부선의 50퍼센트 이상은 선박검사를 ‘무인부선’으로 받고 있다. 무인부선의 두드러진 이점은 유인부선에 비해 약 25퍼센트의 건현에 해당되는 화물을 더 적재할 수 있다는 것이다. 한편, 무인부선에도 항해 중에 선석 접안과 이안, 투묘와 양묘, 항해등화의 점등과 소등 등과 같은 업무를 담당할 선원이 필요하다. 피상적인 인식은 예인선이 부선 운항에 대한 책임을 진다는 것이지만, 부선 운항자가 예 선을 용선하는 경우처럼 다른 사례들도 다수 있다. 특정 계약관계에서는 예선이 부선의 운송인에 불과할지라도 예선 선장은 그 운송계약 (항해)을 완성하여야 하는 의무를 이행하여야 한다. 상당수의 예선 선장은 부선 제원과 선두 정보를 제공받지 못하고 있으며, 이러한 형태 는 선장의 권한을 존중하지 않는 것이며 관련 법령을 의도하지 않게 위반하게 된다. 이 연구는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 정책적 접근을 통해 무인부선을 유인부선화하고, 승무정원증서를 발급받도록 하며, 부선과 선두의 정보를 예선 선장에게 제공하는 등 세 가지 개 선방안을 제시하고자 한다. 이러한 제안을 통하여 선두의 권리를 개선하고, 법령(최대승선인원) 위반 부담을 해소하며, 예선 선장의 권한 을 보장할 수 있을 것으로 기대된다.

파랑중을 항행하는 선박에는 저항증가와 함께 파랑에 의한 횡력 및 회두모멘트가 정수중과 다르게 작용하여 선박의 조종성 능에 영향을 미치게 된다. 따라서 파랑에 의해 발생하는 횡력 및 회두모멘트를 추정하는 것이 중요하므로 본 연구에서는 이와 같은 문제를 해결할 수 있는 수치계산을 이행하였다. 본 연구에서는 CFD를 이용하여 정수중 및 파랑중에서 부선에 작용하는 유체력 계산을 위한 수치시뮬레이션을 수행하였으며, 이 결과를 토대로 최종적으로 파랑중 부선의 침로안정성 특성에 대하여 조사 및 분석하였다. 정수중보다 는 파랑중에서 부선에 작용하는 유체력이 강해지고 있으며, 파랑중에서도 파장이 길어질수록 유체력이 커지고 있는 모습을 확인할 수 있다. 장파장 영역에서는 yaw damping lever의 (-) 값이 정수중보다 커지고 있으나, 단파장 영역과 파장이 선박길이와 일치하는 영역에서는 각각 작아지고 있어서 이 영역에서는 침로안정성이 향상되고 있다고 추정할 수 있다. 즉 장파장 영역에서는 침로안정성이 정수중 및 단파장 영역보다 상대적으로 나빠지고 있으므로 항행시 주의가 필요하다고 할 수 있다.

본 연구는 다양한 유형으로 구성된 부선의 궤적의 특성의 결과를 제시하는 것을 그 목적으로 하였다. 스케그의 유무에 따 른 3가지 조합의 부선 모델을 대상으로 수조실험을 실행하였고, 예인삭의 길이가 궤적에 미치는 영향을 관찰하였다. 본 연구는 다양한 조합의 바지선에서의 각각의 궤적 형태의 길이와 진폭을 비교분석하였으며, 그 결과 부선의 궤적은 스케그 뿐만 아니라 예인삭의 길이 에도 영향을 받고 있음이 드러났다. 스케그는 선수형상 및 예인삭 길이의 차이에 관계없이 부선의 코스 안정성을 크게 향상 시킨다는 것을 명확히 나타내고 있다. 또한, 예인삭의 길이는 부선 시스템의 궤적 특성에 영향을 미치는 핵심적인 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 부선의 회두운동의 길이와 진폭은 부선 연결된 예인삭의 길이가 길수록 증가되였다. 향후 추가 실험 및 결과 분석을 통하여 본 연구의 타당성을 입증할 것으로 기대된다.

예부선이 항행할 경우 부선의 회두운동으로 인하여 예선은 조종성능에 제한을 받기 때문에 부선의 회두운동을 감소시켜야 안전한 예항업무를 이행할 수 있다. 본 연구에서는 부선의 침로안정성을 향상시키기 위한 방안으로 부선의 회두운동에 영향을 미치는 항목들을 조사하기 위하여 수조실험을 실행하였다. 선수 형상에 따라 회두운동 특성이 다르게 나타나기 때문에 서로 다른 선수 형상을 지닌 부선 모델을 대상으로 스케그의 영향, 예인선속의 영향, 예인삭 길이의 영향, 브라이들의 영향에 대하여 종합적으로 분석하였다. 실험결과 스케그의 설치 위치에 의한 효과는 선수형상에 따라서 다르게 나타나고 있는 모습을 보여주고 있다. 부선의 회두운동은 부선에 연결된 예인삭의 길이가 길수록 부선의 회두가 작아짐을 알 수 있었다. 또한 예인삭만 연결한 상태보다 예인삭에 브라이들을 연결하는 것이 부선의 회두가 작아지며, 브라이들의 길이가 길어질수록 부선의 회두운동이 크게 작아짐을 알 수 있었다.

한국정부는 완도부근에 특별히 항로를 지정하였다. 규정에 따르면 선박은 항로의 지정된 방향을 따라 항해하여야 한다. 한편, 본 완도지정항로에는 서로 횡단하는 두 개의 항로가 설정되어있다. 한국의 해양안전심판원은 선박충돌이 발생한 원인에 대한 판단을 하였다. 항로지정방식에 적용되는 항법이외에도 횡단항법이 추가로 적용되는지가 쟁점이 되었다. 지방해양안전심판원은 횡단항법을 우선적으로 적용하였지만, 중앙해양안전심판원은 항로지정방식의 항법을 우선 적용하였다. 이에 따라 양 기관에 의한 원인제공비율은 서로 달랐다. 필자는 본 논문에서 이에 대하여 연구하여 국제해상충돌예방규칙 제10조 제1항에 의거하여 항로지정방식이 우선 적용되고 횡단항법이 추가적으로 적용된다는 점을 밝히고 있다.

예인선 A호와 B호가 재킷을 실은 부선을 예인하기 위하여 진도 벽파항에서 출항하여 진도대교 부근 조력발전소 예정지로 운항 중 예인능력을 갑자기 상실하고 진도대교로 표류하여 바지선에 실려 있던 대형 철구조물인 일명 '재킷'이 제1진도대교 교각 및 중앙부 상판과 충돌한 사고가 발생하였다. 이 사고로 바지선에 살려 있던 조력 발전소 건설용 철구조물이 진도대교 중앙부 하단지점 바다로 추락했으며 제1진도대교 교각 1개가 일부 파손되고 상판의 바람막이도 세 군데가 구겨지는 등의 피해가 발생했다. 본 연구에서는 상기의 해양사고와 관련하여 부선의 운항경로가 갑자기 바뀌며 예인력을 상실하였던 해역의 시간대별 조류속도를 추정하고, 재킷을 실은 부선을 예인하기 위한 적정한 예인력을 산정함과 동시에 당시 기상 상황 하에서의 부선의 예인 안전성을 검토하고자 한다.

2007년 4월 예인선 두 척이 재킷을 실은 부선을 예인하기 위하여 출발지에서 출항하여 최종 목적지인 조력발전소 예정지로 운항 중 예인능력을 상실하고 육지방향으로 표류하여 부선에 실려 있던 재킷이 연육대교 교각 및 중앙부 상판과 충돌하고 부선에 실려 있던 재킷이 연육대교 중앙부 하단지점 바다로 추락하는 사고가 발생하였다. 본 연구에서는 상기의 해양사고와 관련하여 부선의 운항 경로가 갑자기 바뀐 해역의 시간대별 조류속도를 추정하고, 재킷을 실은 부선을 예인하기 위한 적정한 예인력을 산정함과 동시에 당시 기상 상황 하에서의 부선의 예인 안전성을 검토하고자 한다. 이 사고의 분석을 바탕으로 강한 조류가 있는 수로에서 부선을 안전하게 예인할 수 있는 예인선의 적정한 예인력 산정에 기초 자료를 제공하고자 한다.

피예선인 부선으로 인하여 예선 자체의 조종성능에 제한을 받고, 이러한 예부선은 바람, 파도, 조류 등과 같은 외력의 영향이 크게 작용하여 예부선 운항의 안정성 확보에 많은 어려움이 수반되고 있다. 예선의 선장, VTS 및 육상의 운항부서 등에서는 부선과 같은 피예선의 실해역에서의 침로, 속도, 위치 등을 실시간으로 추적하여 해난사고를 사전에 예방할 수 있는 시스템의 구축이 절실히 필요한 실정 이다. 본 연구에서는 비교적 저렴하고 이동이 용이한 휴대용 GPS를 이용한 부선의 안전예항시스템의 구축에 대한 기초적인 방법을 제안하고, 이를 토대로 실선에서의 테스트를 실시하고 그 결과에 대하여 논의한다. 본 연구를 통하여 안전 예항에 필요한 여러 항해 정보를 취득할 수 있었으며, 이러한 정보는 다양한 분야에서의 활용이 가능할 것으로 사료된다.

해상공사 현장에서 용선한 부선 안전관리의 책임 소재와 관련한 논란과 법적 문제가 빈번히 발생하고 있다. 일반적으로 해상공사 에 투입된 부선의 용선계약은 소위 ‘선원부 선체용선계약’의 형식으로 계약이 이루어진다. 우리 상법 제5편 해상편에서는 정기용선계약이나 선체용선계약을 규정하고 있지만 여기에 명시된 내용으로는 해상공사에 투입된 부선의 안전에 대한 책임소재가 불분명하다. 또한 이로 인하 여 실제로 사고 발생 시 그 책임소재에 관한 논쟁이 발생하고 있으며 실무에서도 그 책임소재가 불분명하여 서로 책임을 전가하는 현상이 나 타나고 있고 그로 인한 유사 사고의 위험성이 높은 상황이다. 그러나 부선의 관리를 맡고 있는 선두는 법적으로 자격요건이 정해진 바가 없으 며 평소의 업무 내용을 고려해 볼 때 선두에게 해기사로서의 전문적인 판단을 요구하는 업무를 요구할 수 없다. 또한 해상공사 현장에 투입된 부선은 장비임대차계약 또는 선체용선의 형태로 건설공사에 투입되었으므로 용선자의 공사현장 안전관리 조직의 관리대상이므로 용선자가 부선을 안전하게 관리하여야 하는 주의의무가 있다. 따라서 선체용선한 부선의 사용 중 손해가 발생한 경우에는 기본적으로는 선체용선자의 책임이 된다.

일반적으로 해상공사에 투입된 예인선의 용선계약은 정기용선계약으로 이루어지고 있고, 부선의 용선계약은 선체용선계약의 형태 로 이루어진다. 현재 사용되는 예·부선의 용선계약에는 표준화된 서식이 존재하지 않아 계약 당사자간 임의적으로 내용을 정하고 있으므로 운항 중 사고 발생시 책임주체를 명확히 하고 있는 조항이 미비된 경우가 많다. 또한 계약서에 사용되는 용어가 현행 상법상의 용어와 달라 혼란을 야기하고 있다. 이는 계약 당사자간에 용선계약의 성질에 대한 합의를 분명히 하고 계약서의 표제 명칭과 용어를 상법상의 용어와 일 치시키는 것만으로도 상당부분 해결 가능할 것이다. 또한 이를 위하여 표준계약서의 작성이 추진되어야 할 것이다. 본 연구는 해상공사 현장 에 투입된 예·부선의 용선계약의 실태를 알아보고 그 문제점을 검토하여 이를 개선하는 방안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 먼저 실제 발생한 관련 사고에서 계약서의 흠결로 그 책임관계가 논란의 대상이 되었던 사고 사례를 살펴보고 이를 해결하기 위 한 방안으로 표준계약서의 작성을 제안한 다음 표준계약서 작성에 있어 유의할 점을 살펴보고자 한다.

부선이 선미 예인되는 상황에서의 예부선 통합시뮬레이션을 수행하기 위하여, 본 연구에서는 부선 단독 조종성능 추정을 위한 구속모형실험을 수행하였다. 구속모형실험결과로부터 부선 실선의 저항성능을 추정하였고, 도출된 유체력 미계수를 이용하여 선회시뮬레이션을 수행하였다. 부선의 선회시뮬레이션을 위해 부선에 작용하는 예인력의 힘과 방향을 단순히 모델링하고, 예인줄 방향각 변화에 따른 선회시뮬레이션 결과 비교와 실선시운전시험결과와의 선회직경 비교를 통하여 수학모델을 검증하였다. 그 결과 예인줄 방향각이 커질수록 선회직경이 작아지는 정성적인 경향을 확인하였고, 실선시운전결과와 비교 시 배수량 차이 등에 의하여 선회직경이 작게 추정되는 결과를 확인하였다.

예부선이 항행할 경우 부선의 회두운동으로 인하여 예선의 조종성능에 제한을 받기 때문에 부선의 회두운동을 감소시켜야 안전한 예항업무를 이행할 수 있다. 본 연구에서는 예인삭의 길이, 예인속도, 브라이들의 유무 및 브라이들의 길이에 따른 부선의 회두운동을 살펴보기 위하여 선수형상이 다른 두 개의 부선 모델을 대상으로 수조실험을 실행하였다. 수조실험은 외력의 영향이 없는 정수중 상태에서 실행하였으며, 예인삭은 와이어 로프를 사용하였다. 예인삭의 길이는 부선의 전장(L)을 기준으로 하여 1L 및 2L로 하였으며, 실험 결과 부선의 회두 운동은 예인삭의 길이가 길어질수록 부선의 회두각도가 작아지며, 예인속도는 회두각도에 큰 차이를 발생시키지 않는 것으로 나타났다. 또한 예인삭만 연결한 것보다 예인삭에 브라이들을 연결하여 브라이들의 길이를 길게 해주는 것이 효과적으로 부선의 회두운동을 감소시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 따라서 예부선의 안정성 확보를 위해서는 예인삭의 길이를 길게 하고 브라이들을 설치하여 예항하는 것이 안전예항 업무에 도움이 될 것으로 판단된다.

선박이 파랑중을 항행할 경우에는 정수중에 비하여 저항이 증가하기 때문에 예부선의 안정성 확보를 위해 예선의 예인마력과 예인삭의 절단하중 등을 산정할 때에 부선의 정수중 저항값 및 파랑중 저항값을 정확히 추정해야 안전한 예항업무를 이행할 수 있다. 현재 정부에서 제안하고 있는 방법에 의하면 부선의 전저항 산정시 마찰저항, 조파저항, 공기저항은 선체의 형상 및 예선의 속력 등을 고려하여 산정하지만 부가저항은 유의파고에 따라 일률적으로 적용하고 있다. 본 연구에서는 파랑중 부가저항 추정을 위해 수치계산을 실시하여 wigley 선형에 대한 기존의 실험 데이터와 상호 비교함으로서 본 계산법의 유효성을 검증하고, 검증된 수치계산법을 토대로 실무에서 많이 사용되고 있는 두개의 부선 모델을 대상으로 계산을 실행한 결과 부선의 부가저항은 파도와의 만남각에 따라 약 0.3∼1.1톤, 예인속력에 따라 약 0.4∼1.2톤, 선수형상에 따라 약 0.5∼1.1톤으로 차이가 발생함을 확인하였다.

정수중 부선 주위의 유동 특성을 조사 및 분석하기 위하여 부선의 저항성능을 모형시험과 CFD를 이용한 수치계산에 의하여 해석하였다. 모형실험은 무한수심 조건에서의 회류수조에서 저항과 선측파형 등을 관측하였으며, 유동장 해석을 위하여 VOF(Volume of Fluid)법을 기초로 한 수치 시뮬레이션을 이행하였다. 부선의 형태에 따르는 유동특성을 파악하기 위하여 서로 다른 모습의 부선 모형을 제작하였으며, 모형실험은 설계속도를 7kts로 정하고 역조와 순조의 조류 영향을 고려하여 5kts~10kts의 구간에서 실험을 실시하여 각 속도에 따르는 저항 특성을 비교 검토 하였다. 수치 시뮬레이션은 일정 속도에서 만재상태를 기준으로 하여 계산을 수행하였으며 수조 실험 결과와 상호 비교함으로서 본 수치계산법의 타당성을 검증할 수 있었으며, 부선의 저항성능 및 선체 주위 유동장의 특성을 분석하였다. 저속일 때 25% 정도의 저항의 차이가 발생하고, 7kts부터 유효마력이 급격히 증가하는 현상을 파악할 수 있었다.