7,000 TEU급 컨테이너선에 적용된 HCRSP 시스템 성능추정에 대한 실험적 연구

Abstract

최근 신조선의 EEDI 규제발효로 에너지 절감을 통해 선박 운항성능향상을 얻으려는 다양한 마력저감 기술들이 개발되고 있다. 이러한 기술 중 하나인 Hybrid Contra-Rotating Shaft POD propulsion(HCRSP) 시스템의 마력저감효과를 평가하기 위하여 7,000TEU급 컨테이너선을 대상으로 설계하고, 모형시험을 통하여 단축 추진기의 성능과 비교 분석하였다. 사전조사시험으로 전후방 프로펠러의 회전수를 변화시켜가며 자항시험을 수행하였고, 프로펠러 회전수비(RPS ratio)와 전달마력 비(Delivered Power ratio)의 관계를 파악하여, 전방프로펠러에 전달되는 마력이 전체 전달마력의 70%~45%에 해당하는 4가지 마력 조건을 설정하고 해당하는 프로펠러 회전수비를 도출하였다. ITTC-Recommended Procedures and Guidelines의 절차에 따라 저항시험과 도출한 4조건의 프로펠러 회전수비 별로 프로펠러 단독성능시험과 자항시험을 수행하여 실선의 운항속도에 대한 전달마력을 추정하였다. 같은 프로펠러의 회전수비에 대해서 속도와 무관하게 동일한 전달마력 비가 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 모형선에 비해 실선에서는 전체 마력 대비 전방프로펠러의 마력이 약 1~2% 증가되는 것으로 추정되었다. 본 연구의 경우에서는 HCRSP시스템을 사용하면 단축 추진기에 비해 10% 내외의 전달마력이 감소될 수 있음을 확인하였다.급 컨테이너선을 대상으로 설계하고, 모형시험을 통하여 단축 추진기의 성능과 비교 분석하였다. 사전조사시험으로 전후방 프로펠러의 회전수를 변화시켜가며 자항시험을 수행하였고, 프로펠러 회전수비(RPS ratio)와 전달마력 비(Delivered Power ratio)의 관계를 파악하여, 전방프로펠러에 전달되는 마력이 전체 전달마력의 70%~45%에 해당하는 4가지 마력 조건을 설정하고 해당하는 프로펠러 회전수비를 도출하였다. ITTC-Recommended Procedures and Guidelines의 절차에 따라 저항시험과 도출한 4조건의 프로펠러 회전수비 별로 프로펠러 단독성능시험과 자항시험을 수행하여 실선의 운항속도에 대한 전달마력을 추정하였다. 같은 프로펠러의 회전수비에 대해서 속도와 무관하게 동일한 전달마력 비가 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 모형선에 비해 실선에서는 전체 마력 대비 전방프로펠러의 마력이 약 1~2% 증가되는 것으로 추정되었다. 본 연구의 경우에서는 HCRSP시스템을 사용하면 단축 추진기에 비해 10% 내외의 전달마력이 감소될 수 있음을 확인하였다.