국내외 매년 지속적으로 증가하는 대기오염의 상당량이 선박에서 배출되고 있으며, 이러한 선박에서의 배출량을 감축하기 위 해 정부는 환경규제를 강화하고 해양대기환경 개선을 위해 「환경친화적 선박의 개발 및 보급 촉진에 관한 법률」을 제정 및 시행하여 친환경 에너지를 동력원으로 사용하는 환경친화적 선박을 보급하여 해양오염 저감 기술이 개발되도록 하고 있다. 환경친화적 선박의 기 술은 최근 순수 전기추진 내지는 전기복합 추진체계까지 진화하고 있으나, 선박의 안전한 운용을 위한 검사 및 설비기준 등 관련제도의 정비는 이를 못 따라가는 실정으로, 특히 국내 연안선박의 다수를 차지하는 어선에 대한 제도는 정비가 시급한 시점이다. 이번 연구를 통 해 어선에의 전기복합 추진체계 등의 적용을 위해 핵심기자재인 배터리, 전력변환장치 등을 정의하고 이에 필요한 안전기준을 진단, 마련 하여 친환경 어선의 도입과 보급을 위해 관련된 산업을 지원할 수 있도록 최소한의 안전기준안을 마련하고자 한다.

세계적으로 온실가스 및 대기 오염물질 배출 저감을 위한 환경 규제가 점점 강화되고 있는 가운데, 국내에서도 ‘2030 친환경 관공선 전환 계획’을 수립하여 선박의 온실가스 배출량 저감 기술 개발과 친환경 소형 연안선박 건조 및 실증 사업을 추진하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 연안 선박의 전기복합 추진을 위한 핵심 기자재인 기어박스의 설계에 대한 연구를 수행하였다. ROMAX 소프트웨어를 활용하여 전동기 구동, 엔진 구동, 엔진 구동 발전 등 다양한 운전 모드에서 기어의 강도와 치물림 상태를 확인하고, 치형 수정 최적화를 수행하였다. 또한 위상 최적화 기법을 이용하여 기어박스 하우징의 경량화 및 최적화를 수행하였다.

국제해사기구(IMO)를 필두로하여 국제적으로 선박에 대한 배출가스 규정을 강화하고 있으며, 대한민국 정부도 온실가스 감축 을 위한 기본 로드맵을 설정하는 등 배출가스 저감을 위한 대책 마련이 절실한 상황이다. 또한, 국내 연안을 항해하는 선박에서 배출되는 온실가스 배출량 중 90.6%를 차지하고 있는 어선에 적용가능한 효율적이고 배출가스량이 감소가능한 새로운 추진시스템의 도입이 절실 하다. 본 연구에서는 국내 연안어선에 적용가능한 전기복합 추진시스템을 제안하고, 전기복합 추진시스템이 적용가능한 대상선박을 선정 하였다. 선정된 기존 대상어선에 탑재된 추진시스템과 비교하여 개발된 전기복합 추진시스템을 적용할 경우 발생할 수 있는 예상 연료소 모량을 비교하기 위한 시뮬레이션 시스템을 Matlab/Simulink를 이용하여 구성하였다. 시뮬레이션을 통해 기계식 추진시스템, 전기복합 추 진시스템(배터리 육상충전을 하지 않은 경우, 육상충전을 한 경우)간의 연료소모량 결과를 확인하였으며 전기복합 추진시스템을 적용하 는 경우 약 13%, 16%의 연료소모량이 감소될 수 있는 것을 보여주는 결과를 확인하였다.

우리나라에서 다랑어 선망어업은 국내 원양산업 중 업종별 생산량 1위의 업종으로, 1980년대 중 후반부터 연구가 지속적으로 수행되어왔으며, 기술의 현대화 연구가 활발히 진행되어왔다. 하지만, 어선에 탑재되는 보조작업선들은 원양어업에서 중요한 역할을 맡고 있음에도 관련 연구가 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 보조작업선들 중 네트보트의 추진기를 프로펠러에서 워터제트 형태로 변경하고, 그에 따른 선형 변환을 통한 선체 부가저항 감소 및 운항성능을 향상하고자 하였다. 이를 위해 전산수치해석을 통해서 선박의 유체 성능 변화를 계산하였으며, 또한 기존 선형 및 추진기 변화 선형에 대해 모형선 수조시험을 수행하여 속도별 저항성능 비교를 수행하였다. 수치해석 및 1/7의 축소모형의 수조시험 결과, 기존의 네트보트 대비 45~58% 저항성능이 크게 향상되었으며, 이는 철망 제거에 의한 단순 침수표면적 및 선형개선에 의한 저항성능 향상을 확인하였다.

우리나라에서는 다랑어 선망어업의 기술 경쟁력을 높이기 위한 많은 연구개발이 이루어지고 있으며, 이러한 노력으로 인하여 다랑어 선망어선의 선형개선과 어군 탐지를 위한 레이다, 소나 및 위성정보시스템의 개발로 인해 조업 효율이 향상되었다. 그러나 다랑어 선망어선에 탑재되는 보조 작업선인 스키프보트, 네트보트 및 스피드보트의 경우에는 본선의 기술 현대화에 비해 기술력이 낙후되어 있 는 실정이다. 이에 본 논문에서는 그물을 끌기 위한 양망의 기능과 프로펠러로부터 다랑어를 보호하기 위하여 설치된 철망을 가진 기존 의 네트보트의 선체를 워터제트 추진기 탑재가 가능한 선체로 변경하여 다랑어 보호, 선체저항 감소 및 운항성능 향상하고자 하였다. 결 과적으로 워터제트 형태에 적합한 선형에 대해 해양수산부 고시에 의거한 알루미늄 구조강도 기준을 적용한 시제선 제작하였으며 낙하 시험을 수행하여 안전성을 확인하였다. 또한 해상시운전을 통하여 기존의 네트보트는 2,500 RPM에서 속도는 12.0 knot, 예인력은 2,545 kgf 이며, 워터제트가 탑재된 네트보트는 3,200 RPM에서 속도는 26.7 knot, 예인력은 2,011 kgf로 워터제트가 탑재된 네트보트 또한 다랑어 선망 어선의 보조 작업선으로 예인용량 기준에 충분히 만족함을 알 수 있었다.

In this study, a new designed propeller was applied on 24 ton class squid jigging vessel to reduce of fuel consumption. The selected squid jigging boat was under construction at the shipyard to determine the resistance of the hull through the model experiment. The propeller design was carried out by using the experimental data and ITTC procedures. Sea trials were performed by measuring the speed and the horsepower required by the condition of five power levels of engine load, namely 70%, 80%, 90%, MCR and maximum engine power. The speed and delivered horse power were compared between the conventional propeller and the new design propeller. Delivered horse power by installing the new propeller takes 90% engine load at start-up conducted by decreased 9.06%. The measuring speed is increased up to the 0.6 knots in the low-speed range to high range. This study showed that only the design and installation of a new propeller can improve the propulsion efficiency of the boats; furthermore, reduce fuel costs can be achieved at the same time by improving the increased cruising speed.

Hull forms for catamaran type small fishing boat powered by electric motor are newly developed by experimental approaches. Model tests for two hull forms having different length are made at circulating water channel. Resistance performance and wave patterns are compared to carry out an analysis of the effect of extension of main body. The results show that the extension of main body can give better resistance performance above a certain velocity.

Fishing efficiency of a trawl vessel can be enhanced by increasing the swept area per unit time, which can be attained either by increasing the mouth size of the net, or by increasing the towing speed. To improve fishing and fuel efficiency of trawl vessels targeting fishes of greater mobility, in which the towing speed is more critical in determining fishing efficiency, we conducted a series of model tests to evaluate the performance of the newly-designed nozzle propeller before installing it in a trawl vessel to verify its towing speed and fuel efficiency in the sea. By conducting further model tests in the experimental basin, we redesigned the propeller of stern trawler to improve the resistance and propulsion performance. Through actual fishing operations, we evaluated the improvement in fuel and fishing efficiency by installing the new nozzle propeller. The trawling speed increased by 0.6kts at the same engine power (RPM), while the engine margin increased by more than 20%. The increased towing speed by installing the redesigned propeller is expected to enhance fishing performance through increasing the number of hauling- and casting operations per unit times, while shortening the towing duration. Analysis of the Catch-Per-Unit-Effort (CPUE) data indicated that the mean CPUE of trawl fishery increased from 3.04kg/m in year 2007 to 6.15kg/m in year 2008, confirming enhanced fishing efficiency by adopting the redesigned propeller.