본 연구에서는 $360^{\circ}$의 조향 기능을 갖는 듀얼 구동식의 선박 접이안 시스템 개발에 대해 다룬다. 대형 선박의 경우, 부두에 접이안시 bow thruster, side thruster, pod propulsor 등이 사용되고 있으나 최근 해양레저선박이 대형화(슈퍼요트 등)됨에 따라 마리나 시설을 이용할 경우 접이안시 선박 대 선박, 선박 대 계류시설과의 사고가 증가 추세에 있다. 따라서, 이를 해결하기 위한 방안으로 듀얼 구동식 추진체를 이용하여 접이안이 가능한 시스템에 대해 연구를 수행하였다. 주요 내용은 조이스틱을 이용한 선수, 선미의 듀얼 구동과 마그네틱 기어를 이용한 동력 전달이다. 조이스틱에서 두 구동 모터 및 프로펠러로 이어지는 제어 응답성을 확인하고, 전자기 설계를 통한 마그네틱 기어 제작 및 시험으로 수중 추진기에 회전력을 전달 가능한 토크를 확보하였다. 또한, 실해상 시운전을 통하여 개발 시스템의 성능을 확인하였다.
본 연구에서는 $360^{\circ}$의 조향 기능을 갖는 듀얼 구동식의 선박 접이안 시스템 개발에 대해 다룬다. 대형 선박의 경우, 부두에 접이안시 bow thruster, side thruster, pod propulsor 등이 사용되고 있으나 최근 해양레저선박이 대형화(슈퍼요트 등)됨에 따라 마리나 시설을 이용할 경우 접이안시 선박 대 선박, 선박 대 계류시설과의 사고가 증가 추세에 있다. 따라서, 이를 해결하기 위한 방안으로 듀얼 구동식 추진체를 이용하여 접이안이 가능한 시스템에 대해 연구를 수행하였다. 주요 내용은 조이스틱을 이용한 선수, 선미의 듀얼 구동과 마그네틱 기어를 이용한 동력 전달이다. 조이스틱에서 두 구동 모터 및 프로펠러로 이어지는 제어 응답성을 확인하고, 전자기 설계를 통한 마그네틱 기어 제작 및 시험으로 수중 추진기에 회전력을 전달 가능한 토크를 확보하였다. 또한, 실해상 시운전을 통하여 개발 시스템의 성능을 확인하였다.
The aim of study is to develop a dual driven ship berthing/deberthing system with $360^{\circ}$ steerability. A large ship used bow thruster, side thruster and pod propulsor etc. when approaching to a pier. But as marine leisure boats become large-scaled, the number of accidents is recent...
The aim of study is to develop a dual driven ship berthing/deberthing system with $360^{\circ}$ steerability. A large ship used bow thruster, side thruster and pod propulsor etc. when approaching to a pier. But as marine leisure boats become large-scaled, the number of accidents is recently increasing what caused a ship to crash into a ship and a ship to crash into mooring facilities during berthing/deberthing on a marina. To solve the problem, the control responsiveness of a joystick connected with two motors and a propeller was checked and torque was increased by the electromagnetic design of magnetic gear. A sea trial test was carried out to investigate a performance of the developed system in the real sea.
The aim of study is to develop a dual driven ship berthing/deberthing system with $360^{\circ}$ steerability. A large ship used bow thruster, side thruster and pod propulsor etc. when approaching to a pier. But as marine leisure boats become large-scaled, the number of accidents is recently increasing what caused a ship to crash into a ship and a ship to crash into mooring facilities during berthing/deberthing on a marina. To solve the problem, the control responsiveness of a joystick connected with two motors and a propeller was checked and torque was increased by the electromagnetic design of magnetic gear. A sea trial test was carried out to investigate a performance of the developed system in the real sea.
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문제 정의
본 연구에서는 마그네틱 기어를 적용한 동력 전달 구조를 이용하여 친환경 추진체를 개발하고, 또한 전산유체해석을 통해 프로펠러를 설계 및 제작하여 해양레저선박에 적용 및 접이안이 가능한 듀얼 구동식 추진체에 대해 연구를 수행하였다. ····(중략)····
제안 방법
본 연구에서 제시하는 시스템은 조이스틱, 메인 컨트롤러, 마그네틱 기어, 마그네틱 기어 회전용 모터, 각각의 구동 드라이버, 프로펠러 및 프로펠러 구동 모터로 구성되며, 선박의 앞, 뒤로 구동 시스템이 한 세트씩 배치 되도록 한다. ····(중략)····
본 연구에서는 시스템에서 요구되는 최대 출력 토크와 부하 조건을 고려하여 자기적 구속력을 선정하고 정격 구동 영역에서 스틱 현상이나 슬립이 발생하지 않도록 전자기 설계 및 해석을 수행하였다. 선정된 정격 부하 토크는 20Nm 이며 안전율을 고려한 마그네틱 기어의 최대 토크는 50Nm 이다.
전산유체역학을 활용한 성능해석을 수행하기 위하여 프로펠러의 3차원 모델링 작업을 수행하고 속도벡터, 속도장 및 유선분포 등의 결과를 도출하였다. ····(중략)····
대상 데이터
본 연구에서는 시스템에서 요구되는 최대 출력 토크와 부하 조건을 고려하여 자기적 구속력을 선정하고 정격 구동 영역에서 스틱 현상이나 슬립이 발생하지 않도록 전자기 설계 및 해석을 수행하였다. 선정된 정격 부하 토크는 20Nm 이며 안전율을 고려한 마그네틱 기어의 최대 토크는 50Nm 이다.
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