무인선 유체성능 개선을 위한 설계 변경 및 성능 검증

Abstract

해양수산부 연구장비 및 인프라 구축 사업으로 선박해양플랜트연구소에서 주관하는 ‘다목적 지능형 무인선 국산화 개발(2011.7.~2018.12.)’ 과제에서 목표 사양에 부합하는 무인선 플랫폼 개발을 수행 중이다. 과제 기간 중에 총 8종의 단동 워터젯 추진 활주선형이 설계되었고, 이 중에서 3가지 선형에 대하여 실선 건조 및 시험이 이루어졌다. 본 연구에서는 주로 아라곤 2호와 최종 시제선인 아라곤 3호의 선형 및 유체성능에 관하여 비교, 분석하였다. 6차 수정선형을 기반으로 실선 건조된 아라곤 2호는 최대속도가 42노트이고, 35노트 이상의 고속에서 porpoising 불안정 현상이 일부 포착되었다. 아라곤 2호의 모형선 및 실선 시험을 통하여 선속을 목표 사양 45노트 이상으로 증가, porpoising 불안정성 개선, 그리고 파랑 중 내항성능의 추가 개선, 이와 같은 세 가지 목표를 설정하고 이를 바탕으로 설계를 수정하였다. 최종 시제선 아라곤 3호는 설계 단계에서 우선 목표 선속 달성을 위하여 이전보다 큰 570마력의 엔진을 탑재하였다. 그리고 porpoising 불안정성 억제 및 내항성능 추가 개선을 위하여 선미부 선저경사각을 19~25도로 증가시켰다. 아라곤 2호, 3호의 모형시험 및 실선 시운전 결과를 함께 비교하고 선형 개선을 통하여 최종 시제선의 유체성능이 이전보다 향상되었음을 확인하였다. 더불어 고속 활주선 모형시험이 실선의 유체성능을 추정하는 데에 효율적인 수단이 될 수 있음을 보였고, 구체적인 시험 절차를 제안하였다.