2017년 소형선박 핵심요약 - 2-3) 선박조종 일반

블로그에 파일은 첨부하여 올려놓은지 어느새 2년이 되었는데, 시간이 오래되다보니 아마도 다운로드받는데 문제가 발생하고 있는 것 같아 차라리 블로그에 포스트하여 놓는 것이 낫다고 판단되어 여기에 자료를 옮겨 놓습니다. 제가 여행을 많이 다니는 사람인지라 외국에 있을 때는 자료요청을 해도 인터넷이 안되면 보내 드릴 방법이 없기 때문입니다. 

 

참고로 이 내용들은 2017년 12월에 정리된 자료이고 여러 곳에서 수집한 자료를 요약정리 해놓은 것이라 요청에 의해 언제든지 삭제될 수 있음을 미리 공지해드립니다. 

 

- 시간이 없으신 분은 빨간색(기출문제정리)으로 표기된 부분을 중점으로 공부하시기 바랍니다.

- 본 블로그에는 그림첨부가 되어 있지 않습니다, 가급적이면 빨간색으로 표시된 부분은 그림자료와 함께 공부하시기를 바랍니다. (시험에서 그림관련 문제가 제법 나옵니다.)

 

 

제 3 장 선박조종 일반

제 1 절 조타명령

1. 미드쉽 : 타각중앙

2. 스타보드 : 우현 타각  15도

3. 스타보드이지 : 우현 타각  7~8도

4. 하드스타보드 : 우현 타각  최대

5. 스타보드 모어 : 현재의 타각보다 우현으로 3~4도 더

6. 스테디 : 침로 유지

7. 코스어게인 : 원래의 침로로  정침하라

8. 포트 : 좌현 타각  15도

9. 포트이지 : 좌현 타각  7~8도

10. 하드포트 : 좌현 타각  최대

11. 포트모어 : 현재의 타각보다 좌현으로 3~4도 더

 

제 2 절 프로펠러  추진

1. 추진종류

  1) 고정피치 스크류프로펠러

  2) 가변피치 스크류프로펠러

2. 수류의 종류

  1) 흡입류 : 스크류 프로펠러가 수중에서 회전하면서 앞쪽에서 빨려드는 수류   

  2) 배출류 : 스크류 프로펠러가 수중에서 회전하면서 뒤쪽으로 흘러나가는 수류

  3) 반류 : 선체가 앞으로 나아가면서 생기는 빈 공간을 메우기 위해 수면상의 물이 선체를 따라 들어오는 흐름

3. 수류와 횡압력에 의한  회두

  1) 배출류에 의한 영향(배출류의 측압작용)

     가. 전진시 물을 시계방향으로 회전시키면서 뒤쪽으로 배출하므로 키에 직접적으로 부딪혀 키의 상부보다는 하부에 작용하는 수류의 힘이 강해서 선미를 좌현쪽으로 밀게 된다. 이때 선수는 우현쪽으로 회두한다.

     나. 후진시 프로펠러를 반시계방향으로 회전하여 우현으로 흘러들어가는 배출류는 우현의 선미벽에 부딪치면서 측압을 형성, 선미를 좌현쪽으로 밀게 된다. 이때 선수는 우현쪽으로 회두한다.

     다. 우회전 단추진기를 설치한 선박이 후진 중에 타를 돌리면 선미는 일반적으로 타를 돌린 쪽으로 돌아간다.

     라. 가변피치는 후진시 선미는 우편향

     마. 우회전 가변피치 스크루 프로펠러 한 개가 장착되어 있는 선박이 정지상태에서 전진할 때 타가 좌 타각이면 횡압력과 배출류가 함께 선미를 우현 쪽으로 밀기 때문에 선수의 좌회두가 강하게 나타난다.

  2) 흡수류에 의한 영향

     가. 전진시 선수 좌회두

     나. 후진시 편향되지 않는다.

  3) 반류에 의한 영향

     가. 전진시 선수 우회두

     나. 후진시 편향되지 않는다.

  4) 횡압력에 의한 회두

     가. 전진시 선수 좌회두 : 선박에서 사용하고 있는 우회전 스크루 프로펠러는 전진 회 전을 시작하는 초기에는 횡압력이 커서 선수가 좌회두하려는 경향이 있다

     나. 후진시 선수 우회두

     다. 가변피치는 후진시 좌회두

 

제 3 절 키 및 프로펠러에 의한 선체운동

1. 추진장치와 키는 선박자체의 운동을 직접 조종하며, 닻은 배의 조종에 있어서 보조수단으로 이용된다.

2. 선회운동 : 키를 중앙에 놓고 직진하는 상태에서 일정한 타각을 주면 선체는 키에 작용하는 압력에 의하여 원침로에서 바깥쪽으로 밀리면서 타각을 준 쪽으로 회두를 시작하는데 이것을 선회운동이라 한다.

  1) 용어정리

     가. 선회권 : 운동에서 선체의 무게중심이 그리는 항적

     나. 선회우력 : 양력과 선체의 무게중심에서 타의 작용중심까지의 거리를 곱한 것

  2) 조종성의 요소

     가. 추종성 : 조타에 의한 선체회두의 추종이 빠른지 또는 느린지를 나타내는 것

     나. 침로안정성 : 선박이 정해진 진로를 따라 직진하는 성질, 방향안정성 또는 보침성이라 한다. 일정한 침로를 항행하는 것이 요구되는 화물선에 가장 중요시 성능.

     다. 선회성 : 일정한 타격을 주었을 때 선박이 어떠한 각속도로 움직이는지를 나타내는 것

  3) 선박의 조종성

     가. 선회성지수가 크면 짧은 반경의 선회권을 그린다.

     나. 조타에 대한 응답의 빠르기를 추종성지수로 나타낸다.

     다. 타각을 주었을 때 선박의 선회각속도의 크기를 선회성지수로 나타낸다.

  4) 전속전진 중에 최대타각으로 전타하였을 때 발생하는 현상

     가. 키 저항력의 증가

     나. 추진기 효율의 감소

     다. 선회 원심력의 증가

     라. 선체 경사로 인한 선체저항의 증가

  5) 타판에  작용하는 압력

     가. 직압력 : 타각을 주면 수류가 타판에 부딪히면서 타판을 미는 힘.

     나. 항력 : 타판에 작용하는 힘 중에서 선수미방향의 분력, 힘의 방향은 선체후방으로 전진속도를 감소시키는 저항력으로 작용

     다. 양력 : 타판에 작용하는 힘 중에서 정횡방향의 분력, 힘의 방향은 선미를 횡방향으로 미는 힘.

     라. 마찰력 : 타판을 둘러싸고 있는 물의 점성에 의하여 타판표면에 작용하는 힘

  6) 선회권에 영향을 주는 요소

     가. 방형비척계수 : 선폭에 비하여 길이가 짧은 선형일수록 선회권이 작다. 선체의 뚱뚱한 정도를 나타내는  것

     나. 타각 : 타각이 크면 키에 작용하는 압력이 커지므로 선회권이 작다.

     다. 트림 : 선수트림은 물의 저항작용점이 배의 무게중심보다 전방에 있으므로 선회우력이 커져서 선회권이 작아지고 선미트림은 커진다.

     라. 수심 : 수심이 얇은 수역에서는 키 효과가 나빠져 선회권이 커진다.

  7) 선회권의 용어

     가. 전심 : 선박이 선회운동을 할 때 외관상 선체의 종중심선상의 다른 점을 수직축으로 회전하는 것같이 보이는데 이러한 외관상의 회전중심점

     나. 편각 : 선박이 직진 중에는 선수미선의 이동방향과 선체중심의 이동방향은 일치하나 선회를 시작하면 선수미선의 이동방향과 선체중심의 이동방향이 협각을 이루는데 이를 편각이라 한다.

     다. 선회종거(Advance) : 전타점에서 각변화량이 90도가 되는 점까지 원침로상에서의 거리

     라. 선회횡거(Transfer) : 전타점에서 각변화량이 90도가 되는 점까지 원침로에 수직한 거리

     마. 선회경(Tactical diameter) : 원침로로부터 회두가 180도 이루어졌을 때까지의 거리 

     바. 정상선회경(Final diameter) : 선박의 선회각속도가 일정하게 되었을 때 중심점의 궤적은 완전한 원에 가깝고 그 때의 선회항적의 직경을 말한다.

     사. 킥 : 조타개시 직후 회두가 일어나기 전에 조타방향과 반대방향으로 선체가 이탈하는 현상

     아. 리치 : 전타를 시작한 최초의 위치에서 최종 선회지름의 중심까지의 거리를 원침로상에서  잰 거리

     자. 신침로거리 : 전타 위치에서 신구침로의 교차점까지 원침로상에서 잰 거리

  8) 선회중의 선체경사

     가. 내방경사 : 직진 중에 전타를 하면 조타한 직후에는 키의 직압력이 타각을 준 반 대쪽으로 선체의 하부를 밀어내고 수면 상부의 선체는 타각을 준 쪽인 선회권의 안쪽으로 경사 즉, 내방경사한다. 선회를 계속하면 선체는 일정한 각속도로 정상 선회를 하게 된다.

     나. 외방경사 : 정상 원운동 시에는 원심력이 바깥쪽으로 작용하여 수면 상부의 선체는 타각을 준 반대쪽인 선회권의 바깥쪽으로 경사 즉, 외방경사한다.

     다. 내방경사는 외방경사보다 약하게 나타난다. 특히 복원력이 작은 선박에서는 선체 경사가 더욱 뚜렷하다.

3. 선속과 기관조종

  1) 선박의 속력

     가. 항해속력 : 선박이 항해시 정상적인 상태에서 상용으로 사용되는 속력

     나. 조종속력 : 주위의 여건에 따라서 언제라도 가속, 감속, 정지 등의 형태로 쓸 수 있도록 준비된 상태의 항해  속력

     다. 안전한 속력

  2) 기관 조종

     가. 전진전속(Full Ahead) : 70%

     나. 전진반속(Half Ahead) : 40%

     다. 전진미속(Slow Ahead) : 35%

     라. 전진극미속(Dead Slow Ahead) : 20%

4. 타력 : 선체가 현재의 침로와 속력의 상태에서 키와 엔진을 사용하여 변경하고자 할 때 현재의 상태로 운동을 계속하려는 성질

  1) 타력의  종류 :

     가.  발동타력 : 정지된 배에 주기관을 발동하여 출력에 해당하는 속력이 나올 때까지의 거리

     나. 정지타력 : 전진중인 선박이 기관정지를 명령하여 선체가 정지할 때까지의 거리 

     다. 반전타력 : 전진중에 기관을 후진전속으로 걸어서 선체가 정지할 때까지의 거리

     라. 회두타력 : 전타선회 중에 키를 중앙으로 한때부터 선체의 회두운동이 멈출 때까지의 거리

  2) 최단정지거리 : 전진전속중 기관을 후진전속으로 하였을 때, 선체가 물에 대하여 정지 상태가 될 때까지의 타력으로 진행한 거리

     가. 반전타력을 나타내는 척도

     나. 기관의 종류, 배수톤수, 초기속력, 선체의 비척도 등에 따라 차이가 생긴다.

     다. 국제해사기구(IMO)는 최단정지거리가 선체길이의 15배를 넘지 않도록 규정한다. 

 

제 4 절 선체 저항과 외력의 영향

1. 복원성 : 배가 화물을 적재하고 물 위에 떠서 이동할 때 바람이나 파도 또는 화물이 한쪽으로 쏠림으로 인해서 기울어지면 부력과 중량의 작용방향이 달라 모멘트가 발생한다. 이 모멘트에 의해서 배는 원래의 상태로 되돌아오는 특성

  1) 복원성관련 용어

     가. 배수량 : 선박이 물위에 떠 있을 때 그 선박이  배제한 물의 무게만큼 부력을 갖는다.

     나. 무게중심 : 선체의 전체중량이 한 점에 모여 있다고 생각되는 점   

     다. 부심 : 선체의 전체 부력이 한 점에 작용한다고 생각할 수 있는 점

     라. 부력과 중력 : 물에 떠 있는 선체에서는 중력이 하방으로 작용하고 부력은 상방으로 작용하는 힘의 크기는 같다.

     마. 메타센터 : 배가 똑바로 떠 있을때 부력의 작용선과 경사된 때 부력의 작용선이 만나는 점, 메타센터는 미소각도경사에서 이동이 거의 없으므로 고정된 점이라고 볼 수 있다

  2) 선체구조물의 영향

     가. 선폭 : 선폭이 증가함에 따라 복원력이 커진다

     나. 건현 : 건현의 크기를 증가시키면 무게 중심은 상승하나 복원력에 대응하는 경사각이 커진다. 예비부력을 가지고  있다.

     다. 무게중심 : 무게중심의 위치를 낮추면 복원성이 좋아진다.

     라. 배수량 : 복원력의 크기는 배수량에 따라서 변화한다.

     마. 현호 : 갑판으로 유입되는 해수를 방지함으로 복원성이 좋아진다.

     바. 홀수 : 흘수가 증가하면 배수량이 증가함으로 복원성이 좋아진다.

     사. 텀블홈 : 선폭을 좁히는 효과가 있으므로 복원력을 감소시킨다.  

     아. 플레어 : 선폭을 넓히는 효과가 있으므로 복원력이 증가된다.

  3) 항해의 영향

     가. 연료유와 청수의 소비 : 연료유 청수등의 소비로 인해 배수량의 감소와 복원력이 감소한다..

     나. 유동수의 발생 : 탱크의 빈공간에 선체의 횡동요에 따라 유동수가 생겨 무게중심의 위치가 상승하여 복원력이  감소한다.

     다. 갑판 적화물의 해수흡수 : 갑판위로 올라온 해수에 의하여 물을 흡수하게 되면  중량이 증가하여 무게중심이 상승하므로 복원력이 감소한다.

     라. 갑판의 결빙 : 겨울철에 북쪽지방을 항행하게 되면 갑판에 해수가 얼어붙어서 간판중량의 증가로 무게중심이 상승하므로 복원력이 감소한다

2. 선체저항

  1) 마찰저항 : 수면하의 선체가 진행 중에 물의 저항 때문에 생기는 저항

  2) 조파저항 : 수면하의 선체가 공기와 물의 경계면에서 운동할 때 발생하는 저항

  3) 조와저항 : 수면하의 물의 속도 차에 의하여 선미 부근에 발생하는 와류(소용돌이)에  의한 저항

  4) 공기저항 : 수면상의 선체가 공기와 부딪침으로서 생기는 저항

3. 외력의 영향

  1) 바람에 의한 영향 : 전진중 바람을 횡방향에서 받으면 선수는 바람이 불어오는 쪽으로 향한다.

  2) 조류에 의한 영향 : 조류가 빠른 수역에서는 선수방향이 조류의 영향을 받으면 타효가 커져 선박조종이 잘 되지만 선미방향에서 조류의 영향을 받으면 선박의 조종성능이 떨어진다.

  3) 파도에 의한 영향 : 횡요의 주기와 파도의 주기가 일치하면 전복위험이 있다.

4. 수심이 얕은 해역의  영향

  1) 선체의 침하로 인한 흘수가  증가

  2) 조파저항이 커지고 선체침하로 저항이 증대하면서 속력이 감소

  3) 조종성의 저하, 저속으로 항행하고 고조시 항행한다.

5. 수심이 깊은 해역의 영향 : 선박이 수심이 깊은 해역에서 항주 시에는 선수와 선미 부근의 수중압력이 높아지고, 선체 중앙 부근의 수중압력이 낮아지는 수압분포가 이루어진다.

6. 수로둑의 영향

  1) 전진 중에는 선수가 반발하고 선미는 안쪽벽으로 붙으려는 경향

  2) 수로둑의 영향을 막기위해서는 저속항행과 수로 중앙항행을 한다.

7. 해저경사의 영향

  1) 전진 중에는 선수가 수심이 깊은 쪽으로 편향한다.

  2) 후진 중에는 선미가 수심이 깊은 쪽으로 편향한다.

8. 두 선박의 상호작용 : 두 선박이 서로 가깝게 마주쳐서 지나가거나 한 선박을 추월할 때는 두 선박 사이에 서로 당김, 밀어냄 그리고 회두작용이 일어난다. 이를 상호간섭 또는 흡인배척작용이라 한다.

  1) 두 선박의 속력과 배수량의 차이가 클 때

  2) 수심이 얇은 곳을 항주할  때

  3) 소형선박은 대형선박에 흡착하려는 경향이 크다.

  4) 추월 및 마주치는 상태 : 추월시 양 선박은 선수나 선미의 고압부분끼리  마주치면  서로 반발하고 선수나 선미가 중앙부의 저압부분과 마주치면 중앙부 쪽으로 끌리게  된다 두 선박이 평행을 하였을 때는 두 선박 사이를 흐르는 수류가 바깥쪽 보다 더 빨라져서 두 선박은 서로를 끌어당기게 되어 사고의 원인이 되기도 하므로 항상 안전 거리를 유지하여야 한다. 선박이 마주칠 시에도 같은 현상이 발생하는데 추월시보다 짧다.

  5) 접안선 및 통항선 : 부두근처를 선박이 통항할 때 통항선이 저속으로 항행하면 수로  둑의 영향이 거의 없으나 접안선은 상호간섭작용과 선수파의 영향으로 통항선이 접근  할 때에는 통항선 쪽으로 끌리고 통과 후에는 다시 반대쪽으로 밀리게 된다. 이러한 여파로 선체가 전후 좌우로 움직여서 계선줄이 끊어지거나 손상되기 쉽다

 

제 5 절 출입항 조종과 정박

1. 연료소비량의 추정 및  계산

  1) 매시간 연료소비량은 속력의 3제곱에  비례한다

  2) 1마일당 연료소비량은 속력의 2제곱에  비례한다

  3) 일정한 시간 동안에 소비하는 연료는 속력의 3제곱에 비례하고 또 일정한 거리를 항주하는데 소비하는 연료는 속력의 2제곱에 비례한다

2. 파주력 : 앵커나 체인이 해저면과 접촉하거나 일부가 흙에 박힌 상태에서 수평력에 저항하여 그 위치를 유지하는 능력. 이를 움직이게 하는 최소의 수평력으로 표시한다

  1) 파주력 = 앵커의 파주력 + 앵커체인의 파주력

  2) 앵커 및 앵커체인의 크기결정법 = 선박설비규정상 의장수에 따라 결정

3. 앵커투하법

  1) 원드라스에 기어를 넣은 상태로 역회전시켜서 앵커를 수면부근까지 내린다

  2) 브레이크 밴드를 단단히 죄어서 앵커의 무게를 지탱하게 한다

  3) 원드라스 기어를 빼고 투묘 위치에서 브레이크밴드를 풀면 앵커자체중량에 의해 자유낙하되는 방법을 사용한다.

  4) 투묘후 수심의 3~4배 정도까지 연속적으로 앵커체인을 내어주고 앵커가 파주력을 가지게 되면 수심을 고려하여 앵커체인의 길이 장력을 적절하게 조절한다.

4. 앵커에 의한 정박법

  1) 단묘박 : 선박의 양현 앵커 중에서 어느 한쪽 현의 앵커를 내려서 정박하는 방법(넓은 수역이 필요)

  2) 쌍묘박 : 양쪽 현의 선수 앵커를 앞뒤 쪽으로 서로 먼거리를 내려 정박하는 방법(좁은 수역에 적합)

  3) 이묘박 : 선수 양현의 앵커를 사용, 강풍이나 조류가 강한 수역에 적합

  4) 선수미묘박 : 선수를 일정한 방향으로 세우기 위한 묘박

5. 투묘법 :

  1) 전진투묘 : 전진타력으로 저속 접근하다가 예정 정박지에서 닻을 내리는 방법

     가. 닻을 예정 지점에 정확하게 투하할 수 있다

     나. 선체와의 마찰에 의한 손상이 크고 체인 절단 위험이 있다

     다. 체인이 절단될 상황이 되어 긴급히 앵커체인을 끊어야 할 경우에는 센하우스슬립을 이용하여 사묘실시

  2) 후진투묘 : 예정투하지점을 지날 때 잠깐 후진하여 후진타력이 생기면 닻을 투하한다. 

     가. 선체에는 무리가 없지만 정확한 위치에 투하하기가 어려운 단점이 있다.

     나. 화물선은 선체보호 및 안전을 위하여 통상적으로 후진투묘를 많이 한다.

  3) 심해투묘. : 수심이 25미터 이상일 때 배를 정지시켜 닻줄을 수심 정도로 내려서 닻을 투하하는 방법, 심해에서  대형선이 주로 이용하는  방법

6. 선박의 접안 및 이안  작업

  1) 계선줄

     가. 선박을 부두에 고정하기 위해서 사용하는 줄

     나. 종류 : 선수줄, 선수옆줄, 선수뒷줄, 선미옆줄, 선미뒷줄, 선미줄

         가) 선수뒷줄 : 선박이 안벽으로부터 앞쪽으로 움직이는 것을 막는 줄, 선박의 접이안에  많이 사용

         나) 선수옆줄 : 선박이 안벽으로부터 벌어지는 것을 막는 줄

  2) 계선시설

     가. 안벽 : 바다방향에 수직으로 쌓은  벽

     나. 잔교 : 선박을 접안시키기 위해 항구에서 돌출되어 나와 있는 시설 

     다. 부두

     라. 돌핀 : 육지에서 멀리 떨어진 선박을 묶어놓고 하역하기 위한 말뚝

  3) 사이드스러스터 : 선박의 접안이나 이안 시 선박의 조종 성능을 향상시키기 위하여 측면에 장비하는 보조 추력 발생 장치. 입출항이 잦은 선박들은 스러스터라는 횡방향 으로 물을 미는 장치를 선수 혹은 선미에 설치하여 예선의 도움없이 부두에 접안하거나 이안한다.

  4) 일반적으로 부두에 접안한 배를 이안 조종할 때에는 선미부를 먼저 떼어 내도록 하는 것이 좋다.

7. 부두접안

  1) 입항자세 접안

     가. 선체를 입항하는 자세 그대로 접안

     나. 종류 : 좌현접안, 우현접안

     다. 단점 : 출항할 때 선박을 돌려야  한다.

     라. 입항자세 좌현접안은 접안조종이 가장  쉽다.

  2) 출항자세 접안

     가. 선체를 출항이 편리하도록 앵커를 이용하여 선체를 회두시켜 출항 자세로 접안 

     나. 종류 : 좌현접안, 우현접안

  3) 접안 조종시 접안하는 반대 현측의 앵커를 투하하여 두면 출항시 선박을 안전하게 조종할  수 있다.

8. 예인선의 활용

  1) 대형선박에 이용

  2) 예인선의 역할

     가. 키의 보조

     나. 타력제어

     다. 횡방향으로부터 선체의 이동

 

 

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