상선에 비해 잦은 변침을 하고 어획물로 인한 중량 및 무게중심의 변화와 같은 다양한 운항조건을 가진 어선의 경우, 조종성능 은 선박 운항 시에 매우 중요한 역할을 한다. 소형 어선의 사고는 2022년 기준 전체 해상 사고의 약 60%를 차지하며, 이는 부족한 조종성 능으로 인한 충돌과 좌초 사고가 주요 원인이다. 특히 10톤 미만의 소형선박에서 발생한 사고는 전체 사고의 약 65%를 차지하는데, 소형 어선의 조종성능 관련 기준이 부재하여 이를 정확히 평가하기엔 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 4.99톤급 소형 어선을 대상선으로 선 정하여 3D-CAD로 모델링 한 후, 상용 수치해석 프로그램인 STAR-CCM+를 활용하여 선박의 조종운동 시뮬레이션 환경을 구축하였다. 이 를 바탕으로 다양한 표준재화상태와 무게중심을 고려하여 10° / 10° 및 20° / 20° zigzag test와 35° turning test를 수행하였고, 선체 중량이 증가 함에 따라 변침성능이 감소하고 선회성능이 향상되는 경향을 분석하였다. 그 중, 만재출항과 부분만재입항 상태에서는 상대적으로 선회 성능이 부족한 결과를 확인하였다. 이를 바탕으로 소형선박의 안전한 운항을 위한 표준재화상태와 무게중심을 고려한 조종성능의 평가 및 그에 상응하는 표준화된 조종성능 평가 기준의 필요성을 제시하였다. 또한, 본 연구의 조종성능 평가 결과가 소형선박의 조종성능 평 가 기준 선정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

주로 소형어선에서 발생하고 있는 연근해에서의 전복사고를 예방하기 위해 소형어선의 복원성 평가는 중요하다. 하지만 국내 ｢어선법｣에서는 24m 미만의 소형어선에 대한 복원성 평가 규정이 미비한 실정이다. 2022년 해양수산부에서 안전복지를 강화하여 고시한 표준어선형에 관한 안전성 기준에 따르면, 표준어선형을 따르는 선박은 길이와 무관하게 안전성 기준에 따른 복원성을 가져야 한다. 이에 본 연구에서는 상기 기준을 활용하여 24m 미만에 해당하는 4.99톤급 어선에 대한 복원성 평가를 수행하고 해당 기준으로 복원성을 평가 하는 것이 적합한지 검토하는 것을 목표로 한다. 또한 다양한 상부구조물을 가지는 4.99톤급 소형어선에 대해서도 해당 기준이 유효한지 검토를 수행한다. 이를 위해 어선의 초기횡메타센타높이(GM)를 이용한 초기복원성과 한계경사각에서의 복원정(GZα)을 평가하였다. 그리 고 현재 표준어선형의 소형어선에서 주로 활용되는 상부구조물의 형태를 활용하여 대상선과 동일한 하부 선형과 제원을 가지는 소형어 선 6종을 추가로 선정하여 상부구조물 변화에 따른 복원성 변화도 검토하였다. 4.99톤급의 표준어선형을 대상으로 한 연구 결과, 안전복 지를 강화한 표준어선형에 대한 안전성 기준은 4.99톤급 표준어선형의 어선에도 적용 가능하며, 상부구조물에 변화에 따른 복원성 변화는 크지 않은 것으로 확인되었다.

연근해에서의 선박 전복사고는 소형 어선에서 많이 발생한다. 소형 어선의 전복사고를 예방하기 위해서는 초기설계 단계에서 부터 복원성을 평가하는 것이 매우 중요하다. 하지만 초기설계 단계에서 확보할 수 있는 정보는 제한적이어서 신뢰성 있는 복원성을 평 가하는 데 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 초기설계 단계에서 추정할 수 있는 KM, KG, 트림을 활용하여 소형 어선의 횡메타센터(GM) 를 추정하고, 표준어선형의 안전성 평가 기준에서 제시된 최소횡메타센터(GMmin)와의 차이를 비교하여 복원성을 평가하는 방안을 제안 하였다. 한국해양안전교통공단에서 제공하는 복원성 평가프로그램인 K-SHIP을 사용한 Hydrostatics 특성 계산에서 요구되는 트림을 도출하 기 위해 상용 CFD 프로그램인 STAR-CCM+를 이용하여 어선 선형에 따른 초기 상태 트림을 추정하였으며, K-SHIP을 사용하여 어선 선형 에 대한 Hydrostatics 특성을 계산하여 GM을 추정하였다. 그리고 GM과 GMmin의 비교를 통해 만재출항상태의 복원성을 비교하였다. 실적 선을 기준선으로 선정하여 본 연구에서 제안한 복원성 평가 방안을 적용해 복원성을 평가하고 그 타당성을 검증하였다. 결과적으로 4.99 톤 어선의 대표적인 선형과 이를 활용해 도출한 모듈 선형 9개의 복원성을 평가하였고, 이중 상대적으로 복원성이 우수한 선형을 선정하 였다.