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.

Recently, tug boats are widely used for towing a barge which transports building materials, a large block of a ship, offshore crane, and so on. In order to simulate the dynamics of the coupled towing system correctly, the dynamics of the towline should be well modeled. In this paper, the towline was modeled as the multiple finite elements, and each element was assumed as a rigid cylinder which moves in five degrees of freedom except roll. The external tension and its moment acting on each element of the towline were modeled depending on the position vector's direction. Tugboat's motion was simulated in six degrees of freedom where wave and current effects were included, and towed barge was assumed to move in the horizontal plane only. In order to confirm the mathematical models of the coupled towing systems, standard maneuvering trials such as course changing maneuver, turning circle test and zig-zag test were simulated. In addition, the same trials were simulated when the external disturbances like wave and current exist. As the result, it is supposed that the results might be qualitatively reasonable.

본 논문에서는 선박의 예인 시 소요되는 예인마력을 추정하기 위한 예인저항과 예인삭에 걸리는 장력의 계산방법에 대해 언급하고 있다. 선박이 사고 등으로 인해 자력 운항이 불가할 경우 사고선박을 사고 장소로부터 안전한 곳으로 이동시켜야 하고, 이러한 작업을 수행하기 위해서는 선박을 예인하기 위한 예인선의 예인마력을 추정하여야 한다. 본 연구에서는 예인에 따라 발생하는 저항 성분을 바탕으로 예인저항을 추정하였고, 사용된 예인삭의 종류에 따른 부가저항과 예인삭의 중량에 비례하는 수직성분을 이용하여 예인삭에 걸리는 전체장력을 계산하였다. 아울러 예인삭의 부가저항 계산과정에서는 다양한 예인력에 대해 적용할 수 있도록 다항식맞춤법을 응용하였다. 최종적으로는 도출된 예인저항과 예인삭 장력을 계산할 수 있는 UI를 개발하여 계산에 필요한 각 항목을 손쉽게 입력하여 계산할 수 있도록 하였다.

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.