K-Supramax의 자유항주 모형시험에 의한 파도 입사방향 별 침로유지성능 평가

Abstract

최근 탄소중립을 위한 IMO 규제 강화 등으로 신조 선박의 엔진 출력 및 운항 선속이 낮아지는 추세이며, 특히 저속 화물선의 황천 중 최소한의 조종성능 확보를 위한 최소추진출력 잠정 지침이 발효된 바 있다. 실해역에서의 선박 조종성능에 대한 관심 및 연구들도 증가하고 있다. 본 연구는 전년도 추계학술대회에서 발표된 바 있는 ‘ K-Supramax 선형의 황천 중 직진 및 변침성능 평가를 위한 자유항주 모형시험’의 후속 연구이다. 전년도와 동일한 1/64 축소 모형선에 대하여 선박해양플랜트연구소 해양공학수조 내 자유항주 모형시험을 수행하고, 파도 입사각 별 저속 침로 유지 및 변경 성능을 분석하였다. IMO 최소추진출력 잠정 지침에서 황천으로 정의된 유의파고 4.5m, 모달주기 12.0초의 불규칙파를 기준으로 하여, 불규칙파에서와 유사한 직진 선속 및 선회 조종 궤적이 재현되는 규칙파를 탐색하였다. 이론적으로 불규칙파와 에너지가 동일한 규칙파를 생성하여 직진 시험하였으나, 불규칙파와 규칙파 중 선체 운동 및 상대파고(즉, 부가저항) 차이로 인하여 전진속도가 달라짐을 포착하였다. 이를 고려하여 규칙파의 파고와 파주기를 일부 보정하였고, 설계속도 부근에서 직진 및 선회 거동이 유사함을 확인하였다. 황천 불규칙파에서 모형선 자항점을 8.0 RPS로 고정하고, 목표 선수각을 선수파 조우 방향인 0°부터 -180°까지 30° 간격으로 변경하면서 직진시험을 수행하였다. 황천 불규칙파 중에서도 동일한 파향 별 직진시험을 수행하고, 직진 궤적, 목표 선수각 유지를 위한 중립타각, 선체 편류각, 그리고 전진속도가 규칙파 중 시험 결과와 유사함을 확인하였다.