KR100202258B1 - 다선체 선박의 선체 - Google Patents

Abstract

예컨대 30

Description

다선체 선박의 선체

제1도는 본 발명에 따른 선체의 이물 및 고물의 절반부에 대한 선체 평면도를 나타내는 도면.

제2도는 선체의 길이에 따른 선체프레임 구역의 무게 중심 위치를 나타내는 그래프.

제3도는 상이한 드래프트(draft)에서의 선체의 이물 및 고물 부분들의 변위를 나타내는 그래프.

본 발명은 다선체 선박의 선체 구조에 관한 것이다.

종래의 쌍동선 타입의 다선체 선박은 몇가지 잘 알려진 고유의 장점을 가지고 있으나, 항행시 상하 방향으로 움직여 승객들이 불편함을 느끼고 선적된 물품에 바람직하지 않은 수직 방향의 상승력을 가하게 되는 단점을 가진다. 이에 따라 다선체 선박에 대한 개발로서, 흘수선(water line)에서의 단면을 좁게하여 선체에 작용하는 파도에 의한 상승력을 저하시킨 선체를 개발하게 되었으며, 이를 위해 흘수선 아래에 위치하는 선체 부분과 흘수선 위에 위치하는 선체 부분을 좁은 연결부로 연결시키고 있다. 그러나 그 결과 선박의 추진에 필요한 장비와 관련된 문제점과 동력이 더많이 소요된다는 문제점을 또다시 발생시켰다. 고속 선박 예컨대 최대 40 노트의 속도를 낼 수 있도록 건조되는 선박의 경우에는 물분사 추진이 바람직하지만, 이때는 물분사 추진 장치를 당해 선박의 흘수선에 설치하여야 한다. 그러므로 실제로는 흘수선에서의 선체를 잘록하게 좁게한 쌍동선 타입 선박(SWATH : Small Water Area Twin Hull, 흘수선 구역을 작게한 쌍동선)은 프로펠러로 추진된다. 그러나 스크류 프로펠러는 부식되거나 또는 고부하시에는 캐비테이션을 일으키기 때문에 수중에서 선박을 추진할 수 있는 속도에 제한이 있다. 또한 프로펠러는 선체 상부 구조물에 설치되는 복잡하고 고가인 구동모터의 전동력에 의해 구동되어야 한다. 아니면 흘수선 아래에 위치하는 선체 부분에 엔진을 설치할 수도 있는데, 이것은 엔진의 설비 및 보수, 공기의 공급, 배기 가스의 배출등의 문제점이 있으며, 특히 40 노트 정도의 속도를 낼 수 있도록 건조되는 선박의 경우에는 가스터빈을 사용하는 것이 이상적이다. SWATH 선박은 물론 흘수선 위로 신장하는 선체 부분이 비교적 작은 단면적을 가지기 때문에 부하 안정성이 낮다. 따라서, 어쩔수 없이 복잡성 및 비용의 증가를 초래하는 휜(fin), 밸러스트 탱크등의 별도의 수단을 통해 수중에서의 항행중에 SWATH 선박의 부양 상태를 조절할 필요가 있다. 그러나, 이 선체의 부양 안정성 역시 선박에의 선적 및 하역시 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 a) 수중에서의 항행중 파도의 영향에 의한 상방 상승을 억제하고 b) 효율이 향상되어 선박을 고속으로 추진하고 c) 높은 파도하에서도 감속이 거의 없으며 d) 내부하성이 높아 물분사 추진 시스템을 포함한 임의의 소정의 동력 수단에 의해 선박을 추진할 수 있으며 e) 고물쪽에서 선적 및 하역을 할 수 있도록 고물쪽의 안정성이 높은 선체 구조를 갖는 다선체 선박용 선체를 제공하는데 있다.

본 발명은 승선 및 선적용 쾌속 쌍동선, 예컨대 속도 3050 노트, 전장 120 m, 폭 40 m, 잠수 체적 최대 3000 m³의 선박에도 바람직하게 적용될 수 있다.

본 발명은 첨부된 청구범위 제1항, 즉 선체 베이스라인에서, 정상의 선체 드래프트에 상당하는 흘수선 까지의 선체의 흘수선 아래 부분의 체적상 무게중심까지의 수직거리는 선체의 고물과 선박의 중간 사이에 위치하는 선체의 고물 방향 절반부에 있어서의 흘수선과 베이스라인 사이에 형성되는 선체의 드래프트의 55 % 이상이며, 상기 수직 거리는 선체의 이물과 선체의 중간 사이에 위치한 선체의 이물 방향 절반부에서의 드래프트의 55 % 미만이며, 베이스라인과, 선체의 고물로부터 계산된 선체의 흘수선 아래 부분의 총길이의 75 %에 상당하는 위치에서 흘수선으로 한정된 프레임 지역의 무게중심점의 거리는 드래프트의 55 % 미만이며, 흘수선에서의 선체의 폭은 선체의 이물 방향 부분 보다 고물 방향 부분에서 실질적으로 더 큰 다선체 선박의 선체에 의해 한정된다.

본 발명의 또 다른 개량은 종속청구항에서 설명된다.

본 발명의 선체는 흘수선 지역에서의 수중 단면이 양파형 즉 잘록한 부분을 갖는 이물 방향 선체부와, 이 이물 방향 선체부와 연속적으로 합체되는 고물 방향 선체부로 이루어져 있으며, 그 국부 드래프트(local draft)는 고물쪽 방향으로 감소되는 반면 흘수선에서의 선체폭은 그 방향으로 증가된다. 이로써 선박의 고물은 물분사 추진에 적합한 형상이 된다. 그러나 본 발명은 물분사 추진에 국한되지 않는다. 본 발명에 의해 선체는 선체의 고물 방향 선체부의 흘수선에서의 폭이 비교적 크게 되며, 따라서 추력 엔진, 원동기 등을 공기 흡입, 배기 가스 배출, 엔진의 승강 등의 아무런 문제없이 선체에 용이하게 설치할 수 있다. 선체는, 특히 선체의 고물에서 흘수선 아래의 선체의 최대폭에 대한 흘수선 폭이 비교적 크기 때문에, 특히 고물 방향 선체부에서의 안정성이 양호하며, 따라서 선박의 고물에서 화물을 선적 및 하역하기가 좋다.

이물 방향 선체부의 양파형상 단면, 즉 선체 고물와 대체적인 U 형 상에 이어 흘수선을 통과해 신장하는 선체의 수직 부분에서의 비교적 좁은 선체의 잘록한 부분은 선체 전장의 선체 단면이 대략 일정하게 되어 있는 종래의 쌍동선 선체 형상과 관련한 파도에 의한 상하 운동을 억제시킨다. 이물 방향 선체부의 단면을 양파 형상으로 한 결과, 이물 방향 선체부에서의 파도에 의한 상승력이 저하되고, 선체가 수중에서 상하 방향으로 움직일 때 선체의 바닥면과 선체의 상향 웨트(wet)면에서 운동 억제력이 발생한다.

종래의 다선체 선박용 선체는 선체의 전장에 걸쳐 단면 형상이 일정하게 되어 있으며, 이 경우 쌍동선 선체의 통상적인 단면 형상은 대략적인 수직 방향의 측부가 뻗어나가는 대체적인 V 형상의 저부를 포함하고 있다. 본 발명은 본질적인 면에 있어서 위와 같은 종래의 선체 형상과 다르다. 먼저 본 발명에 의한 선체의 흘수선에서의 폭은 일반적으로 이물쪽 방향으로 감소되는 반면 흘수선 아래의 프레임 지역을, 물론 이 프레임 지역은 선체의 이물쪽과 고물쪽에서는 감소할 것이지만, 선체의 전장에 걸쳐 실질적으로 일정하게 유지하고 있다.

따라서, 선체는 선체의 고물 부분들에서 흘수선에서의 폭이 비교적 크며, 이에 따라 선체의 고물 부분에서의 선체의 국부 드래프트가 억제될 수 있다.

본 발명은 다음과 같은 장점을 갖는다.

엔진을 포함한 선박 추진 장비를 복잡하고 동력을 필요로 하는 전동부 없이 선체에 용이하게 설치하고 보수할 수 있다.

선체는 특히 선체의 고물에서의 부하를 지지할 수 있다.

선체는 고속 예컨대 40 노트의 속도용에 적합하다.

선체에는 필요에 따라 물분사 추진 수단을 설치할 수 있으며, 선체는 수중에서의 항행중 피칭(pitching)이 비교적 작으며, 이에 따라 승선 및 선적 양용의 선박에 적합하게 된다.

본 발명의 목적은, 여러가지가 있겠으나, 보통의 파도하에서 선박에 선적된 화물 자동차, 트럭 등의 차량을 밧줄로 잡아맬 필요가 없을 정도로 다선체 선박의 상승 운동을 억제하는데 있다. 실험에 의하면 도시되고 설명되는 선체의 실시예는 파고 약 4 m 의 상당한 파도에 의해서도 아무런 문제점이 없이 수중에서 항행될 수 있는 것으로 입증되었다.

전술한 바와 같이, 선체는 물분사 추진 장치를 사용할 수 있도록 하며, 총부하 용량 10002000 톤, 길이 120 m, 폭 40 m의 차량 및 승객용 쌍동선 선박에서 약 40 노트의 속도를 낼 수 있도록 한다.

본 발명의 이러한 실시예는 단지 예시를 위한 것이며, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명의 선체는 장점을 그대로 유지하면서, 보다 저속 및 고속, 그리고 다른 선박 추진 방법에 따라 여러 가지 크기, 여러 가지 선체수를 가진 다선체 선박에도 사용될 수 있다.

이하 첨부 도면을 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 고물쪽 프레임 0에서 시작하여 이물쪽 프레임 5까지, 번호를 매긴 6 개의 비슷한 별도의 프레임을 가진 본 발명의 선체구조에 대한 평면도이다.

제1도는 또한 선체 KVL(정상 드래프트 T에 대응하는 건조 흘수선의 위치)과 선체의 최저점을 포함하는 수평 기준선인 선체 베이스라인 BL을 나타내고 있다.

제2도에 도시된 그래프의 세로 좌표축은 BL에서 T까지의 선체 평면의 수직 중심점을 드래프트 T의 %로 나타낸 것이고, 가로 좌표축은 프레임(05)의 위치를 나타낸 것이다. 제2도의 곡선은 제1도에 표시된 수개의 서로 다른 드래프트에 관한 것이다.

제2도의 곡선은 본 발명의 특성이고, 본 발명에 따르면, BL과, 고물에서 시작하는 흘수선 아래의 길이의 75 %에 해당하는 위치에서 프레임의 웨트(wet) 부분의 무게 중심점 사이의 거리는 드래프트 대 BL의 최대 50 % 에 이른다. 또한 흘수선까지 이르는 최후방 고물 프레임의 BL로 부터의 무게중심 거리는 드래프트의 65 % 보다 커야함에 반해, 최전방에 위치하고 동일한 흘수선 까지에 이르는 프레임의 BL로 부터의 무게중심 거리는 드래프트의 50 % 미만일 것이다.

흘수선 아래의 선체의 고물 방향 절반부의 경우, 체적상의 무게중심과 BL 간의 거리는 드래프트의 55 % 이상, 바람직하게는 60 % 이상일 것이다.

제2도에서 보는 바와 같이, 무게 중심과 BL 간의 거리는 선박의 전방 방향으로 비교적 연속적으로 변화하며, 당업자가 선체의 형상이 그래프에서 현저하게 벗어나 실제로 본 발명의 개념을 포함하지 않는 방식으로 변경할 수 있음을 실현한다 하여도, 이러한 변화는 일반적인 적용성을 갖는다.

제3도에 도시된 그래프의 세로 좌표축은 제1도에 도시된 선체의 드래프트 T를 나타내고, 가로 좌표축은 선체의 변위를 나타낸다. 제3도의 곡선 A와 B는 각각 제1도에 도시된 선체의 고물 및 이물에 관한 것이다.

제3도에서 보는 바와 같이, 드래프트의 증가에 따른 변위의 증가가 비교적 작기 때문에 파도는 선체 전반부에 비교적 작은 상승력을 가하게 된다. 따라서 제3도에서 알 수 있듯이, 선체의 후반부는 부하를 아주 양호하게 견디여 낸다. 즉 부하에 의한 드래프트의 증가는 비교적 작다. 선체의 후반부는 선체가 받는 파도에 의한 상하 운동에 대해 전반부 보다 덜 민감하거나 덜 반응한다. 종래의 항행중의 선박에서 얻은 일반적인 경험은, 고물에서 부터 선체 전장의 약 1/3 지점에 위치한 피벗 지점 부근에서 선체 피칭 운동이 일어난다는 것이다. 한편 본 발명의 선체의 피칭 운동의 피벗 지점은 선체의 전방 부분에서 부터 선체 전장의 대략 1/4 또는 1/5 지점이다.

다시 제1도를 참조하면, 선체의 후반부에서 선체의 국부 드래프트는 고물쪽 방향으로 감소함을 알 수 있는 것이다. 도시된 실시예의 경우, 선체의 고물에서의 국부 드래프트는 선체 드래프트의 약 50 % 까지 떨어진다. 선체는 그 길이중심의 전방 부분에서 최대 국부드래프트를 갖는다.

또한 흘수선에서의 선체의 폭은 일반적으로 선체의 고물에서 전방 부분으로 연속적으로 감소하는 것을 알 수 있을 것이다.

또한, 선체의 흘수선 아래의 폭은, 전방에서 부터 배의 중간 까지에서, 흘수선에서 부터 하방으로 증가하며, 따라서 흘수선 아래의 선체는 이러한 길이 부분에서 양파형 단면을 가짐을 알 수 있을 것이다.

제1도에서 알 수 있듯이, 정상 드래프트로 부터의 드래프트 변화는 수면에서의 선체의 지역과 형상을 약간만 변경시킬 뿐이며, 선체의 폭은 파도에 의해 선체에 가해지는 추가의 상승력을 비교적 억제하도록 흘수선 이상의 지역에서 감소하며(이것은 SWATH 선체의 경우에서는 일반적임), 이에 따라, 흘수선 위에 놓이는 전방 선체 부분에서의 선체폭이 더 작기 때문에 추가의 상승력은 본 발명의 선체의 전방 부분에서 더 작게 된다.

본 발명의 선체는 흘수선 아래의 전방 부분이 전적으로 양파 형상으로 되어 있기 때문에, 변위 선체의 상향면은 흘수선 아래의 전방 부분에서 비교적 크며, 이에 따라서 피칭 운동중의 선체의 하향 운동은 선체의 전방 부분에서 크게 억제된다. 전술한 예시적인 선체는 속도 약 40 노트의 속도로 추진되도록 설계한 쌍동선 선박용 선체로서, 이 선체는 드래프트가 약 4.5 m, 흘수선 아래의 부분의 폭이 약 5 m, 길이가 약 120 m 이다.

선체 구조에 대한 상기 실시예는 본 발명의 전형적인 실시예이며, 당업자는 여러 가지 크기와 여러 가지 조건의 선체에 본 발명을 실시하는데 전혀 어려움이 없을 것이다.

베이스라인 BL 은 흘수선과 평행하며 , 키일(keel) 을 제외한 실제의 선체 자체의 최저점을 통과한다. 드래프트는 베이스라인과 흘수선 간의 거리이다. 국부 드래프트는 선체의 전장에 따른 소정의 지점에서의 실제 선체 자체의 최저점을 의미한다.

Claims (10)

1. 선체 베이스라인에서, 정상적으로 발생하는 선체 드래프트에 상당하는 흘수선까지의 선체의 흘수선 아래 부분의 체적상 무게중심까지의 수직거리는 선체의 고물과 선박의 중간 사이에 위치하는 선체의 고물 방향 절반부에 있어서의 흘수선과 베이스라인 사이에 형성되는 선체의 드래프트의 55 % 이상이며, 상기 수직 거리는 선체의 이물과 선체의 중간 사이에 위치한 선체의 이물 방향 절반부에서의 드래프트의 55 % 미만이며, 선체의 고물로부터 계산하여 선체의 흘수선 아래 부분의 총길이의 75 % 에 상당하는 위치에서, 흘수선으로 한정된 프레임 지역의 무게중심점과 베이스라인과의 거리는 드래프트의 55 % 미만이며, 흘수선에서의 선체의 폭은 선체의 이물 방향 부분 보다 고물 방향 부분에서 실질적으로 더 큰 것을 특징으로 하는 다선체 선박의 선체.
2. 제1항에 있어서, 베이스라인에서, 고물로부터 선체의 흘수선 아래 부분의 총길이의 75 % 에 상당하는 위치에서의 흘수선 아래의 프레임 지역의 무게중심 점까지의 수직 거리는 드래프트의 50 % 미만인 것을 특징으로 하는 다선체 선박의 선체.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 베이스라인에서 무게중심 점까지의 수직거리는 선체의 고물 방향 절반부에서는 드래프트의 60 % 이상이고, 선체의 이물 방향 절반부에서는 드래프트의 50 % 미만인 것을 특징으로 하는 다선체 선박의 선체.
4. 제1항에 있어서, 베이스라인에서, 흘수선에 이르는 고물 최후방의 프레임에 대한 홀수선 까지의 프레임 지역의 무게중심점까지의 수직 거리는 드래프트의 65 % 이상이며, 베이스라인에서, 동일한 흘수선에 이르는 이물 최전방 프레임의 무게 중심점까지의 수직 거리는 드래프트의 50 % 미만, 바람직하게는 45 % 미만인 것을 특징으로 하는 다선체 선박의 선체.
5. 제1항에 있어서, 베이스라인과 흘수선 아래의 바닥라인 사이의 수직 거리는 선체의 중간에서 고물 부분까지 증가하는 것을 특징으로 하는 다선체 선박의 선체.
6. 제5항에 있어서, 베이스라인과 흘수선 아래의 바닥라인 사이의 수직 거리는 최대 드래프트의 적어도 40%에서 선체의 고물쪽 방향으로 증가하며, 바닥라인의 상승은 선체의 중간 지역에서 시작됨을 특징으로 하는 다선체 선박의 선체.
7. 제1항에 있어서, 흘수선에서의 선체의 폭은 선박의 고물 방향의 1/4 부분에서는 실질적으로 일정하다가 선박의 이물 방향으로 좁아짐을 특징으로 하는 다선체 선박의 선체.
8. 제1항에 있어서, 선체의 이물 방향 절반부에서의 선체 단면 형상은 벌브(bulb) 형상의 흘수선 아래 부분과, 흘수선을 통하여 신장하는 좁은 웨이스트 부분을 포함한을 특징으로 하는 다선체 선박의 선체.
9. 제1항에 있어서, 베이스라인과 흘수선 아래에 위치한 프레임 지역의 무게중심점 사이의 수직거리는 선체의 고물에서 이물쪽으로 연속적으로 경사짐을 특징으로 하는 다선체 선박의 선체.
10. 제1항에 있어서, 흘수선 아래의 바닥라인과 베이스라인 사이의 수직 거리는 선체의 이물 방향 부분에서 실질적으로 일정함을 특징으로 하는 다선체 선박의 선체.