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 order to offer specific information needed to assist in operation of a ship with same type rudder through evaluating the maneuverability of training ship A-Ra with flapped rudder, sea trials based full scale for turning test, zig-zag test with rudder angle 10° and 20°, and spiral test at service condition were carried out on starboard and port sides around Jeju Island according to the standards of maneuverability of IMO. As a result, the angular velocity of port turn was higher than that of starboard turn. Therefore, the size of turning circle was longer on the starboard side. In addition, variation of the transfer due to various factors was more stable than those of the others. In the Z-test results, the mean of 1st and 2nd overshoot angles were 9.8°, 6.3° and 15.3°, 9.2° respectively when the port and starboard was 10°; the 1st overshoot angle were 18°, 13.7° when using 20°. Her maneuverability index Tˊ and Kˊ can be easily determined by using a computer with the data obtained from Z-test where Kˊ and Tˊ are dimensionless constants representing turning ability and responsiveness to the helm, respectively. In the Z-test under flap rudder angle 10°, the obtained Kˊ value covered the range of 2.37-2.87 and Tˊ was 1.74-3.45. Under the flap rudder angle 20°, Kˊ and Tˊ value showed 1.43-1.63, 1.0-1.73, respectively. In the spiral test, the loop width was unstable at +0.3° and –0.5°-0.9° around the midship of flap rudder. As a result, course stability was comparatively good. From the sea trial results, training ship ARA met the present criterion in the standards of maneuverability of IMO.

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.

제한수역에서는 Bank cushion과 Squat의 작용으로 인하여 선체의 운동특성이 변한다. 실선을 통한 제한수역에서의 조종성능의 측정은 선박의 안전 때문에 어려운 실정이다. 본 연구에서 제한수역에서의 측벽효과와 Squat에 관한 정보를 얻기 위해 수치모델을 이용하여 선박의 운동을 모사하였다. 선박과 안벽의 거리가 좁을수록 선수방위는 많이 변하였다. 선수방위의 최대 변화치는 선폭에 대한 이안거리의 비(D/B)=0.2에서 22.37˚를 나타내었다. Squat는 속력이 빠를수록 흘수가 작을수록 커졌다. Squat의 최대치는 흘수에 대한 수심(H/d)=1.25, 속력 8knot일 때 0.29m였다. 선박의 안전운항을 위하여 제한수역에서는 감속이 가장 중요한 요소인 것으로 나타났다.

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.

실습선 한바다호는 수면 상부의 구조물이 상대적으로 큰 선형으로 풍압력의 영향을 크게 받아 압류나 회두와 같은 현상이 비교적 크게 나타나고, 특히 접이안 또는 항내에서 저속으로 운항할 경우 이러한 외력의 영향이 현저하게 작용한다. 본 논문에서는 파도가 충분히 발달되지 않은 항내 조선을 전제로 한바다호의 풍압력과 풍압모우멘트를 산출하여 상대 풍향과 풍속에 따른 표류각과 대응 타각을 분석하였다. 또한, 실습선 한바다호의 접이안시 예인선의 소요마력 결정을 선체에 작용하는 풍압력을 기초로 산출하였고, Bow Thruster를 이용한 접이안 가능 최대 풍속을 제시하였다. 연구 결과는 풍압력이 크게 작용하는 대형선의 항내조선과 예인선 운용에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.

This paper deals with effect of wind forces and moment acting on the training ship SAE NURI. The results of drift angle and counter rudder angle due to wind effect are calculated by using the static equilibrium method especially with nonlinear mathematical expression, and then the critical wind velocity is found out. The given results can be applied directly to T/S SAE NURI in handling under the wind condition and used for merchant ships as a referential tool.

인천항의 송도 신도시와 영종도 인천국제공항을 이어주는 제2연륙교 건설사업이 1999년 민간제안사업으로 정부에 제안되어 3차례에 걸쳐 실시된 선박의 통항 안전성에 관한 연구에도 불구하고 적정 교각폭이 결정되지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 인천항의 장래 교통량의 측면과 최대선형의 선박 조종성 측면에서 소요 교각폭을 산정함을 목적으로 하고 있다. 연구결과, 제2연륙교 주경간 항로는 교통량 수용을 위하여 기본적으로 왕복항로 설계가 필요하며, 2020년 교통량 수용을 위한 소요 교각폭은 1,005m, 최대선형의 왕복통항을 위한 소요 교각폭은 990m로 산정되어 1,000m 교각폭이 장래 교통량 수용 및 최대선형의 안전한 왕복통항이 가능한 것으로 평가되었고, 700m 교각폭은 최대선형의 일방통항은 가능하나 최대선형과 일반 중·소형선박과의 왕복통항은 안전성이 확보되지 아니한 것으로 평가되었다.

In order to keep the safety of maneuverability under the lateral berthing, it is necessary to estimate the magnitudes and properties of the hydrodynamic forces acting on ship hull quantitatively. In this paper, CFD technique is used to calculate the steady lateral force according to the water depth for Wigley model under the unsteady lateral berthing. The numerical results are analysed into the steady lateral force and the transitional lateral force, and some of reviews for the safety of maneuverability relating to the lateral berthing are discussed based on the computed hydrodynamic forces.

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.