[논문]조사선 제라호의 조종성능 평가에 관한 연구

이창헌; 안장영; 김석종; 김민선; 최찬문

doi:10.3796/ksft.2017.53.2.177

[국내논문] 조사선 제라호의 조종성능 평가에 관한 연구
A study on maneuverability evaluation by the research vessel JERA 원문보기

한국어업기술학회지 = Journal of the Korean Society of Fisheries Technology, v.53 no.2, 2017년, pp.177 - 186

이창헌 (제주대학교 해양산업경찰학과) , 안장영 (제주대학교 해양산업경찰학과) , 김석종 (제주대학교 해양산업경찰학과) , 김민선 (군산대학교 해양산업.운송과학기술학부 해양생산시스템전공) , 최찬문 (제주대학교 해양산업경찰학과)

Abstract ▼ AI-Helper

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 maneuverability of research vessel Jera. Authors carried out full-scale sea trials for turning test, zig-zag test, and spiral test at actual sea-going condition, which were performed on starboard and port sides with 10-20 rudder angle at service speed of 10 knots. The turning circle was much different at both of the turning of port and starboard which was longer at the starboard than at the port. In the zig-zag test results, the port and starboard was $10^{\circ}$ the first and second overshoot angles were $6.0^{\circ}$, $5.8^{\circ}$ and $6.3^{\circ}$, $7.1^{\circ}$ respectively and the first overshoot angles were $16.4^{\circ}$, $17.6^{\circ}$ when using $20^{\circ}$. Her maneuverability index T and N can be easily determined by using an analogue computer with the data obtained from the zig-zag tests where K is a constant representing the turning ability and T is a constant representing her quick response. In the zig-zag tests under $10^{\circ}$ or $20^{\circ}$ at rudder angle, the value K is 0.149. 0.123 sec- and T is 11.853 and 6.193 sec and angular velocity is $0.937^{\circ}/sec$ and $1.636^{\circ}/sec$. In the spiral test, the loop width was unstable at $+0.51^{\circ}$ and $-1.19^{\circ}$ around the midship of rudder, but the tangent line at $0^{\circ}$ was close to vertical. From the sea trial results, we found that she did comply with the present criterion in the standards of maneuverability of IMO.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

또한 장기적으로 선박 건조 시에 선형을 결정할 수 있는 선형에 따른 조종성을 파악할 수 있는 기초자료가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 해양관측에 사용되는 총톤수 161톤급 제주대학교 해양관측선 제라호에 대한 선회권,zig-zag 및 spiral 시험 등 조종특성들을 조사하였다. 그 결과를 국제해사기구에서 채택된 선박 조종성 기준(IMO A.

제안 방법

조종성능의 평가를 위한 선회권 시험 (starboard &port 10˚, 20˚) , zig-zag (starboard & port 10˚, 20˚), spiral 시험을 제주항 북방 5마일 해역에서 heading 000˚, 풍향을 선수에서 받도록 하고 선속을 일정하게 10 kts로 해상시험을 하였다. 이때 운항에 관한 사항을 저장할 수 있는 기록 장치를 통해서 선속, 위도/경도, heading,rudder angle, 풍향 및 풍속, 기관회전수 등의 필요한 자료를 저장하여 분석하였다. 시험해역 및 해상의 상태를 Table 3에 나타내었다.
조종성능의 평가를 위한 선회권 시험 (starboard &port 10˚, 20˚) , zig-zag (starboard & port 10˚, 20˚), spiral 시험을 제주항 북방 5마일 해역에서 heading 000˚, 풍향을 선수에서 받도록 하고 선속을 일정하게 10 kts로 해상시험을 하였다.

대상 데이터

3과 같고, 주요제원은 Table2와 같다. 시험선의 전장 및 수선간장은 38.64 및 31.00m이며, 총톤수는 161 tons, 선폭은 7.50 m, 항해속력은 13.30 kts, L/B는 4.133, 방형비척계수 (block coefficient:Cb)는 0.563, Cb/L/B)는 0.136, 승선인원은 연구원 17명, 선원 12명 총 29명이 승선하여 해양연구의 기초적인 자료를 얻을 수 있도록 되어 있다. 특히 시험선의 타는 복판타로서 면적 및 면적 비 (area/Lbp⨯T)는 각각 2.
136, 승선인원은 연구원 17명, 선원 12명 총 29명이 승선하여 해양연구의 기초적인 자료를 얻을 수 있도록 되어 있다. 특히 시험선의 타는 복판타로서 면적 및 면적 비 (area/Lbp⨯T)는 각각 2.52 m², 2.96%이다.

이론/모형

따라서 본 연구에서는 해양관측에 사용되는 총톤수 161톤급 제주대학교 해양관측선 제라호에 대한 선회권,zig-zag 및 spiral 시험 등 조종특성들을 조사하였다. 그 결과를 국제해사기구에서 채택된 선박 조종성 기준(IMO A. 137(76), 2002)에의 만족여부를 검토하고 고찰하였다.
조타에 의해 일어나는 선박의 조종운동은 중심을 원점으로 하는 선체고정좌표계에서 전후방향 (surge), 횡 방향 (sway), 선수동요 (yaw)의 연성으로 운동하고 있다. 이들 운동에 대해서 Newton의 운동 제2법칙(F = ma)을 적용하여 각운동 상호간의 연성을 고려하면 식 (3)처럼 연립방정식으로 나타낼 수 있다.

성능/효과

(2008)의 연구 결과처럼 타 선박과의 충돌상황이 아닌 전방의 장애물을 피하는 상황에서는 좌현 쪽의 선회경이 작으므로, 속력을 낮추고 좌현으로 전타 하는 것이 보다 유리할 것으로 판단된다. 그리고 720˚ 선회권 시험에서는 선회 시간이 경과함에 따라 반경은 감소하였고, 조류의 방향과 속도에 따른 외력의 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.
그리고 spiral시험에서 r - δ 관계 곡선이 선형적인 변화를 보이고 있으므로 안정된 선박이라고 판단할 수 있었다.
대표적으로 Tamyang과 시험선을 비교해 보면, 시험선의 선회성 지수는 시험선이 Tamyang보다 0.221 및 0.098로 더 크게 나타났는데, 이것으로 Tamyang보다 각속도가 더 크고 선회성이 더 양호하다는 것을 알 수 있다. 한편, 추종성 지수의 경우는 시험선이 Tamyang보다 0.
본 시험선의 조종성능을 IMO 조종성능 기준에 따른 비교 분석한 결과는 시험선의 조종성능이 이 기준을 전반적으로 만족하고 있다. 따라서 소형어선들이 밀집하여 조업하는 해역에서 빈번한 항해, 선회 및 변침 등관측을 위한 조선에는 크게 무리가 없을 것으로 판단된다.
19˚ 정도 불안정한 loop폭을 나타냈지만, 타각 0˚ 의 접선이 수직에 가깝고 타각과 정상 각속도에 비례하는 경향을 보였으며 일반적으로 타각이 0˚ 에서 직진하지 않는 것이 보통이다. 시험 결과, 타각 0˚ 에서는 침로 불안정한 loop가보였지만 전반적으로 선형변화를 보여 안정된 선박이라고 판단 할 수 있었다.
(2005)의 결과와 같은 경향을 보였고, 좌·우현 20˚ 에서는 좌·우현 10˚ 보다 대부분 그 길이가 짧았으며, 종거, 횡거 및 선회경은 우현 쪽이 25 m, 23 m, 26 m 더 길었다. 시험선인 경우, 좌현 선회경이 작았고, IMO기준과 비교하여보면 타각을 20˚ 로 했을 경우에는 만족하지만 10˚ 일 경우에는 미흡하였다. 이렇게 차이가 나는 것은 기준에서는 최대 타각일 때의 값이기 때문이라고 생각된다.
217K′으로 나타났다. 이와 같은 결과를 통하여 타각이 클수록 선회성은 좋으나 추종성은 좋지 않음을 알 수 있었다.
853 sec이었다. 좌·우현 20˚ 로 했을 경우에는 1stovershoot angle은 16.4˚ 및 17.6˚ , K 및 T 는 0.1230sec^- 및 6.193 sec이므로 타각 20˚ 일 때가 선회성은 좋으나 추종성능이 좋지 않는 것을 나타났다. 그리고 타각 10˚ 및 20˚ , 선속 10.
098로 더 크게 나타났는데, 이것으로 Tamyang보다 각속도가 더 크고 선회성이 더 양호하다는 것을 알 수 있다. 한편, 추종성 지수의 경우는 시험선이 Tamyang보다 0.824 및 0.369로 더 크게 나타났는데, 이것으로 시험선은 타각의 응답속도가 비교 선박보다 더 늦다는 것과 추종성이 미흡하다는 것을 알 수 있다.

후속연구

특히 해양관측에 종사하는 선박의 운항자들은 어선들이 밀집해서 조업하고 있는 어장이나 협수로, 항로, 항계부근 및 항내에서도 관측을 수행해야 하기 때문에 선체 운동을 정량적으로 파악해야 할 필요가 있다. 또한 장기적으로 선박 건조 시에 선형을 결정할 수 있는 선형에 따른 조종성을 파악할 수 있는 기초자료가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 해양관측에 사용되는 총톤수 161톤급 제주대학교 해양관측선 제라호에 대한 선회권,zig-zag 및 spiral 시험 등 조종특성들을 조사하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	조선이란 무엇인가?	조선이라는 것은 자선의 위치, 자세, 속력을 제어하고, 소정의 방향에 이동 또는 정지시키는 행위라고 할 수 있다. 이때 조선을 할 수 있는 방법은 기본적으로 타 (rudder)와 주기관 (main engine)이 있는데, 이 중 타는 선체를 직진 또는 회두시켜 Fig.
	선박의 조종성능을 표현하는 방법은 무엇인가?	한편, 선박의 조종성능은 타각을 주었을 때 선체가 그리는 회두 궤적으로, 주로 전속으로 항행 중에 타각을 주었을 때 발생하는 궤적을 종거, 횡거 및 선회경 등으로나누어 조종성능을 표현한다. 이처럼 선회권을 더욱 세분하여 나타낸 조종성능은 현재까지 중요하게 사용되고 있다.
	선박의 조종성능의 추정방법에는 무엇이 있는가?	실선 시험에 의한 방법 중 하나는 자유 항주시험을 수행하여 직접 조종성능을 판단하는 방법이고 다른 하나는 수조에서 여러 가지 시험을 통하여 유체력 계수를 구한 후 시뮬레이션에 의해 추정하는 방법이다. 실선시험에 의하지 않고 조종성능을 추정하는 방법은 유체력 계수를 이론적인 계산을 수행하여 구하거나 선박의 기본 제원을 이용하여 기존의 경험식을 사용하여 구하지만 (Kijima et al.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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