선체 저항과 외력의 미치는 영향!

선체 저항에는 마찰 저항, 조파 저항, 조와 저항, 공기 저항 등이 있습니다. 우선 마찰 저항은 물은 점성이 있어서 선체 표면이 물과 접하게 되면 물의 부착력이 선체에 작용하여 선체의 진행을 방해하는 힘이 생기며, 이것을 마찰 저항이라고 합니다. 저속선에서는 선체가 받는 저항 중에서 이 마찰 저항이 가장 큰 비중을 차지하며, 선속, 선체의 침하 면적 및 선저 오손이 크면 마찰 저항이 증가합니다.

 

다음으로 조파 저항은 선박이 수면 위를 향주하면, 선수와 선미 부근에서는 압력이 높아져서 수면이 높아지고, 선체 중앙 부근에서느 수압이 낮아져서 수면이 낮아지므로 파가 생겨납니다. 이와 같이 선체가 공기와 물의 경계면에서 운동을 할 때, 이로 인하여 발생하는 저항을 조파 저항이라고 합니다. 고속선이 항주하면 큰 파가 생기는데, 이것은 배의 속력이 커지면 조파 저항이 커지기 때문입니다. 이러한 조파 저항을 줄이기 위하여 최근의 고속 선박들은 선수의 형태를 구형 선수로 많이 하고 있습니다.

 

조와 저항이라함은 선박이 항주시 선체 주위의 물 분자는 부착력으로 인하여 속도가 느리고, 선체에서 먼 곳의 물 분자는 부팍력으로 인하여 속도가 느리고, 선체에서 먼 곳의 물 분자는 속도가 빠릅니다. 이러한 물 분자의 속도차에 의하여 선미 부근에서는 와류가 생겨나는데, 이러한 와류로 인하여 선체는 전방으로부터 후방으로 힘을 받게 됩니다. 이러한 저항을 조와 저항 또는 와 저항이라고 합니다.

 

공기 저항은 선박이 항진 중에 수면 상부의 선체 및 갑판 상부의 구조물이 공기의 흐름과 부딪쳐서 생긴, 저항을 공기 저항이라고 합니다. 일반적으로 공기 저항은 다른 저항에 비해서 적습니다.

 

바람의 영향

선박 항주 중 바람을 선수미선상에서 받으면 선속에는 큰 영향을 주지만 선수 편향에는 거의 영향을 받지 않으며, 바람을 옆에서 받으면 선수가 편향합니다. 전징 중 선미는 풍하측, 선수는 풍상측이며 후진중에는 풍력이 약할 때 배출류의 측압 작용으로 선수 우회두 합니다. 풍력이 강하면 전진 중과는 반대로 선미가 바람이 불어오는 쪽으로 향합니다. 

 

조류의 영향

조류가 빠른 수역에서는, 선수 방향에서 조류를 받을 때에는 타효가 커서 선박 조종이 잘 됩니다. 선미 방향에서 조류를 받게 되면 선박의 조종 성능이 떨어집니다. 조류는 선체의 회두보다는 선체 전체를 압류시키는 작용을 하므로, 예상외로 크게 압류되는 수가 있으므로 주의해야 합니다. 

 

파도의 영향

선박이 파도를 옆에서 받으면서 항주하는 경우에는, 전진시에 파도의 마루 쪽이 선수부에 위치하면 파의 압력이 작용하여 선수는 파도의 골 쪽으로 밀립니다. 후진 중에는 선미 쪽의 수압이 커지고, 선수부는 낮아져서 파도의 골 쪽으로 밀립니다. 후진 중에는 선미 쪽의 수압이 커지며, 선수부는 낮아져서 파도의 골 쪽으로 밀립니다. 정지 중에는 선체가 파도의 골 쪽에 가로 놓이게 됩니다. 그 원인은 물 분자가 파도의 마루 쪽에서는 파도의 진행 방향으로 운동하며 선체를 파도의 골 쪽으로 밀기 때문입니다. 파도의 골에 가로놓인 선박은 파도에 따라 크게 횡동요하고, 횡동요 주기와 파도의 주기가 일치하면 전복될 위험이 커집니다.

 

수심이 옅은 수역의 영향

깊은 수심에서 항주시에는 선수와 선미 부근의 수중 압력이 높아지고, 중앙 부근의 수중 압력이 낮아지는 수압 분포가 이루어집니다. 수심이 얕은 수역에서는 선저와 해저가 가까워서, 항주시에는 유속의 변화 및 선체 주위의 수압 분포가 변화하여 선박 조종에 많은 영향을 미칩니다.

선체의 침하 

물의 흐름은 넓은 곳보다 좁은 곳에서 더 빨라집니다. 그러므로 수심이 낮은 선저 부근의 좁은 곳에 해당하므로 선수, 선미 부근보다 흐름이 빨라집니다. 흐름이 빨라진 선저 부근의 수압은 낮아지고 선수, 선미 부근의 수압은 높아져서 선체가 침하하여 홀수가 증가합니다.

속력 감소

선수, 선미에서 발생한 파도가 서로 영향을 끼쳐서 조파 저항이 커지고, 선체의 침하로 저항이 중대되어 신속히 감소합니다.

 

조종성의 저하

선체 침하와 해저 형상에 따른 와류를 형성하여 키의 효과가 나빠집니다. 수심이 얕은 수역을 항행할 때 나타나는 이러한 영향을 막으려면 저속으로 항행하는 것이 가장 좋고, 또 가능하면 수심이 깊어지는 고조시를 택하여 조종하는 것이 유리합니다. 그리고 스웰, 선체의 횡경사 및 동요로 인한 홀수 증가 등도 고려해야 합니다.

수심이 얕은 수역을 항행할 땐 저속으로 항행하는 것이 좋으며, 가능하면 수심이 깊어지는 고조시를 택하여 조종하는 것이 유리합니다. 때에 따라서는 예인선을 이용하는것도 하나의 방법입니다.

 

제한 수로의 영향

안벽의 영향 : 선속이 강할 경우에는 선수는 안벽의 반대쪽으로 반발하고 선미가 안벽쪽으로 붙으려는 경향이 있습니다.

측벽의 영향 : 수로 폭이 제한될 때 선체 주위의 유선 변화가 격심하고 불안정한 모멘트가 커져서 선박의 침로 안전성이 저하됩니다.

해저 경사의 영향

일반저긍로 항내 또는 좁은 수로의 해저는 육지 쪽으로 경사되어 있습니다. 이러한 해저 경사에서도 수로 둑과 비슷한 현상이 나타납니다. 전징 중에는 선수가 수심이 깊은 쪽으로 편향하며, 후진 중에는 선미가 깊은 쪽으로 편향합니다.

 

출입항

출입항 계획 : 선박 조종의 몰표로서 가장 좋은 것은 고정 ㅁ로표의 중시선이며, 변침점으로는 정횡 부근의 뚜렷한 물표를 선택하고, 동화도 구별이 쉽고 다른 것과 오인되지 않는 것을 선택합니다. 항로는 지정된 수로를 이용하고, 특별히 항로 선정이 필요할 때에는 본선의 조종성능, 홀수, 적화 상태, 기상 및 항법 규정 등을 고려하도록 합니다.

 

출항 준비 : 선내 이동물의 고박, 수밀장치의 밀폐, 시운전, 선교 및 해도실의 준비, 기타 정리, 하역 관계 서류 등의 준비

 

입항 준비 : 입하 30분 전에 stand by engine, 국기, 검역기 등 기타 필요한 특정신호를 올리거나 올릴 준비를 합니다, 정박할 떄에는 투묘준비, 양묘기 시운전을 합니다, Gangway ladder를 준비합니다, Pilot ladder을 준비합니다. 입항에 필요한 서류를 준비합니다.

 

다음 포스팅에는 특수한 상황들 속에서는 어떻게 운전을 해야 하는지에 대해서 알아보겠습니다. 감사합니다.