본 연구에서는 수중익 배치와 종모멘트 특성이 전몰형 수중익선의 종방향 운동 안정성에 미치는 영향에 대하여 Tandem 수중익 모형의 시험을 통하여 고찰한다. 먼저, Canard 날개배치를 가지는 Tandem 수중익 모형을 제작하고 수중익의 양력 및 항력 계측 실험을 수행하여 양력 및 항력 특성을 평가하였다. 또한 종방향 운동의 초기 안정성과 자기 안정성을 가지는 Tandem 수중익 모형의 날개 배치를 결정하였다. Tandem 수중익 모형의 종안정성 시험에서는 선수 및 선미 수중익의 종방향 간격 변화와 종모멘트의 자기안정성 변화에 따른 Pitch 및 Heave 운동 특성, 익주 상태의 종안정성을 평가하였다. 먼저, Canard 날개배치를 가지는 Tandem 수중익 모형을 제작하고 수중익의 양력 및 항력 계측실험을 수행하여 양력 및 항력 특성을 평가하였다. 또한 종방향 운동의 초기 안정성과 자기 안정성을 가지는 Tandem 수중익 모형의 날개 배치를 결정하였다. Tandem 수중익 모형의 종안정성 시험에서는 선수 및 선미 수중익의 종방향 간격 변화와 종모멘트의 자기안정성 변화에 따른 Pitch 및 Heave 운동 특성, 익주 상태의 종안정성을 평가하였다. 실험 수행 결과 본 연구의 주요 결론의 다음과 같다. 종 모멘트 자기 안정성이 클수록 주어진 고정 pitch 각에서 pitch운동에 대한 자기안정성이 높다. 다음 종모멘트 자기 안정성이 클수록, pitch각도 변화에 따른 pitch운동 및 heave운동의 변동 폭이 상대적으로 작으며 종방향 안정성이 우수하다. 마지막으로 종모멘트 자기안정성이 클수록, 수중익 양력이 동일한 경우, Tandem 수중익의 안정적인 익주를 위해서는 충분한 종모멘트의 자기안정성을 확보하는 것이 필수적인 것을 시험을 통하여 확인하였다.

여객과 화물의 고속 해상수송을 위하여 다양한 형태의 고속선이 개발되고 있으며 특히 40노트 이상의 고속 운항에 적합한 전몰형 수중익선에 대한 연구가 요구되고 있다. 전몰형 수중익선은 익주 상태의 안정적인 운항을 위해서는 종방향 운동의 안정성 확보가 필수적이다. 본 연구에서는 수중익 배치와 종모멘트 특성이 전몰형 수중익선의 종방향 운동 안정성에 미치는 영향에 대하여 Tandem 수중익 모형의 시험을 통하여 고찰한다.

안전하며 친환경적인 근해운송시스템을 확보하기 위해서는 운송 수단인 선박의 안전한 운항 확보가 필수적이다. 특히 좌초, 충돌 등의 해난사고를 방지하기 위해서는 선박이 우수한 조종성능을 갖는 것이 요구되며 특히 조종성능 중에서 선회성능은 충돌 회피 등에 필수적인 성능이다. 본 연구에서는 선박에 부착된 조타기의 타력 증가가 선박의 선회성능에 미치는 영향을 모형선 실험을 통하여 고찰하였다. 먼저 Coanda 효과를 이용한 고 양력 타 장치 모형과 47 K PC의 모형선을 제작하였다. 또한 모형선의 선회 성능 실험을 위한 자유항주시스템을 구축하고 사각 수조에서의 타력 증가 값을 변화시켜가면서 모형선의 선회 성능을 계측하여 타력 증가에 따른 선회 성능의 변화를 평가하였다. 모형선의 선회성능 실험결과를 통해 타력 증가가 근해운송 선박의 선회 성능 향상에 효과적인 것을 확인하였다.

콴다 효과를 이용한 고 양력 타가 선박의 조종성능에 미치는 영향을 평가하기 위하여 모형선 선회 시험을 수행하였다. 대상선은 47K PC선이며 1/85 스케일의 2m급 모형선을 이용하였다. 모형선 선회시험시스템은 모형선, 콴다 타, Jet 분사 시스템 및 타 구동장치 등으로 구성된 다. 모형선 선회 시험 결과, 고 양력타에 의한 타력 증가가 선박의 선회성능 향상에 효과적인 것을 확인하였다.

최근 선박의 좌초 및 추돌 사고로 인한 해양오염이 심각해짐에 따라 선박의 조종성능에 대한 관심이 고조되고 있는 가운데 IMO에서는 Resolution MSC.137을 채택함으로써 조종성능에 대한 국제적인 기준이 강화되었다. 선박의 조종성능을 향상시키기 위해서는 여러 가지 방법이 있으나 본 연구에서는 타의 양적 증가가 조종성능 향상에 얼마나 기여하는지를 알아보고자 한다. 조종성능 평가 방법으로 수치 시뮬레이션을 이용하였고, 대상선형은 공시선형인 Mariner Class Vessel로 하였다. 조종성능 평가 방법은 선회 시험과 지그재그 시험을 수행하였고, 고 양력 타의 적용은 수학모델에서 타와 관련된 동유체력 미계수의 값을 양력 증가에 따라 변화 시켜 조종성능의 변화를 예측하였다. 시뮬레이션 결과, 타의 양력 증가로 인해 선회성능 개선이 예상되나, 변침성능을 저해할 가능성이 있는 것을 확인하였다.

최근 선박의 좌초 및 추돌사고로 인한 해상오염이 심각해짐에 따라 선박의 조종성능에 대한 관심이 고조 되고 있는 가운데 IMO에 서는 Resolution MSC.137을 채택함으로서 조종성능에 대한 국제적인 기준이 강화 되었다. 선박의 조종성능을 향상시키기 위해서는 여러 가 지 방법이 있으나 본 연구에서는 타의 양력 증가가 조종성능 향상에 얼마나 기여하는지를 알아보고자 한다. 조종성능 평가 방법으로 수치 시 뮬레이션을 이용하였고, 대상선형은 공시선형인 Mariner Class Vessel로 하였다. 조종성능 평가 방법은 선회 시험과 Zig-Zag 시험을 수행 하였고, 고 양력 타의 적용은 수학모델에서 타와 관련된 동유체력 미계수의 값을 양력 증가에 따라 변화 시켜 조종성능의 변화를 예측하였다.