맨위로가기

선박공학

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
목차

1. 개요

선박공학은 선박의 설계, 건조, 운용에 관한 기술 및 과학 분야이다. 전통적으로는 경험과 기술에 의존했으나, 현대에는 컴퓨터 기술과 소프트웨어의 발달로 선박의 성능을 더욱 정확하게 예측할 수 있게 되었다. 주요 분야로는 선형 설계, 구조 설계, 의장 설계, 선박 추진 등이 있으며, 정역학, 선형 유체역학, 선박 저항 및 추진, 선박 운동, 조종성 등 다양한 공학적 지식이 활용된다. 해양 건축가는 상업용 및 군사용 선박, 보트, 해양 구조물 등의 설계, 건조, 검사 등을 담당하며, 다양한 종류의 선박을 설계한다. 선박 추진 방식에는 디젤 엔진, 가스터빈 엔진, 원자로, 증기 터빈 등이 있으며, 프로펠러, 워터 제트, 외륜 등 다양한 추진기를 사용한다.

2. 역사

선박공학의 역사는 고대부터 현대까지 다양한 기술 발전을 통해 이루어졌다.

2. 1. 고대

전통적으로 선박 엔진의 출력을 나타내는 데에는 마력이 사용되었지만, 국제 단위계인 와트(Watt)가 국제적인 약속과 공식적인 자리에서 사용됨에 따라 공식적인 기재 방법에서는 보급이 진행되고 있다. 그러나 21세기 초 현재에도 일상적인 사용으로는 와트보다 마력이 주류로 사용되고 있다.[1]

마력에는 미터 마력과 영마력이 있다.[1]

종류설명관계
미터 마력불 마력이라고도 불리며, 일본을 비롯한 많은 국가에서 채용되고 있다. 과거의 일본 마력과는 다르다.1PS = 약 735.5W
영마력야드 파운드법을 사용하는 국가에서 사용되고 있다.1HP = 약 745.7W


  • 공칭 마력(Nominal Horse Power, NHP): 기관의 과세 및 매매상의 지표로 제시되는 마력[1]
  • 지시 마력(Indicated Horse Power, IHP): 기관 내부에서 발생하는 마력[1]
  • 제동 마력(Brake Horse Power, BHP): 기관 외부로 꺼낼 수 있는 마력[1]
  • 축 마력(Shaft Horse Power, SHP): 스크류를 회전시키는 축에서의 마력[1]


증기 왕복 기관에서는 지시 마력을 사용하고, 디젤 기관에서는 제동 마력을, 터빈 기관에서는 축 마력을 사용하는 것이 관례이다.[1]

2. 2. 현대

1. 공기 2. 공기 가압 펌프 3. 시동용 고압 공기 탱크 4. 저속 회전 디젤 엔진 5. 연료 (A중유, C중유) 6. 연료 펌프 7. 연료 가열기 8. 냉각수 9. 냉각수 라디에이터 10. 윤활유 11. 윤활유 라디에이터 12.-14. 냉각용 해수 15. 고온 배기가스 16. 선내수 배기 보일러 17. 배기가스 18. 연소용 공기 19. 급배기 터빈 20. 프로펠러 샤프트와 추진기 21. 발전기 (복수)]]

선박용 디젤 엔진은 회전 속도에 따라 다음과 같이 분류할 수 있다.

  • 저속 회전 디젤 엔진: 300rpm 이하로 회전하며, 크고 긴 실린더를 여러 개 갖춘 2사이클 엔진이 많다. 큰 날개면을 가진 프로펠러를 저속으로 회전시키는 것이 효율적이기 때문에, 감속 기어 없이 프로펠러 샤프트에 직결할 수 있어 유리하다. 주로 유조선이나 컨테이너선과 같이 크고 느린 배에 사용된다.
  • 중속 회전 디젤 엔진: 300-1,000rpm (실제로는 380-600rpm)으로 회전하며, 4사이클 엔진이 많아 압축비를 높여 연료 소비를 줄일 수 있다. 감속 기어를 통해 엔진 회전수와 프로펠러 특성에 맞는 설정을 선택하여 연비를 향상시킬 수 있다. 여러 엔진을 하나의 프로펠러 샤프트에 연결(멀티플 엔진)할 수 있으며, 각 엔진은 클러치를 갖춘다. 엔진과 클러치 사이의 탄성이음매는 엔진 회전 변동으로 인한 기어 손상을 방지한다. 카페리나 RORO선에 적합하다.
  • 고속 회전 디젤 엔진: 1,000-2,000rpm 정도의 고속 회전 엔진으로, 경유를 사용하며 4사이클 엔진이 많다. 고속 객선, 소형 어선, 레저 보트 등에 사용된다.


'''유니플로우 흡기 방식의 디젤 엔진'''
터보 과급기에 의해 가압된 공기는 실린더 하부의 흡기 포트에서 밀려 들어가고, 배기가스는 상부의 포펫 밸브에서 나온다.


선박용 디젤 엔진은 대부분 유니플로우 흡기 방식을 채택하여 흡기 성능을 높인다. 배기용 포펫 밸브 구동에는 일반적으로 유압과 공기 스프링이 사용된다.

저속 회전 효율을 우선시하여 피스톤은 스트로크와 보어의 비율이 3 전후인 초롱 스트로크 형태이다. 긴 스트로크를 그대로 크랭크로 받지 않고, 피스톤과 커넥팅 로드 사이에 측압을 받는 크로스헤드 기구를 사용하여 커넥팅 로드 길이를 줄인다. 초롱 스트로크 피스톤 실린더와 크로스헤드 기구 때문에 엔진 높이가 높아진다.

3. 주요 분야

선박공학은 선박의 건조(조선), 안전한 항해 및 운항 관련 인력 양성, 검사, 보수, 해상 물류 등을 다루는 공학이다. 선박은 수상 항행 능력이 요구되며, 물리학 지식과 구조역학, 기계공학을 이용한 설계가 필요하다. 선박은 화물 및 여객 수송 등 다양한 용도로 사용되므로, 목적에 맞는 설계가 연구된다.

선박의 주기관에는 디젤 엔진이 가장 일반적이며, 가스터빈 엔진도 사용된다. 소형 보트는 가솔린 엔진이 많지만, 선박에서는 가솔린 사용을 피하는데, 연비가 나쁘고 가연성 위험이 높아 화재 사고가 많기 때문이다.[17]

핵물질의 핵분열 반응을 이용한 원자로도 이용되지만(원자력선), 항공모함이나 잠수함 등의 군함이나 러시아의 쇄빙선 등 일부에 불과하다.

엔진 출력은 다음 식으로 구할 수 있다.

: 유효 마력 = 선박 저항 × 선속 ÷ 75

실제로는 프로펠러 샤프트의 회전 마찰 시 손실이나 프로펠러 효율 등에 의해 필요한 출력은 2배 정도이다.

디젤 엔진은 가솔린 엔진보다 무겁고 부피가 크지만, 저렴하고 인화 위험이 작은 고칼로리 중유나 경유를 사용할 수 있어 선박용으로 가장 대표적이다. 고압을 견딜 수 있을 만큼 무겁고 두꺼운 엔진 블록이 필요해 무겁고 공간을 많이 차지하며, 소음과 진동 억제가 어렵다. 출력 증대를 위해 과급기와 인터쿨러가 보조 장치로 갖춰진다. 시동 시에는 시동용 압축 공기 탱크에서 고압 공기를 실린더 내로 추출하여 피스톤을 움직인다. 후진 시에는 기어가 아닌 엔진을 역회전시킨다.[17]

선박용 디젤 엔진은 다음과 같이 분류할 수 있다.

'''저속 회전 디젤 플랜트'''
1. 공기 2. 공기 가압 펌프 3. 시동용 고압 공기 탱크 4. 저속 회전 디젤 엔진 5. 연료 (A중유, C중유) 6. 연료 펌프 7. 연료 가열기 8. 냉각수 9. 냉각수 라디에이터 10. 윤활유 11. 윤활유 라디에이터 12.-14. 냉각용 해수 15. 고온 배기가스 16. 선내수 배기 보일러 17. 배기가스 18. 연소용 공기 19. 급배기 터빈 20. 프로펠러 샤프트와 추진기 21. 발전기 (복수)

  • '''저속 회전 디젤 엔진:''' 300rpm 이하로 회전하며, 대구경 긴 실린더를 여러 개 갖춘다. 2사이클이 많으며, 4사이클보다 압축비를 낮춰 엔진 블록 두께를 줄였다.[17] 큰 프로펠러를 저속 회전시키는 것이 효율적이므로, 감속 기어 없이 프로펠러 샤프트에 직결할 수 있어 유리하다. 그러나 엔진 무게와 크기가 커지고, 1개 프로펠러 샤프트에 1대 엔진만 연결 가능하다.[17] 회전수는 100-300rpm 정도이며, 실린더당 3,000마력 이상은 75-110rpm, 1,000마력 정도는 150-180rpm이다.[17] 유조선, 컨테이너선 등 크고 느린 배는 저속 회전 디젤 엔진을 탑재한다. 기통(피스톤 · 실린더)의 롱 스트로크화로 기관실 높이가 더 필요하다.[17]

  • '''중속 회전 디젤 엔진:''' 300-1,000rpm (실제 380-600rpm)이다. 4사이클이 많아 압축비를 높여 연료 소비가 적다. 감속 기어로 엔진 회전수와 프로펠러 특성에 맞는 설정을 선택, 연비가 향상되고, 여러 엔진을 1개 프로펠러 샤프트에 연결 가능하다. 감속 기어 디젤 엔진은 기어드 디젤, 여러 엔진을 1개 프로펠러 샤프트에 연결한 것은 멀티플 엔진이다. 클러치와 탄성이음매로 기어 손상을 방지한다.[17] 기관실 높이를 억제할 수 있어 카페리, RORO선에 적합하다.

  • '''고속 회전 디젤 엔진:''' 고속 객선, 소형 어선, 레저 보트 등은 1,000-2,000rpm 정도의 고속, 컴팩트한 엔진을 사용하고 경유를 쓴다. 4사이클이 많다.


선박용 디젤 엔진은 2사이클이 대부분 유니플로우 흡기 방식을 쓴다. 배기용 포펫 밸브 구동은 유압과 공기 스프링을 사용한다.

저속 효율을 우선시하여, 피스톤은 스트로크와 보어 비율이 3 전후인 초롱 스트로크이다. 커넥팅 로드 길이를 억제하기 위해 크로스헤드 기구를 갖는다. 엔진 높이가 높아진다.[17]

소형・경량으로 큰 출력을 얻는 가스터빈 엔진은 함선, 고속 여객선, 고속 자동차 페리 등에 쓰인다. 진동이 적고, 등유를 사용해 질소 산화물(NOx), 황산화물(SOx) 등 유해 배기 가스가 적지만, 연비가 나쁘고 유지 비용이 높다. 항공기용 엔진 전용품이 많다.[17] 정비를 위해 육상으로 올릴 수 있게 장착된다.

액화 천연 가스(LNG) 탱커는 증기 터빈 엔진을 쓰기도 한다. 운반 중 LNG 기화를 연료로 쓸 수 있기 때문이다. 후진용 터빈은 크기를 절반 정도로 하여 공회전 낭비를 줄인다. "후진 전속 가득"(크러쉬 어스턴) 시 엔진 출력이 작아지는 폐해가 있다.

원자력 항공모함, 원자력 쇄빙선은 핵분열 에너지를 열원으로 하는 증기 터빈 엔진을 쓴다.

스크류 프로펠러는 가장 일반적인 추진기이다.

; 고정 피치 프로펠러

: 프로펠러 부착이 고정된 것이다. 1회전 시 나아가는 이론값을 피치(Pitch)라 한다.

; 가변 피치 프로펠러

: 프로펠러 각도를 조절해 피치를 변경하는 프로펠러(Controllable Pitch Propeller)이다. 회전수를 바꾸지 않고 전진, 중립, 후진, 속도 변경이 가능하다. 가변 피치 하이 스큐 프로펠러도 있다.

: 보스 부분이 커 추진 효율이 약간 저하되지만, 상황에 따라 피치를 최적화하여 종합적 효율이 좋다.

: 제조 단가가 높다.

2중 반전 프로펠러(CRP)는 앞 프로펠러 회전 수류와 반대 방향으로 회전하는 뒤쪽 프로펠러로 회전력도 추진력으로 전환한다.

노즐·프로펠러의 일종인 '''코르트 노즐'''


노즐·프로펠러(덕트 프로펠러)는 프로펠러 주위를 정류판(노즐)으로 둘러싼다. 덕티드 팬과 유사하다.

'''코르트식 노즐·프로펠러'''(Kort nozzle)는 저속 고하중에서 추력이 크다. 캐비테이션 발생이 심해 쇄빙선 외에는 잘 안 쓰인다.[15]

아지무스 스러스터는 360도 회전 포드에 노즐, 프로펠러를 장착, 추진축을 임의로 향하게 한다. 예인선, 해저 전선 부설선 등에 쓰인다. 타가 필요 없고, 버톡 플로우 선형과 조합된다.

D의 엔진 동력은 C와 B의 기어를 통해 직각으로 변환되어 A의 스크류로 전달된다. A와 B는 축을 중심으로 회전할 수 있으므로 원하는 방향으로 추력을 향하게 할 수 있다.


; Z 드라이브

: 선내에서 포드까지 샤프트와 기어로 동력을 전달한다.

; 전기 포드 추진

: 아지포드(Azimuthing Electric Propulsion Drive)는 포드 내 전동기로 프로펠러를 구동한다. 쇄빙선용으로 개발, 저소음·저진동으로 대형 여객선에도 채택되었다.

  • 기관 배치 자유도 증가
  • 사이드 스러스터, 방향타 불필요
  • 전동기와 궁합이 좋고, 역회전, 저속 토크가 강력하다.
  • 추진축이 불필요, 축심 정렬 작업이 불필요해 건조 작업이 단순화된다.


슈나이더 프로펠러는 2개 로터의 블레이드 각도를 변경, 임의 방향으로 추력을 낸다. 방향타가 필요 없고, 제자리 회전 등 자유로운 조작이 가능하다.

워터 제트. 두 개의 분사 방향을 조합하면 전진, 후진, 횡 이동, 제자리 회전이 가능하다.


워터 제트 추진은 선저에서 물을 흡입, 가압해 노즐에서 후방 분사한다. 노즐 가변으로 타 기능을 하고, 리버스 도어(후진 바스켓)로 역진한다.

캐비테이션 발생 제한이 있지만, 유로를 좁혀 고속(40~50노트)에서 고회전·고압력을 유지한다. 고속선, 얕은 물, 하천 항행 선박에 쓰인다.

큰 물레바퀴(외륜)를 회전시켜 물을 젓는 패들식은 효율이 낮고 파손되기 쉬워 관광용 외에는 쓰이지 않는다.

아르키메데스 나사 원리 "아르키메디안 스크류"는 쇄빙선 갈린코호 등에 쓰인다.

3. 1. 선박 설계

"선박"이라는 단어는 선박과 보트를 포함하여 모든 종류의 수상 선박을 포함하며, 위그선이나 수상기와 같이 수상 운송 수단으로 사용될 수 있는 것도 포함한다.[3] 조선공학의 주요 요소는 다음과 같다.[4]

정역학은 선박이 물속에서 정지해 있을 때 받는 조건과 부유 상태를 유지하는 능력에 관한 것이다. 여기에는 부력, 배수량, 트림(선박의 종방향 경사 측정) 및 복원성(바람, 파도 또는 적재 조건에 의해 기울어진 후 스스로 수직 위치로 복원하는 선박의 능력)과 같은 정역학적 특성을 계산하는 것이 포함된다.[5]

  • 선형 유체역학은 선박의 선체와 선수, 선미 주변의 물의 흐름, 프로펠러 날이나 방향타, 또는 추진기 터널을 통과하는 물의 흐름에 대한 내용이다.
  • 선박 저항 및 추진은 주로 선체 주변의 물의 흐름으로 인해 발생하는 물에서의 운동에 대한 저항에 관한 것이다.
  • 선박 추진은 프로펠러, 추진기, 펌프젯, 돛 등을 사용하여 선박을 물 속으로 이동시키는 데 사용된다. 엔진 유형은 주로 내연 기관이며, 일부 선박은 원자력 또는 태양 에너지를 사용하여 전기로 구동된다.
  • 선박 운동은 파도와 바람 속에서 선박의 움직임과 그 반응을 포함한다.[6]
  • 조종성(기동성)은 선박의 위치와 방향을 제어하고 유지하는 것을 포함한다.


thumb

thumb

액체 표면에 떠 있는 부유체는 6자유도를 가지며, 이는 병진 운동 또는 회전으로 분류된다.

  • 병진 운동
  • * 횡동요: 횡방향
  • * 종동요: 전후방향
  • * 상하 운동: 수직
  • 회전
  • * 요: 수직축을 중심으로
  • * 피치 또는 트리밍: 횡축을 중심으로
  • * 롤 또는 힐: 전후축을 중심으로


종방향 경사에 대한 종방향 복원성은 무게 중심과 종방향 메타센터 사이의 거리에 따라 달라진다. 물체가 액체 표면에 떠 있을 때 중력이 아래로 작용하는 힘을 받는다. 가라앉는 것을 방지하기 위해 부력이라고 알려진 반대 힘이 작용한다. 물체에 작용하는 힘은 평형을 유지하기 위해 동일한 크기여야 하고 동일한 운동선상에 있어야 한다. 부력은 물체의 무게와 같으며, 즉 물체의 질량은 물체가 배수하는 물의 질량과 같다.[7]

대부분의 조건에서 선박의 복원성은 거친 바다에서 발생하는 모든 형태의 제한이나 저항을 극복할 수 있다. 그러나 선박은 롤에서의 진동 균형이 상하 운동에서의 진동의 두 배일 때 바람직하지 않은 롤 특성을 가지며, 이로 인해 선박이 전복된다.[8]

미 해군 2차 세계 대전 구축함 호위함 구조의 단면도


1973년 강철로 선박 건조


건조는 사용되는 재료에 따라 달라진다. 강철 또는 알루미늄이 사용되는 경우, 압연 후 판과 형강의 용접, 마킹, 가공, 굽힘을 포함하며, 구조 설계 도면 또는 모델에 따라 이루어진 후 설치 및 선박 진수가 이어진다. 접착 결합과 같은 다른 접합 기술은 섬유 강화 플라스틱 및 유리 섬유 강화 플라스틱과 같은 다른 재료에 사용된다. 건조 과정은 안전, 구조 강도, 유체 역학 및 선박 배치와 같은 모든 요소를 고려하여 신중하게 고려된다.[9]

매끄러운 선박 선형


전통적으로 선박 공학은 과학이라기보다는 기술에 더 가까웠다. 선박 형태의 적합성은 선박의 반 모형이나 프로토타입을 보고 판단했다. 보기 흉한 형태나 갑작스러운 변화는 결함으로 간주되었다. 여기에는 장비, 갑판 배치, 그리고 부속품까지 포함되었다. 선박은 과거에도 그랬고 현재도 '공정한' 형태를 갖는다고 묘사된다. '공정한'이라는 용어는 앞쪽에서 뒤쪽으로의 부드러운 전환뿐만 아니라 '올바른' 형태를 의미한다.[10]

현대적이고 저렴한 디지털 컴퓨터와 전용 소프트웨어는 실물 크기, 예인 수조 및 계산 데이터를 상호 연관시키기 위한 광범위한 연구와 결합되어 선박 설계자가 해양 선박의 성능을 보다 정확하게 예측할 수 있게 되었다. 이러한 도구는 정적 복원성(무결점 및 손상), 동적 복원성, 저항, 동력, 선체 개발, 구조 해석, 그린 워터 모델링 및 슬래밍 해석에 사용된다. 전산 유체 역학은 임의의 해상에서 부유체의 반응을 예측하는 데 적용되고 있다.

해양 건축가가 작업 중


해양 환경에서의 운용과 관련된 복잡성으로 인해, 선박 설계는 특정 분야의 전문가인 기술적으로 숙련된 개인 그룹 간의 협력적 노력이며, 종종 수석 해양 건축가에 의해 조정된다.[10] 해양 선박이 작동해야 하는 환경에 대한 데이터 부족과 해양 구조물에 대한 파도와 바람의 상호 작용의 복잡성 때문에, 사용 가능한 분석 도구는 항공기, 자동차, 심지어 우주선 설계에 사용되는 도구보다 훨씬 덜 발전되었다.

해양 건축가는 다음과 같은 상업용 및 군사용 선박, 보트, 기타 해양 선박 및 해상 구조물의 설계, 분류, 검사, 건설 및/또는 수리를 담당하는 엔지니어이다.

핵잠수함 단면도


이러한 선박 중 일부는 초대형 유조선과 같이 가장 크고, 항공모함과 같이 가장 복잡하며, 인류가 생산한 고가 이동식 구조물에 속한다. 이들은 일반적으로 세계의 원자재와 제품을 운송하는 가장 효율적인 방법이다. 해양 건축가는 이러한 활동을 통합하며, 관리 능력과 다양한 설계 제약 조건의 상충되는 요구 사항을 통합하여 목적에 맞는 제품을 생산하는 능력이 필요하다.[11]

해양 건축가는 안전하고, 경제적이며, 환경 친화적이고, 내항성 있는 설계를 보장하는 전문적인 기능을 수행한다. 이러한 모든 작업을 수행하기 위해 해양 건축가는 여러 공학 분야에 대한 이해가 있어야 하며, 첨단 기술 분야의 선두에 있어야 한다. 그는 과학자, 변호사, 회계사 및 다양한 종류의 사업가들이 제공하는 서비스를 효과적으로 활용할 수 있어야 한다.

해양 건축가는 일반적으로 조선소, 선주, 설계 회사 및 컨설턴트, 장비 제조업체, 선급 협회, 규제 기관(해사법), 해군, 및 정부에서 근무한다.

3. 1. 1. 선형 설계

21세기 초 현재, 대형 디젤 엔진은 보어가 90cm, 스트로크가 3m 정도이며, 최대 12기통이다. 이 이상의 출력을 요구하면 연비가 좋은 저속 회전 디젤 엔진이라도 기어드 디젤로 멀티플 엔진을 사용해야 엔진룸이 앞뒤로 너무 많은 공간을 차지하는 것을 막을 수 있다.

또한 단축 추진을 유지하는 경우, 출력에 맞는 프로펠러를 제작할 수 있는 공장이 없다는 문제와 함께, 통과하는 해협, 수로 등의 수심으로 인해 흘수에 제약을 받아 너무 큰 프로펠러를 장착할 수 없다는 문제가 있다. 과거 어선에 많이 사용되었던 예열 엔진은 디젤 엔진으로 대체되었다.[12]

3. 1. 2. 구조 설계

구조 설계는 선박의 구조 해석, 전반적인 강도와 국부 강도, 구조 부재의 진동, 해상 운동 중 선박의 구조적 반응과 같은 건설 재료의 선택을 포함한다. 선박의 유형에 따라 구조와 설계는 사용할 재료뿐만 아니라 그 양도 달라진다. 일부 선박은 유리 섬유 강화 플라스틱으로 만들어지지만, 대부분은 강철로 만들어지며 상부 구조에 알루미늄이 사용될 수 있다.[7]

선박의 전체 구조는 4개의 가장자리를 지지하는 강철 판재로 구성된 직사각형 형태로 설계된다. 넓은 표면적으로 결합된 그리야주는 선체의 갑판, 격벽을 만들면서 프레임을 상호 지지한다. 선박의 구조는 자체적으로 유지될 만큼 튼튼하지만, 극복해야 하는 주요 힘은 선체에 대한 변형을 생성하는 종방향 굽힘이며, 재료가 가능한 한 전방과 후방에 배치되도록 구조를 설계해야 한다.[7]

주요 종방향 요소는 갑판, 외판, 이중저이며, 이들은 모두 그리야주 형태이며, 이에 추가적인 종방향 연신이 이루어진다. 선박의 치수는 좌굴 방지를 위해 보강재 사이에 충분한 간격을 두도록 설계된다. 군함은 많은 현대 상선이 채택한 종방향 보강 시스템을 사용해 왔다. 이 시스템은 SS Great Eastern과 같은 초기 상선에서 널리 사용되었지만, 나중에는 횡방향 프레임 구조로 전환되었으며, 이는 선체 설계의 또 다른 개념으로 실용적인 것으로 입증되었다. 이 시스템은 나중에 탱커와 같은 현대 선박에 구현되었으며, 인기를 얻어 Isherwood System이라고 명명되었다.[7]

Isherwood 시스템의 배열은 종방향 부재에 의해 갑판의 측면과 바닥을 보강하는 것으로 구성되며, 프레임과 빔과 동일한 거리를 갖도록 충분히 떨어져 있다. 이 시스템은 3~4미터 간격으로 종방향 부재를 지지하는 횡방향 부재를 배치하여 작동하며, 넓은 간격으로 인해 격벽이 제공하는 힘의 양을 이동시켜 횡방향 강도가 필요하다.[7]

3. 1. 3. 의장 설계

구축함의 기능 구역


배치는 개념 설계, 배치 및 접근성, 화재 방호, 공간 할당, 인간 공학, 톤수 등을 포함한다. 21세기 초 현재, 대형 디젤 엔진은 보어가 90cm, 스트로크가 3m 정도이며 최대 12기통이다. 이 이상의 출력을 요구하면 연비가 좋은 저속 회전 디젤 엔진이라도 기어드 디젤로 멀티플 엔진으로 해야 엔진룸이 앞뒤로 너무 많은 공간을 차지하게 된다.

또한 단축 추진을 유지하는 경우, 출력에 맞는 프로펠러를 제작할 수 있는 공장이 없다는 문제와 함께, 통과하는 해협, 수로 등의 수심으로 인해 흘수에 제약을 받아 너무 큰 프로펠러를 장착할 수 없다는 문제가 있다. 21세기인 지금도 액화 천연 가스 (LNG) 탱커에서는 증기 터빈 엔진을 사용하는 경우가 많다. 운반 중인 LNG(액화 천연 가스)가 조금씩 기화되기 때문에 이것을 엔진의 연료로 이용할 수 있기 때문이다.

증기 터빈에서는 전진 시와는 별도로 후진용 터빈을 갖추고, 전진 시에 항상 공회전하는 낭비를 줄이기 위해 후진용 터빈의 크기는 절반 정도로 하는 것이 보통이다. 이 때문에, 배의 브레이크에 해당하는 "후진 전속 가득"(크러쉬 어스턴) 시의 엔진 출력도 작아지는 폐해가 있다.

원자력 항공모함이나 원자력 쇄빙선에 사용되는 원자력 기관도 핵연료의 핵분열 에너지를 열원으로 하는 증기 터빈 엔진의 일종이다.

3. 2. 선박 추진

선박 추진은 프로펠러, 추진기, 펌프젯, 돛 등을 사용하여 선박을 물 속으로 이동시키는 방법이다. 엔진 유형은 주로 내연 기관이며, 일부 선박은 원자력 또는 태양 에너지를 사용하여 전기로 구동된다.

선박의 속도는 일반적으로 노트(knot:kn)로 표시된다. 1노트는 1시간당 1해리(1,852m)를 이동하는 속도이다. 대표적인 선박의 속도에는 "최대 속력"과 "항해 속력"이 있다. 최대 속력은 배가 낼 수 있는 가장 빠른 속도이며, 항해 속력은 실제 항해 시에 사용되는 속력으로, 최적의 엔진 상태를 고려하여 설정된다.

선박의 용도에 따라 다양한 추진기가 개발되고 있다. 일반적으로 스크류 프로펠러는 큰 것을 천천히 회전시키는 것이 가장 효율적이지만, 너무 크면 배가 가벼워지거나 파도에 흔들릴 때 프로펠러가 수면 위로 나와 헛돌거나, 수면 근처에서 기포를 발생시켜 에너지 효율이 떨어진다. 20세기 말부터는 캐비테이션 발생을 줄여 더 고속 회전에서의 사용을 가능하게 한 "하이 스큐 프로펠러"도 등장했다.

선박의 주기관에서 프로펠러까지 선박의 추진축과 관련된 장치들을 통틀어 축계 장치라고 부른다. 축계 장치는 주기관, 감속기어, 스러스트 블록(추력 베어링), 중간축, 중간축 베어링, 축 이음쇠, 프로펠러 축, 선미관, 선미관 베어링, 축 봉장치(씰 장치), 샤프트 브라켓, 샤프트 브라켓 베어링, 프로펠러 등으로 구성된다. 추진기의 종류에 따라 이들 중 일부 또는 대부분이 필요하지 않거나 다른 형식을 필요로 하는 경우가 많다.

프로펠러에서 발생한 추진력은 스러스트 블록을 통해 선체에 전달된다. 큰 선박에서는 추진축이 길어 중간축과 베어링을 갖추지만, 추진축이 짧은 경우에는 중간축 없이 프로펠러 축만 갖춘 선박도 있다. 선미관은 선체를 관통하는 프로펠러 축을 통과시키기 위한 관이며, 축 봉장치(씰 장치)를 통해 선체 외부의 물이 내부로 침입하지 않도록 한다. 다축 추진선에서는 샤프트 브라켓이 프로펠러 축을 지지한다.

프로펠러는 추진축에 의해 기관실의 엔진 또는 감속기와 연결되며, 프로펠러와 추진축이 한 세트인 것을 1축 추진이라고 부른다. 2축 추진 이상에서는 수중에서의 추진축 노출부가 길기 때문에, 샤프트 브라켓이라고 불리는 추진축의 지지 구조를 갖는 선박이 많다.

3. 2. 1. 추진 기관

선박의 "주기관"으로는 디젤 엔진을 사용하는 것이 가장 일반적이며, 가스터빈 엔진도 사용되고 있다(주로 군함이나 고속선). 소형 보트에서는 가솔린 엔진이 많지만, 선박에서는 가솔린 사용을 피하는 경향이 있는데, 이는 가솔린이 연비가 나쁘고 가연성 위험이 높아 선상 화재 사고가 많기 때문이다.[17]

핵물질의 핵분열 반응을 이용한 원자로도 이용되고 있다(원자력선). 단, 항공모함이나 잠수함 등의 군함용이나 러시아의 쇄빙선 등 손에 꼽을 정도로 적다.

엔진의 회전 방향은 특별히 규정은 없지만, 일축 추진의 경우 전진 시 우회전하는 것이 대부분이며, 2축에서는 오른쪽이 우회전, 왼쪽이 좌회전하는 것이 많다.

엔진 출력은 다음 식으로 구할 수 있다.

: 유효 마력 = 선박 저항 × 선속 ÷ 75

실제로는 프로펠러 샤프트의 회전 마찰 시의 손실이나 프로펠러의 효율 등에 의해 필요한 출력은 2배 정도가 요구된다.

디젤 엔진은 가솔린 엔진에 비해 무겁고 부피가 크지만, 연료로 저품질이면서 저렴하고 인화 위험이 작은 고칼로리 중유나 경유를 사용할 수 있기 때문에 선박용 엔진으로 가장 대표적이다. 디젤 엔진의 원리에 따라 고압을 견딜 수 있을 만큼 무겁고 두꺼운 엔진 블록이 필요해 무겁고 공간을 많이 차지할 뿐만 아니라, 피스톤과 실린더의 크기에 비례하여 연소 시 소음과 진동을 억제하는 것이 상당히 어렵다. 출력 증대를 위해 과급기와 인터쿨러가 보조 장치로 갖춰져 있는 것이 보통이다. 시동 시에는 미리 전동 펌프로 축적된 시동용 압축 공기 탱크에서 고압 공기를 실린더 내로 추출하여 피스톤을 움직인다. 또한, 후진 시에는 기어가 아닌 엔진을 역회전시킨다.[17]

선박에 사용되는 디젤 엔진은 다음과 같이 몇 가지 종류로 나눌 수 있다.

  • 저속 회전 디젤 엔진: 300rpm 이하로 회전하는 것으로 분류되며, 일반적으로 거대하며 대구경의 긴 실린더를 여러 개 갖추고 있다. 2사이클이 많으며, 4사이클에 비해 압축비를 조금 낮춰 연소 시 가스압을 낮춰 엔진 블록의 두께를 줄였다.[17] 수중에서의 물리를 고려하면, 큰 날개면을 가진 프로펠러를 저속으로 회전시키는 것이 에너지 효율이 좋다. 그 점, 저속 회전 엔진에서는 감속 기어가 필요 없고 프로펠러 샤프트에 직결할 수 있어 중량, 보수, 고장, 소음 진동 등의 면에서 유리하지만, 엔진 본체의 무게와 크기가 상쇄되고 기어가 없으면 1개의 프로펠러 샤프트에 1대의 엔진만 연결할 수 있다는 제약이 생긴다.[17] 회전수는 100-300rpm 정도가 많이 사용되고 있으며, 실린더당 3,000마력 이상의 출력의 경우 75-110rpm, 실린더당 1,000마력 정도의 경우 150-180rpm이다.[17] 이 때문에, 유조선이나 컨테이너선 등 크고 비교적 속도도 느린 배는 크고 저속 회전 디젤 엔진을 탑재한다. 기통 (피스톤 · 실린더)의 롱 스트로크화가 진행되고 있는데, 이는 더욱 기관실의 높이를 필요로 하게 된다.[17]

  • 중속 회전 디젤 엔진: 300-1,000rpm이 분류상 회전수이지만, 실제로는 380-600rpm인 경우가 많다. 4사이클인 경우가 많아 압축비를 높일 수 있어 연료 소비가 적게 든다. 감속 기어(기어)를 갖추고 있기 때문에, 엔진 회전수와 프로펠러의 특성에 가장 적합한 설정을 선택할 수 있어 연비가 향상되고, 또한, 여러 개의 엔진을 1개의 프로펠러 샤프트에 연결할 수 있기 때문에, 엔진 선택의 폭도 넓어진다. 감속 기어를 가진 디젤 엔진을 기어드 디젤이라고 부르며, 여러 개의 엔진을 1개의 프로펠러 샤프트에 연결한 것은 멀티플 엔진이라고 불린다. 여러 개의 엔진을 연결하기 위해 각각 클러치를 갖춘다. 또한, 엔진과 클러치 사이에 탄성이음매를 개입시킴으로써 엔진으로부터의 회전 변동에 의해 기어가 손상되는 것을 방지하고 있다.[17] 이러한 중속 회전은 기관실의 높이를 억제할 수 있으므로, 카페리나 RORO선에 적합하다.

  • 고속 회전 디젤 엔진: 고속 객선이나 소형 어선, 레저 보트 등에서는 디젤 엔진을 사용하고 있어도 1,000-2,000rpm 정도의 고속 회전의 컴팩트한 엔진을 사용하고 연료도 경유를 사용한다. 4사이클인 경우가 많다.


선박용 디젤 엔진에서도 2사이클인 대부분은, 배기용 포펫 밸브를 실린더 위에 갖고, 흡기를 한 방향으로 하여 흡기 성능을 높인 「유니플로우 흡기 방식」을 취하고 있다. 배기용 포펫 밸브의 구동은 일반적으로 유압과 공기 스프링이 사용되고 있다.

저속 회전 영역에서의 효율을 우선시하기 때문에, 피스톤은 스트로크와 보어의 비율이 3 전후의 초롱 스트로크가 되고 있다. 긴 스트로크를 그대로 크랭크로 받지 않고, 피스톤과 커넥팅 로드의 중간에 측압을 받아들이는 윤활부가 있는 크로스헤드 기구를 갖고, 커넥팅 로드의 길이를 억제하고 있다. 초롱 스트로크의 피스톤 실린더와 크로스헤드 기구 때문에 엔진의 높이는 높아진다.[17]

21세기 초 현재, 대형 디젤 엔진은 보어가 90cm, 스트로크가 3m 정도이며, 12기통이 최대이다. 이 이상의 출력을 요구하면 연비가 좋은 저속 회전 디젤 엔진이라도 기어드 디젤로 멀티플 엔진으로 하지 않으면 엔진룸이 앞뒤로 너무 많은 공간을 차지하게 된다.[17] 또한 단축 추진을 유지하는 경우, 출력에 맞는 프로펠러를 제작할 수 있는 공장이 없다는 문제와 함께, 통과하는 해협, 수로 등의 수심으로 인해 흘수에 제약을 받아 너무 큰 프로펠러를 장착할 수 없다는 문제가 있다.

소형・경량으로 비교적 큰 출력을 얻을 수 있는 가스터빈 엔진은 함선이나 고속 여객선, 고속 자동차 페리 등에서 사용된다. 디젤 엔진과 같은 큰 진동도 발생하지 않고, 사용 연료인 등유는 대형 디젤 엔진의 중유와 달리 비교적 양질이므로, 질소 산화물(NOx)이나 황산화물(SOx)과 같은 유해한 배기 가스는 적지만, 연비가 나빠지고, 엔진 자체와 유지 보수 비용이 디젤 엔진에 비해 높다. 가스터빈 엔진에는 항공기용과 육상에서의 발전 등에 사용하는 산업용이 있지만, 선박에 사용되는 것은 항공기용 엔진의 전용품이 대부분이다.[17] 가스터빈 엔진은 육상으로 올려 정비가 가능하도록 장착되어 있다.

21세기인 지금도 액화 천연 가스 (LNG) 탱커에서는 증기 터빈 엔진을 사용하는 경우가 많다. 운반 중인 LNG(액화 천연 가스)가 조금씩 기화되기 때문에 이것을 엔진의 연료로 이용할 수 있기 때문이다. 증기 터빈에서는 전진 시와는 별도로 후진용 터빈을 갖추고, 전진 시에 항상 공회전하는 낭비를 줄이기 위해 후진용 터빈의 크기는 절반 정도로 하는 것이 보통이다. 이 때문에, 배의 브레이크에 해당하는 "후진 전속 가득"(크러쉬 어스턴) 시의 엔진 출력도 작아지는 폐해가 있다.

원자력 항공모함이나 원자력 쇄빙선에 사용되는 원자력 기관도 핵연료의 핵분열 에너지를 열원으로 하는 증기 터빈 엔진의 일종이다.

3. 2. 2. 추진기

스크류 프로펠러는 선박을 추진하는 데 사용되는 가장 일반적인 추진기이다.

; 고정 피치 프로펠러

: 프로펠러 부착이 고정되어 있는 것이다. 프로펠러가 한 번 회전하는 동안 나아가는 거리의 이론값을 피치(Pitch)라고 부른다.

; 가변 피치 프로펠러

: 프로펠러 부착 각도를 조절하여 피치를 변경할 수 있는 프로펠러(Controllable Pitch Propeller)이다. 프로펠러 샤프트 회전수를 바꾸지 않고도 전진, 중립, 후진, 또는 전진과 후진에서 임의의 속도로 신속하게 변경할 수 있다. 가변 피치 하이 스큐 프로펠러도 있다.

: 축 중앙의 보스 부분이 부풀어 있어 물의 흐름을 방해하여 추진 효율이 약간 저하되지만, 상황에 따라 피치를 최적화하여 종합적으로는 추진 효율이 좋아진다.

: 가변 피치 프로펠러 자체의 제조 단가가 높다.

2중 반전 프로펠러(Contra Rotating Propeller, CRP)는 앞 프로펠러에서 생기는 회전 수류와 반대 방향으로 회전하는 뒤쪽 프로펠러로 받아들여 앞쪽 물의 회전력도 추진력으로 전환한다. 따라서 단일 프로펠러보다 에너지 낭비가 적다.

25만 톤급 VLCC 유조선에 채용된 예에서는 약 15%의 에너지 효율 개선이 보고되었다.[17]

노즐·프로펠러는 프로펠러 주위를 정류판(노즐)으로 둘러싼 형식으로, 덕트 프로펠러라고도 불린다. 항공기의 덕티드 팬과 유사하다.

1934년에 등장한 '''코르트식 노즐·프로펠러'''(Kort nozzle)는 저속 고하중에서 큰 추력을 얻을 수 있으며, 추력이 30-45% 증가한다. 그러나 캐비테이션 발생이 심하여 노즐 측면에 구멍이 생기는 등의 문제가 있어 쇄빙선을 제외하면 잘 채용되지 않는다.[15]

아지무스 스러스터는 수평 방향으로 360도 회전하는 포드에 노즐과 프로펠러를 장착하여 추진축을 임의로 향하게 할 수 있는 장치이다. 예인선이나 해저 전선 부설선, 해저·해양 조사선 등과 같이 세밀한 조작이 필요한 선박에 사용된다. 타는 필요하지 않다. 버톡 플로우 선형과 조합되는 경우가 많다.

; Z 드라이브

: 동력을 선내에서 포드까지 샤프트와 기어를 거쳐 프로펠러로 전달하는 방식이다. 상품명으로는 "제트페라", "덕페라", "렉스페라", "T 드라이브" 등이 있다.

; 전기 포드 추진

: 아지포드(Azimuthing Electric Propulsion Drive)는 포드 내에 전동기를 갖추어 프로펠러를 구동하는 방식이다. 쇄빙선용으로 개발되었으며, 이후 저소음·저진동으로 인해 대형 여객선에도 채택되었다. 2004년에 건조된 하마나스호와 아카시아호는 통상 위치의 프로펠러 외에, 후부의 타 위치에 전기 추진 포드를 갖추어, 통상 항해 시에는 마주보는 두 개의 프로펠러가 이중 반전 프로펠러가 되어 효율적인 추진기가 된다. 항구에서 세밀한 조작이 필요한 경우에는 360도 자유롭게 방향을 바꿀 수 있는 전기 추진 포드가 활약한다. "하마나스"는 "올해의 선박'04"를 수상했다.

  • 기관 배치에 대한 자유도 증가
  • 사이드 스러스터, 방향타 불필요
  • 전동기와 궁합이 좋으며, 전동기인 경우 다음 장점도 있다.
  • 역회전을 포함한 회전 속도가 자유롭다.
  • 저속 토크가 강력하다.
  • 엔진에서 프로펠러까지의 추진축이 불필요하며, 이는 동시에 축심 정렬 작업이 불필요해져 기타 선체 건조 작업도 단순화할 수 있다.


쇄빙선이나 쇄빙 유조선에 전동기를 내장한 포드형 추진기가 많이 사용되는 것은, 일반 선박의 장점 외에도, 일반 항해 시에는 벌브 선수를 갖춘 선수 방향으로 항해하고, 얼음을 깨고 나아갈 때는 선체를 반대로 하여 "후진" 상태로 얼음을 깨는 "Double Acting" 추진 방식을 사용하기 때문이다.[12]

슈나이더 프로펠러는 두 개의 로터에서 돌출된 각각 4~6개의 블레이드 부착 각도를 연속적으로 변경하여 임의의 방향으로 추력을 제공할 수 있는 추진기이다. "포이트 슈나이더 프로펠러", "트로코이드 프로펠러", "사이클로이드 프로펠러"라고도 불린다. 예인선 등에서 사용되었지만, 21세기 들어 포드 추진 방식의 등장으로 인해 다소 효율이 떨어지는 이 방식은 줄어들고 있다. 별도의 방향타가 필요 없으며, 제자리 회전을 포함한 자유로운 조작이 가능하다.

워터 제트 추진은 선저에서 물을 흡입하여 도입 유로를 좁히고 가압된 환경에서 프로펠러에 의해 고압으로 하여 토출 노즐에서 후방으로 분사하는 방식이다. 노즐을 가변으로 하면 타(舵)의 기능을 갖게 할 수 있으며, 전방으로의 리버스 도어(후진 바스켓)를 갖추면 역진도 가능하게 된다.

일반적인 프로펠러 추진에서는 캐비테이션 발생으로 인한 고속 회전 영역에서의 제한이 있지만, 이 방식에서는 유로를 좁힘으로써 40~50노트에서의 고속 항행 시에도 고회전·고압력을 유지할 수 있다. 고속선에서의 사용뿐만 아니라, 암초에서 스크류가 손상되거나 어망을 감는 일이 없어 얕은 물이나 하천을 항행하는 배에도 사용된다. 해안 경비에서 불심선이나 불법 어선이 로프나 어망을 얽히게 하여 진행을 방해하는 것을 방지할 수 있기 때문에 채용되는 경우도 있다.

큰 물레바퀴(외륜)를 회전시켜 물을 저어 나아가는 방식으로, 패들식이라고도 불린다. 스크루 프로펠러의 등장으로 인해 추진 효율이 낮고 파손되기 쉬운 외륜선(외차선)은 시대에 뒤떨어져, 비와코 기선의 "미시건호"와 같은 일부 관광 용도를 제외하고는 사용되지 않는다. 외륜을 선체의 좌우 측면에 갖춘 것과, 선체 후부에 1개 갖춘 것의 두 가지 형식이 있다.

1845년 4월 3일에 영국 해군은 당시 등장한 스크루 프로펠러의 능력을 시험하기 위해, 800톤에 200마력의 외륜선 "알렉토"와 스크루선 "래틀러"에게 밧줄 당기기를 시켰다. 2.5노트 속도로 스크루선이 이긴 것과, 외륜은 크고 무거우며, 적의 포격이나 강한 파랑에 의해 쉽게 파손되는 등, 많은 점에서 스크루 프로펠러에 뒤떨어졌기 때문에, 영국 해군은 이후 스크루 프로펠러를 군함의 추진기로 채용했다. (자세한 내용은 증기선 참조.)

아르키메데스의 나사 원리를 응용한 "아르키메디안 스크류"는 쇄빙선 갈린코호와 같은 특수 선박에 사용된다. 갈린코호에서는 4개의 큰 나사형 회전부가 쇄빙 장치와 추진기를 겸하여 유빙이나 빙상, 설상, 연니지(柔泥地)에서도 그대로 전진할 수 있다.[16]

3. 3. 선박 운용

엔진(주기관)에는 엔진 본체 외에도 엔진을 운전하기 위해 필요한 다양한 기계류가 부속되어 있다. 이러한 기계들은 기관의 보조기기라고 불리며, 엔진의 종류에 따라 다른 것들이 필요하다. 대형 선박에 탑재되는 기관으로 주류를 이루는 저속 회전 디젤 엔진의 보조기기에 대해 설명한다. 선박의 용도 등에 따라 다양한 추진기가 개발되고 있다.

일반적으로 스크루 프로펠러는 큰 것을 천천히 회전시키는 것이 가장 효율적이지만, 너무 큰 것은 배가 가벼워졌을 때나 파도로 흔들릴 때 스크루가 수면 위로 나와 헛돌거나, 수면 근처에서 기포를 만드는 데 에너지를 낭비하기 때문에 상단 위치에 한계가 있다. 또한, 선저보다 아래로 돌출되면 얕은 바다에서의 파손 위험이 있으므로 하단도 선저보다 높은 위치를 유지해야 한다. 20세기 말부터는 캐비테이션 발생을 줄여 더 고속 회전에서의 사용을 가능하게 한 "하이 스큐 프로펠러"라고 불리는 프로펠러도 등장했다.

3. 3. 1. 항해

21세기 초 현재, 대형 디젤 엔진은 보어가 90cm, 스트로크가 3m 정도이며, 최대 12기통이다. 이 이상의 출력을 요구하면 연비가 좋은 저속 회전 디젤 엔진이라도 기어드 디젤(geared diesel)로 멀티플 엔진으로 해야 엔진룸이 앞뒤로 너무 많은 공간을 차지하게 된다.

또한 단축 추진을 유지하는 경우, 출력에 맞는 프로펠러를 제작할 수 있는 공장이 없다는 문제와 함께, 통과하는 해협, 수로 등의 수심으로 인해 흘수에 제약을 받아 너무 큰 프로펠러를 장착할 수 없다는 문제가 있다. 스크루 프로펠러는 가장 일반적인 형태의 추진기이다.

3. 3. 2. 통신

제공된 이전 결과물은 "선박공학" 문서의 "통신" 섹션에 대한 내용이 원본 소스에 없다는 점을 지적하고 있습니다. 따라서 이전 결과물은 주어진 지시사항(원본 소스를 바탕으로 섹션 내용을 작성)을 따를 수 없는 상황을 올바르게 설명하고 있으므로, 수정할 내용이 없습니다.

3. 3. 3. 자동화

21세기 초 현재, 대형 디젤 엔진은 보어가 90cm, 스트로크가 3m 정도이며, 최대 12기통이다. 이 이상의 출력을 요구하면 연비가 좋은 저속 회전 디젤 엔진이라도 기어드 디젤로 멀티플 엔진을 사용해야 엔진룸이 앞뒤로 너무 많은 공간을 차지하는 것을 막을 수 있다.

또한 단축 추진을 유지하는 경우, 출력에 맞는 프로펠러를 제작할 수 있는 공장이 없다는 문제와 함께, 통과하는 해협, 수로 등의 수심으로 인해 흘수에 제약을 받아 너무 큰 프로펠러를 장착할 수 없다는 문제가 있다.

4. 미래 전망

배수량형 선체의 고속화는 조파 저항과 점성 압력 저항의 급격한 증대를 초래하고, 마찰 저항도 비례하여 증가하지만, 웨이브 피어서와 같은 선형을 통해 큰 저항의 증대를 피할 수 있다. 고속을 활용하여 1척으로 2척 분의 역할을 수행할 수 있다면 인건비, 연료비, 선체 구입비, 유지 보수비 등 종합적인 비용을 고려할 때 반드시 비싸다고만 할 수 없다.

다만, 도쿄↔오가사와라 항로에 취역 예정으로 도쿄 도가 미쓰이 조선에 요청한 고속선 슈퍼 라이너 오가사와라호의 사례에서는 14500ton의 선체로 최고 속도 39kn을 실현했지만, 정원 740명으로 운반할 수 있는 화물은 단 210ton에 불과하며, 게다가 왕복으로 700ton 이상의 연료를 소비하기 때문에 계획이 백지화되어 완성된 선체의 활용 방안이 없어지는 사태가 발생했다. 이처럼 고속선을 장거리 항로에서 운용하는 것은 비용 면에서 이점이 없을 가능성이 높다.

참조

[1] 웹사이트 Careers in Naval Architecture https://web.archive.[...] 2019-08-13
[2] 서적 Ship hydrostatics and stability Butterworth-Heinemann
[3] 간행물 Convention On The International Regulations for Preventing Collisions at Sea International Maritime Organization
[4] 서적 Principles of Naval Architecture Society of Naval Architects and Marine Engineers
[5] 웹사이트 EN342 https://www.usna.edu[...]
[6] 웹사이트 United States Naval Academy Seakeeping and Maneuvering Course Notes by C.Q. Judge and A. Ibrahim https://www.usna.edu[...]
[7] 서적 Introduction to Naval Architecture Butterworth-Heinemann
[8] 논문 Dynamic stability of ships in regular and irregular seas - An Overview 2016
[9] 논문 Effects of the rebounding of a striking ship on structural crashworthiness during ship-ship collision 2017
[10] 웹사이트 American Society of Naval Engineers http://www.navalengi[...] 2008-12-26
[11] 웹사이트 Job Family Standard for Professional Work in the Engineering and Architecture Group, U.S. Office of Personnel Management, pp. 43–45 https://web.archive.[...]
[12] 서적 船 この巨大で力強い輸送システム 大阪大学出版会 2006-09-10
[13] 서적 船舶知識のABC 成山堂書店
[14] 서적 エンジンのABC 講談社 1998-03-20
[15] 서적 氷海工学 成山堂書店 2006-03-28
[16] 서적 船と海運のはなし 成山堂書店 2007-11-08
[17] 서적 船のしくみ ナツメ社 2006-05-10
[18] 논문 効果的なエンジン騒音低減ソリューションの提案 – ガイスリンガータンパーおよび継手 https://www.jstage.j[...] 2022-03-01


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com