KVLCC2의 불규칙파 중 저속 선회 자유항주모형시험

Abstract

최근 친환경 기술을 도입한 신조 선박들이 건조되고 있으며, 배출 가스 규제를 만족시키기 위하여 엔진 출력을 낮추는 경우가 많다. 다만 황천 중 저속 운항 시 조종 문제가 발생할 수 있어서 최소추진출력의 기준 및 대응방안에 대한 연구들도 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 공시선형 KVLCC2의 1/100 축소모형선을 대상으로 해상상태 6(유의파고 5.0m, 모달주기 12.4초)의 설계속도 및 저속에서 자유항주 선회시험을 수행하였다. 선박해양플랜트연구소 해양공학수조에서 해상상태 6의 장파정 불규칙파를 재현하였고, 중첩 규칙파의 위상을 5가지로 변경하면서 좌우현 35도 선회시험을 반복하였다. 정수 4 knots에 대응하는 프로펠러 회전수 조건일 경우 해상상태 6에서는 35도 선회를 대부분 실패하였다. 그 원인을 단계적으로 분석하기 위하여 파입사각을 30~330도 구간에서 30도 간격으로 변경하면서 파향별 저속 초기선회시험을 추가로 수행하였다. 파입사각에 따라 파표류력 및 파표류모멘트가 달라지며, 해당 저속에서는 특히 좌현횡파 및 좌현선미사파에서 타의 우현선회모멘트가 파표류모멘트를 극복하지 못하고우현선회가 불가능함을 확인하였다. 또한 좌우현 횡파 중에서는 선수각 제어를 통하여 일정 선수각은 유지되더라도 침로가 파 방향에 따라 뒤쪽으로 밀리는 현상이 발생하였다. 횡파 중 저속 운항할 경우 선체력과 타력의 합으로 파표류력을 극복하지 못하고침로유지가 어려울 수 있음을 확인하였다.