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ISSN : 2671-9940(Print)
ISSN : 2671-9924(Online)
Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology Vol.59 No.2 pp.135-144
DOI : https://doi.org/10.3796/KSFOT.2023.59.2.135

Characteristic of hull motion due to external forces at anchor

Chang-Heon LEE*
Professor, College of Ocean Sciences, Jeju National University, Jeju 63243, Korea
*Corresponding author: leech@jejunu.ac.kr, Tel: +82-64-754-3491, Fax: +82-64-756-3483
20230303 20230331 20230508

Abstract


In order to provide basic data to increase the efficiency and stability of seamanship at anchoring, the characteristics of the hull motion including dragging anchor due to external forces were observed at Mokpo and Jinhae anchorage for the avoidance of the typhoon. As a result, it is necessary to check the embedding motion and holding power of the anchor according to at initial position to decrease dragging anchor. Dragging anchor at anchorage seems to have been easily caused according to discrepancy between embedded anchor flukes and the towing direction due to the change in wind direction, rather than the wind speed. This discrepancy, thus, should be considered when anchoring. This test vessel with a small radius of curvature of the stem is relatively vulnerable to the influence of wind direction and wind speed, so it is easy to cause a decrease in the holding power due to an increase in the rate of turn. When the current speed is greater than or equal to 1 knot, the range of the rate of turn is reduced resulting in a relatively increased holding power. In addition, during the swing, the tension of the chain was high according to the angular velocity change of heading at three-quarters of the swing length rather than the left and right ends.



묘박 중 외력에 의한 선체의 운동 특성

이 창헌*
제주대학교 해양과학대학 실습선 교수

초록


    서 론

    일반적으로 태풍은 저위도에서 발생한 후, 고위도로 진행하면서, 진행방향의 오른쪽은 위험반원, 왼쪽은 가 항반원으로 불리고 있으며, 북반구에서의 태풍의 풍향 은 좌선회를 하면서 진행한다. 태풍이 발생하면, 대부분 의 선박은 피항을 위해 안전한 피항지를 찾아 묘박 후 태풍이 지나가기를 기다리게 되는데, 이때 피항지는 저 질이나, 주변 선박의 상황 등을 고려하여 선택하며, 피항 지가 결정되면 묘박 중 주묘가 일어나지 않도록 평상시 보다 주의 깊게 투묘를 실시한다. 일반적으로 투묘하는 방법에는 단묘박, 이묘박 등 여러 방법이 있으나, 대부분 의 선박, 특히 어선 등은 닻의 꼬임 방지 및 피항 후 빠른 출항을 위해 단묘박을 주로 많이 실시하며, 전진 투묘보다는 바람을 선수로 받으면서 진행하다 투묘하려 는 목표지점이 오면 후진 기관을 사용하면서 전진 타력 을 줄인 후, 선체의 후진이 이루어지는 순간에 투묘를 하고, 후진 타력을 이용하여 묘쇄를 신출하게 되는 후진 투묘를 많이 사용하는데, 닻이 해저에 깊이 박혀 안정적 으로 고정될 수 있도록 묘쇄의 중간 부분에서 타력으로 묘쇄를 잡아당긴 후 나머지 묘쇄를 신출하면서 투묘작 업을 마치게 된다.

    선체에 작용하는 힘 즉, 바람, 조류, 해류 등 외력에 대항하는 선체의 힘으로 파주력과 추진력이 있으며 (Jung and Kong, 2009), 묘박 중 파주력이 감소하여 닻의 주묘 발생시, 응급으로 실행하는 방법이 주로 양묘 후 재투묘를 하거나 묘쇄의 신출을 이용하는 등 대부분 운 항자의 경험에 많이 의존하지만 닻에 대한 파주운동 특 성을 직접 확인하기에는 제약이 따르기 때문에 육상에 서 모형 닻에 대한 다양한 실험 등(Lee and Lee, 2014)을 통하여 닻의 운동 특성을 이해하게 된다. 또한, Lee et al. (2005)와 같은 묘박 안전성 연구는 오래전부터 이루 어져 오고 있으며, Kim et al. (2021)은 묘박시 장력계를 이용하여 선체가 받고 있는 파주력의 크기의 변동량을 정량화하기 위한 가능성 제시, Kim et al. (2022)는 저질 에 따른 파주력 특성 등 선박의 닻 작업의 효율성을 유지 하기 위한 연구들이 많이 이루어지고 있으며, 또한 Jung et al. (2009)의 묘박 중 발생하는 선체의 주묘 패턴 등 실선 계측을 이용하여 선체의 움직임에 관한 연구가 있 으나, swing 중의 파주력 변화 등 묘박중 선박의 파주력 이 풍향풍속 및 유향유속에 많은 상관이 있음에도 불구 하고 이들의 상관에 관한 정량적인 연구들이 많지 않다.

    선박의 투묘작업시 안전한 운용을 수행하기 위해서는 묘박 중 발생하는 선체의 운동과 파주력 특성 등을 포함 한 관련사항의 기본적인 이해가 필요함에 따라, 이 연구 에서는 큰 태풍의 외력 발생시 피항 묘박 중 선체의 움직 임 등을 DGPS의 실측을 통해, 묘박 중 선체의 운동에 의한 주묘특성을 이해할 수 있고, 효과적으로 선박운용 을 할 수 있는 정량적인 기초 자료를 제공하고자, 시험선 을 이용하여 묘박중의 운동 특성을 비교·분석하였다.

    재료 및 방법

    Fig. 1에 선박 태풍 피항 정박시 투묘한 지점들의 분포 를 나타내었다. 태풍 북상시 선박은 태풍의 진로에 따라 적당한 피항지를 선택하게 되는데, 태풍이 동해안으로 이동시에는 목포 묘박지 A를, 서해안 이동시에는 진해 묘박지 B에서 피항을 위한 투묘를 하였으며, 각 묘박지 에서의 투·양묘 시간을 포함한 묘박일시를 Table 1에 나타내었다. 목포 묘박지 및 진해 묘박지에서의 투묘는 우선회 CPP의 시험선(Kim et al., 2022)의 좌현묘를 사 용하였으며, 각각의 투묘는 단묘박 및 풍향을 고려한 후진 투묘를 이용하였으며, 시험선의 제원 및 CP 곡선 을 Table 2와 Fig. 2에 각각 나타내었다.

    이때 각각의 주묘 특성을 파악하기 위해 목포 묘박지 에서는 닻을 투하한 후 후진 타력을 이용하여 110~120° 의 예인방향으로 묘쇄를 신출하면서 선수 갑판면을 기 준으로 6 shackle 묘쇄의 마지막에 장력을 가하여 투묘 를 완료하였고, 진해 묘박지에서는 투묘 예인방향을 230~240°로 묘쇄를 신출하였는데, 닻의 파주력을 높이 기 위하여 투하 후 약 3 shackle정도 신출하여 4 ton 가량 의 장력을 가한 후, 나머지 3 shackle을 신출하면서 6 shackle 묘쇄의 마지막 부분에서 후진 타력을 이용하여 장력을 가하였다. 각각의 투묘완료 항적을 Fig. 3에 나타 내었다. 묘박시 발생하는 장력의 분석은 시험선의 anchor stopper에 설치된 장력계(Kim et al., 2022)의 장력값과 선박에 설치되어 있는 풍향계 및 유속계와 연결된 Voyage Data Recorder (VR-7000, Furuno)의 측정 자료 를 이용하여 서로 비교·분석하였다.

    투묘완료 후 이들 파주력 및 현수부의 길이(S)는 각각 식 (1)과 (2)에 따라 계산하였으며, 이때 해저에 놓인 파주부 길이는 신출된 묘쇄의 길이에서 현수부의 길이 를 뺀 값이다(Yoon, 2014).

    P T = P a + P c = w a + w c l P T 닻과 묘쇄의 총 파주력 ( ​t · f )
    (1)

    Pa 닻의 파주력(t ∙ f ), Pc 묘쇄의 파주력( t ∙ f ) wa 닻의 수중 중량(t), wc 묘쇄의 수중 중량(t), l 해저에 놓인 묘쇄의 길이(m)

    S = h ( h + 2 H w c )
    (2)

    • h 묘쇄공에서 해저까지의 높이(m)

    • wc 단위 길이당 묘쇄의 수중무게(t)

    • H 선체에 작용하는 외력

    결과 및 고찰

    투묘 초기 기상 및 주묘 특성 분석

    Fig. 3에 태풍 TAPHA, LINGLING의 발생시 목포 및 진해 묘박지에서 6 shackle의 초기 투묘과정을 나타내었 는데, 각각의 투묘지점에서 최종 선박위치까지의 거리 는 선체의 묘쇄공 및 선교의 GPS를 고려하면 목포와 진해 묘박지에서 대략적으로 166 m와 178 m 내외 정도 로 측정되어 서로 차이를 보이고 있으나, 진해 Fig. 3b에서는 투묘 중 닻이 해저에 박히는 과정에서 다소 밀 림이 있었던 것으로, 투묘시 신출한 6 shackle의 길이가 165 m이지만 투묘과정 중 묘쇄의 중간지점에서 선체 타력에 의한 장력을 가함에 따라 다소 주묘된 것을 고려 하면 잘 맞는 것으로 판단된다.

    투묘 중 Fig. 3a의 목포 묘박지에서의 선수방위는 약 300°, b의 진해 묘박지에서 투묘시의 선수방위는 070° 정도로 측정되어, 예인방향과 다소의 차이가 있지 만, 이것은 투묘시 좌현묘를 이용하였으므로 실제 투묘 시 예인방향과 선수방위사이에는 다소 일정의 편차가 발생한 것으로 판단되며, 투묘시 주변 풍향은 Fig. 4와 같이 340°, 080° 내외로, 풍속은 대략 4 m/s 정도로 관측 되었으며, 투묘시 묘쇄에 장력을 1회 및 2회 가한 것을 알 수 있다.

    Fig. 5에 목포 및 진해 묘박지에서 2~3일간의 태풍의 지속시간동안 선박의 이동 과정을 묘박중의 주묘 및 선 체 이동 궤적에 따른 닻과 묘쇄의 장력 범위 분포로 함께 나타내었다. 이때 각각의 태풍에 의한 영향을 받기 전 미리 6 shackle의 묘쇄를 신출하여 투묘를 완료한 것으 로, Fig. 5에서 a의 목포 묘박지에서는 태풍의 지속 시간 동안 선박의 파주력 부족으로 주묘가 발생하여, 다른 지점으로 이동하여 재투묘 후 묘박을 실시하였고, b의 진해의 경우, 태풍 진행 방향의 오른편에 위치해 있는 것으로 초기 투묘 후, 양묘시까지의 궤적을 나타내어, 이들 모두 태풍의 영향이 벗어날 때까지 신출한 묘쇄 길이에 의한 선회반경의 선박궤적이 태풍의 풍향변화에 따라 이동하면서 묘박중인 것을 나타내었다. Fig. 5의 묘박은, 모두 같은 6 shackle의 묘쇄를 신출한 경우로, (1)의 파주력 계산식에 의하여 계산된 시험선의 최대장 력은 두 지점 모두 뻘 해저면을 기준으로 닻의 파주계수 8~10, 묘쇄의 파주계수 1을 기준으로 하였는데, 신출한 6 shackle 중 수심에 따른 1 shackle 정도의 현수부를 제외하면, 최대 약 5 shackle 정도가 파주력에 관여할 것으로 추정되며, 이때 닻 및 묘쇄의 비중 7.8, 해수 비중 1.025라고 가정하면, 닻은 12~16 ton, 묘쇄는 약 3.7 ton 정도로 계산되어 대략 15~20 ton 범위에 가까운 최대파 주력을 얻을 것으로 판단되었다. 그러나 Fig. 5a의 목포 묘박지의 경우, 태풍의 진행에 따라 풍향풍속이 변하면서 지속적인 풍속증가로 선체의 위치가 바뀌어 약 6.5~8 ton 범위 이상의 장력발생으로 주묘가 발생하 였고, 이에 따라 투묘지점을 변경하여 재투묘를 실시하 였다. b의 진해 묘박지의 경우도 풍향풍속의 변화로 인 하여 약 8~9.5 ton 범위 이상의 장력으로 주묘가 발생하 면서 최대선회반경을 초과하는 결과로 나타났다. 이들 묘박시 신출한 묘쇄 및 닻의 무게를 고려하면, 이론적 최대파주력의 약 1/2 정도 이하의 장력에 의해 주묘가 나타나고 있어 최대파주력과 차이를 나타내고 있었다. 시험선의 선저에서 묘쇄공까지의 높이 약 7.5 m 및 Table 1의 Bow draft 4.5 m를 고려하면, 해저에서 시험 선의 묘쇄공까지의 높이가 대략 31 m이므로, 이를 기준 으로 외부수평장력을 묘쇄에서 측정한 장력과 같다고 가정하면 Fig. 5a에서 주묘시의 장력 약 7 ton에 대한 묘쇄의 현수곡선의 길이는 약 129 m, 파주부 길이는 약 35 m이다. 결국 이 길이의 파주부의 묘쇄와 함께 닻이 끌리면서 주묘가 나타나고 있는 것으로 판단된다.

    Fig. 5a를 확대하여 Fig. 6a, b에 묘박 중 투묘초 기부터 주묘중의 풍속 및 유속을 나타내었다. 투묘 직후 풍속은 8 m/s의 내외로, 비교적 안정적인 묘박 형태를 나타내고 있었으나, 11 m/s 이상이 되면서 주묘가 나타 나기 시작하였다. 풍속이 약 15 m/s 이상이 되면서 주묘 가 크게 나타나고 있었고, 유속은 최대 1 knot 내외로 투묘후 주묘 발생 전까지 0.8 knot 이상의 유속을 나타내 고 있었으며, 주묘가 발생하고 있는 동안에는 유속이 감소한 상태로 나타나, 주묘시 유속에 의한 영향은 풍속 에 의한 영향보다 크지 않은 것으로 판단된다.

    Fig. 7에 Fig. 5a의 재투묘한 지점에서 묘박 중 풍향 풍속에 의하여 주묘되는 상황을 나타내었다. 이 지점에서 의 투묘는 피항 계획에 의한 투묘가 아닌 비상 투묘를 실시한 경우로, 7 shackle을 신출하였으며, 묘박 중 풍속 이 약 15 m/s 내외에서 주묘가 나타나고 있었으나, 12 m/s 내외 이하에서 주묘가 줄어들고 있으며 Fig. 7b에 그때의 장력을 나타내었다. 시험선은 약 9.5~11 ton 범 위의 장력에도 주묘 발생이 어려운 것으로 판단되었으 나, 일단 주묘가 발생한 후에는 그보다 낮은 장력임에도 주묘가 크게 나타나고 있어, Yoon (2014)의 결과처럼 주묘시 파주계수가 줄어든 것으로 보이며 이때 투묘시 주변 기상 영향으로 해저면에 닻의 고정 확인없이 투묘 함으로써 최대파주력을 확보하지 못한 것으로 판단된다.

    피항중 기상 및 swing 운동 특성 분석

    Fig. 8에 Fig. 7의 묘박 중의 풍속을 시간에 따라 나타 내었다. 주묘가 발생하고 있는 시간중 2019. 9. 22. 21:00 부터 측정한 것으로 22:00 부근에서 최대 약 19~20 m/s 의 풍속을 보이고 있으며, 최대 최소의 풍속, 특히 최소 풍속의 편차가 크게 나타나고 있다. 약 05:00를 기준으 로 풍속이 줄어들고 있으며, 편차 또한 거의 나타나지 않았다. Fig. 7의 선박의 일부 swing을 선수방위와 장력 으로 함께 Fig. 9에 나타내었다.

    선체의 swing 이동에 따른 선체 이동속도 및 선수방 위, 그리고 그때의 장력을 각각 화살표의 길이 및 색상으 로 나타낸 결과, 선박의 swing 시 최대장력은 swing의 양끝에서 3/4 지점에서 8~9.5 ton 범위 또는 그 이상의 큰 장력이 작용하고 있었고, 상대적으로 swing의 양끝에 서 적은 장력을 나타내고 있었는데, 일반적으로 파주력 은 swing의 끝단에서 가장 작게 예상되는 것(Kinzo, 2019)과는 다르게 나타났다.

    swing 시의 선체 이동속도는 화살표의 길이가 가장 긴 swing 운동의 중간지점에서 가장 빠르게 이동하고 있었으며, 본 시험선의 경우 시간당 약 8회 정도의 ∞ 운동이 나타났는데, 이는 풍속, 묘박지 저질 및 수심, 묘쇄의 신출길이에 의한 영향이 클 것으로 판단된다. 특히, Fig. 9에서 swing 운동을 하면서 좌측과 우측의 선박 이동위치에 불균형이 보이고 있다. 좌측의 위도거 리는 1,645 m, 우측의 위도거리는 약 1,655 m로 나타나 고 있는데, Fig. 7에서 이때 태풍에 의한 주묘의 방향은 약 180°의 방향으로 주묘되고 있음에도 다소의 불균형 상태로 보이는 것은 투묘에 좌현묘를 이용하였기 때문 에 좌측 끝단으로 이동시 묘쇄와 선수의 구상과의 마찰 발생으로 인한 감소라고 추정되며, 표시된 장력을 기준 으로 이때의 현수부 길이는 중앙부가 약 5 shackle, 우측 끝부분이 약 3 shackle로 가장 짧을 것으로 판단된다.

    Fig. 10에 목포 묘박지에 묘박 중 풍향풍속, 유향유속, 선박의 선회율 Rate of Turn와 장력을 함께 나타내었다. Kim et al. (2022)에서 선박 선회율의 움직임이 풍속에 영향을 받아 장력이 증가하였으나, 유속의 증가로 선회 율의 움직임이 줄어들어 결과적으로 파주력의 크기를 증가시킨다고 언급하였다. 본 연구에서 2019. 9. 21일 묘박 중 선체의 움직임을 확인한 결과, 12:00, 18:00 근 처의 관측시간에 높은 풍속과 함께 선회율의 진폭이 크 게 나타나고 있었는데, 12:00~18:00의 시간에서도 풍속 이 높게 나타나고 있었음에도 선회율에 의한 진폭은 나 타나지 않았다. 이때 유속은 선회율 진폭이 발생할 때보 다는 높게 나타나고 있었고, 이러한 선회율 진폭의 현상 은 약 1 knot 미만의 유속시 나타나고 있었다. Fig. 11에 목포 및 진해 묘박지에서의 유속의 빈도수를 나타내었 는데 목포 묘박지에서의 유속은 최대 1 knot 이상을 나 타내고 있었으나, 진해 묘박지에서의 유속은 묘박중 최 대 0.6 knot 이하를 나타내고 있었다. 따라서 진해 묘박 지의 묘박중의 유속이 대부분 1 knot 미만으로 나타나 목포 묘박지보다 유속에 의한 선회율 진폭 발생 감소에 따른 파주력 증감에 대한 영향은 적은 것으로 판단된다.

    Fig. 10의 목포 묘박 시간 중 풍향 풍속에 의한 swing 시의 장력과 선회율, 선박의 선수방위 그리고 풍속을 일부 시간의 변화와 함께 Fig. 12에 나타내어 비교하였 다. 묘박시 선체가 swing 중 선체가 투묘지점을 중심으 로 위치 이동을 하고 있는 것으로, 이때 위치 변화에 따라 선수방위도 변화하고 있다. 선수방위의 변화 순간 에 선회율과 장력의 변화도 동시에 나타나고 있는데, 선박의 선수방위는 시간에 따른 변화, 즉 각속도의 변화 를 나타내고 있으며, 이러한 변화에 의해 묘박시 선체의 움직임은 좌우의 이동보다는 관성모멘트에 의한 선회가 이루어지는 것으로 판단된다. 또한 이러한 관성모멘트 의 변화가 묘쇄에 가해지는 장력의 크기를 높여, 결과적 으로 Jung et al. (2009)의 연구 결과와 같이 파주력을 약화시키는 원인이 되는 것으로 판단된다. 풍속의 크기 도 선수방위각의 각속도의 변화 부분에서 최소 풍속이 규칙적으로 차이를 나타내고 있는데, Fig. 9에서 선체의 swing 운동중 ∞의 가장 우측방향으로 이동시 풍향과 선체의 이동방향이 서로 상반되어 상대 풍속이 최대가 되고 있으며, ∞의 좌측지점에서 우측으로 이동하는 순 간 풍향과 선체이동 방향이 서로 일치하여 상대풍속이 특히 큰 영향을 받으면서 최소로 되어 Fig. 9의 결과를 나타내고 있으며 Kim et al. (2022)에서의 풍속 편차 또 한 이와 관련된 것으로 판단된다. 이러한 편차로 인하여 선박에서 사용하는 풍속계로 부터 얻은 값이 일정부분 오차가 포함되는 것으로, 이러한 swing 운동 특성은 선 체 특히 선수의 모양에 영향을 받는 것으로 판단되고, Kinzo (2019)의 결과와의 차이도 이와 관련있는 것으로 추정되며, 실제 선박을 이용한 관측이 어렵기 때문에 차 후 이와 관련하여 CFD (computational fluid dynamics) 이용한 선형 특성분석도 필요하다고 판단된다.

    Fig. 13에 진해 묘박지에서의 투묘 및 묘박중의 장력, 풍속, 묘쇄의 예인방위와의 편차를 시간에 따라 나타내 었는데, 초기 투묘 후 투묘지점과 선박과의 거리는 약 178 m까지 나타나면서 투묘가 완료되었고, 이후 최대선 회경 이내에서 선박의 움직임이 나타나고 있었으며, 그 때의 선수방위는 불규칙한 변화를 나타내고 있었다.

    점차 시간이 지나면서 주묘가 나타나 최대선회경의 범위를 벗어나고 있는 것을 알 수 있는데 주묘가 다소 조금 나타나기 시작할 때의 장력은 약 6.5~8 ton 범위 정도이었으며, 이후 지속적인 풍속증가로 묘쇄의 장력 증가와 함께 주묘가 나타나고 있었다.

    그 후 관측시간 100,000 sec 정도에서 풍속이 높아지 면서 그에 따라 묘쇄에 가해지는 장력의 크기도 커지고 있으며, 투묘지점과 선박과의 최대선회경의 거리도 증 가하고 있어 주묘가 되고 있음을 알 수 있다. 이때 시험 선의 추정파주력은 목포 묘박지와 마찬가지로 (1) 식에 의하여 대략 15~20 ton으로 최대파주력이 추정되었으 나, Fig. 13에서 주로 대략 약 9.5~11 ton 범위 이상에서 주묘가 빈번하게 발생하고 있어, 최대파주력에 차이가 나타나고 있었다. Kang et al. (2021)의 연구 결과, 본선 과 비슷한 규모의 선박의 주묘 한계 풍속은 묘쇄를 각각 7, 8, 9 shackle 신출하였을 때 풍속이 53, 54, 56 knot에 서 외력이 파주력을 초과하기 시작하였다고 보고하여, 본 시험선의 주묘시 풍속 약 15~20 m/s와 비교하여 차이 를 보이고 있으나, 이러한 결과는 이 시험선에서의 주묘 현상은 두 묘박지 모두 투묘초기 예인방향과 강풍에 의 한 주묘시의 예인방향이 대략 030~040° 정도 이상의 각 도 편차가 생기면서, 예상되는 최대파주력 보다 훨씬 적은 장력에도 주묘가 발생하는 것으로 판단되며, 진해 묘박지보다 목포 묘박지에서의 주묘가 쉽고 크게 나타 난 것은 초기 투묘시 닻의 고정력 확인 여부 및 초기 투묘의 예인방향이 강풍으로 인한 예인방향과의 편차가 약 090° 이상 큰 것에 기인하는 것으로 판단된다. 따라서 선박에서 묘박 운용 중에는 이러한 초기투묘의 예인방 향과 강풍이 예상되는 풍향 등도 감안하여 투묘하고 주 묘에 대비하는 것이 필요하다. 시험선에서 측정한 장력 을 이용하면 묘쇄의 현수길이를 추정할 수 있고, 신출한 묘쇄 길이에서 현수 길이를 제외하면, 남아있는 파주부 의 파주력을 고려한 풍압력, 조류력, 표류력을 추정하는 것이 가능할 것이며, 차후 CFD를 활용한 연구도 필요하 다 판단된다. 일반적으로 묘박 중, 닻과 묘쇄를 이용한 파주력은 닻의 무게 및 묘쇄의 길이를 이용한 최대파주 력을 이용하는 것으로 선박에서는 이러한 사항에 더하 여 예인방향과 풍향풍속 변화와의 관계에 유념하여 운 용하는 것이 필요하며, 또한 투묘시에는 묘쇄 신출길이 의 중간정도에서 닻이 해저에 잘 고정될 수 있도록 선체 타력을 이용하여 고정시킨 후, 나머지 묘쇄를 신출하여 마지막에 다시 타력을 이용한 장력을 가하면서 투묘하 는 것이 필요하다고 판단된다. 이 실험에서도 묘쇄 6 shackle을 투묘함에 있어서 한번에 투묘를 완료한 목포 묘박지의 경우보다, 두번에 걸쳐 닻을 고정시키면서 투 묘를 완료한 진해 묘박지의 경우, 예인방향 사이에 비슷 한 편차가 발생하더라도 좀 더 주묘에 효과적인 대응 방법임이 확인되었다. 특히, Fig. 7과 같이 비상으로 재 투묘시, 비록 풍향과 닻의 예인방향이 보통 일치하지만, 강한 풍속 등으로 인한 해상 상황이 나쁘기 때문에 닻이 해저에 고정되었는지 확인이 어렵고, 닻이 해저에 안정 되도록 고정되어 있지 않으면 풍향과 닻의 예인방향이 일치하더라도 최대파주력을 기대하기는 어려울 것으로 판단된다.

    Fig. 14는 목포 묘박중 주묘 상태를 확인하기 위한 시험선의 레이더 화면으로, 시험선을 중심으로 약 0.4 mile 이상의 이격거리를 유지하면서 VRM (variable radar marker)을 이용하여 타선박의 위치 변동을 함께 확인하고 있다. 이때 묘박중 타선박의 선수방위는 변화 가 거의 없거나 미미하게 보이는 반면, 시험선의 선수방 위의 변동은 355~043°의 범위 내에서 지속적으로 변하 면서 타선박에 비하여 심하게 변동하는 것을 확인하였 다. 이것이 풍향풍속에 의한 선박의 선회율과 관계가 있으며, 이 선회율의 크기가 파주력의 크기에 영향을 미치고 있고, 결국 선박의 주묘발생에도 영향을 미치는 것으로 판단된다. 이것은 선박의 선수재 모양과 관련하 여 일반적으로 선박의 선수는 강재선수재로 선수재의 곡률반경이 작을수록 선수의 갑판면적이 넓어지는 이점 이 있으나 이러한 선수재는 풍향풍속의 영향을 많이 받 는 것으로 추정되며, 차후 선박 건조시 이러한 사항을 고려하는 것이 필요하다고 판단된다.

    결 론

    묘박시 선박 운항의 효율 및 안정성을 높이기 위한 기초 자료를 제공하고자 태풍 피항을 위한 목포 및 진해 묘박지에서 묘박 중 외부 외력에 의한 선체의 주묘 운동 특성을 관측하였다. 묘박중 발생하는 주묘는 최대파주 력을 능가하는 풍속 변화 등의 외력에 의한 주묘보다는 주로 풍향 변화에 따른 최대파주력 예인방향과의 불일 치로 인한 발생이 높으며, 이를 감안한 투묘방법이 요구 된다. 본 시험선과 같은 곡률반경이 작은 선수재인 경우, 풍향풍속의 영향에 상대적으로 취약하여, 선회율 진 폭 증가로 파주력 감소를 일으키기가 쉬우나, 유속이 1 knot 부근 이상에서는 이러한 선회율 진폭을 감소시켜 상대적으로 파주력이 증가하는 효과도 있었다. 또한 이 때, swing 운동시 좌우 끝단 보다는 3/4 지점에서 선수방 위의 각속도 변화에 따라 높은 장력을 나타내고 있었다.

    사 사

    이 논문은 2022학년도 제주대학교 교원성과지원사업 에 의하여 연구되었음.

    Figure

    KSFOT-59-2-135_F1.gif
    Distribution of anchoring.
    KSFOT-59-2-135_F2.gif
    Body-plan and CP curve of basic hull form.
    KSFOT-59-2-135_F3.gif
    Trajectory of anchor according to initial position.
    KSFOT-59-2-135_F4.gif
    Wind velocity at the time of initial anchor.
    KSFOT-59-2-135_F5.gif
    Ship's Traces with tension colormapped at anchor.
    KSFOT-59-2-135_F6.gif
    The trajectory of dragging anchor colormapped with wind and current speed at Mokpo.
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    The trajectory of dragging anchor colormapped with wind speed and tension at Mokpo.
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    Wind speed at anchor around Mokpo.
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    Trajectory of swing colormapped at Mokpo.
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    Variation of tension, rate of turn, wind and current velocity at anchor around Mokpo.
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    Comparison of current speed at anchoring around Mokpo and Jinhae.
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    Comparison of heading, tension, wind speed and rate of turn at anchoring around Mokpo.
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    Variation of heading, tension, wind speed and rate of turn at dragging around Jinhae.
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    Variation of heading at Mokpo anchorage.

    Table

    Condition of anchorage for the avoidance of the typhoon
    Principal particulars of the experimental vessel

    Reference

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