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ISSN : 2671-9940(Print)
ISSN : 2671-9924(Online)
Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology Vol.51 No.2 pp.245-256
DOI : https://doi.org/10.3796/KSFT.2015.51.2.245

A study on the turning ability of a DWT 8,000–ton oil/chemical tanker by real sea trials

Hyeong–Geun LEE, Young–Su AN1*, Byung–Soo PARK1, Choong–Sik JANG1
Institute of Marine Industry, Gyeongsang National University, Tongyeong 650–160, Korea
1Korea Yanase Co.,Ltd, Tongyeong Shipbuilding,Tongyeong 650–160, Korea
Corresponding author yosuan@gnu.ac.kr Tel: 82–55–772–9041, Fax: 82-55-772-9189
May 8, 2015 May 27, 2015 May 31, 2015

Abstract

This study is intended to provide navigator with specific information necessary to assist the avoidance of collision and the operation of ships to evaluate the maneuverability of dead weight tonnage 8,000 tons Oil/Chemical tanker. The actual maneuvering characteristics of ship can be adequately judged from the results of typical ship trials. Author carried out sea trials based full scale for turning test in ballast condition and full load condition, semi balanced rudder and flap rudder. The turning circle maneuvering were performed on the starboard and port sides with 35° rudder angle at the normal continuous rating. The results from tests could be compared directly with the standards of maneuverability of IMO and consequently the maneuvering qualities of the ship is full satisfied with its.


실선시험에 의한 DWT 8,000톤 선박의 선회성능
– Semi–balanced rudder and flap rudder –

이 형근, 안 영수1*, 박 병수1, 장 충식1
(주)한국야나세조선
1경상대학교 해양산업연구소

초록


    서 론

    선박의 조종성능은 선체와 프로펠러 그리고 타의 상 호작용에 의하여 결정되며, 타는 선박에 보침성능과 선 회성능을 직접 주는 장치로써 선박의 침로안정성과 선 회성 등 선체 조종과 관련하여 선박에서는 필수적인 장 치이며, 선박설비기준 및 강선규칙에도 타에 대하여 규 정하고 있다. 또한, 1980년대 이후 대형선박의 출현과 더불어 선박의 좌초 및 추돌사고로 인한 해양오염 사고 의 발생에 따라 타와 관련한 선박의 조종성이 매우 중 요시 되고 있으며, 조종성능에 대한 국제적 기준이 강 화되고 있는 추세이다.

    선박의 조종성능과 관련한 선행 연구로서 Kim (2011) 은 타력 향상이 선박의 조종성능에 미치는 영향에 관한 수치적 연구에서 천수, 저속 등의 운항 조건에서 선박 의 선회성능 및 변침성능 향상 정도에 대하여 수치 시 뮬레이션을 통하여 정량적으로 평가를 행하였으며, Kim (2013)은 1,900톤급 해양조사선의 조종성능 평가 에 관한 연구에서 선회권, Z시험 및 조종성 지수 등의 실험을 통하여 IMO 조종성능 기준 충족에 대한 종합적 인 평가를, kim et al. (2010)은 고 양력 타가 선박의 조 종성능에 미치는 영향에 관한 연구에서 수학모델에서 타와 관련된 동유체력 미계수의 값을 양력 증가에 따라 변화시켜 조종성능의 변화를 예측한 결과에서 타의 양 력 증가에 따른 선회성능 개선에 비해 변침성능의 저해 가능성에 대하여 분석하였다.

    Jun et al. (2012)은 타력 향상이 근해운송선박의 선 회 성능에 미치는 영향에 관한 연구에서 타력 증가에 따른 선박의 선회 성능 향상 효과를 분석하였으며, Ahn et al.(2012)은 비대칭 전 가동타 (X–twisted rudder)의 조종 특성에 대한 조종성능평가 모형실험을 통하여 대 칭 전 가동타 (X–twisted rudder)는 타의 작은 면적으로 도 일반 타와 유사한 조종성능 확보, 타의 종횡비 및 비 틀림 각이 타의 직압력 계수에 미치는 영향에 대하여 분석하였으며, An et al. (2005)은 실선시험에 의한 새 바다호의 조종 성능에 관한 실선실험을 통하여 운항중 의 선회권, zig–zag 시험 결과를 제시하였다. 또한 Lee et al. (2005)은 플랩을 갖는 날개 주위의 유동 특성과 PIV 해석에 관한 연구에서 플랩타의 2차원 단면에 대 한 모형실험을 행하였다.

    전 세계적으로 대부분의 선박은 균형타 (balanced rudder)의 장점을 살린 반균형타 (semi–balanced rudder) 를 가장 보편적으로 사용 중에 있으며, 반균형타의 구 성은 상부는 불균형타 (unbalanced rudder)이고, 하부는 균형타로 이루어져 있어 타의 회전에 많은 힘을 요하지 않으면서도 적은 마력으로 조종이 용이하게 되어 있다. 그러나 최근에는 타에 의한 선박의 조종성능을 향상시 키기 위하여 특수타를 채택하는 사례가 증가하고 있으 며, 특수타인 flap rudder는 최소타각에서 최고의 횡압 력을 발생시킬 수 있도록 타각이 45°까지 조타 가능하 기 때문에 stern thruster로도 사용될 수 있는 장점 등이 있다. Lee et al. (2000)에 의해 선형이 같은 선박에 일반 타와 특수타의 조종성능에 관한 비교 연구가 행해졌다.

    선회시험은 선회성능을 평가하는 조종시험으로서 매 우 직관적이기 때문에 가장 오래 전부터 널리 사용된 시험방법이다. 선회시험은 설계속도로 직진하다 최대 타각으로 전타하고 프로펠러 및 엔진은 제어하지 않고 일정하게 유지한 상태에서 선박이 360° 회전할 때까지 수행한다. 시험 중 변하는 선속, 선수각, 선박의 궤적을 기록하며, advance와 transfer는 타를 작동한 후 선박이 90° 회전할 때까지 이동한 전진방향과 횡방향의 이동거 리를 측정한다. 또한 tactical diameter는 선박이 180° 회 전했을 때까지 이동한 횡방향 거리이다.

    이 연구에서는 선형과 톤수 (DWT 8,000 tons)가 동 일한 선형의 신조선을 동시에 건조한 후 각각의 신조 선에 semi–balanced rudder와 flap rudder를 장착하여 ballast condition 및 full load condition 상태의 해상 실 선실험을 통하여 선박의 선회성능 특성을 비교 분석 하였다.

    재료 및 방법

    실험에 사용된 선박은 재화중량톤수 8,000톤의 Oil/ Chemical tanker를 이용하였으며 선박의 제원은 Table 1과 같다. 선회성능에 대한 실선 해상실험은 2007년 3 월 10일~3월 12일과 6월 16~17일에 거제도 해역에서 행하였다.

    해상실험은 Table 2와 같이 조류의 영향이 크지 않 고, 수심이 충분한 해면에서 실시하였으며, 바람의 영 향을 고려하여 정선수에서 바람을 받고 선회권에 진입 하도록 하였고, 바람의 세기는 시작과 완료시에 모두 2.5~4.5 m/sec 정도로 차이가 없었다.

    semi–balanced rudder와 flap rudder의 제원은 Table 3 과 같이 각각 5,295×3,750 mm 및 4,000×2,850 mm 이 며, rudder의 body plan은 Fig. 1 및 Fig. 2 와 같다.

    시험선인 재화중량톤수 8,000 tons의 ballast condition 은 Table 4와 같이 배수량은 4,523 tons으로 조정하였 으며, full load condition은 Table 5와 같이 배수량을 11,076 tons으로 조정하여 실험을 실시하였다.

    선회권 시험은 semi–balanced rudder와 flap rudder를 각각 장착한 선박에 대하여, ballast condition과 full load condition 상태에서 기관 연속최대출력 (MCR) 85% 및 RPM 710.5의 통상적인 전진속력으로 우선회 와 좌선회를 최대 타각 30° (flap 45°)로 하여 실험하였 다. 선회성능 분석을 위해 좌․우현 각각 30° (flap 45°) 씩 원형을 만들 때까지 선회하여 advance, transfer, tactical diameter의 값을 분석하였다.

    선회권의 크기는 선체요소, 즉 방형계수, 흘수 트림, 중량분포, 수면 하의 선체형상, screw propeller의 회전 방향 등과 선속에 따라 다르게 나타나게 되나, froude number 0.3 이하에서는 선속이 선회경에 영향을 주지 않기 때문에 (An et al., 2005), 이 실험에서는 Table 4 와 Table 5의 조건을 기본으로 하고 통상적인 항해속도 와 최대타각을 이용하여 선회권을 측정하였다.

    또한 선회성 지수 값은 트림에 영향을 받으므로 가능 한 even keel 상태로 하는 것이 좋으나, 이 연구의 목적 이 통상적인 항해 상태에서의 선회성능을 추정하는 것 이기 때문에 그 조건에 맞추지는 않았다.

    Fig. 3은 시험선에 장착된 선박성능계측시스템으로 서, DGPS를 이용하여 항해에 필요한 자료, 즉, 위도 및 경도, 경과시간, 선수방위, rudder 각도, RPM, 평균속도 등의 date를 자동 저장하여 분석을 행하였다.

    결과 및 고찰

    Fig. 4는 Semi–balanced rudder를 장착한 ballast condition일 때의 선회권을 작도한 것으로서 좌, 우선회 권을 쉽게 비교할 수 있도록 함께 나타내었다.

    선회권 실험 결과 ballast condition일 때 advance, transfer, tactical diameter가 우선회에서는 선체운동 계 산에 사용되는 수선간장 (LBP, 105.0 m)을 기준으로 할 때 각각 291 m (2.77 L), 202 m (1.92 L), 375 m (3.57 L)였으며, 좌선회시에는 305 m (2.90 L), 213 m (2.02 L), 382 m (3.63 L)였다.

    우선회와 좌선회시의 각 항목에 대한 수치는 거의 같 은 값을 나타내었으나, transfer와 tactical diameter의 크 기는 좌선회 쪽이 우선회 쪽보다 약간 크게 나타났다. 이러한 결과는 우선회 추진기를 장착한 선박의 경우 우선회경이 좌선회경 보다 약간 크게 나타나는 일반적 인 경향 (An et al., 2005)과는 반대되는 경향을 나타내 었다.

    이 중 advance는 선박 전방의 나타난 장애물 등 위험 요소를 회피할 때 필요한 최소거리이므로 선박의 선회 능력을 판단하는 중요한 값으로 IMO 조종성 기준을 충 족하기 위해서는 최대 타각 (35°)에서 수행한 선회시험 에서 advance는 선박 길이의 4.5 L 이하, tactical diameter는 선박 길이의 5 L 이하가 되어야 한다.

    이 실험에서 semi-balanced rudder를 장착한 ballast condition일 때 advance와 tactical diameter의 값은 우선 회 및 좌선회 시에 각각 2.77 L, 3.57 L과 2.90 L, 3.63 L로 나타나 IMO 조종성 기준을 만족하고 있다고 판단 된다.

    또한 일반적으로 선박 선회 중에는 선회시간의 경과 에 따라 선속의 저하가 수반되는 데 이번 해상실선 실 험에서 우선회시에는 90°, 180°, 270° 및 360° 변침에 소요된 시간은 각각 65초, 129초, 196초, 및 265초가 소 요되었으며, 이 중 270° 이후 속력 저하율이 증가한 것 으로 나타났으며, 좌선회시에는 각각 66초, 128초, 199 초 및 270초로 나타나 우선회시와 동일한 결과를 나타 내었으나 좌선회시에 선회시험의 결과 값들이 약간 크 게 나타났음을 알 수 있었다(Table 6).

    Fig. 5는 semi–balanced rudder를 장착한 full load condition일 때의 선회권을 작도한 것으로서 좌, 우선회 권을 쉽게 비교할 수 있도록 함께 나타내었다.

    선회권 실험 결과 full load condition일 때 advance, transfer, tactical diameter가 우선회에서는 수선간장을 기준으로 각각 385 m (3.67 L), 157 m (1.49 L), 284 m (2.70 L)였으며, 좌선회시에는 392 m (3.73 L), 177 m (1.68 L), 329 m (3.13 L)였다 (Table 6).

    우선회와 좌선회시의 각 항목에 대한 수치는 거의 같 은 값을 나타내었으나, transfer와 tactical diameter의 크 기는 좌선회 쪽이 우선회 쪽보다 약간 크게 나타났다. 그러나 advance는 ballast condition일 때와 비교하여 볼 때 우선회시 94 m (0.9 L), 좌선회시 90 m (0.83 L) 만큼 증가하여 화물의 적재에 따라 선박의 선회 능력이 감소하였으나, 선회 중의 정횡 방향의 이동거리인 transfer와 tactical diameter는 우선회시와 좌선회시 각각 45 m (0.42 L), 36 m (0.34 L) 및 91 m (0.86 L), 53 m(0.50 L)만큼 감소하여 선회성능이 더 양호하게 나타 났다. 이러한 결과는 우선회 추진기를 장착한 선박의 경 우 우선회경이 좌선회경 보다 약간 크게 나타나는 일반 적인 경향 (An et al., 2005)과는 반대되는 경향을 나타 내었으며, advance와 tactical diameter는 IMO 조종성 기 준을 충족하였다.

    이 실험에서 semi-balanced rudder를 장착한 full load condition일 때 advance와 tactical diameter의 값은 우선 회 및 좌선회 시에 각각 3.67 L, 2.70 L과 3.73 L, 3.13 L로 나타나 ballast condition일 때에 비해 advance의 값 은 다소 증가하였으나 전체적으로는 IMO 조종성 기준 을 만족하고 있다고 판단된다.

    또한 일반적으로 선박 선회 중에는 선회시간의 경과 에 따라 선속의 저하가 수반되는 데 이번 해상실선 실 험에서 우선회시에는 90°, 180°, 270° 및 360° 변침에 소요된 시간은 각각 63초, 124초, 192초, 및 265초가 소 요되었으며, 이 중 270° 이후 속력 저하율이 증가한 것 으로 나타났으며, 좌선회시에는 각각 63초, 125초, 196 초 및 270초로 나타나 우선회시와 동일한 결과를 나타 내었으나 좌선회시가 선회시험의 결과 값들이 크게 나 타났음을 알 수 있었다 (Table 6).

    Fig. 6은 flap rudder를 장착한 ballast condition일 때 의 선회권을 작도한 것으로서 좌, 우선회권을 쉽게 비 교할 수 있도록 함께 나타내었다.

    선회권 실험 결과 ballast condition일 때 advance, transfer, tactical diameter가 우선회에서는 선체운동 계 산에 사용되는 수선간장 (LBP, 105.0 m)을 기준으로 할 때 각각 166 m (1.58 L), 118 m (1.12 L), 176 m (1.67 L)였으며, 좌선회시에는 192 m (1.82 L), 124 m(1.18 L), 191 m (1.82 L)였다 (Table 6).

    우선회와 좌선회시의 각 항목에 대한 수치는 거의 같 은 값을 나타내었으나, advance 값은 우선회시보다 좌 선회시에 크게 나타났으며, transfer와 tactical diameter 의 크기는 좌선회 쪽이 우선회 쪽보다 약간 크게 나타 났다. 이러한 결과는 우선회 추진기를 장착한 선박의 경우 우선회경이 좌선회경 보다 약간 크게 나타나는 일 반적인 경향(An et al., 2005)과는 반대되는 경향을 나 타내었다.

    이 실험에서 flap rudder를 장착한 ballast condition일 때 advance와 tactical diameter의 값은 우선회 및 좌선 회 시에 각각 1.58 L, 1.67 L과 1.82 L, 1.82 L로 나타 나 IMO 조종성 기준을 충족하고 있다고 판단된다. 또한 일반적으로 선박 선회 중에는 선회시간의 경과 에 따라 선속의 저하가 수반되는 데 이번 해상실선 실 험에서 우선회시에는 90°, 180°, 270° 및 360° 변침에 소요된 시간은 각각 53초, 99초, 149초, 및 202초 소요 되었으며, 이 중 270° 이후 속력 저하율이 증가한 것으 로 나타났으며, 좌선회시에는 각각 55초, 102초, 151초 및 204초로 나타나 우선회시와 동일한 결과를 나타내 었으나 좌선회시가 선회시험의 결과 값들이 미세하게 크게 나타났음을 알 수 있다.

    Fig. 4와 Fig. 6의 ballast condition일 때 semi– balanced rudder와 flap rudder를 장착한 선회시험의 결 과를 비교하여 보면 advance, transfer, tactical diameter 의 각각의 값들은 semi–balanced rudder에 비해 flap rudder를 장착했을 때 우선회 시에 130 m (1.23 L), 84 m (0.8 L) 및 199 m (1.89 L)로, 좌선회 시에 113 m (1.07 L), 89 m (0.85 L), 191 m(1.82 L)로 semi– balanced rudder를 장착한 선박에 비해 큰 폭으로 감소 하여 변침 및 선회성능이 크게 개선되었음을 알 수 있 다. 이는 flap이 추가적으로 꺾이어 (15°) 더욱 큰 양력 이 발생하였기 때문으로 판단된다. 또한 advance, tactical diameter 선회에 소요되는 시간도 우선회시 및 좌선회시 각각 12초와 47초, 11초와 48초로 큰 폭으로 단축되어 선회성능이 더욱 개선되었다 (Table 6).

    Fig. 7은 flap rudder를 장착한 full load condition일 때의 선회권을 작도한 것으로서 좌, 우선회권을 쉽게 비교할 수 있도록 함께 나타내었다.

    선회권 실험 결과 full load condition일 때 advance, transfer, tactical diameter가 우선회에서는 선체운동 계 산에 사용되는 수선간장 (LBP, 105.0 m)을 기준으로 할 때 각각 214 m (2.04 L), 177 m (1.68 L), 290 m (2.76 L)였으며, 좌선회시에는 240 m (2.28 L), 169 m (1.61 L), 271 m (2.58 L)였다.

    선회권 실험 결과 full load condition일 때 advance, transfer, tactical diameter가 우선회에서는 선체운동 계 산에 사용되는 수선간장 (LBP, 105.0 m)을 기준으로 할 때 각각 214 m (2.04 L), 177 m (1.68 L), 290 m (2.76 L)였으며, 좌선회시에는 240 m (2.28 L), 169 m (1.61 L), 271 m (2.58 L)였다.

    이 실험에서 flap rudder를 장착한 full load condition일 때 advance와 tactical diameter의 값은 우선회 및 좌선 회 시에 각각 2.04 L, 2.76 L과 2.28 L, 2.58 L로 나타 나 IMO 조종성 기준을 충족하고 있다고 판단된다.

    또한 일반적으로 선박 선회 중에는 선회시간의 경과 에 따라 선속의 저하가 수반되는 데 이번 해상실선 실 험에서 우선회시에는 90°, 180°, 270° 및 360° 변침에 소요된 시간은 각각 55초, 113초, 180초, 및 250초 소요 되었으며, 이 중 270° 이후 속력 저하율이 증가한 것으 로 나타났으며, 좌선회시에는 각각 59초, 118초, 190초 및 264초로 나타나 우선회시와 동일한 결과를 나타내 었으나 좌선회시가 선회시험의 결과 값들이 다소 크게 나타났음을 알 수 있다 (Table 7).

    Fig. 6과 Fig. 7의 flap rudder를 장착하여 선회성능 실험 결과를 ballast condition와 full load condition일 때의 비교하면 advance, transfer, tactical diameter의 좌, 우현의 평균값은 각각 171 m (1.63 L), 121 m (1.15 L), 183.5 m (1.75 L)과 227 m (2.16 L), 173 m (1.65 L), 280.5 m (2.67 L)로 나타나 semi–balanced rudder의 결 과와는 반대로 ballast condition일 때 변침 및 선회성능 이 더 양호하게 나타났다.

    Fig. 5와 Fig. 7의 full load condition일 때 semi– balanced rudder와 flap rudder를 장착한 선회시험의 결 과를 비교하여 보면 advance, transfer, tactical diameter 의 각각의 값들은 semi–balanced rudder에 비해 flap rudder를 장착했을 때 우선회 시에는 171 m (1.63 L), –20 m (–0.19 L) 및 –6 m (–0.06 L)로 나타나, advance 는 크게 감소하여 선회성능이 개선되었으나 transfer, tactical diameter는 오히려 증가한 것으로 나타났다. 좌 선회시에 152 m (1.45 L), 8 m (0.08 L), 58 m (0.55 L) 로 semi–balanced rudder를 장착한 선박에 비해 감소하 여 변침 및 선회성능이 크게 개선되었음을 알 수 있다. 이는 flap이 추가적으로 꺾이어(15°) 더욱 큰 양력이 발 생하여 선회성이 향상되었기 때문으로 판단된다. 또한 advance, tactical diameter선회에 소요되는 시간은 좌선 회시 4초와 6초로 단축되었다 (Table 7).

    고 찰

    해운 선진국에서는 자국에 출입하는 선박에 대하여 IMO 조종성 기준 만족여부를 조사하고 만족하지 못하 는 선박의 입항을 금지하고 있으므로 선박 설계 시 선 박의 조종성능을 미리 추정하고 설계한 선박이 기준을 만족시킬 지 사전에 검토할 필요성이 있다. 선박의 조 종성능은 침로안정성, 정지, 변침 및 선회성능 등이 있 으며, 타 (rudder)는 변침 및 선회성능과 밀접한 관련 성을 가지고 있어서 선박을 360° 회전시켰을 때 선회 하는 공간의 크기가 작을수록 선회성능이 우수한 선박 이다.

    선박 설계 시 저항 및 추진성능에 초점을 맞춘 선박 은 조종성능이 나쁜 경우가 많은 경향이 있어서 이를 개선하기 위해서 고 양력이 적용되고 있다. 고 양력 타 에는 타의 단면 형상을 물고기 꼬리 모양으로 만들고 고 양력이 발생할 수 있도록 설계한 쉴링 (Schilling)타 와 가동부의 끝단에 플랩 (Flap)을 두어 타각에 따라 각 도를 증가시켜서 양력을 향상시킨 플랩 (Flap)타가 있 다 (Kim et al., 2010).

    그동안 선박의 선회성 및 조종성능 관련 연구들이 모 형실험 등에 의하여 이루어졌으나, 이 연구에서는 선형 (oil/chemical tanker)과 톤수 (5,735톤)가 동일한 DWT 8,000톤급의 신조선을 동시에 건조하여 각각의 신조선 에 semi–balanced rudder와 flap rudder를 부착하고 ballast condition 및 full load condition 조건 하의 해상 실선실험을 통하여 선회성능을 분석한 결과 Semi– balanced rudder의 선회성능에서 선박의 선회 능력을 판단하는 advance는 ballast condition 일 때, 우선회 및 좌선회시 평균 298 m (2.83 L)로, full load condition일 때의 평균 388.5m (3.7 L) 보다 적게 나타나 선박 전방 위험요소 회피에 요구되는 변침 및 조종성능은 더 양호 한 것으로 나타났다. 그러나 transfer와 tactical diameter 는 full load condition일 때가 ballast condition보다 평 균 72 m (0.68 L)과 45 m (0.42 L)만큼 감소하여 횡 방향 이동거리 및 선회경의 감소 등은 더 양호하였다. 그러나 flap rudder의 선회성능에서는 full load condition일 때보다 ballast condition일 때가 advance, transfer, tactical diameter의 값들이 우선회 및 좌선회시 각각 평균 56 m(0.53 L), 52 m(0.49 L) 및 97.5 m(0.93L)만큼 감소하게 나타나 선회 및 조종성능이 더 양호하였으므로 이러한 선박의 선회특성을 감안한 조 선이 이루어져야만 할 것으로 판단된다.

    최종적으로 DWT 8,000톤급의 선회성능 실험 결과 Semi–balanced rudder와 flap rudder의 advance, transfer, tactical diameter의 평균 값은 각각 343 m (3,26 L), 178.2 m (1.78 L), 342.5 m (3.26 L)와 203 m (1.93 L), 147 m (1.4 L), 232 m (2.21 L)로 나타나, flap rudder의 선회성능이 더 양호한 것으로 나타났으며, flap rudder에서 ballast condition일 때 변침 및 선회성 능이 가장 양호하였다. 이는 rudder 후면의 flap이 15° 각도로 더 꺾이므로 인해 일반 타에 비해 더 큰 양력 발생에 따른 선회성과 조종성능이 향상된 것으로 판단 된다.

    결 론

    DWT 8,000톤의 Oil/Chemical Tanker의 semi– balanced rudder 장착에 따른 ballast condition 상태에서 의 advance, transfer, tactical diameter의 우선회시의 선 회성능은 각각 291 m (2.77 L), 202 m (1.92 L), 375 m (3.57 L)이었으며, 좌선회시에는 305 m (2.90 L), 213 m (2.02 L), 382 m (3.63 L)이었다.

    full load condition에서는 우선회시 각각 385 m (3.67 L), 157 m (1.49 L), 284 m (2.70 L)이었으며, 좌선회시 에는 392 m (3.73 L), 177 m (1.68 L), 329 m (3.13 L) 로 나타났다.

    flap rudder 장착에 따른 ballast condition 상태에서의 advance, transfer, tactical diameter의 우선회시의 선회 성능은 각각 166 m (1.58 L), 118 m (1.12 L), 176 m (1.67 L)이었으며, 좌선회시에는 192 m (1.82 L), 124 m (1.18 L), 191 m (1.82 L)이었다. full load condition 일 때는 우선회 시 각각 214 m (2.04 L), 177 m (1.68 L), 290 m (2.76 L)이었으며, 좌선회시에는 240 m (2.28 L), 169 m (1.61 L), 271 m (2.58 L)로 나타났다.

    ballast condition일 때 semi–balanced rudder와 flap rudder를 장착한 선회시험의 결과에서 advance, transfer, tactical diameter의 각각의 값들은 semi– balanced rudder에 비해 flap rudder를 장착했을 때 우선 회시에 130 m (1.23 L), 84 m (0.8 L) 및 199 m (1.89 L)로, 좌선회시에 113 m (1.07 L), 89 m (0.85 L), 191 m (1.82 L)로 semi–balanced rudder를 장착한 선박에 비 해 큰 폭으로 감소하여 변침 및 선회성능이 크게 개선 되었음을 알 수 있었다.

    flap rudder를 장착하여 선회성능 실험 결과를 ballast condition과 full load condition일 때의 비교하면 advance, transfer, tactical diameter의 좌, 우현의 평균 값은 각각 171 m (1.63 L), 121 m (1.15 L), 183.5 m (1.75 L)과 227 m (2.16 L), 173 m (1.65 L), 280.5 m (2.67 L)로 나타나 ballast condition일 때 변침 및 선회 성능이 더 양호하게 나타났다.

    DWT 8,000톤급의 선회성능 실험 결과 Semi– balanced rudder와 flap rudder의 advance, transfer, tactical diameter의 평균값은 각각 343 m (3,26 L), 178.2 m (1.78 L), 342.5 m (3.26 L)와 203 m (1.93 L), 147 m (1.4 L), 232 m (2.21 L)로 나타나 flap rudder의 선회성능이 더 양호한 것으로 나타났으며, flap rudder 에서 ballast condition일 때 변침 및 선회성능이 가장 양호하였다.

    Figure

    KSFT-51-245_F1.gif

    Semi–balanced rudder.

    KSFT-51-245_F2.gif

    Flap rudder.

    KSFT-51-245_F3.gif

    Configuration of measurement system.

    KSFT-51-245_F4.gif

    The size of the turning circle by the rudder angle 35° with full ahead, semi balanced rudder and ballast condition(port and starboard).

    KSFT-51-245_F5.gif

    The size of the turning circle by the rudder angle 35° with full ahead, semi balanced rudder and full load condition(port and starboard).

    KSFT-51-245_F6.gif

    The size of the turning circle by the rudder angle 35° with full ahead, flap rudder and ballast condition(port and starboard).

    KSFT-51-245_F7.gif

    The size of the turning circle by the rudder angle 35° with full ahead, flap rudder and full load condition(port and starboard).

    Table

    Particulars of experiment vessel (DWT 8,000 tons)

    Trial condition of the sea

    Particulars of rudders used in sea experiment

    Ballast condition of DWT 8,000 tons

    Full load condition of DWT 8,000 tons

    Result of turning test and turning circle

    Result of turning test and turning circle

    Reference

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