In the actual sea, the additional resistance due to external force such as wind, current and wave is accompanied, and the required power is added in response to these resistance. Especially when the ship is sailing at low speed, the effects of wind and current have a great impact on the safe control of the ship. Likewise, it is thought that the effects of wind and current have a great impact on the trawl ship control since the towing speed of a bottom trawl ship is a low speed of 3 to 4 knots. If the reduce of ship speed and the increase of engine power due to the influence of wind and current can be identified, the safe towing power can be calculated based on a given engine output. Thus, the appropriate size of a fishing gear can be determined. In this study, a total of 20 trawl operations were conducted for seasonal maritime research in the same research area according to the operation mode of propeller. Based on navigation data, trawl fishing data, and engine performance data acquired during the towing fishing gear, and data of ship speed, hull resistance, fishing gear resistance, wind force and current force according to an incidence angle were estimated. The overall power for these loads was calculated and compared with the measured engine power, and the effects of wind force and current force on the engine power were investigated.

접이안이나 사고선박 예인 등 선체를 횡방향으로 이동시 유압력은 수심/흘수비(h/d)에 따라 상당히 달라진다. 하지만 h/d에 따른 유압횡력계수는 선종에 따라 다소 차이가 나는 것으로 알려져 있지만 OCIMF에서 제시하고 있는 유조선 이외의 선종에 대해서는 관련 연구가 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 93 m 여객선형 선박에 대한 횡이동 실선실험을 통하여 h/d에 따른 유압력횡력계수를 이론식에 적용하여 상호 비교 평가하였다. 그 결과 대상선박은 h/d=1.6에서는 유압횡력계수를 1.9로 사용할 경우 총저항이 14.0톤으로 실측된 13.8톤의 장력과 거의 유사하였고, h/d=3.0에서는 유압횡력계수를 1.3으로 가정할 경우 19.9톤으로 실측된 장력 20.0톤과 거의 유사하였다. 또한 예인삭의 길이를 30 m에서 60 m로 변경하여 실시한 예인 결과 장력이 거의 유사한 패턴을 보이고 있어 예인삭을 30 m 이상 사용할 경우 배출류에 의한 영향은 거의 없는 것으로 판단된다.

사고선박의 2차적인 피해를 줄이기 위해서는 사고선박을 안전한 곳으로 이동시키기 위한 예인선의 소요마력 산출이 요구되며, 길이 93 m 여객선형 대상선박에 대한 실선실험을 통하여 소요마력 산출에 대한 이론적인 계산식의 유효성을 검증하였다. 실선실험 결과는 이론계산 결과와 비교해 볼 때 상당히 일치되어 예선의 소요마력 산정을 위해 사용하기에 충분하다고 판단되며, 정적저항에서 공기저항, 마찰저항, 잉여저항과 더불어 프로펠러 고착저항이 상대적으로 큰 값으로 평가되었다. 피예인선은 예인과정에서 좌우 측면으로 30°정도까지 스윙운동 및 요우잉이 발생하였으며, 이로 인한 동적저항이 큰 값으로 평가되었다. 추후 안전율에 대한 연구가 필요할 것으로 판단되며, 저항의 정확한 예측을 통하여 안전율을 최소화함으로써 경제적인 예인선의 사용이 가능할 것으로 판단된다.

본 연구는 피예인선의 거동을 결정짓는 예인선의 힘과 작용지점의 해석에 대해 언급하고 있다. 예인대상선박의 간략화된 동역학방정식을 바탕으로 선형화기법을 적용하여 목적으로 하는 피예인선의 자세와 위치를 달성하기 위한 예인력과 예인력이 가해져야 하는 지점을 도출하였다. 이를 위해 LQR제어기법을 적용하였으며, 수치적인 시뮬레이션을 수행하였다. 리카치방정식을 이용하여 피예인선의 자세제어를 위한 제어기 이득과 자세제어에 필요한 무게중심에서의 힘을 도출하였고, 도출한 힘과 예인지점의 역학적인 관계는 의사역행렬을 이용하여 구하였다. 이러한 해석기법을 바탕으로 피예인선을 초기위치로부터 목표위치로 예인할 때 예인지점 및 예인방식에 따른 예인력을 구할 수 있었다. 최종적으로 선박을 예인하기 위한 예인력은 예인지점과 방향에 밀접하게 연관되어 있는 것을 확인할 수 있었고 이러한 연구결과는 사고선박의 구난작업 시 예인선의 배치에도 적용이 가능할 것이다.

본 논문에서는 선박의 예인에 필요한 예인력의 계산과 이를 검증하기 위한 실험 결과에 대해 언급하고 있다. 먼저 예인력의 계산에 있어서는 선박의 마찰저항, 풍압저항, 조파저항을 고려하였다. 아울러 프로펠러가 고착된 상태를 가정하여 프로펠러 저항을 계산하였다. 이와 더불어 예인 시 사용되는 예인삭에 걸리는 부가저항을 노드분석법을 적용하여 계산하였고, 선체 저항과 예인삭에서의 부가저항을 합하여 최종 적인 예인저항을 도출하였다. 계산된 결과값의 유효성을 검증하기 위하여 목포해양대학교 실습선 새유달호를 활용하여 해상에서 예인실험을 수행하였고 이론적인 계산 결과와 실험 결과에 대한 비교를 행하였다. 소요 예인력의 이론적인 계산에서 주요한 요소는 예인속력임을 알 수 있 었고, 예인속력의 증가에 따라 프로펠러 고착 저항이 저항의 주요한 부분을 차지하는 것을 확인하였다. 실제 실험을 통해서는 선박의 요잉에 의한 저항 증가분을 고려하는 것이 필요하다는 것을 알 수 있었다.