무인선 선형개발을 위한 유체성능시험

Abstract

해양수산부 연구장비 및 인프라구축사업으로 선박해양플랜트연구소에서 주관하는 ‘다목적 지능형 무인선 국산화 개발’ 과제에서는 목표 운용사양을 만족하기 위한 플랫폼 설계 및 건조를 진행하고 있다. 대상선은 3톤급 워터젯 추진 단동 활주선형이며 정수 중에서 45노트 이상의 선속, 해상상태 4에서 운용이 가능하여야 하므로 우수한 저항성능과 내항성능이 필요하다. 더불어 해양감시와 조사 등 원활한 임무 수행을 위하여 저속뿐만 아니라 고속 영역에서 충분한 직진안정성 및 조종성능이 요구된다. 본 연구에서는 최근 설계된 무인선 선형을 대상으로 다양한 모형시험 기법을 통하여 주로 조종성능과 내항성능을 추정하였다. 첫 번째로 정수 중 선회성능을 추정하기 위하여 1/6.5 축소모형의 대형 사각수조 내 자유항주 선회시험을 실시하였다. 그리고 역시 동일한 선형에 대해 1/2.3 축소모형의 내수면 선회시험을 실시하고 두 결과의 연관성을 분석하였다. 두 번째로 다양한 속도와 해상상태에 따라 예인수조 내에서 1/6.5 축소모형의 예인시험을 수행하였다. 실선 20노트 및 30노트에 대응하는 예인속도에 대하여 불규칙파 시험에서 각각 얻은 연직면 운동응답 결과를 비교, 분석하였다. 또한 파 중에서 발생하는 직진 불안정현상의 원인을 규명하기 위하여 좌우동요, 선수동요가 구속된 예인상태에서 선회모멘트를 계측하고 매 순간 파와 모형선의 상대변위에 따라 선회모멘트의 변화 이력을 분석하였다.