) 등 다양한 연구시설이 설치되어 있다. Table 1은 한바다호의 주요 제원을 나타내고, Fig.
성능/효과
13과 같다. 동일한 타각을 사용하였을 경우 양현의 신침로 거리가 거의 유사하게 측정되었으며, 타각을 크게 하여 전타할 경우 신침로 거리가 크게는 200m정도 짧게 산출되었음을 알 수 있다.
따라서, 타 선박과의 충돌상황이 아닌 전방의 장애물을 피하는 상황에서는 속력을 낮추고 좌현으로 전타하는 것이 보다유리할 것으로 판단된다.
5L을 넘지 않아 IMO 기준을 잘만족하고 있다. 속력이 빠른 경우에 해당 타각까지 선회하는데 걸리는 시간은 짧게 측정되었으나 이동 거리로 환산하여계산해 본 결과 거의 비슷하였으며, 또한 타각이 커질수록 선회각속도는 커지나 해당타각까지 선회하는데 걸리는 시간은더 길어짐을 알 수 있었다.
Table 9는 실습선 한바다호와 타 선박의 조종성 지수를 비교한 것으로, K'가 크면 각속도가 커지므로 선회가 빠르고, T'가 작으면 선체는 조타에 빨리 대응하게 되어 선회성이 우수함을 의미한다. 실습선 한바다호는 다른 선박과 비교하여 조타에 빨리 대응하는 능력이 다소 떨어지나 (T'가 상대적으로 큼), 일단 선회가 시작되면 빠른 각속도로 선회하는 능력이 비교적 우수한 것으로 조사되었다(K'가 상대적으로 큼).
Table 9는 실습선 한바다호와 타 선박의 조종성 지수를 비교한 것으로, K'가 크면 각속도가 커지므로 선회가 빠르고, T'가 작으면 선체는 조타에 빨리 대응하게 되어 선회성이 우수함을 의미한다. 실습선 한바다호는 다른 선박과 비교하여 조타에 빨리 대응하는 능력이 다소 떨어지나 (T'가 상대적으로 큼), 일단 선회가 시작되면 빠른 각속도로 선회하는 능력이 비교적 우수한 것으로 조사되었다(K'가 상대적으로 큼).
마지막으로. 원침로로부터 신침로가 각각 30°, 60° 및 90°인경우 우현으로 전타(35°)하여 변침하였을 때 신침로 거리는 각각 125m, 205m, 3(X)m로 확인되었다. 타각을 2* 0로 사용하면 신침로 거리는 각각 aOm, 300m , 425m 그리고, 타각을 10°로 사용하면 신침로 거리는 각각 210m, 340m , 525m로 확인되었다.
본 연구결과를 종합하면 다음과 같다. 첫째, 좌현(Port)으로 선회한 경우가 우현(Starboard)으로 선회한 경우보다 선회권이 작게 나타났으며, 이 값은 타각이 작아질수록 더욱 더 커져감을 알 수 있었다. 또한, 12.
3~6에서는 우현과 좌현으로 각각 선회 시 타각별(10°, 20°, 35°) 선회권의 크기를 측정하여 비교하였고, 또한 선회를 완료하는데 소요되는 시간을 측정하였다. 타각이 35°에서 10°로 작아져감에 따라 좌현과 우현의 선회권의 차이가 각각 43m, 78m 그리고 129m로 점점 큰 차이를 보이며, 타각 35°로 선회하였을 경우가 타각 10°로 선회하였을 경우보다 선회권의 크기가 1/2 정도 감소하고, 완전히 선회를 완성하는데 걸리는 시간도 상당히 줄어들며, 또한 속력감소도 큰 차이를 보이고 있다.
참고문헌 (8)
김기윤(1994), "선회권시험방법에 의한 신침로거리의 산출 방법에 관한 연구", 한국어업기술학회지, 제30권, 제4호, pp.299-311
양형선(2007), "속력을 고려한 선박충돌회피지원 프로그램 개발에 관한 연구", 한국항해항만학회지, 제31권, 제5호, pp.333-338
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