선박에 관한 약어 및 용어 정리 - 1 ( A ~ F )

[바다사랑]

 Air Resistance (공기저항) : AI

 잔잔한 바다 위에서 조용한 공기 속을  항해하는 배의 수면 위의 부분은 공기저항을 받게되고 이 저항은 배의 속도와 수면 윗 부분의 면적과 모양에 의해 결정된다. 만일 바람이 불고 있으면, 저항은 바람의 속도와 그 상대적인 방향에도 지배된다.

선루는 충족시켜야할 많은 기능 때문에 적당한 유선형으로 만들 수 없으며, 또한 유선형으로 만들어도 정면에서 불어오는 바람에 대해서만 유효할 것이다.

선루의 유선형화로 얻을 수 있는 전체 저항의 감소는 그리 크지 않으므로, 그렇게 하는 비용을 고려하면 경제적이지 않다. (우측 사진은 상자형 선루를 가진 화물선)

옆바람이 불 때 선체와 선루의 대부분의 면적이 바람에 연직하게 놓이게 되므로, 그 투영면적이 모두 저항에 대한 유효면적이되어 최대의 힘을 받게 되지만 이 힘은 배의 운동 방향에 대해 연직하게 작용하므로 그 값이 전진 운동에 대한 최대의 바람저항을 뜻하지는 않는다.

정면에서 불어오는 바람은 그대로 배의 전진 운동을 방해하는 영향을 주지만, 바람의 작용 면적은 작기 때문에 그것이 최대 저항을 주는 바람의 방향은 아니다.

바람의 방향이 정면으로부터 벗어나 각도를 갖기 시작하면, 바람을 받는 면적이 급속히 커지기 때문에 바람의 저항도 급히 증가하게 된다.실험을 통하여 밝혀진 바에 의하면 바람의 상대적인 방향이 선수로부터 약 30。 벗어났을 때 최대의 바람저항이 나타난다는 것이다.

실험에서 얻어진 또 다른 주목할 사항은 속도가 느린 배에서 바람저항의 상대적인 효과가 훨씬 크다는 것이며, 이는 속도가 빠른 배보다 느린 배에서 바람저항에 대한 여유를 더욱 크게 고려해야 한다는 점을 알려주고 있다.

 Anchor(닻) : AN

해상에서 선박을 계선할 때 그 고정점의 역할을 하는 것이 앵커이다.
일반 상선에서는 Stockless Anchor 가 사용된다.  Stcokless Anchor 는 위 그림에서 보는 바와 같이 Stcok 이 없는 타입을 말한다.

Stockless Anchor 는 해저면에 투묘되었을 때 어떤 방향으로 떨어지더라도 체인으로 끌면 아래 그림에서 보는 바와 같이 크라운이 플루크를 아래로 미는 역할을 하여 닻이 끌릴 수록 점점 플루크를 깊이 박히게 하여 큰 파지력을 발생시킨다.

닻을 끌어 올릴 때는 아래 우측 그림과 같이 큰 힘을 가하지 않아도 해저에 박혀있던 플루크를 뽑아낼 수 있다. 

 Appendage Resistance (부가물 저항) : AP

 

추진기선에서의 주된 부가물은 빌지키일(Bilge Keel)과 타(Rudder)이고, 다추진기선에서는 보싱(Bossing), 노출축(Open Shaft),

스트럿(Strut) 등이며, 타가 두 개가 될 수 도 있다. 이러한 모든 품목들은 배의 저항을 증가 시키며, 이들의 저항은 모형시험으로부터 결정된다.  위는 4개의 추진기와 2개의 타를 가진 미국 해군의 항공모함 Nimtz 호의 모습이다.

타의 저항은 모형시험에 의해 측정될 수도 있고, 비슷한 특성의 Airfoil 에 대한 항력계수와 그 길이와 속도에 적합한 Reynolds Number 를 사용하여 계산될 수도 있다.

타가 추진기의 후류 속에 있지 않는 경우에는 타를 지나는 물의 속도는 반류효과(Wake Effect) 때문에 배의 속도보다 다소 낮지만, 후류 속에 있는 경우에는 대개 후류의 효과가 반류를 상쇄하는 것 보다 크기 때문에 타를 지나는 물의 속도가 배의 속도보다 빨라진다. 2개의 타를 가진 배에 대해서는 모형시험에서 타각 0 ° 의 위치를 적절히 결정하는 것이 요망된다. 그 이유는 선미에서 유선이 오물어들기 때문에 타각 0 ° 의 위치가 배의 중심선과 평행하지 않게될 수 있기 때문이다

 Articulated Tug/Barge (AT/B) : AR

 화물창의 역할을 하는 Barge 와 추진기/조타기 역할을 하는 Tug 를 결합하여 하나의 선박과 같이 운항하는 형태를 말하며, Articulated Tug/Barge (AT/B) 라고 부르기도 한다. 주로 미국의 하천과 호수에서 많이 사용하며 사용해역에는 제한이 있으나 점차

세계 각지로 확대되어 가고 있다.

 Azimuth Propeller (아지무스 프로펠러) : AZ

 

추진과 조향 두가지 기능을 할 수 있는 형식.  
러더 장착이 불필요해지며, 추진기의 방향을 360도 돌릴 수 있으므로 제자리에서의 선회도 가능하고 후진도 가능해 진다. 
Tug Boat 에 많이 사용된다. 

 Ball Valve (볼밸브) : BA

BALL VALVE는 밸브 디스크가 공 모양이고 콕과 유사한 90도 회전밸브로서 매우 양호한 기밀유지 특성을 갖고 있다.        볼을 감싸고 있는 시트는 기밀을 확실하게 하고 또한   비교적 적은 운전토크로 작동이 용이하다.   볼의 유로형상이 원형으로 밸브 입 출구의 형상(원형)         과 같은 모양이기 때문에 유로 저항도 매우 적다.

 Ballast Exchange (발라스트수 교환) : BA

선박의 발라스트용 해수가 이곳저곳에서 받아지고 배출됨으로 해서 해양생태계가 교란되는 것을 방지하기 위해 제시된 방법은 크게 다음 세가지 이다.

1) 발라스트 교환 (원양에서 채운 발라스트 해수는 근해에서 버리고, 근해에서 채운 해수는 원양에서 버리는 방식)

2) 발라스트 해수를 바다로 버리지 않는다. (항만의 저장탱크에 버린다)

3) 발라스트 해수내에 있는 해양생물을 제거하고 버린다.

2)번은 항만에 별도의 설비가 필요하고 선박의 항내 접안시간이 길어지므로 현실적이지 못하고, 3)번은 선박내에 장비를 설치해야하고 아직 기술개발의 초기단계이므로, 현재로서는 1)번 방식이 일반적으로 고려되는 현실적인 방법이다.


1)번, 발라스트를 교환하는 방식은 다시 아래와 같이 세가지로 분류 된다.
-공선시 근해에서 채운 해수를 원양항해시 원양에서 버리고, 다시 원양의 해수를 채워서, 근해에서 화물을 실을 떄 버리는 것을 말하며, 이는 원양의 생물은 근해환경에서 살 수 없으며 근해의 생물은 원양에서 상 수 없다는 것에 근거를 두고 있음 -

(A) 탱크를 비우고 다시 채운다. (선박의 복원성에 부정적인 영향을 줌)

(B) 탱크를 비우는 동시에 채운다. (별도의 발라스트 배관과 펌프를 설비햐야함)

(C) 채워져 있는 탱크에 계속 밀어 넣어 탱크가 넘치게 한다. 


(C)번 방식이 가장 손쉽게 적용할 수 있고, 기존의 선박도 별도의 추가 설비 없이 가능하므로 일반적인 방식이라고 볼 수 있다.
이 방식을 '관통유입식'이라고 하며 영문으로는 Flow-Through 방식 (통칭 Overflow 방식)이라고 한다.

이 방식을 적용할 때는 탱크 용적의 3배 이상의 해수를 밀어 넣어 넘쳐나게 요구하고 있다.
위 사진은 탱커선에서 이방식을 사용하는 사례 이다.

보다 상세한 정보는
UN의 산하기관인 국제해사기구(IMO)에서 마련한 Ballast Water Management (GloBallast) 참조.

 BC Code (산적고체화물안전실무규칙) : BC

정식명칭은  Code of Safe Prantice for Solid Bulk Cargoes 이며,  1965년 처음 발행된 후 수차례의 개정을 거쳐 최신판은   2004년 IMO resolution MSC193(79) 에서 채택된 것이다.

  Bilge Keel (빌지킬) : BI

배의 횡동요(Rolling)를 줄이기 위해 선저만곡부(Bilge) 외판에 직각에 가깝도록 선수미 방향으로 길게 붙이는 부착물.
작은 지느러미 모양으로 대략 배길이의 1/3 정도 길이로 붙인다.

 Block Coefficient (방형비척계수, Cb) : BL

Block Coefficient (방형 비척 계수)
방형 비척 계수는 특정 흘수에서 선체의 배수용적과 수선하부의 선체에 외접하는 직육면체의 용적 간의 비 이다. 만재 배수량에서의 방형비척계수의 값은 높은 마력의 요트와 구축함에서의 0.38 정도로부터 저속 대양 화물선에서의 0.80 정도까지 변화한다.

 BLU Code (벌크케리어적양하안전실무규칙) : BL

Code of Practice for the Safe Loading and Unloading of Bulk Carriers

IMO Resolution A.862(20) 에서 1997년 채택되었다. BLU code 는 6개의 Section과 5개의 부록으로 구성되어 있다. Section 1 - Definition   Section 2 - Suitability of Ships and Terminals   Section 3 - Procedures between Ship and Shore prior to Ship's Arrival   Section 4 - Procedures between the Ship and Terminal prior to Cargo Handling   Section 5 - Cargo Loading and Handling of Ballast Section 6 - Unloading Cargo and Handling Ballast Appendix 1 - Recommended Contents of Port and Terminal Information Books Appendix 2 - Loading or Unloading Plan Appendix 3 - Ship Shore Dafety Check List Appendix 4 - Guidelines for Completing the Ship/Shore Safety Checklist Appendix 5 - Form for Cargo Information

 Bonjean's Curve (횡단면 면적곡선) : BO

임의의 수선에서 횡단면의 면적은 Simpson's 1st Rule 같은 방법으로 구할 수 있고 이를 수선변화에 따른 곡선으로 표시하면 위 그림과 같이 횡단면의 면적곡선을 만들 수 있다.

(a)는 임의의 횡단면을 나타내고 (b)는 각 수선(Waterline)에서 횡단면의 면적을 표시한 곡선이다. 즉, 단면의 KWL 부분의 면적을 WP 의 길이로 표시한 것 이다.

이러한 곡선을 배 전체 길이에 걸처 일정한 간격으로 그려 종합하면 위의 아래 그림과 같이 되며 이것을 처음으로 제안한 프랑스 조선기사의 이름을 따서 Bonjean 곡선 이라고 부른다.

Bonjean 곡선을 사용하면 임의의 주어진 수선(Waterline)에 대하여 배의 길이에  걸친 각 횡단면의 침수 부분의 면적을 쉽게 알아낼 수 있다.

 Bunker Station (연료유 적재장) : BU

A) 는 A deck 에 벙커링(Bunkering)을 위한 연결구가 설치된 모습.
(B) 는 호스를 끌어 올리는데 사용하는 F.O.Hose Davit 의 모습.
(C) 는 연료공급선에 호스가 연결된 모습.
(D) 는 벙커스테이션의 연결구에 호스가 연결된 모습.

 Butterfly Valve (버터플라이 밸브) : BU

원판형 디스크를 회전시킴으로 개폐작용을 하는 밸브를 버터플라이 밸브라고 한다.

작동방식에 따라 Lever, Gear, Actuator Type 이 있고, 설치방식에 따라 Wafer Type, Lug Type, Flange Type 이 있다.

BUTTERFLY VALVE: 밸브구경 대비 밸브 노즐면 간의 길이가 매우 짧은 COMPACT화된 밸브로써 밸브 구조상의 여러 가지 독특한 장점이 있다.

단점으로는 디스크와 시트와의 기밀유지 기술이 타 밸브에 비하여 까다로우며, 디스크의 구조상 유체흐름과 대칭상태로 힘을 받기 때문에 높은 차압을 요구하는 계통에는 진동 및 소음 등을 유발하므로 적용하는데 어렵고,아울러 밸브 크기가 클수록 디스크 에서의 면압 및 운전토오크가 커지기 때문에 압력이 높은 계통에서의 버터후라이밸브 선정은 제약을 받는다

Wafer Type Butterfly Valve (좌측사진 참조) : 밸브 양측의 파이프 플랜지 사이에 위치시켜 하나의 볼트로 압착하여 설치하는 형태로 어느 한쪽의 파이프를 풀어내려면 밸브도 같이 풀어진다.

Lug Type Butterfly Valve (우측사진 참조) : 양측의 플랜지에 각각 볼트를 사용하여 설치하는 형태로 어느 한쪽의 파이프를 풀어내도 밸브는 다른편 플랜지에 고정되어 그 역할을 유지할 수 있다.

Flange Type Butterfly Valve (좌측사진) : 밸브 Body 자체에 플랜지를 가지고 있어 Lug Type 과 같이 Wafer Type 의 사용이 제한된 곳에 사용할 수 있다.

 Center of Buoyancy (부심) : CE

 Center of Floatation (부면심) : CE

그림 1) 도심
물체의 기하학적인 중심을 도심이라고 한다.
균일한 밀도와 두께를 갖는 물체에서는 무게중심(Center of Gravity, G)은 도심과 같은 위치에 있다. 이 물체를 여러개의 작은 요소들로 나누어 각 요소의 X,Y 좌표를 모두 합하여 평균을 내면 도심의 위치를 구할 수 있고, 불균일한 밀도의 물체에서는 같은 원리를 무게요소들에 적용하면 무게중심을 구할 수 있다.
그림은 불규칙한 모양의 2차원 균일체에서 도심을 구하는 방법을 알기 쉽게 보여주고 있다.

그림 2) 부심 (Center of Buoyancy, B)
Archimedes 의 원리에 따라 물에 잠긴 물체는 그 물체에 의해 밀려나온 물의 중량과 같은 크기의 부력을 받는다. 부력은 물에 잠긴 부분의 도심에서 작용하며 이를 부심 혹은 부력중심 이라고 한다.

그림 3) 부면심 (Center of Floatation, F)
떠있는 물체의 수선면의 도심을 부면심 이라고 한다.
그림은 3차원 형상의 물체가 물에 떠있고 수면을 X-Y 평면으로 보았을 때 수선면의 형상과 그 도심인 부면심 F 를 나타내고 있으며 아울러 부심 B 를 보여주고 있다.

그림 4) 부심의 위치

Transverse Center of Buoyancy (TCB) : Center Line 과 부심 간의 거리. 배가  
바로 서있는 경우에는 TCB = 0 이되어 Centerline 상에 위치하게 된다.

Vertical Center of Buoyancy (VCB) : Base Line 과 부심 간의 거리. 흔히 KB 위에 선을 하나 그은 기호로 표시한다.

Longitudinal Center of Buoyancy (LCB) : Midship, 선수 수선 혹은 선미 수선 과 부심 간의 거리.
LCB 를 표기할 때는 반드시 어디로 부터의 거리인지 (Midship, AP, FP) 명기하여야 한다.

CE Centrifugal Pump (원심펌프)

원심펌프는 임펠러(Impeller)를 회전시켜 액체에 회전력을 주어 발생하는 원심력을 활용한 펌프이다.
흡입관을 통해 임펠러 중심부에 들어온 액체는 날개(Vane) 사이를 통과하면서 회전력을 받아 압력이 증가하게 된다.
위의 그림들은 가장 일반적인 Single Suction, Single Stage, Volute Pump 의 여러 모습들 이다.

원심펌프는 임펠러(Impeller)를 회전시켜 액체에 회전력을 주어 발생하는 원심력을 활용한 펌프이다.
흡입관을 통해 임펠러 중심부에 들어온 액체는 날개(Vane) 사이를 통과하면서 회전력을 받아 압력이 증가하게 된다.
위의 그림들은 가장 일반적인 Single Suction, Single Stage, Volute Pump 의 여러 모습들 이다.

원심펌프는 임펠러(Impeller)를 회전시켜 액체에 회전력을 주어 발생하는 원심력을 활용한 펌프이다.
흡입관을 통해 임펠러 중심부에 들어온 액체는 날개(Vane) 사이를 통과하면서 회전력을 받아 압력이 증가하게 된다.
위의 그림들은 가장 일반적인 Single Suction, Single Stage, Volute Pump 의 여러 모습들 이다.

볼루트펌프(Volute Pump) / 터빈펌프(Turbin  Pump) 

볼루트 펌프에는 없는 임펠러 주변의 안내깃(Diffuser Vane)을 장착한 펌프가 터빈펌프 이다.
볼루트펌프 보다 고양정을 낼 수 있다. 디퓨저펌프(Diffuser Pump)로도 불린다. 위 그림은 터빈펌프 이다.

단단펌프(Single Stage Pump) / 다단펌프(Multi Stage Pump)

하나의 축에 여러 개의 임펠러를 부착하여 순차적으로 압력을 증가시켜가는 펌프를 다단펌프(Multi-Stage Pump)라고 하며,
고양정이 필요한 곳에 사용된다. 위 그림은 다단펌프 이다.

편흡입펌프(Single Suction Pump) / 양흡입펌프(Double Suction Pump)

흡입구가 임펠러의 양측에 있는 펌프를 양흡입펌프(Double Suction Pump)라고 하며, 큰 유량이 필요한 곳에 사용된다.
흡입 연결구가 두 개인 것은 아니며 하나의 큰 흡입구가 임펠러의 양측으로 연결된 것이다. 위 그림은 양흡입펌프 이다.

 Coefficient of Form (형상계수) : CO

Coefficient of Form (형상 계수)

배의 형상, 배수량 및 치수들을 비교하기 위하여 몇가지의 계수를 사용하는데 이 계수들은 동력계산에도 쓰이고, 배의 형상, 횡단면 및 수선면의 비척도를 표시하는 데도 유용하다. 위 표는 여러 가지 선형에 대한 형상 계수들의 사례이다.

 CLC (Civil Liability for Oil Pollution Damage, 유류오염손해에 대한 민사책임에 관한 국제협약) : CL

■ CLC (Civil Liability for Oil Pollution Damage), 1969
정식 명칭은 International Convention on Civil Liability for Oil Pollution Damage (CLS), 1969 이며, 유류오염손해에 대한 민사책임에 관한 국제협약 이라고 불린다.
CLC 는 유류운송 선박에 의한 해상오염으로 입은 피해에 대하여 그 보상이 보장되도록 하기 위해 채택되었다. 협약은 유류의 누출 혹은 배출에 의한 피해에 대한 책임을 선주에게 묻도록 하였다.
여러 가지의 특정한 예외규정들이 있지만, 어떠한 예외규정의 적용을 받기 위해서는 그것을 적용받을 수 있는 경우임을 사실에 근거하여 증명할 의무가 선주에게 있다.
선주의 개인적인 잘못에 의한 사고인 경우를 제외하고 선주의 배상책임은 선박의 총톤수(G/T)의 톤당 133 SDR, 사고당 최대 1400만 SDR 까지로 한도를 정하였다. (SDR : Special Drawing Right, 국제통화기금의 특별 인출권, 환율에 따라 변동되나 대략 1SDR = 1.28 USD)

1992 Protocol (1996년 5월 30일 발효)
G/T 5,000톤을 초과하지 않는 선박 - 최대 300만 SDR (약 380만 USD)
G/T 5,000 ~ 140,000톤의 선박 - 최대 300만 SDR + 초과G/T당 420 SDR
G/T 140,000톤을 초과하는 선박 - 최대 5,970만 SDR

2000 Amendment (2003년 11월 1일 발효, 승인중)
G/T 5,000톤을 초과하지 않는 선박 - 최대 451만 SDR (약 578만 USD)
G/T 5,000 ~ 140,000톤의 선박 - 최대 451만 SDR + 초과G/T당 631 SDR
G/T 140,000톤을 초과하는 선박 - 최대 8,977만 SDR (약 11,500만 USD)

협약은 산적상태로 유류를 운송하는 모든 선박에 적용되나, 유류오염사고에 대한 보험 (한 사고에 대한 선주의 총 책임 금액에 상당하는 보험에 선박이 가입되어 있을 것)에 대한 요구는 2,000 톤 이상의 화물을 운송하는 선박에만 적용된다.

군함, 국가에 의해 소유되거나 운영되는 선박, 정부의 비상업용 용도로 운영되는 기간중의 선박에는 협약의 책임과 사법규정은 적용되나 보험의 의무는 적용되지 않는다.

조약은 화물유에 대하여만 적용되기 때문에 실질적으로 저재상태의 탱커선이 그 대상이며, 탱커선의 밸러스트 혹은 연료유 누출에 의한 피해에는 적용되지 않는다.

 Compensated Gross Tonnage (CGT, 표준선 환산톤수)  : CO

■ Compensated Gross Tonnage (CGT, 표준화물선 환산 톤수)

CGT 는 조선업계에서 사용하는 톤수로, 비교적 단순했던 선종과 선형이 복잡해지면서 그동한 건조량을 표시하는데 사용하던 GT 로는 정확한 평가가 불가능해지자 이러한 용도의 새로운 척도의 필요성이 대두되었고 그 결과로 고안되어 1967년부터 사용되고 있다.

처음에는 AWES(Association of European Shipbuilders and Shiprepairers)와 일본 간에 통계 교환의 목적으로 사용되었고 CGRT (Compensated Gross Register Tonnage)로 불리었으나, 1982년에 'TONNAGE 1969' 가 발효되자 GRT 와 새로운 GT 간의 차이를 고려해 새로운 계수를 도출하여 1984년부터 CGT로 사용하고 있다.

CGT는 선박의 가공공수, 설비능력 및 선가 등 GT에서는 나타낼 수 없었던 것을 상대적인 지수표시인 CGT계수를 사용하여 구한 것이다. 즉, CGT는 표준화물선으로 환산한 수정총톤으로 기준선인 1.5만DWT(1만GT) 일반화물선의 1GT당 건조에 소요되는 공사량(가공공수)을1.0으로 하여 각 선종 및 선형과의 상대적 지수로서 CGT 계수를 설정하고 선박의 GT에 이를 곱하여 CGT를 구한 것으로 선박의 공사량을 나타낼 수 있는 하나의 척도이다.

예를 들어 GT를 CGT 로 환산하면 위 그림 2)의 표와 같다.

그림 1)의 표는 OECD 에서 사용하고 있는 CGT 계수이다.

 Contollable Pitch Propeller (CPP, 가변피치 프로펠러) : CO

Controllable-Pitch Propeller (CPP)  

날개를 움직여 피치를 조절할 수 있는 프로펠러로 선박의 후진을 위해 엔진을 역회전 시킬 필요가 없다.
선박의 속력을 일정한 엔진회전수를 유지시킨 상태에서 프로펠러의 피치를 움직여 조절할 수 있다.
따라서 가변피치냐 고정피치냐에 따라 주기관의 타입이 달라진다.

http://www.schottel.de/eng/index.php  Schottel, CPP 제작사 
http://www.rolls-royce.com/marine/product/propulsion/propeller/default.jsp  Rolls-Royce, Kamewa Ulstein CPP 제작사.

Crash Stop (긴급정선) : CR

IMO 는 Service Speed (85% of MCR) 로 진행하는 상황에서 긴급 정선시 선속이 zero 가 될 때까지의 진행거리가 선박길이의 15배 이하여야 한다고 규정하고 있다. 이 기준은 VLCC 와 같은 초대형선에서는 완화 적용이 가능하다.

 Cross Curves of Stability (복원력 교차곡선) : CR

Cross Curves of Stability (복원력 교차 곡선)

복원력 교차 곡선은 배의 배수량 변화(적하상태에 따른 흘수변화에 기인하는)에 따른 복원아암(Righting Arm)이 변화를 보여준다. 즉, 일정한 경사각을 유지한 상태로 배를 가라 앉혀가며 여러 단계에서 GZ 의 값을 구해 하나의 곡선을 만들고, 경사각에 변화를 준 후 다시 그 경사 값에서의 곡선을 만들어 가면 위와 같은 일련의 곡선들로 구성된 복원력 교차 곡선을 만들 수 있다.

정적 복원력 곡선과 복원력 교차 곡선을 합성하여 3차원 그래프를 만들어 보면 아래그림과 같은 형상이 되며, 이는 상호간의 관계를 이해하는데 도움이 될 것이다.

 CSC (Safe Containers, 안전한 컨테이너를 위한 국제협약) : CS

CSC (Safe Containers), 1972
정식 명칭은 International Convention for Safe Containers (CSC), 1972 이며, 안전한 컨테이너를 위한 국제협약 이라고 불린다.
1960년대에 컨테이너를 사용한 화물의 운송이 급격히 증가와 컨테이너 전용선의 출현에 따라 1967년 IMO에서 컨테이너 운송의 안전에 대한 검토를 시작하여 1972년에 국제협약을 채택하게 되었다.
1972년의 협약은 강도요건과 시험절차를 마련하여 컨테이너의 운송시 인명의 안전을 확보하는 것과 해상과 육상운송의 모든 수단에 적용할 수 있는 국제적인 통합 안전 규정을 제정하여 상이한 안전 규정들이 확산되는 것을 방지하는 두가지의 목적을 담고 있다.

■ CSC - Technical Provisions
CSC 는 협약 당사국이 컨테이너의 안전을 승인토록 하고 있으며, 2개의 부속서에서 국제 운송에 사용되는 컨테이너에 대한 기술적인 요구 사항을 기술하고 있다.

Annex I - Regulations for the Testing, Inspection, Approval and Maintenance of Containers
Chapter 1 Regulations Common to All Systems of Approval
- 안전 승인 표지판(CSC SAFETY APPROVAL)의 영구적인 부착
- 컨테이너 소유자가 안전한 상태를 유지할 책임
Chapter 2 Regulations for Approval of New Containers by Design Type
- 새로 제작되는 컨테이너의 설계 형식별 승인요건
Chapter 3 Regulations for Approval of New Containers by Individual Approval
- 형식승인을 받지 않은 새로 제작한 컨테이너의 승인요건
Chapter 4 Regulations for Approval of Existing Containers
- 기존 컨테이너의 승인요건

Annex II - Structural Safety Requirements and Tests
- 구조와 시험에 대한 요건

 CSS Code (화물적재 및 고박 안전실무규칙) : CS       

IACS에서는 KR 및 IACS 정회원 6개 선급이 공동으로 개발한 산적화물선 및 이중선체 유조선에 대한 공통구조규칙(CSR)을 제정, 이의 시행일자를 2006년 4월 1일(건조계약일 기준)로 확정 하였다.

CSR은 하중, Net Scantling Approach, 국부 및 선체거더 최종강도, 피로강도 및 유한요소 직접해석 등 구조규칙 전반에 걸쳐 현행 규칙과는 개념차이는 물론 합리적으로 강화되어 향후 선박안전에 큰 기여를 할 것이라고 한다.

 CSS Code (화물적재 및 고박 안전실무규칙) : CS

 Code of Safe Practice for Cargo Stowage and Securing  : IMO Resolution A.714(17) 에서 1991년 채택되었다.

Chapter 1 - General
Chapter 2 - Principles of safe stowage and securing of cargoes
Chapter 3 - Standardized stowage and securing systems
Chapter 4 - Semi-standardized stowage and securing
Chapter 5 - Non-standardized stowage and securing
Chapter 6 - Actions which may be taken in heavy weather
Chapter 7 - Actions which may be taken once cargo has shifted

Annex 1 - Safe stowage and securing of containers on deck of ships which are not specially designed and fitted for the purpose of carrying containers
Annex 2 - Safe stowage and securing of portable tanks
Annex 3 - Safe stowage and securing of portable receptackles
Annex 4 - Safe stowage and securing of wheel-based(rolling) cargoes
Annex 5 - Safe stowage and securing of heavy cargo item such as locomotives, transformers, etc.
Annex 6 - Safe stowage and securing of coiled sheet steel
Annex 7 - Safe stowage and securing of heavy metal products
Annex 8 - Safe stowage and securing of anchor chains
Annex 9 - Safe stowage and securing of metal scrap in bulk
Annex 10 - Safe stowage and securing of flexible intermediate bulk containers
Annex 11 - General guidelines for the under-deck stowage of logs
Annex 12 - Safe stowage and securing of unit loads
Annex 13 - Methods to assess the efficiency of securing arrangements for non-standardized cargo

Appendix 1 - Safe Stowage and securing of cargo units and other entities in ships other than cellular containerships - Resolution A.489(XII)
Appendix 2 - Guidelines for the preparation of the Cargo Securing Manual - MSC/Circ.745 - 13 June 1996
Appendix 3 - Elements to be taken into account when considering the safe stowage and securing of cargo units and ships - Resolution A.533(13)
Appendix 4 - Guidelines for Securing Arrangements for the Transport of Road Vehicles on Ro-Ro Ships - Resolution A.581(14)
Appendix 5 - Recommendations for entering enclosed spaces aboard ships - Resolution A.864(20) - adopted 27 November 1997

 Custody Transfer System (CTS) : CU

액체화물을 수송하는 경우 본선 화물탱크에 적재시, 본선에서 터미널로 이송시 전송된 양을 정확히 계측하는 것은 그 정확도에 따라 큰 돈이 관련되기 때문에 화물의 판매자, 구매자 및 수송자 모두에게 매우 중요하다.
이를 위해 설치되는 정밀계량장치가 Custody Transfer System 이며 LNG선에는 1960년대 미국의 아폴로 우주선의 연료계량장치의 기술을 CTS에 적용된 것이 그 시초가 되었다고 한다. (그림은 Saab 의 CTS 사례이다.)

LNG의 경우 이송된 양을 에너지의 양으로 표현하는데 계측 값과 아래의 공식을 사용한다.
공식을 사용키 위해서는 Level, Temperature, Pressure 를 계측해야 한다.

 Damage Stability (손상 복원성) : DA

Damage Stability (손상 상태에서의 복원성)

만일 손상에 의해 배가 침수 된다면, 흘수가 증가하고, 트림이 변화하며, 횡경사가 발생하고, 복원성에 악영향을 줄 것이다. 심한 경우 배가 침몰할 수도 있다.

흘수(Draft)의 변화
침수가 일어나면, 침수되지 않은 나머지 부분의 배수량이 손상 전의 배수량으로부터 손상된 공간에 있던 액체의 중량을 뺀 것과 같아질 때까지 배의 흘 수가 변할 것이다.

그림1) 에서 WL 에 떠있던 배의 비어있던 공간이 침수된 경우, 침하가 진행되는 동안 트림이 일어나지 않도록 일시적으로 구속하였다고 가상하면 손실된 부력(즉, 침입한 물의 용적)과 증가된 부력(침하에 의해 새로이 물에 잠긴 용적)이 같아지는 WL1 까지 침하될 것이다.

트림(Trim)의 변화
침수되지않은 나머지 부분의 부심이 배의 무게중심을 지나고, 평형된 수선(Waterline)에 수직한 가로 평면 위에 올 때까지 트림이 진행될 것이다.
위의 예에서 트림이 일어나지 않도록 구속하였던 것을 해제하면, 트림 모멘트가 작용하여 그림2)와 같이 트림이 발생할 것이다.

횡경사(List)의 발생
침수된 공간이 중심선에 관해 대칭이 아닌 경우, 배는 침수되지 않은 나머지 부분의 부심이 배의 중심을 지나고 평형된 수선(Waterline)에 수직인 세로 평면 위에 올 때까지 옆으로 경사 될 것이다. 트림의 경우와 같은 방법으로 생각해 보면 횡경사는 그림 3), 그림 4)와 같을 것이다.

복원력의 변화, 그림 5)
침수는 종복원력 및 횡복원력을 모두 변화 시킨다. 초기 메타센터의 높이 GM = KB + BM - KG 이다. 배가 침수되면 KB 와 BM 은 모두 변한다.
침하는 KB 의 증가를 가져 온다. 만일 트림이 많이 발생 한다면, 그 결과로 KB 의 상당한 증가가 있을 것이다.
BM 은 수선면의 침수 부분의 2차 모멘트의 손실 때문에 감소하게 될 것이다.
이러한 인자들의 종합된 영향은 메타센터 높이 GM 의 감소로 나타나는 것이 보통이다.

 Deck Water Seal : DE 

탱커선에서는 카고탱크에 발화성 기름을 싣기때문에 폭발방지를 위해 불활성 기체(Inert Gas)를 카고탱크에 주입한다.

이는 유증기에 의한 위험을 방지하기 위함이며. 이러한 용도로 Inert Gas Generator 을 설치하고 IG line 이라는 piping으로 여기에서 발생된 불활성기체를 송풍기를 돌려서 카고탱크로 밀어 넣는다.

그런데 만에하나 (특히 IG Generator가 정지되어 있을떄) 유증기의 역류가 발생하면 매우 위험해지기 때문에 이를 원천적으로 방지하기 위해 Deck Water Seal 이라는 장치를 설치한다.

가장 일반적으로 쓰이는 Deck Water Seal 의 형태는 아래 그림과 같다.

좌측 그림은 IG Generator 에서 카고탱크로 불활성 기체가 흐르는 상태를 보여주고, 우측 그림은 카고탱크에서 역류가 발생할 때 이를 차단하는 상태를 보여주고 있다.

즉, Deck Water Seal 의  하부에는 항상 일정한 높이로 물이 차있고 (보통 해수를 사용하는데 지속적으로 공급하면 일정 높이에서 지속적으로 넘처나는 방식) 그 물이 역류를 방자는 역할을 한다.

DI Displacement Ship (배수형선) 

Displacement Ship (배수형 선박)

선박의 중량이 선체가 밀어 낸 물의 양에 따라 발생하는 부력에 의해 지지되는 형식의 배를 배수형 선박(Displacement Ships) 이라고 한다.

이는 Archimedes 의 원리를 활용한 것으로 가장 오래되고 일반적인 형식이며 여러 측면에서 그 성능과 비용이 검증된 형식이다. 다른 형식의 선박들에 비해 운송능력당 비용이 저렴하다. 배수형 선박은 화물선, 여객선, 작업선, 군함, 어선등 모든 종류의 용도로 가장 광범위하게 사용되고 있다.

배수형 선박은 속도를 높이는데 한계가 있다는 단점을 가지고 있으며, 때때로 해상 안정성(Seakeeping)이 부족한 경우가 있다.

Dynamic Stability (동적 복원력) : DY

Dynamic Stability (동적 복원력)

정적 복원력 곡선 (Stability Curves) 페이지에서 복원 모멘트(RM)가 복원 아암(GZ)과 배수량(△)의 곱이라는 것을 설명하였다.

 RM = GZ·△

복원 모멘트는 복원 아암에 비례하므로 복원모 멘트의 경사각에 대한 변화는 위 그림과 같이 정적 복원력곡선과 동일한 형상을 갖게된다.

한 모멘트에 그 작용을 받으면서 회전한 각도를 곱한 것은 일을 나타낸다. 따라서 배를 각 a 에서 각 b 까지 횡경사 시키는데 필요한 일은 위 그림의 색칠한 면적으로 나타난다.

이 배가 복원 모멘트의 영향 아래 정수 중에서 각 b 에서 각 a 까지 회전 한다면, 색칠한 면적 만큼의 에너지가 배에 운동에너지로 전달되며, 그 에너지는 점 a 에서의 각속도의 형태로 존재한다. (회전운동에 대한 물의 저항을 이기는데 소비된 에너지를 무시한 경우임)

정수 중에서 자유로이 로울링(Rolling) 하는 배가 어떤 각속도로 직립 위치를 지나간다면, 각속도에 대응하는 운동에너지를 가지고 있으므로 그 운동에너지가 반대 방향으로 기울면서 발생하는 복원 에너지를 이기는데 모두 소모되는 각도까지 경사하게 된다.

복원 모멘트 곡선과 수평축 사이의 전체 면적은 그 배를 직립 위치로부터 전복시키는데 필요한 전체 일을 나타내며, 위 우측 그림과 같다.

 Equipment Number (의장수) : EQ

바다 위에 떠있는 선박은 정박시에 조류나 바람에 의해 발생하는 외력에도 위치를 유지할 수 있도록 충분히 안전한 계선장치를 필요로 한다. 선박이 표류할 경우 발생하는 피해를 생각한다면 계선장치의 중요성이 얼마나 큰지 알 수 있다.

닻(Anchor)와 체인(Anchor Cahin)을 사용하여 해상에서 정박하는 묘박장치(Anchoring Equipment)와 계류삭(Mooring Line)를 사용하여 안벽에 정박하는 계류장치(Mooring Equipment)는 국제적으로 통일된 의장수(Equipment Number)에 따라 설치하도록 각 선급에서 규정하고 있다.

의장수(Equipment Number)에 의해 결정되는 것은 아래와 같으며 구체적인 내용은 각 선급의 규정에 명기하고 있다.
1) 선수앵커(Bower Anchor)의 수와 질량
2) 선수앵커용 체인(Anchor Chain)의 길이 및 지름
3) 계류삭(Mooring Line)의 수, 길이 및 절단하중
4) 예인삭(Tow Linw)의 길이 및 절단하중


아래는 IACS Unified Requirement 의 의장수 계산식 입니다.

          h = a + h1+h2+h3                                                                    A 는 수면 상부로 드러난 측면적, 상갑판에실리는
                                                                                                     화물은 포함되지 않고 높이가 1.5m 를 초과하는 Bulwalk
                                                                                                      는 (위그림 A2) A 에 포함된다

계산식에 의한 결과 의장수가 4520 이라면, 질량 13,500 kg 짜리 앵커 3개와 직경 90 mm (3종 체인 사용시)의 체인 715 m 가 필요하다.
위에서 앵커의 수는 예비 앵커를 포함한 것이며 예비 앵커는 필수 적용되는 것은 아니므로, 선수 앵커 2개를 설치하면 된다.

 FAL convention (국제해상교통간소화협약) : FA

Convention on Facilitation of International Maritime Traffic 
IMO 에서 체결된 국제협약의 하나이다.

 Fixed Platform (고정식 해양설비) : FI

■ Fixed Platform 일반

Fixed Platform 은 주로 Production Unit 으로 사용되며 철제 파이프를 용접하여 다리를 만들고 그것을 해저에 고정하는 방식인 Steel Jacket Platform 과 다리 하부에 큰 무게의 구조물을 구성하여(주로 콘크리트) 해저면어 얹어 놓은 Gravity Platform 이 대표적 이다.

Fixed Platform 은 근해 유전에서 널리 사용된 방식이나 구조적으로 수심에 제한(약 150m 정도까지 사용함)을 받고, 한 번 설치하면 이동이 불가능 하며, 비용이 많이 들므로 매장량이 적은 유전에는 경제성이 떨어져 사용할 수 없다는 단점이 있다.


■ Fixed Platform 사례 (위 사진 맟 그림)

1983 년에 설치되어 1999 년 까지 16 년간 사용하고 2001 년에 해체된 Gravity Type 의 Production & Storage Platform 인 Maureen 호의 사례를 알아 본다.

1973 년 영국 Aberdeen 북동쪽 260 km 지역에서 유전을 발견하고 1978 년부터 해당지역에 적합한 Platform 의 설계에 착수하여 1983 년부터 석유생산을 시작하였다.

13 개의 유정에서 일일 최대 10만 배럴을 생산하였고 16년간 총 2억2천만 배럴을 생산한 유전설비는 위 그림과 같은 모습을 하고 있었다.

Platform 은 Steel Ring 을 용접하여 만든 3 개의 Steel Gravity 에의해지지되었고, Steel Gravity (내경 25 m, 높이 74 m) 내부는 원유 저장 공간으로 사용되었다.

Platform 전체의 높이는 214 m, 그 무게는 11만 톤 이었으며, 다리부분이 콘크리트로 구성된 Loading Column 은 높이가 142 m, 무게는 1만 톤 이었다.

1993 년부터 이 Platform 의 퇴역에 대한 계획을 수립하기 시작하였는데, 설계시부터 재사용을 염두에 두고 재부양이 용이하도록 제작되었기 때문에 Unit 전체의 재사용을 위한 광고를 1995년부터 시작하였다.

그러나 Platform 은 그 자체가 발견된 특정한 환경(특히 수심)에 맞게 제작되므로 그와 동일한 조건의 사용처를 찾는다는 것은 쉽지 않았으므로 결국 해체하여 부분적인 재활용으로 결론을 맺게 되었다. 위 사진은 처음 건조되어 6척의 예인선에 의해 유전지역으로 이동하는 모습.

Flap Rudder (플랩러더) : FL

타 뒤편의 일부가 꺽일 수 있는 플랩형식으로 구성되어 위 그림과 같이 타의 각도에 더해서 플랩이 추가적으로 꺽이어 더욱 큰 양력을 발생시키도록 하였다.   일반 타에 비해 저속에서의 선회력과 선박의 조종성능을 향상시킨다. 

http://www.becker-marine-systems.com/  Becker Marine Systems, 플랩러더의 대명사로 인식된 Becker Rudder 제작사.
http://www.kamome-propeller.co.jp/  Kamome Propeller, 플랩러더인 K-7 Rudder 의 제작사.
http://www.rolls-royce.com/marine/product/motion/rudder.jsp  Rolls-Royce, Ulstein Hinze Flap Rudder 의 제작사.

 Floating Unit (부유식 해양설비) : FL

다리가 해저면 고정된 Fixed Unit 에 상대되는 개념으로 해상에 떠있는 상태로 작업하는 것을 Floating Unit 이라고 하며, Fixed Platform을 설치할 수 없는 심해유전 혹은 수심이 낮은 근해유전이라도 매장량이 적어 Fixed Platform 을 설치하는 것이 비경제적일 경우 사용되며 기능에 따라 아래와 같이 분류할 수 있다.

■ FSO (Floating, Storage and Offloading System)
물과 가스등의 불순물이 분리처리된 원유를 저장하고 Tanker 선에 이송하는 역할을 위한 부유체로 선박 혹은 바지와 같은 형태를 취하고 있으며 채굴된 원유를 처리하기 위한 설비는 갖추고 있지 않다.

■ FPSO (Floating, Production, Storage and Offloading Vessel)
유정에서 원유를 채굴하고, 거기에서 물과 가스등의 불순물을 분리처리하며, 처리된 원유를 저장하고 이를 직접 Shuttle Tanker 선에 이송(Offloading)하는 설비를 갖춘 거을 말하며 일반적으로 선박의 형태로 만들어진다.

■ FPS (Floating Production System)
유정에서 원유를 채굴하고, 거기에서 물과 가스등의 불순물을 분리처리하는 설비를 갖춘 부유체를 총칭하는 용어로 다양한 크기 및 형태의 것을 사용한다. 예를들면 바지를 개조하거나 특별히 건조된 선박 혹은 Semi-Submersible 및 Tension Legged Platform 등에 생산설비를 갖춘 것 등이 있다. 저장하는 설비를 갖추지 않은 것이 일반적이며 이 경우 처리된 원유를 파이프라인을 통해 육상이나 부근의 FSO 로 송유한다.

■ FSU (Floating Storage Unit)
처리된 원유를 저장하는 목적으로만 사용되는 부유체이며, 원유를 파이프라인을 통해 육상으로 송유하는 것이 일반적이나 Shuttle Tanker 로 이송하기도 한다.

위 사진은 자체 추진능력을 가지고 있는 FPSO.

 Floodable Length (가침장) : FL

■ 가침장 (Floodable Length)
배의 길이 위의 어떤 점에서 가침장(Floodable Length) 이라 함은 그 점을 중심으로하여 지정된 침수율(Permeability)로 대칭적으로 침수하여도 한계선(Margin Line)을 넘는 침하가 일어나지 않을 최대 침수의 길이이다

■ 침수율(Permeability)
어떤 장소의 침수율(Permeability)이란 물로 점유될 수 있는 용적의 백분율이다. 한 구획이 침수되었을 때, 그 구획의 용적 전체가 완전히 물로 채워지는 것은 매우 드문 일이다. 왜냐하면 그 구획에는 장비나 화물등 이미 공간의 일부를 점유하고 있는 것들이 있기 때문이다.

아래는 대표적인 침수율의 사례이다. (출처: Rawson & Tupper 저 Basic Ship Theory)
- Watertight Compartment (Warship) : 97 %
- Watertight Compartment (Merchant Ship) : 95 %
- Accomodation Spaces : 95 %
- Machinery Compartments : 85 %
- Dry Cargo Spaces : 70 %
- Bunkers, Stores or Cargo Holds : 60 %

■ 한계선(Margin Line)
한계선(Margin Line)은 손상을 입은 배가 침하, 트림 및 횡경사를 일으킨 최종 상태에서 허용할 수 있는 가장 높은 수선면의 위치를 선측에 표시한 선이다.
그림 1) 참조.

■ Floodable Length (가침장) 결정 및 활용

그림 2)는 임의의 부분을 침수시켜 초기 수선 WL 로부터 한계선에 접하는 최종 수선 WL2 까지 침하 및 트림을 일으킨 상태를 만든 것이다. 이러한 상태를 만든 침수부의 길이가 그 길이의 중심 점에서의 가침장이 된다.

동일한 점에서 침수율을 변화시켜 변화된 침수율에서의 가침장을 다시 구하고, 이러한 과정을 배의 길이 방향으로 이동하면서 반복하면 그림 3)과 같은 가침장 곡선을 만들 수 있을 것이다.

이러한 가침장 곡선을 활용하면 배의 구획을 나누는 격벽의 위치를 그림 4)와 같이 각 구획에 적용되는 침수율에 맞추어 정할 수 있다.

■ 구획의 효과

그림 5)와 같은 구획을 가진 배가 손상에 의해 가침장 만큼(예에서는 3 개의 구획) 침수 되었다면, 침하와 트림이 진행되나 그림에서 보는 바와 같이 침하와 트림은 한계선에서 멈추어 침몰을 면하게 해 줄 것이다.

 Form Resistance (형상저항) : FO

■ Form Resistance (형상저항)

잉여저항에서 조파저항 성분을 제하고 남는 부분이 어디에서 오는 것인가를 찾아내어야 한다.
시험에 사용한 물체는 모형선과 평판으로 두 물체 간의 중요한 차이점은 바로 모양이 다르다는 것이며, 이 남는 부분은 그 형상의 차이에서 오는 것으로 보아 이 부분을 형상저항(Form Resistance) 혹은 형상항력(From Drag) 라고 부른다.

형상저항의 발생은 주로 세가지의 원인에 기인한다. 그 중 두가지 원인은 점성압력항력 과 분리저항 이며, 나머지 하나의 원인은 아래와 같다.

평판의 길이와 모형선의 길이가 같으므로 실제로는 유선형인 모형선의 선수에서 선미에 이르는 유선의 길이가 더 길다. 이것은 흐름의 평균속도가 더 높아야한다는 것을 말하며 , 그 결과 실제 표면마찰은 평판의 그것보다 커지게된다.

Free Surface Effect (자유표면효과) : FR  

■ Free Surface Effects (자유표면 효과) '자유표면'이란 탱크에 부분적으로 채워진 물 처럼 자유롭게 움직일 수 있는 액체의 표면을 말하며, 이러한 액체의 움직임은 중량의 이동과 같은 효과를 가져 온다. 자유표면을 가진 액체가 한편으로 기울면 그 액체의 무게중심은 배의 무게중심을 수직과 수평 양방향으로 이동시키는 효과를 가져온다. 수직방향의 이동효과는 작은 경사각 (5。~7。이하)에서는 무시할 정도로 작지만, 수평방향(횡방향)의 이동효과는 복원아암(Righting Arm)을 감소시키는 결과를 초래한다. 위 그림에서 자유표면을 가진 액체의 무게중심이 g 에서 g1으로 움직이면, 배의 무게중심은 G 에서 G1으로 이동하고, 복원아암은 GZ 에서 G1Z1 으로 크기가 감소되는 것을 알 수 있다. 이러한 복원아암의 감소는 배의 무게중심이 G 에서 Gv 로 상승한 것과 같은 효과를 준다. 이렇게 자유표면 효과에 의한 가상의 중심이동 거리를 Free Surface Correction (FSC)라고 하며, Gv 에서 메타센터까지의 거리를 Effective Metacentric Height (GMeff) 라고 한다.

실제의 선박에서는 탱크의 위치가 항상 선체 중앙부에 있지 않고, 그 형상 및 수량도 다양하여 자유표면 효과를 정확히 계산하는 것은 아주 복잡하고 난이한 과정이다. 결과적으로 자유표면은 아래와 같이 복원성에 부정적인 영향을 주어, 만일 선박이 경사를 가지고 있다면 그 경사를 더욱 악화시키는 작용을 한다. (A) 복원력을 갖는 경사각도 범위를 감소 (B) 최대 복원아암의 크기를 감소 (C) 최대 복원아암이 발생하는 경사각도 감소

Friction Resistance (마찰저항)  : FR

■ Frictional Resistance (마찰저항)

영국의 Osborne Reynolds 는 유리관을 통하여 물을 흐르게 하는 실험으로 어떤 속도 이하에서는 흐름에 대한 관의 저항이 속도에 비례하였지만, 높은 속도에서는 그 저항이 속도의 제곱보다 다소 낮은 비율로 증가하는 것을 알아내었다. 즉, 서로 다른 저항 법칙에 따르는 두 가지 형식의 흐름이 존재한다는 것이다. 그의 발견은 위 공식과 같이 정리되었고, Reynolds Number (Rn) 로 불리게 되었다.
위 사진은 Osborne Reynolds (1842~1912).

위의 도표는 층류와 난류의 Reynolds Number (Rn) 따른 마찰계수 (CF)의 변화를 보여주고 있다.

FR Freeboard (건현)

■ Freeboard (건현) 와 Load Line (만재흘수선)

건현(Freeboard) 은 선체 중앙부 현측에서, 갑판 윗면으로부터 만재흘수선(Load Line) 마크 윗단까지의 수직거리를 말한다.

건현은 만재흘수선 규정에 따라 지정된다. 건현의 지정은 만재흘수선을 지정하는 것과 같은 의미이므로, 적재에 의해 배가 잠기는 깊이를 법적으로 제한한다는 뜻이 된다.

만재흘수선 규정은 충분한 복원성을 확보토록 고려되어 있다는 가정아래, 그 배에 필요한 최소 건현을 지정하여 거친  바다 위에서의 내항성을 확보하기에 충분한 예비 부력을 보유케하는데 그 목적이 있다.

아울러 만재흘수선 규정은 그 배가 지정된 건현에 상응하는 흘수에 충분한 구조강도(Structural Strength)를 갖도록 요구하고 있다.

만재흘수선 규정에서 지정하는 최소 건현은 그 배의 치수와 특성에 따라 정해진다. 그러나 배를 최소 건현에 대응하는 흘수보다 낮은 흘수로 운항하도록 설계하고 그에 맞춘 부재 치수를 사용하였다면, 부재 치수의 설계 기준이었던 흘수에 대응하는 건현을 지정받을 수 있다. 이러한 건현을 Scantling Draft Freeboard 라고 한다.

 Froude Number (Fn, 프루드 수) : FR

■ 조파저항 해석

영국의 William Froude 는 크기가 다른 동일 선형의 모형의 파형을 관찰한 결과 배의 길이에 상응하는 대응속도가 있다는 것을 발견하였다.

이 대응속도는 모형선과 실선에서 속도-길이 비(Speed-to-Length Ratio) 가 같을 것을 요구하며, 이를 무차원량으로 표시한 것이 Froude Number (Fn)로 불린다.
사진은 William Froude (1810~1879).

Froude Number 혹은 속도-길이 비를 가로축으로 잡고 전체저항 계수의 곡선을 그리면 보통 위와 같이 여러개의 봉우리와 골이 존재하는 형태가 된다.

배의 속도가 증가하면, 파장이 길어지고 파정과 파저의 상대적인 위치가 달라지므로 파형이 변하게 된다. 배의 속도가 연속적으로 증가해 가면, 발산파와 가로파의 파정들이 서로 겹쳐서 보강되는 경우와, 파정과 파저가 서로 상쇄되는 경우가 교대로 나타날 것이다.

위 도표는 발산파와 가로파가 각각 조파저항에 어떻게 기여하는 가를 보여주는 사례이다.상호간의 간섭효과로 조파저항 계수의 곡선에 봉우리와 골이 생기게 되었고, 이는 전체저항에도 영향을 미쳐 전체저항 곡선에도 봉우리와 골이 나타나게 되는 것이다.

이 봉우리와 골은 Froude Number 에 지배되며, 이 관계로부터 배의 길이와 경제속도 사이의 밀접한 관계가 설명된다. 따라서 이와 같은 간섭효과를 배의 설계에 고려하면 유리한 속도로 달리는 것을 계획할 수 있다.

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