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ISSN : 2671-9940(Print)
ISSN : 2671-9924(Online)
Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology Vol.58 No.3 pp.230-240
DOI : https://doi.org/10.3796/KSFOT.2022.58.3.230

Characteristic of holding power due to nature of seabed at anchor

Byung-Yeob KIM, Kwang-il KIM, Min-son KIM1, Kimura NOBUO2, Chang-Heon LEE*
Professor, College of Ocean Sciences, Jeju National University, Jeju 63243, Korea
1Professor, Marine Production System Major, Kunsan National University, Jeonbuk 54150, Korea
2Professor, Faculty of Fisheries Sciences, Hokkaido University, Hakodate, Hokaaido 041-8611, Japan
*Corresponding author: leech@jejunu.ac.kr, Tel: +82-64-754-3491, Fax: +82-64-756-3483
20220603 20220712 20220819

Abstract


In general, a high tension on the anchor and chain is placed when a ship at anchor is subjected to heavy weather. Mariners have to pay attention to whether dragging anchor occurs to keep the safety of the ship at anchorage since it is difficult to maintain the stable motion of ship and it causes collisions with other ships nearby. In this paper, the ship motion against the external forces was shown to obtain the fundamental data about characteristic of holding power due to nature of seabed at anchor, so practical trials were carried out in rocky area and muddy area using a trial ship around coastal area of South Korea. In muddy seabed, holding power showed reasonable tension values depending on the distance from anchor position of continuing swing motions of a ship corresponding to wind force. Meanwhile in rocky seabed, tension values on the chain appeared very high occasionally regardless of the distance from the anchor position and seemed to exceed its holding power to be the breaking strain of the chain although weather was not in a severe condition. Therefore, some of the cables laid on the seabed were presumed to be caught in a crack on the rock. It is assumed that even a small amount of external force may cause the chain to break in a moment in rocky seabed. Additionally, wind and current forces had a somewhat contradictory effect on holding power of the ship between them.



묘박중 해저 저질에 따른 파주력 특성

김병엽, 김광일, 김민선1, Kimura Nobuo2, 이창헌*
제주대학교 해양산업경찰학과 교수
1군산대학교 해양생산시스템전공 교수
2북해도대학교 수산학부 교수

초록


    서 론

    일반적으로 선박의 투묘는 기상 등의 영향으로 부득이 한 경우를 제외하면 정해진 묘박지에 투묘를 하게 되지 만, 어선의 경우 주변의 작업 어장 중심으로 투묘를 많이 하게 되어 지정된 묘박지를 벗어나는 일이 많다. 묘박중 인 선박에서 주로 주묘로 인한 사고가 많이 일어나는 것 은, 기상 악화로 인하여 피항 선박들로 포화상태에 이르 고 선박 간 이격거리가 짧아 피해발생의 우려가 높기 때 문이다. 따라서 묘박중 주로 레이더의 방위, 타 선박과의 거리 그리고 GPS 및 DGPS에 의한 투묘지점과의 거리 변화를 확인 후, 주묘를 인지하였을 때는 파주력의 부족 여부 판단에 따라 앵커체인 신출을 결정하게 된다.

    묘박중 선체에 작용하는 힘 즉, 외력은 바람에 의한 풍압력, 파도에 의한 표류력, 조류에 의한 유압력이 있으 며, 이와 같은 외력에 대항하는 선체의 힘으로 파주력과 추진력이 있다(Jung and Kong, 2009). 일반적으로 묘박 중인 선박의 파주력은 외력에 대항하여 선체를 안전하 게 정박시켜주는 힘으로 닻의 무게, 해저의 저질 및 묘쇄 의 신출길이를 이용하여 그 크기를 구한다. 선박이 대형 일수록 수심이 깊은 지점, 소형일수록 얕은 수심에 묘박 을 많이 하게 되며, 황천으로 인하여 닻의 주묘 발생시 응급으로 실행하는 방법이 주로 양묘 후 재 투묘를 하거 나 묘쇄의 신출을 이용하는 등 대부분 운항자의 경험에 많이 의존한다. 하지만 실제 수면 아래 깊은 곳에서 운용 되고 있는 앵커에 대한 파주운동 특성을 직접 확인하기 에는 제약이 따르기 때문에 육상에서 모형 앵커에 대한 다양한 실험 등을 통하여 앵커의 주묘 및 파주 특성 등에 관한 이해를 하게 된다(Lee and Lee, 2014). 또한, 파주 력의 크기는 해저의 저질, 닻의 무 게 그리고 묘쇄의 길이에 비례하여 커지게 되는데, 이때 특히 묘쇄의 길이 가 길수록 안정적인 파주력을 유지하는 데에 유리하며, 이러한 닻에 관련한 연구는 주로 저질에 따른 파주력 및 파주계수, 그리고 닻의 형상에 따른 파주력의 크기 등이 주를 이룬다. 이러한 묘박 안전성 연구는 오래전부 터 Lee et al. (2005) 등의 선박의 주묘를 분석하기 위한 묘박 안전성 평가, Kang et al. (2021) 등의 수심에 따른 파주력 연구, Lee (2014)의 묘박지의 외력에 대한 파주 력을 계산하고 안정성을 평가한 연구, Jung et al. (2009) 의 실선을 이용하여 주묘 패턴을 분석한 연구 등 여러 연구로 나타나고 있으며, Jung et al. (2011)은 주묘 사례 를 통해 AC-14형과 ASS형 앵커의 파주계수를 비교 검 토하였고, Lim et al. (2015)은 펄, 모래, 자갈 및 암반 등 다양한 저질에서 ASS형과 AC-14형을 비교 시험하 였다. 또한 Kim et al. (2021)은 묘박시 장력계를 이용하 여 파주력을 선체가 받고 있는 파주력의 크기의 변동량 을 정량화하기 위한 가능성을 제시하는 등 효과적인 파 주력을 얻기 위한 연구들이 많이 이루어지고 있다. 그러 나 해저 저질이 펄이나 모래의 경우 파주력은 닻 무게 및 묘쇄의 신출길이로 산출식(Yoon, 2014)을 이용한 개 략적인 예상이 가능하지만, 주변 저질이 암반인 경우 펄에서의 파주력 특성이 서로 다를 수 있으며, 또한 묘박 중 선박의 파주력이 풍향풍속 및 유향유속에 많은 상관 이 있음에도 불구하고 이들의 상관성에 관한 정량적인 연구들이 많지 않다. 이 연구에서는 선박의 투묘 작업을 포함하는 안전한 운용을 수행하기 위해서 묘박시 선체 의 운동과 파주력 특성 등을 포함한 관련사항의 기본적 인 이해가 필요함에 따라, 묘박시 발생하는 닻줄의 장력 특성 및 크기를 실측을 통하여 제시함으로써, 묘박중 발생할 수 있는 여러 현상 중 암반 주변에서의 주묘 특성 을 이해하여 효과적인 선박 운용을 할 수 있도록 시험선 을 이용하여 묘박중의 장력을 측정한 후, 저질에 따른 장력 특성을 비교·분석하였다.

    재료 및 방법

    Fig. 1에 선박의 운항 중 정박시 투묘한 지점들의 분포 를 나타내었다. 제주 주변 및 남해 연안에 투묘하였으며, 이들 해역에서의 묘박시 측정자료와 함께 주로 A, B, C지점에서의 투묘 관측 결과들을 분석에 이용하였다. 이들 위치에서 해도상의 해저 저질 특성과 관측시 선박 에서의 측정 수심, 묘쇄의 신출길이 및 시험선 제원은 Table 1과 Table 2에 나타내었다.

    묘박시 시험선의 묘쇄 신출 길이는 Fig. 2와 같이 선수 갑판면을 기준으로 주변의 투묘 여건에 따라 대략 3~5 shackle를 신출하였으며, 묘쇄의 움직임 및 해저에 놓여 있는 묘쇄의 신출길이를 파악하기 위한 수심계(DEFI2-D10, JFE-ADVANTECH Co.,LTD) 설치는 먼저 닻을 투하하 면서 2~3 shackle를 신출한 후, 2 shackle 이내의 묘쇄에 0.5 shackle 간격으로 4개를 부착하면서 신출하였다 (Kim et al., 2021). 또한 장력계를 이용한 파주력 측정이 가능하였으므로 묘박시 발생하는 장력의 측정은 시험선 의 anchor stopper에 설치된 장력계의 장력값과 선박에 설치되어 있는 풍향계 및 유속계와 연결된 Voyage Data recorder (VR-7000, Furuno)의 자료를 이용하여 서로 비 교·분석하였다.

    결과 및 고찰

    A 지점에서의 투묘

    Table 1의 A 지점에서 A-Ra호의 투묘 과정중 투묘시 의 풍향풍속, 유향유속과 선박의 DGPS위치에 따른 장 력의 분포를 각각 Fig. 3과 Fig. 4에 나타내었다. 선수를 풍상으로 전진하다 A지점에서 투묘 직후 약 090º 방향 으로 후진하면서 신출하였다. 묘쇄 신출이 끝난 후 해저 에 닻은 완전히 고정되어 안정적인 파주력을 나타내었 다. 묘박지 수심이 약 20 m 내외로, 처음 2 shackle 투묘 후 B지점까지는 기관 사용에 의한 후진 타력 및 바람 등의 외력에 의해 주묘가 나타나 일정거리 이상 끌려간 것으로 보이며, B지점에서 수심계 4개를 0.5 shackle 간 격으로 설치한 후 기관 사용없이 바람에 의한 선박의 이동 움직임을 알 수 있다.

    일반적인 펄에서 AC14형의 파주력 계수 10을 이용하 면 시험선의 닻의 파주력은 약 14 ton 내외로 추정되지 만, 이는 안정된 상태에서 나타낼 수 있는 값으로, 투하 초기의 파주력과는 차이가 있다. 주묘시 파주계수가 약 1/5로 줄어들면(Yoon, 2014) 초기 투묘시의 파주력은 약 3 ton 내외로 예상된다. Fig. 4에 나타낸 것과 같이 투묘 초기 닻이 안정적으로 해저에 박혀있지 않고, 묘쇄 의 짧은 신출길이 및 강한 풍속, 타력 영향으로 묘쇄에 약 4 ton의 높은 장력을 받으면서 주묘가 발생하였으나, 닻이 해저에 완전히 고정된 후에는 양묘시까지 일정한 거리내에서 안정된 파주력을 나타내고 있는데, 강한 풍속 에도 선박위치에 따른 거리 변화가 없는 것으로 보이며, 닻이 해저에 완전히 안정되게 고정된 것으로 판단된다.

    투묘중 묘쇄에 설치한 수심계 및 장력계로 측정한 수 심과 장력값을 시간 경과에 따라 Fig. 5(a)에 나타내었 다. 2번 수심계의 수심 변화폭이 대략 5~20 m까지 가장 크게 나타났으며, 3번과 4번 수심계에서는 해저 수심이 조석 변화에 따른 2~3 m의 수심 변동도 나타나고 있었 고, 이들 수심계의 움직임에 따라 장력계의 장력값도 유사하게 나타났다.

    Fig. 5(a)의 일부 시간간격을 확대하여 (b)에 나타낸 결과, 수심계의 수심변화에 따라서 장력의 크기 변화도 일치하고 있었다. 수심의 변화 및 장력의 크기는 약 14~15분 정도의 일정한 시간 간격으로 반복적인 변화를 나타내고 있었는데, 바람의 영향에 의한 선체의 이동 즉 swing에 의한 ∞형태의 선체 움직임이 바람과 동조 현상을 나타내면서 이들 크기에 주기적인 형태로 나타 나는데 이러한 주기는 선체의 선형과 관계가 있는 것으 로 판단된다. 대략 128,000 sec 이후부터 3번과 4번 수심 계가 해저에 놓여있는 것으로 판단되며 이때의 신출길 이는 약 2.5 shackle이 됨을 알 수 있다. Fig. 6에 투묘시 의 선박의 투묘지점으로 부터의 거리, 풍속과 유속을 시간순으로 각각 나타내었다. 선박의 투묘초기 낮은 수 심과 묘쇄의 짧은 신출길이에 풍속이 높아지면서 주묘 가 발생하였다. 또한 투묘 후 20,000 sec 부근에서 풍속 과 유속이 동시에 높아지

    면서 선체의 이동거리 폭이 증가하고 있었으나, 풍속 이 줄어드는 110,000 sec 구간에서는 유속의 크기가 거 의 같음에도 불구하고 이동범위가 적게 나타나 묘박시 묘쇄에 미치는 장력은 유속보다 풍속에 더 큰 영향을 받는 것으로 판단된다. 묘박시 선박의 이동거리 분포가 풍속의 크기에 많이 좌우되면 Fig. 6의 a부분의 풍속이 b부분의 풍속보다 높기 때문에 a부분의 이동거리 분포 가 b보다 커야함에도 불구하고, 오히려 b부분에서의 이 동거리 분포가 a보다 상대적으로 크게 나타나고 있었다. 이것은 같은 시간대에 작용한 유속과 관계가 높다고 판 단된다.

    B 지점에서의 투묘

    Fig. 7은 시험선 JE-Ra호의 묘박시 선박 위치에 따라 발생한 장력 분포의 일부를 나타내었는데, 투묘중 묘쇄 에 가해진 최대 장력은 약 2.2 ton이었다. JE-Ra호의 선 체 의장수 및 암반지대를 감안하여 2.2 ton의 파주력을 고려하면, 해저에 닿는 묘쇄의 길이가 약 5 shackle 이상 이 필요하다.

    Fig. 8에 Fig. 5의 장력분포를 선박의 투묘 추정위치에 서의 거리에 따른 장력의 크기로 나타내었다. 투묘시 신출한 5 shackle의 길이는 최대 137.5 m이지만 수심을 고려한 실제의 선박 위치는 대략 최대 거리가 130 m 내외로 추정되므로, 이 거리에서 장력의 최대치가 예상 되었다. 그러나 분석 결과 투묘지점과의 최대 거리 근처 에서 주로 0.5 ton 범위의 장력을 나타내고 있고, 이보다 적은 거리, 특히 닻의 투묘지점에서 60 m 내외에서 2 ton 이상의 급격한 장력 변화가 불규칙적으로 나타났다. 일반적으로 묘박시 투묘지점에서 멀수록 묘쇄에 가해질 수 있는 장력이 높아지는 것과 달리 JE-Ra호 실험에서 는 중간지점에서, 계산된 파주력보다 높은 장력값을 나 타내고 있어 묘쇄가 뻗히는 과정에서 묘박지 저질에 따 른 장력의 특성을 보이는 것으로 판단된다. 저질이 펄인 Fig. 4의 형태와 비교하면, 펄의 경우 투묘 지점에서 멀 어질수록 즉 묘쇄가 완전히 뻗힌 후에 높은 장력값을 보이는 것과 다르다. 따라서 저질의 상태에 따라 선박의 투묘시 묘쇄에 작용하는 장력의 급격한 변동이 나타나 선박의 안정성에 영향을 미칠 것으로 판단된다.

    Fig. 9에 JE-Ra호의 묘박중 일부 관측시간 동안 묘쇄 에 설치한 수심계 및 장력계의 관측값 변화를 수심과 함께 나타내었다. 수면에서 가까운 곳부터 1번, 2번, 3 번, 4번 수심계를 부착하여 묘쇄 움직임에 따른 수심을 측정한 결과, 1번과 2번 수심계는 수심의 변화로 인하여 묘쇄의 움직임을 관측할 수 있지만, 3번과 4번 수심계는 묘쇄의 움직임을 나타내지 않고 대략 수심이 25 m, 27 m임을 나타내고 있었다. A-Ra호의 Fig. 5인 경우, 수심 계들의 움직임이 적을 때 3번과 4번의 수심계는 실제 수심과 거의 일치되어 나타나고 있었고, 조석의 영향으 로 수심의 차이를 보이고 있었다. 그러나 Fig. 9의 JE-Ra 호의 경우 1번과 2번 수심계의 움직임이 활발함에도 불 구하고 3번, 4번 수심계의 수심변화는 전혀 없으며, 수 심도 서로 일치하지 않게 나타나 이들 3번 수심계 묘쇄 를 포함한 4번 수심계 사이의 묘쇄가 투묘과정에서 해저 바닥 부분에 고정되어 있는 것으로 판단되었다.

    Fig. 10은 JE-Ra호의 선수갑판의 선수미선상에 설치 한 경사계(Hi-INC Xrange, Beanair)의 측정결과에 장 력값과 풍속을 함께 나타내었다. JE-Ra호는 정박중 바 람에 의해 우현으로 약 3~4º의 경사를 나타내고 있는 데, 관측 시간중 10,000 sec 부근에서 좌우현으로의 급 격한 횡요가 나타나고 있었다. 이러한 횡요는 8 m/s 내외의 풍속 변동에 의한 영향으로 보이며, 이러한 영 향으로 큰 풍속이 아님에도 선박의 묘쇄에 순간적으로 급격한 장력의 변동이 나타나 선체에 영향을 준 것으로 판단된다.

    Fig. 11은 묘박중 일부 시간동안 Fig. 9의 JE-Ra호와 Fig. 5의 A-Ra호 각각의 묘쇄에 작용하는 외력에 의한 장력의 크기 변화를 나타낸 것으로, 저질이 암반인 해역 에서 JE-Ra호의 경우 장력의 크기 변화가 돌발적이고 급격한 증감이 나타났으나, A-Ra호의 펄에서의 장력 변 동의 특성은 지수 함수적인 증감 특성을 나타고 있었다. 이것은 저질이 펄인 경우 외력에 의한 충격이 닻의 파주 부와 현수부가 함께 외력의 충격을 완화함과 동시에 묘 쇄 전체에 외력이 골고루 분포하고 있음을 나타내고 있 었으나, 암반 저질에서는 펄에서의 장력 특성과 달리 묘쇄에 있어서 외부 충격의 완화가 원활하게 이루어지 지 않고 경우에 따라서 특정 부분에만 전달되는 것으로 판단된다. 이 경우, 묘박시 충분한 묘쇄를 신출하였음에 도 특정 부분에만 급격한 장력변화가 나타나 묘쇄의 파 단이 우려된다. 본 연구에서는 이러한 현상이 일시적인 현상으로 나타났으나, 해상날씨 및 저질 상태에 따라서 는 묘박하는 동안 지속될 수 있다. 이 경우 묘박시 선박 안전에 상당한 위험을 초래할 수 있다고 판단되므로, 특히 어선의 경우, 묘박시 해저의 저질을 판단 후 투묘를 실시하는 것이 필요하며, 평상시 묘박중에 장력을 측정 할 수 있는 방법이 없기 때문에 되도록 암반 주변의 투묘 는 피하는 것이 요망되며 차후 풍향풍속 및 유속이 선박 묘박시 어느 정도의 연관이 있는지 정량적으로 파악하 는 것이 필요하다.

    Fig. 12는 선박 A-Ra호를 이용하여 제주항 B 묘박지 점에 투묘하였을 때의 장력분포를 나타낸 것으로, Fig. 4와 같이 저질이 펄인 해저에서의 투묘 분포 모양과 차 이가 있다. 3.5 shackle 투묘한 경우로 선박의 불규칙적 이동이 많이 보이고 있으며 투묘시 측정된 장력의 크기 를 거리에 따라 나타낸 것이 Fig. 13이다. Fig. 4와 달리 투묘 지점에서 신출길이보다 짧은 약 80 m 지점에서 간헐적인 높은 장력값이 나타나고 있어 암반 저질에서 보였던 Fig. 7과 유사한 결과를 나타내고 있다. 이 때, 선박의 묘쇄에 설치한 수심계의 움직임을 나타낸 것이 Fig. 14이다. 신출한 3.5 shackle 중에 1.5, 2, 2.5, 3 shackle 지점에 수심계를 부착하여 각 지점에서의 수심 을 측정한 결과, 3번과 4번 수심계가 부착된 지점의 묘 쇄가 일부 시간에 움직임이 없는 것으로 보여 간헐적이 고 부분적으로 해저 지형물에 의한 고정 등의 영향을 받고 있는 것을 알 수 있다.

    Fig. 15는 A-Ra호의 제주항 묘박지에서의 양묘 후 닻 의 상태로, 저질의 돌과 함께 양묘되고 있으며, 특히 AC-14형 닻의 손상으로 나타나, 결과적으로 AC-14형 닻은 저질이 펄의 경우 파주력이 높지만, 암반 저질에 묘박시 닻의 손상뿐 아니라 묘쇄의 파단도 우려된다.

    Fig. 16은 선박의 좌현묘 투묘시 sonar를 이용한 묘쇄 의 위치관찰을 나타낸 것으로, (a)는 묘쇄가 선수의 좌현 쪽에 위치하고 있으며, (b)의 경우 선수의 우현쪽에 묘쇄 가 놓여있는 것을 나타내고 있다. (b)의 경우 주변의 환 경에 따라 Fig. 17과 같이 선체 bulbous bow 또는 keel의 하단에 손상을 줄 수도 있다. 특히 풍속에 의한 선회속 도, 횡요 등의 증가는 이러한 영향을 크게 하는 요인으로 판단되며, 같은 묘박지내에서 타 선박과 달리 풍향과 선박의 Heading에 차이가 발생되면, Fig. 17(a)와 같 은 현상이 되어 있는 것으로 판단된다.

    C 지점에서의 투묘

    해상에서 묘박중 풍압류의 영향은 일상적인 현상으로 Fig. 18에 Table 1의 C 지점에서 A-Ra호의 묘박중 측정 한 풍속을 나타내고 있다. 측정된 풍속은 평균적으로 최저 5 m/s에서 최대 15 m/s의 범위를 나타내고 있으며, 약 10,000 sec 정도 지나는 후반부에서 풍속이 높게 나타 났는데, 특히 풍속의 크기 및 그에 따른 편차는 이전의 풍속보다 크며, 편차의 경우 주기의 경향을 나타내며 큰 차이를 보였다. 이때의 선박 선회율(Rate of Turn)을 풍속과 함께 Fig. 19에 나타내었다. 풍속의 영향으로 선 체에 회두력을 발생시키는 선박 선회율이 최대 30 º/min 까지 나타나고 있으며, 풍속이 클수록 선박 선회율도 크게 나타났다. 풍속에 의해 선체가 후퇴하면서 묘쇄가 해저에 뻗게 되고, 이때의 장력과 묘쇄의 무게에 의해 선체 선수가 전진하면서 어느 한쪽으로 편향되면서 풍 하쪽으로 밀리고, 이때 다시 묘쇄에 장력이 발생하면 선 수는 풍상으로 이끌리고 선미는 풍하로 밀리면서 반복적 인 ∞의 형태를 나타내었다. 이러한 swing 움직임 과정 에서 일정한 하중과 충격 하중이 앵커에 반복된다. 특히 선수가 풍하로 밀리다가 풍상으로 이끌릴 때 즉, swing 운동의 끝단에서 발생되는 충격 하중(Kinzo, 2019)이 크 게 나타나고 있었고, Fig. 18의 후반부에 나타나는 풍속 의 편차는 이러한 선체 움직임의 형태가 풍속과 동조되 어 나타난 것으로 판단된다. Fig. 19에서 풍속이 클수록 그에 따라 선박 선회율도 양의 상관관계로 커지고 있었 으나, 15,000 sec 부근에서는 풍속의 크기가 일정함에도 선박 선회율의 크기 범위가 적게 나타나고 있었다.

    이때 관측된 장력값을 Fig. 20에 나타내었다. swing에 의한 선회율이 크게 나타나는 구간에서 장력의 크기도 높게 나타났다. 15,000 sec의 구간에서의 장력값의 크기 는 적게 나타나 선회율의 크기와 장력은 양의 상관관계 가 높은 것으로 판단되며 차후 지속적인 관측을 통하여 정량화가 필요하다.

    Fig. 21에 선박 선회율과 그때의 유속을 함께 나타내 었다. 조석에 의한 유속의 크기는 최대 1 knot의 범위 이내로 3,000 sec와 15,000 sec 부근에서 최대치를 보이 고 있다. Fig. 18에서 풍속은 10,000 sec 이후 지속적으 로 평균 12 m/s 이상 나타나고 있었다. 선박 선회율이 풍속과 양의 상관을 이루고 있다면 15,000 sec 부근에서 의 선박 선회율도 큰 진폭이 있어야 할 것이다. 그러나 선박 선회율이 적어지고 있고 이때 유속이 증가하고 있 는 것을 Fig. 21에 나타내었다. 유속의 증가는 풍속과 달리 선박 선회율을 감소시키는 방향으로 작용하였다. 이상의 결과에서 묘박중 발생하는 묘쇄의 장력 크기는 풍속이 대부분 좌우하고 있으나, 유속의 증가는 선박의 선저부분의 유체압력 증가로 선박 선회율 또는 Heading 의 변화를 다소 줄여 선체의 이동을 억제시키면서, Fig. 21과 같이 급격한 장력의 변화를 감소시키고 결과적으 로 선박의 파주력 증감에 일정부분 역할을 하는 것으로 판단된다.

    일반적으로 선박 특히, 어선에서는 어로 작업 계기 및 계측기를 제외한 장비는 없는 실정으로 대부분 투묘 시 승선원의 경험 등에 의해 묘쇄의 신출거리를 정한다. 파주력의 산출식은 가장 안정적인 때의 값을 나타내지 만, 해상에서는 환경 변화가 많기 때문에 전적인 의존은 어려운 것으로 판단된다. 특히, 선박에서 묘쇄를 많이 신출하면 당연히 파주력이 커지게 되지만, 한정된 묘박 지에서 타선박과의 관계로 일정 이상의 신출은 허용되 지 않기 때문에 묘쇄의 신출거리를 정함에 있어, 추측 및 경험에 의한 선박 운용 보다 합리적 근거에 의한다면 보다 효과적인 선박 관리가 될 것이다. Kim et al. (2021) 은 장력계를 이용하여 파주력을 구하고자 하였는데, 묘 쇄에 수심계를 부착하면, 해저에서 떨어지는 순간, 그때 의 장력과 해저에 놓여있는 묘쇄의 신출 거리를 알 수가 있어, 선체가 받고 있는 파주력의 크기를 이해하는 데 많은 도움이 될 것이며, 이와함께 일반적으로 풍향풍속 과 유향유속은 묘박시 파주력 감소에 연관이 많은 요인 으로 작용하는 것으로 알려져 있지만, 차후 지속적인 관측으로 이들 관계의 정확한 정량적 분석이 필요하다.

    결 론

    선박 운항의 효율 및 안정성을 높이고자 제주 주변 및 남해 연안의 묘박지에서 묘박중 해저 저질에 따른 파주력의 변동에 관한 기초자료를 제공할 목적으로, 묘 박을 실시한 몇 지점에 대한 측정결과를 비교·분석하였 다. 저질이 펄 또는 암반 지역의 묘박지에서 투묘에 따른 파주력 특성을 측정한 결과, 초기 투묘시 펄에서의 닻의 파주력은 주묘로 인하여 줄어드는 값과 잘 일치하는 것 으로 판단되며, 묘박지에서 묘박중인 선체의 이동은 풍 속 및 풍향과 잘 일치하고 있었다. 특히 선박에서의 풍속 의 크기는 선체의 운동 등의 영향으로 더 크게 나타나며, 이러한 영향 등으로 해저가 암반 지대인 경우, 묘쇄에 순간적인 장력의 급격한 변동이 있음에도 그에 대응하 는 선체의 위치변동으로 나타나지 않아 외력에 의한 묘 쇄의 파단 가능성이 높은 것으로 판단된다. 묘쇄의 현수 부분 길이를 충분히 확보하지 못할 경우, 외력에 의한 급격한 장력 증가를 흡수하지 못해 파단의 위험 발생 가능이 높으며, 특히, 너울 등이 있는 악천후의 경우 암 반 지대 투묘는 절대 금물이다. 묘박중 선체의 swing은 풍속이 절대적이며, swing의 이동 방향의 변화가 묘쇄에 가장 큰 힘을 주어 이에 따라 묘쇄의 장력증가로 파주력 이 감소하게 된다. 유속은 대략 1 knot 이상이 되면 일정 부분 선체의 swing을 줄여 묘쇄의 장력을 줄이고, 이로 인해 파주력 감소를 억제하는 역할도 있는 것으로 판단 되므로, 향후 풍속과 유속이 묘박중인 선박에 어떤 형태 로 어느 정도의 영향을 미치는지 더욱 정략적인 분석이 필요할 것으로 판단되었다.

    사 사

    이 논문은 2022학년도 제주대학교 교원성과지원사업 에 의하여 연구되었음.

    Figure

    KSFOT-58-3-230_F1.gif
    Distribution of anchoring.
    KSFOT-58-3-230_F2.gif
    Arrangements used for holding power.
    KSFOT-58-3-230_F3.gif
    Wind and current velocity at Position A.
    KSFOT-58-3-230_F4.gif
    Ship's Traces of A-Ra with tension colormapped at Position A.
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    Depth of depth meter and tension.
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    Comparison of distance, wind and current speed.
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    Ship's traces of JE-Ra at Position B.
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    Tension distribution according to distance from anchor position, JE-Ra.
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    Comparison of depth meter and tension at position B, JE-Ra.
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    Comparison of inclination, tension and wind speed at position B, JE-Ra.
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    Comparison of tension characteristic according to nature of seabed.
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    Tension distribution according to ship's position, A-Ra.
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    Tension distribution according to distance from anchor position A, A-Ra.
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    Comparison of depth meter and tension, A-Ra.
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    State of anchor after anchor up.
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    State of anchor through sonar.
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    State of anchoring and damaged hull plate.
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    Wind speed at anchor position C.
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    ROT and Wind speed by colormapping.
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    ROT and tension by colormapping.
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    ROT and current speed by colormapping.

    Table

    Condition of anchorage for holding power
    Principal particulars of the experimental vessels

    Reference

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