선박 복원성
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1. 개요
선박 복원성은 선박이 기울어졌을 때 원래 위치로 돌아가려는 성질을 의미하며, 수백 년 동안 연구되어 왔다. 초기에는 경험 법칙에 의존했으나, 18세기 피에르 부게와 레온하르트 오일러 등에 의해 복원성 계산의 체계가 정립되었다. 선박의 횡 및 종 격벽은 선체 손상 시 생존 가능성을 높이고, 다양한 장치(빌지 킬, 감요수조, 자이로 스태빌라이저 등)는 선박의 롤링을 줄이는 데 사용된다. 선박 설계 시에는 온전한 상태와 손상된 상태에서의 복원성 계산이 필수적이며, 국제해사기구(IMO)의 기준과 각 국가의 규정을 준수해야 한다. 최근에는 전산 유체 역학, 선박 모형 시험 등을 통해 더욱 분석적인 설계가 가능해졌으며, 복원성 컴퓨터를 통해 실시간으로 복원성을 계산하기도 한다.
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| 선박 복원성 | |
|---|---|
| 선박 복원성 | |
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| 개요 | |
| 정의 | 선박이 외부 힘에 의해 기울어졌을 때 원래의 평형 상태로 되돌아가려는 능력 |
| 관련 요소 | 무게 중심 (G) 부력 중심 (B) 경심 (M) 복원 모멘트 복원 암 (GZ) |
| 복원력의 원리 | |
| 초기 복원성 | 선박이 작은 각도로 기울어졌을 때의 복원력 |
| 큰 각도 복원성 | 선박이 큰 각도로 기울어졌을 때의 복원력 |
| 복원 모멘트 계산 | 복원 암 (GZ)과 배수량의 곱으로 계산 |
| 복원성에 영향을 미치는 요소 | |
| 무게 중심 위치 (KG) | 무게 중심이 낮을수록 복원성이 향상됨 |
| 흘수선 면적 | 흘수선 면적이 클수록 복원성이 향상됨 |
| 자유 표면 효과 | 탱크 내 액체의 자유 표면이 복원성을 감소시킴 |
| 복원성 기준 | |
| 최소 복원 암 (GZ) | 특정 각도에서 요구되는 최소 복원 암 값 |
| 최대 복원 모멘트 각도 | 최대 복원 모멘트가 발생하는 각도 |
| 침수 각도 | 갑판이 물에 잠기는 각도 |
| 복원성 평가 | |
| 정적 경사 시험 | 선박의 무게를 이동시켜 경사각을 측정하고 복원성을 평가하는 시험 |
| 경사 복원 시험 | 선박을 인위적으로 기울여 복원력을 측정하는 시험 |
| 소프트웨어 시뮬레이션 | 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 다양한 조건에서 선박의 복원성을 평가 |
| 복원성 향상 대책 | |
| 무게 중심 낮추기 | 화물 배치 및 밸러스트 탱크 조절 |
| 횡요 방지 장치 설치 | 핀 스태빌라이저, 안티롤링 탱크 등 |
| 방수 구획 강화 | 침수 시 복원성 손실 최소화 |
| 관련 법규 및 규정 | |
| 국제해사기구 (IMO) | 선박 복원성 관련 국제 기준 제시 |
| 각국 해양 안전 당국 | IMO 기준을 바탕으로 자국 선박에 대한 복원성 규정 적용 |
| 참고 | |
| 관련 용어 | 부력 경심 높이 (GM) 횡동요 종동요 |
2. 역사
조선 공학에서 다루는 선박 복원성은 수백 년 동안 연구의 대상이었다. 역사적으로 선박 복원성의 측정은 주로 경험 법칙에 의존하였고, 따라서 이로 인한 위험성이 항상 도사렸다.[9] 복원성에 대한 물리적 원리는 아르키메데스가 처음 다루었는데, 그의 연구는 간단한 도형에 그쳤다. 이후에도 수많은 연구를 거치면서 많은 이들이 복원에 대해 다루었고, 계산을 통한 체계적인 복원성의 기준은 18세기 피에르 부게와 레온하르트 오일러 등에 의해 정립되었다. 피에르 부게는 메타센터의 개념을 처음 제시하였으며, 레온하르트 오일러는 복원 모멘트를 이용하여 복원성을 정의하였다.[9]
과거의 뛰어난 조선 기술자들은 적응적이고 변형적인 설계 시스템을 사용했다. 선박은 종종 약간의 변경만 거쳐 세대를 거쳐 복제되었으며, 안정적인 설계를 반복함으로써 심각한 문제를 일반적으로 피할 수 있었다. 오늘날에도 선박은 이러한 적응과 변형 과정을 사용하지만, 전산 유체 역학, 선박 모형 시험 및 유체 및 선박 운동에 대한 더 나은 전반적인 이해를 통해 훨씬 더 분석적인 설계가 가능해졌다.
횡 및 종 방수 격벽은 1860년에서 1880년 사이에 철갑선 설계에 도입되었으며, 충돌 방지 격벽은 1860년 이전에 영국 증기 상선에서 의무화되었다.[1] 이 전에는 선박의 어느 부분에서든 선체 파손이 발생하면 전체 길이에 물이 찰 수 있었다. 횡 격벽은 비용이 많이 들지만 손상되지 않은 구획에서 분리된 손상된 구획으로 침수를 제한하여 선체 손상 시 선박 생존 가능성을 높인다. 종 격벽도 유사한 목적을 갖지만 과도한 힐링을 제거하기 위해 손상된 복원성 효과를 고려해야 한다. 오늘날 대부분의 선박에는 좌현과 우현의 구획 내 물을 동일하게 하는 수단(교차 침수)이 있어 구조적 응력 및 선박의 힐 또는 트림 변화를 제한하는 데 도움이 된다.
2. 1. 근대 이전
조선 공학에서 다루는 선박 복원성은 수 백년 동안 연구의 대상이었다. 역사적으로 선박 복원성의 측정은 주로 경험 법칙에 의존하였고, 따라서 이로 인한 위험성이 항상 도사렸다.[9] 복원성에 대한 물리적 원리는 아르키메데스가 처음 다루었는데, 그의 연구는 간단한 도형에 그쳤다. 이후에도 수 많은 연구를 거치면서 많은 이들이 복원에 대해 다루었고, 계산을 통한 체계적인 복원성의 기준은 18세기 피에르 부게와 레온하르트 오일러 등에 의해 정립되었다. 부게는 메타센터의 개념을 처음 제시하였으며, 오일러는 복원 모멘트를 이용하여 복원성을 정의하였다.[9]과거의 뛰어난 조선 기술자들은 적응적이고 변형적인 설계 시스템을 사용했다. 선박은 종종 약간의 변경만 거쳐 세대를 거쳐 복제되었으며, 안정적인 설계를 반복함으로써 심각한 문제를 일반적으로 피할 수 있었다.
횡 및 종 방수 격벽은 1860년에서 1880년 사이에 철갑선 설계에 도입되었으며, 충돌 방지 격벽은 1860년 이전에 영국 증기 상선에서 의무화되었다.[1] 이 전에는 선박의 어느 부분에서든 선체 파손이 발생하면 전체 길이에 물이 찰 수 있었다. 횡 격벽은 선체 손상 시 선박 생존 가능성을 높인다. 종 격벽도 유사한 목적을 갖지만 과도한 힐링을 제거하기 위해 손상된 복원성 효과를 고려해야 한다.
2. 2. 근대
조선 공학에서 다루는 선박 복원성은 수백 년 동안 연구의 대상이었다. 역사적으로 선박 복원성의 측정은 주로 경험 법칙에 의존하였고, 따라서 이로 인한 위험성이 항상 도사렸다.[9] 복원성에 대한 물리적 원리는 아르키메데스가 처음 다루었는데, 그의 연구는 간단한 도형에 그쳤다. 이후에도 수많은 연구를 거치면서 많은 이들이 복원에 대해 다루었고, 계산을 통한 체계적인 복원성의 기준은 18세기 피에르 부게와 레온하르트 오일러 등에 의해 정립되었다. 부게는 메타센터의 개념을 처음 제시하였으며, 오일러는 복원 모멘트를 이용하여 복원성을 정의하였다.[9]과거의 뛰어난 조선 기술자들은 적응적이고 변형적인 설계 시스템을 사용했다. 선박은 종종 약간의 변경만 거쳐 세대를 거쳐 복제되었으며, 안정적인 설계를 반복함으로써 심각한 문제를 일반적으로 피할 수 있었다. 오늘날에도 선박은 이러한 적응과 변형 과정을 사용하지만, 전산 유체 역학, 선박 모형 시험 및 유체 및 선박 운동에 대한 더 나은 전반적인 이해를 통해 훨씬 더 분석적인 설계가 가능해졌다.
횡 및 종 방수 격벽은 1860년에서 1880년 사이에 철갑선 설계에 도입되었으며, 충돌 방지 격벽은 1860년 이전에 영국 증기 상선에서 의무화되었다.[1] 이 전에는 선박의 어느 부분에서든 선체 파손이 발생하면 전체 길이에 물이 찰 수 있었다. 횡 격벽은 비용이 많이 들지만 손상되지 않은 구획에서 분리된 손상된 구획으로 침수를 제한하여 선체 손상 시 선박 생존 가능성을 높인다. 종 격벽도 유사한 목적을 갖지만 과도한 힐링을 제거하기 위해 손상된 복원성 효과를 고려해야 한다. 오늘날 대부분의 선박에는 좌현과 우현의 구획 내 물을 동일하게 하는 수단(교차 침수)이 있어 구조적 응력 및 선박의 힐 또는 트림 변화를 제한하는 데 도움이 된다.
2. 3. 현대
조선 공학에서 다루는 선박 복원성은 수 백년 동안 연구의 대상이었다. 역사적으로 선박 복원성의 측정은 주로 경험 법칙에 의존하였고, 따라서 이로 인한 위험성이 항상 도사렸다. 복원성에 대한 물리적 원리는 아르키메데스가 처음 다루었는데, 그의 연구는 간단한 도형에 그쳤다. 이후에도 수 많은 연구를 거치면서 많은 이들이 복원에 대해 다루었고, 계산을 통한 체계적인 복원성의 기준은 18세기 피에르 부게와 레온하르트 오일러 등에 의해 정립되었다. 부게는 메타센터의 개념을 처음 제시하였으며, 오일러는 복원 모멘트를 이용하여 복원성을 정의하였다.[9]과거의 뛰어난 조선 기술자들은 적응적이고 변형적인 설계 시스템을 사용했다. 선박은 종종 약간의 변경만 거쳐 세대를 거쳐 복제되었으며, 안정적인 설계를 반복함으로써 심각한 문제를 일반적으로 피할 수 있었다. 오늘날에도 선박은 이러한 적응과 변형 과정을 사용하지만, 전산 유체 역학, 선박 모형 시험 및 유체 및 선박 운동에 대한 더 나은 전반적인 이해를 통해 훨씬 더 분석적인 설계가 가능해졌다.
횡 및 종 방수 격벽은 1860년에서 1880년 사이에 철갑선 설계에 도입되었으며, 충돌 방지 격벽은 1860년 이전에 영국 증기 상선에서 의무화되었다.[1] 이 전에는 선박의 어느 부분에서든 선체 파손이 발생하면 전체 길이에 물이 찰 수 있었다. 횡 격벽은 비용이 많이 들지만 손상되지 않은 구획에서 분리된 손상된 구획으로 침수를 제한하여 선체 손상 시 선박 생존 가능성을 높인다. 종 격벽도 유사한 목적을 갖지만 과도한 힐링을 제거하기 위해 손상된 복원성 효과를 고려해야 한다. 오늘날 대부분의 선박에는 좌현과 우현의 구획 내 물을 동일하게 하는 수단(교차 침수)이 있어 구조적 응력 및 선박의 힐 또는 트림 변화를 제한하는 데 도움이 된다.
3. 복원성 계산
선체를 설계할 때, 선박의 온전한 상태와 손상된 상태에 대한 복원성 계산을 수행한다. 선박은 일반적으로 (아래) 복원성 요구 사항을 약간 초과하도록 설계되는데, 이는 일반적으로 선급 협회에서 이에 대한 테스트를 거치기 때문이다.
온전한 복원성 계산은 선박에 있는 모든 물체의 질량 중심을 고려하여 선박의 중력 중심과 선체의 부력 중심을 식별하는 방식으로 진행된다.[4] 화물 배치 및 적재, 크레인 작동, 설계 해상 상태 등이 일반적으로 고려된다.[4]
선박이 기울어지기 시작하면 선체의 한쪽 면이 물에서 올라오고 다른 쪽 면이 잠기기 시작하면서 부력 중심이 물속에 더 낮게 있는 쪽으로 이동한다.[4] 해군 건축가의 역할은 선박이 기울어질 때 부력 중심이 중력 중심의 바깥쪽으로 이동하도록 하는 것이다.[4] 약간 기울어진 상태에서 부력 중심에서 수직으로 그은 선은 메타센터라고 하는 지점에서 중심선과 교차한다.[4] 메타센터가 중력 중심보다 용골 위에 더 멀리 있는 한, 선박은 똑바로 세워진 상태에서 안정적이다.[4]
해상 선박의 온전한 복원성은 국제해사기구(IMO)의 기준인 온전한 복원성 국제 코드에 의해 규정된다.[4]
3. 1. 정적 복원성
온전한 복원성 계산은 선박에 있는 모든 물체의 질량 중심을 고려하여 선박의 중력 중심과 선체의 부력 중심을 식별하는 방식으로 진행된다.[4] 화물 배치 및 적재, 크레인 작동, 설계 해상 상태 등이 일반적으로 고려된다.[4]
선박이 기울어지기 시작하면 선체의 한쪽 면이 물에서 올라오고 다른 쪽 면이 잠기기 시작하면서 부력 중심이 물속에 더 낮게 있는 쪽으로 이동한다.[4] 해군 건축가의 역할은 선박이 기울어질 때 부력 중심이 중력 중심의 바깥쪽으로 이동하도록 하는 것이다.[4] 약간 기울어진 상태에서 부력 중심에서 수직으로 그은 선은 메타센터라고 하는 지점에서 중심선과 교차한다.[4] 메타센터가 중력 중심보다 용골 위에 더 멀리 있는 한, 선박은 똑바로 세워진 상태에서 안정적이다.[4]
해상 선박의 온전한 복원성은 국제해사기구(IMO)의 기준인 온전한 복원성 국제 코드에 의해 규정된다.[4]
3. 2. 동적 복원성
3. 3. 손상 복원성
손상 복원성 계산은 완전 복원성 계산보다 훨씬 더 복잡하다. 수치적 방법을 사용하는 소프트웨어가 일반적으로 사용되는데, 다른 방법을 사용하면 면적과 부피를 계산하는 데 시간이 오래 걸리고 지루해질 수 있기 때문이다.침수로 인한 복원성 손실은 부분적으로 자유 표면 효과 때문일 수 있다. 선체에 물이 축적되면 일반적으로 빌지로 배수되어 중심이 낮아지고 실제로 메타센터 높이가 증가한다. 이는 선박이 정지 상태로 똑바로 유지된다고 가정한다. 그러나 선박이 어느 정도 기울어지면 (예를 들어 파도가 들이닥치면) 빌지의 유체가 낮은 쪽으로 이동한다. 이로 인해 리스트가 발생한다.
예를 들어 빈 탱크에 해수가 채워지면 침수로 인해 복원성이 감소한다. 탱크의 부력 손실로 인해 해당 선박의 구획이 물 속으로 약간 낮아진다. 이 탱크가 선박의 중심선에 있지 않으면 리스트가 생성된다.
복원성 계산에서 탱크가 채워지면 내용물이 손실되고 해수로 대체되는 것으로 간주된다. 이 내용물이 해수보다 가볍다면 (예: 경유) 부력이 손실되고 해당 구획이 물 속에서 약간 낮아진다.
상선과 점점 더 많은 여객선의 경우 손상 복원성 계산은 확률적이다. 즉, 한 구획의 파손에 대한 선박을 평가하는 대신 두 개 또는 최대 세 개의 구획이 침수되는 상황도 평가한다. 이는 구획이 손상될 가능성을 선박에 대한 결과와 결합하는 개념으로, 특정 규정을 준수해야 하는 손상 복원성 지수 번호를 생성한다.
4. 복원성 관련 장치
빌지 킬(bilge keel)은 만곡부 외판에 V자 형태로 붙인 판재로, 선박 양 좌우에 각각 한 개씩 부착되어 배의 횡동요를 방지한다. 빌지 킬은 선체가 롤링할 때 유체 저항을 증가시켜 롤링의 양을 제한한다.
감요수조(antiroll tank)는 횡방향으로 설치된 U자형 탱크에 물을 넣어 횡동요를 방지하는 장치이다. 횡동요를 멈추게 할 수는 없지만 진폭을 줄이는 데 효과적이다. 안티롤 탱크는 선박 내부에 방파판이 설치되어 탱크 내 물이 좌현에서 우현으로 이동하는 속도를 늦추도록 설계되었다. 이는 선박의 높은 쪽에 더 많은 양의 물을 가두어 자유 표면 효과와 반대되는 효과를 내도록 의도되었다.
아웃트리거는 부력 부유물을 잠수시키는 데 필요한 힘이나 유체 역학적 포일을 통해 선박의 롤링을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 어떤 경우에는 이러한 아웃트리거가 트라이매런으로 분류될 만큼 충분히 크며, 다른 선박에서는 단순히 안정기라고 불릴 수 있다.
패러베인은 어선과 같이 느리게 움직이는 선박에서 롤을 줄이기 위해 사용될 수 있다.
자이로 스태빌라이저와 핀 스태빌라이저 등은 능동형 장치에 속한다.[2][3] 능동형 안정화 시스템은 펌프, 유압 피스톤, 전기 액추에이터 등의 외부 에너지를 필요로 한다. 여기에는 선박 측면에 부착된 안정 핀이나, 유체를 펌핑하는 탱크가 포함된다.
핀 안정기는 운항 중이거나 정지 상태에서 선박의 롤링을 줄여준다. 크루즈선과 요트에서 주로 사용되며, 수선 아래 선체를 넘어 확장되어 에일러론과 유사하게 작동한다. 핀이 접이식이 아닌 경우에는 선체에 고정되어, 빔이나 흘수를 확장하여 선체 여유 공간에 대한 추가적인 주의가 필요할 수 있다. 일부 현대식 능동형 핀 시스템은 "제로 속도" 또는 "정지 시 안정화" 기능을 제공하여, 선박이 운항하지 않을 때에도 롤링을 줄일 수 있다.
선박이 항해 중일때 빠른 방향타 변경은 선체를 롤링하게 만드는데, 방향타 롤 안정화 시스템은 제어 알고리즘을 통해 선박 조종과 롤링 감소를 동시에 수행한다. 이 시스템은 안정기 핀만큼 효과적일 수 있으며, 선박 속도, 방향타 시스템, 선박 반응 속도, 회전율 등에 영향을 받는다. 안정기 핀보다 경제적이고 설치가 간단하며 저항이 적다는 장점이 있다. F124(독일), M-프리갓 및 LCF(둘 다 네덜란드 해군) 등에서 사용된다.
자이로스코프는 1920년대 후반과 1930년대 초 군함과 여객선에서 선박 롤링 제어를 위해 처음 사용되었다. 이탈리아 여객선 SS ''콘테 디 사보이아''호에는 3개의 대형 Sperry 자이로가 장착되었는데, 서쪽 항해에는 효과적이었지만, 동쪽 항해에는 안전 문제로 시스템을 분리해야 했다.[2]
자이로 안정기는 회전하는 플라이휠과 세차운동을 통해 선체에 토크를 가한다. 자이로 플라이휠의 각운동량은 외부 토크에 대한 저항력을 나타낸다. 자이로스코프는 스핀 축, 입력 축, 출력 축의 세 가지 축을 가지며, 보트 롤링은 입력으로 작용하여 자이로가 출력 축을 중심으로 회전하면서 세차운동을 일으킨다.
각운동량은 자이로 안정기의 효과를 측정하는 척도이며, 현대 설계에서는 출력 축 토크를 이용하여 안정기 핀 각도를 제어하므로 작은 자이로스코프만으로도 충분하다. 제너럴 일렉트릭의 알렉산더슨 박사는 1932년 자이로를 사용하여 안정기 핀의 전기 모터를 제어하는 아이디어를 제안했다.[3]
4. 1. 수동형 장치
빌지 킬(bilge keel)은 만곡부 외판에 V자 형태로 붙인 판재로, 선박 양 좌우에 각각 한 개씩 부착되어 배의 횡동요를 방지한다. 빌지 킬은 선체가 롤링할 때 유체 저항을 증가시켜 롤링의 양을 제한한다.감요수조(antiroll tank)는 횡방향으로 설치된 U자형 탱크에 물을 넣어 횡동요를 방지하는 장치이다. 횡동요를 멈추게 할 수는 없지만 진폭을 줄이는 데 효과적이다. 안티롤 탱크는 선박 내부에 방파판이 설치되어 탱크 내 물이 좌현에서 우현으로 이동하는 속도를 늦추도록 설계되었다. 이는 선박의 높은 쪽에 더 많은 양의 물을 가두어 자유 표면 효과와 반대되는 효과를 내도록 의도되었다.
아웃트리거는 부력 부유물을 잠수시키는 데 필요한 힘이나 유체 역학적 포일을 통해 선박의 롤링을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 어떤 경우에는 이러한 아웃트리거가 트라이매런으로 분류될 만큼 충분히 크며, 다른 선박에서는 단순히 안정기라고 불릴 수 있다.
패러베인은 어선과 같이 느리게 움직이는 선박에서 롤을 줄이기 위해 사용될 수 있다.
4. 2. 능동형 장치
자이로 스태빌라이저와 핀 스태빌라이저 등은 능동형 장치에 속한다.[2][3] 능동형 안정화 시스템은 펌프, 유압 피스톤, 전기 액추에이터 등의 외부 에너지를 필요로 한다. 여기에는 선박 측면에 부착된 안정 핀이나, 유체를 펌핑하는 탱크가 포함된다.핀 안정기는 운항 중이거나 정지 상태에서 선박의 롤링을 줄여준다. 크루즈선과 요트에서 주로 사용되며, 수선 아래 선체를 넘어 확장되어 에일러론과 유사하게 작동한다. 핀이 접이식이 아닌 경우에는 선체에 고정되어, 빔이나 흘수를 확장하여 선체 여유 공간에 대한 추가적인 주의가 필요할 수 있다. 일부 현대식 능동형 핀 시스템은 "제로 속도" 또는 "정지 시 안정화" 기능을 제공하여, 선박이 운항하지 않을 때에도 롤링을 줄일 수 있다.
선박이 항해 중일때 빠른 방향타 변경은 선체를 롤링하게 만드는데, 방향타 롤 안정화 시스템은 제어 알고리즘을 통해 선박 조종과 롤링 감소를 동시에 수행한다. 이 시스템은 안정기 핀만큼 효과적일 수 있으며, 선박 속도, 방향타 시스템, 선박 반응 속도, 회전율 등에 영향을 받는다. 안정기 핀보다 경제적이고 설치가 간단하며 저항이 적다는 장점이 있다. F124(독일), M-프리갓 및 LCF(둘 다 네덜란드 해군) 등에서 사용된다.
자이로스코프는 1920년대 후반과 1930년대 초 군함과 여객선에서 선박 롤링 제어를 위해 처음 사용되었다. 이탈리아 여객선 SS ''콘테 디 사보이아''호에는 3개의 대형 Sperry 자이로가 장착되었는데, 서쪽 항해에는 효과적이었지만, 동쪽 항해에는 안전 문제로 시스템을 분리해야 했다.[2]
자이로 안정기는 회전하는 플라이휠과 세차운동을 통해 선체에 토크를 가한다. 자이로 플라이휠의 각운동량은 외부 토크에 대한 저항력을 나타낸다. 자이로스코프는 스핀 축, 입력 축, 출력 축의 세 가지 축을 가지며, 보트 롤링은 입력으로 작용하여 자이로가 출력 축을 중심으로 회전하면서 세차운동을 일으킨다.
각운동량은 자이로 안정기의 효과를 측정하는 척도이며, 현대 설계에서는 출력 축 토크를 이용하여 안정기 핀 각도를 제어하므로 작은 자이로스코프만으로도 충분하다. 제너럴 일렉트릭의 알렉산더슨 박사는 1932년 자이로를 사용하여 안정기 핀의 전기 모터를 제어하는 아이디어를 제안했다.[3]
5. 탑 헤비와 바텀 헤비
선박의 복원성이 저하되어 무게 중심이 높은 위치에 있는 것을 탑 헤비(Top Heavy)라고 한다. 선박에서는 화물을 높은 위치에 적재하는 등의 이유로 탑 헤비 상태가 될 수 있다. 이와 반대로, 무게 중심이 낮아 복원성이 높은 상태를 바텀 헤비(Bottom Heavy)라고 한다.
6. 관련 규정 및 표준
뷰로 베리타스, 미국 선급 협회, 로이드 선급, 한국선급, DNV GL과 같은 선급 협회의 승인을 받기 위해서는, 선박의 설계도를 선급 협회의 독립적인 검토를 위해 제출해야 한다.[5][6] 또한, 선박이 등록하고자 하는 국가의 규정에 명시된 구조에 따라 계산서를 제출해야 한다.[5][6]
이러한 틀 내에서 각기 다른 국가들은 충족해야 할 요구사항을 설정한다. 미국 선적 선박의 경우, 설계도와 복원성 계산은 미국 연방 규정집과 국제 해상 인명 안전 협약(SOLAS)에 따라 검토된다.[5][6] 선박은 손상되지 않은 상태와 손상된 상태 모두에서 설계된 조건에서 복원성을 유지해야 한다. 설계에 필요한 손상의 정도는 규정에 포함되어 있다. 가정된 구멍은 선박의 길이와 너비의 비율로 계산되며, 선박 복원성에 가장 큰 피해를 줄 수 있는 선박의 구역에 위치해야 한다.[5][6]
또한, 미국 해안 경비대의 규정이 미국 항구 및 미국 해역에서 운항하는 선박에 적용된다. 일반적으로 이러한 해안 경비대 규정은 최소 횡경사 중심 높이 또는 최소 복원력 모멘트를 다룬다. 각 국가마다 최소 횡경사 중심 높이에 대한 요구 사항이 다를 수 있으므로, 현재 대부분의 선박에는 화물 또는 승무원 적재량을 기반으로 이 거리를 실시간으로 계산하는 복원성 컴퓨터가 장착되어 있다. 이 작업에 사용되는 여러 상업용 컴퓨터 프로그램이 있다.[5][6]
선박의 종류에 따라 복원성 증명서 또는 복원성 책자를 선상에 비치해야 한다.[5][6]
7. 현대 기술 동향
참조
[1]
서적
From Warrior to Dreadnought
Chatham Publishing
1997-06
[2]
간행물
Italian Liner To Defy The Waves
https://books.google[...]
Popular Mechanics
1931-04
[3]
간행물
Fins Purposed For Big Liners To Prevent Rolling
https://books.google[...]
Popular Mechanics
1932-08
[4]
웹사이트
Intact Stability Code
https://www.imo.org/[...]
International Maritime Organization
2024-02-29
[5]
문서
46 CFR Ch. I (10–1–99 Edition)
https://www.govinfo.[...]
govinfo.gov
[6]
문서
Resolution MSC.267(85)
https://wwwcdn.imo.o[...]
wwwcdn.imo.org
[7]
문서
球形・円筒形物体が浮いている場合は、傾いてもその浮心と重心との位置関係は変わらない。
[8]
웹사이트
第3編-1 運航
https://www.j-mate.n[...]
愛知海ナビボート免許センター
2023-02-15
[9]
저널
Historical Roots of the Theory of Hydrostatic Stability of Ships
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