국제해사기구에서는 해상에서의 선박의 충돌방지와 그로 인한 해양환경의 보호를 목적으로 1993년 11월 선박조종성능에 대 한 잠정지침을 채택한 이후, 축적된 데이터를 바탕으로 2002년 12월 선박조종성능에 대한 확정된 지침을 채택하였다. 하지만 채택된 지침은 만재상태, 등흘수 및 선박의 최대 출력(MCR)의 85 %에 해당되는 선속의 최소 90 % 이상에서의 지침으로, 동 지침은 항해사에게 필요한 실 항해조건에서의 조종성능 정보를 제공하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 항해사, 선장 및 선박조종에 대한 식견을 갖추고 있는 전문가를 대상으로 빈도분석과 AHP 분석기법을 실시하여 현 지침에 대한 활용도 및 실제 선박조종에 필요한 정보가 무 엇인지를 식별하였다. 연구결과 선박을 운항하는 항해사에게 필요한 조종성능 정보는 5~10°의 소각도에서의 선회권 정보, 항해속력(Sea speed)이 아닌 조종속력(Maneuvering speed)에서의 z-test 정보라는 것을 확인하였고, 속도제어 관련하여서는 항해속력 및 만재상태에서의 정지성능에 대한 정보보다 감속타력, 가속타력 등에 대한 정보가 더 필요하다는 것을 확인하였다. 도출된 결과는 선박을 조종하는 항 해사에게 필요한 선박조종성능기준 지침마련에 대한 기초자료로 활용도가 높을 것으로 사료된다.

In this study, a motion control problem for the vessels towed by tugboats or towing ships on the sea is considered. The towed vessel looks like the barge ship, which is used for many purposes. In these vessels, basically, the power propulsion system is not installed but just towed by a towing vessel such as tugboats with ropes and wires. It means that the motions of towed vessel are basically dependent on the tracking route of towing boat. Therefore, in some cases, undesirable and unpredictable motions may be made by environmental factors such as wave, wind attack and so on. As a result, a collision accident with others may occur during maneuvering situation. Based on these facts, the authors try to encourage the steering performance of the towed vessel by using controllable rudders without any propulsion system. In this study, especially, a controllable vessel with three rudders is considered, and a mathematical model is induced for the future study. The model is described as surge, sway motion and inertia moment by following the general representation method for the surface ship.

This study is intended to provide navigator with specific information necessary to assist the avoidance of collision and the operation of ships to evaluate the maneuverability of dead weight tonnage 8,000 tons Oil/Chemical tanker. The actual maneuvering characteristics of ship can be adequately judged from the results of typical ship trials. Author carried out sea trials based full scale for turning test, Z” maneuvering test, man overboard rescue maneuver test, inertia stopping test. Consequently, 2st Overshoot yaw angle of the semi balanced rudder and flap rudder in ±20° zig–zag test showed 22.2° and 18.0°, respectively. The maneuverability of the vessel was good in the flap rudder. The man overboard rescue maneuver maneuverability test was most favorable in the flap rudder and the full load condition. The results from tests could be compared directly with the standards of maneuverability of IMO and consequently the maneuvering qualities of the ship is full satisfied with its.

파랑 중 선박의 직진성능을 시뮬레이션을 통하여 비교 검토하였다. 시뮬레이션을 구성하기위해 선박의 3자유도 조종운동방정식을 사용했으며, 선박에 가해지는 파랑강제력은 3차원 특이점 분포법을 사용하여 계산하였다. 시뮬레이션의 외란으로서 규칙파와 불규칙파를 사용하였고 최대사용타각과 제어시간지연을 제어기의 제한조건으로 설정하였다. 조종성능에 따른 직진성능을 검토하기 위해 유체력 미계수를 인위적으로 변화시킴으로서 조종성능이 다른 선박의 시뮬레이션을 구성하였다. Autopilot제어기를 사용한 일정시간의 선박의 직진 시뮬레이션을 수행하고 해당시간동안의 직진거리를 비교하여 선박의 직진성능을 검토하였다.

선박 성능과 항해 안전의 관점에서 선박조종 특성을 아는 것은 선박 설계에서 중요한 일이다. IMO 규정에 의하면 만재 적하된 even 조건(트림=0)에서 몇가지 선박 조종 기준이 제시되어 있다. 그러나 선박은 일반적으로 항상 만재 적재 조건으로 운항되지 않는다. 따라서 선박이 IMO 규정을 만족시키고, 모든 적재 조건에서 안전하게 항행하도록 하기 위해 다양한 적재 조건에서 선박 조종 특성을 추정해야 한다. 본 논문에서 우리는 실선 실험과 시뮬레이션을 수행하여 조종특성을 조사하였다. 시뮬레이션 결과와 비교하였을 때 실선실험은 시뮬레이션 값 및 이전 연구와 그 경향이 일치한다. 실 해역에서 얻은 조종실험 데이터가 선박 조종성능 추정에 활용 될 수 있음을 확인하였고, 실시한 실해역 실험을 통하여, 선박 운항 상태에 따른 조종성의 변화를 추정할 수 있었다.

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.

IMO는 선박의 조종성능과 복원성능에 관한 국제적 기준 마련에 노력해 왔다. 이러한 움직임은 해상에서의 선박 안전 향상에 기 여하였으며, 선박 연구자가 수행하는 학술적 연구의 방향에도 영향을 미쳤다. 기존의 수행된 선박 조종성능과 조종성능 연구는 각각 그 분야 에서 독립적으로 수행되어 왔다. 두 분야의 상호 관계에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 논문에서는 선박의 조종성능과 복원성능의 상 호 관계를 정량적으로 규명하고자 기초적인 실험 연구를 수행하였다. 각 두 항목을 나타내는 지표로 복원성능은 GM 변화를 사용 하였고, 선 박의 조종성능은 선회성능을 선택하여 이 두 지표의 상호관계에 관해 정량적인 분석을 시도하였다. 이를 위하여 자유 항주 모형선을 이용한 선회 실험을 실시하고, GM변화에 따른 선회 반경 및 선회 중 발생하는 최대 횡경사 각도의 변화를 분석 하였다. 실험 결과 GM에 따른 선회 반경 감소 및 초기 횡경사 증가의 경향이 서로 다르게 나타났다. 이를 이용하여, GM 감소에 따른 선회반경 및 초기 횡경사 변화 예측을 위한 개략적인 경향 추정식을 제안 하였다. 선박은 운항 중 예상하지 못한 원인으로 갑작스럽게 GM이 감소 할 수 있다. 본 논문에서 얻은 실험 결 과는 GM감소량에 따른 선박의 선회반경 및 조타에 의한 횡경사 각도 변화 크기를 개략적으로 추정하기 위한 기초 자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.

이 연구는 선박 설계 초기단계에서 선형 변화에 따른 선박 조종성능 추정에 관한 내용을 다루었다. 선박제원을 대표하는 파라메터 그리고 선미형상의 변화를 민감하게 반영할 수 있는 새로운 파라메터를 선정하는 작업을 수행하였다. 이렇게 선정된 파라메터와 유체력 미계수와의 상관관계를 알아보기 위하여 구속모형 실험을 수행하였다. 그 결과 기본적인 선박제원 중 선체 유체력 미계수와 상관도가 높은 파라메터를 가려낼 수 있었다. 또한 선미형상의 새로운 파라메터와 조종성능과의 상관도를 추정할 수 있었다. 또한 이를 활용하여 유체력미계수에 대한 새로운 경험식을 제시하였다. 이를 활용하면, 초기 선형 설계 시 선형변화 및 수정에 따른 조종성능 추정에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

선박의 조종성능은 선체와 프로펠러 그리고 하의 상호작용에 의하여 결정되며 선박의 항해 시 선박의 안전성과 밀접한 관계를 가지고 있다. 그 중에서 선체에 부착된 타의 성능은 선박의 조종성능과 직접적인 관계를 가지고 있으며, 타에 의한 선박의 조종성능을 향상시키기 위하여 특수타를 채택하는 사례가 늘어가고 있는 실정이다. 본 논문에서는 특수타의 일종인 플랩타의 2차원 단면에 대한 연구를 수행하였다. 플랩타의 성능을 예측하기 위하여 주날개의 받음각과 플랩의 각도를 바꾸어 가면서 모형실험을 수행하였으며 모형실험 시 유동장내의 속도분포를 얻기 위하여 PIV 계측기법 중 동일임자 추적법의 하나인 2프레림 입자추적법을 사용하였다. 모형실험은 Re=1.027×104에서 수행하였으며, 계측된 결과들을 서로 비교하였다.

In this paper, we studied to improve Inoue's[1] and Kijima's[2] model used to predict ship's manoeuvrability in initial design stage. To perform this work, we had PMM(Planar Motion Mechanism) test and rudder open water test for 12 Models of low-speed blunt-ship which have horn type rudder and bulb in afterbody. Using MMG(Mathematical Modelling Group) model, we analyzed hydrodynamic and MMG experimetnal coefficidnts used to search sensitivities and to estimate ship's manoeuvrability, adn the results are performed by the regression analysis of principle parameters. We varified them to analyze ship's manoeubbrability , had simulate manoeubrability to check revised MMG model and compared them wiht Inoue's method. the result of PMM test and sea trial. Then it is found that the revised method can predict the maneuverability more accurately even for an unstable ship.

On this paper, the traditional methods for the measurement of ship's maneuverabilities during the sea-trial of newly built ship are summarized and new methods for the same measurement using Integrated Navigation System and GPS are introduced. After various sea-trials of training ship "HANNARA" which are equipped with modern INS and GPS system, the results are compared and analysed. The purpose of this paper is to present more accurate methods of measurement of ship's maneuverabilities during sea-trial using INS and GPS which are gradually becoming the basic navigational equipments on many newly constructed vessels.d vessels.

This paper presents a practical method to predict the characteristics of ship manoeuvring motions. A attempt is made to calculate the manoeuvring motions utilizing principal particulars of ship hull, properller and rudder as basic input data. The mathematical models, which describe the ship manoeuvring motions, are developed on the basis of MMG(5), Inoue(17), Hooft(18) and so on. Calcuations of manoeuvring motions for three kinds of typical characteristics, namely turning motion, zig-zag manoeuvre response and steady turning performance, are carried out. In order to examine the validity of the calculation method of this paper, simulations are run for seven merchant ships employed by Inoue(4). The computed results by present method are compared with full scale trials and Inoue's calculations(4). It can be concluded that the calculation method proposed in this paper is useful and pwoerful for prediction of characteristics of ship manoeuvring motions at the initial design phase or the application study on manoeuvring motions.