KR20190027129A - A rudder for ship and ship having the rudder - Google Patents

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정석현
조치훈
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현대중공업 주식회사
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    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06Steering by rudders
    • B63H25/38Rudders
    • B63B2718/00

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Abstract

According to the present invention, a rudder for a ship and a ship having the same include: a leading edge unit provided on the back of a propeller of the ship; and a trailing edge unit extended from the leading edge unit, wherein the trailing edge unit further includes an auxiliary edge unit having a width of the end of 15 mm or less.

Description

선박용 러더 및 이를 포함하는 선박{A rudder for ship and ship having the rudder}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rudder for ships,

본 발명은 선박용 러더 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a ship rudder and a ship including the same.

일반적으로 선박에는 진행 방향을 조정하기 위한 수단의 하나로서 러더가 장착되어 있다. 이러한 러더는 선박의 선미에 배치되고, 물의 흐름 속에 놓여진 상태에서 받음각을 가질 때 여기에 작용하는 양력의 수직성분을 회두력으로 이용하여 선박의 진행 방향을 조정하는 원리로 작동된다.Generally, a ship is equipped with a rudder as one means for adjusting the direction of travel. These rudders are placed at the stern of the ship and operate on the principle of adjusting the direction of the ship by using the vertical component of the lift force acting thereon when the ship has the angle of attack when it is placed in the water flow.

이때, 통상적인 러더의 구동방식은 선체로부터 러더의 러더 스톡(Rudder stock)을 수직 방향으로 돌출시키고, 러더 스톡을 러더 날개의 소정 영역에 고정하여 조타기(Steering gear)의 회전력을 러더 날개에 전달함으로써 구동하게 된다.A conventional rudder driving method is a method in which a rudder stock of a rudder is vertically protruded from a hull and a rudder stock is fixed to a predetermined region of a rudder blade to transmit a rotational force of a steering gear to a rudder blade .

이러한 러더는 선체로부터 러더 스톡과 날개가 어떠한 형태로 고정되느냐에 따라 크게 혼(horn) 타입과, 스페이드(Spade) 타입으로 구분된다.These rudders are classified into a horn type and a spade type depending on the shape of the rudder stock and the wing from the hull.

먼저, 혼 타입 러더는 상단의 조향용 러더 스톡과는 별도로 러더 날개의 전방으로 돌출되어 그 끝단이 러더 날개의 중심부와 핀 체결되는 핀틀을 갖는 혼을 통해 러더 날개를 지지하도록 한다. 이러한 구조의 혼 타입 러더는 일반적으로 러더 날개를 지지하는 혼이 그 전방에 배치된 프로펠러의 후류 영역 내에 위치됨으로 인해 러더의 조정 성능에 있어 효율성이 저하되는 문제점이 있다. 그리고, 고속 선박의 경우, 갭 캐비테이션(Gap cavitation) 현상 때문에 러더 침식 손상을 동반한다.First, the horn type rudder is supported on the rudder vane through a horn having a pintle whose end is protruded forward of the rudder blade separately from the steering rudder stock on the upper end and is pin-coupled with the center of the rudder blade. The horn type rudder of such a construction generally has a problem in that the efficiency of the adjustment performance of the rudder deteriorates because the horn for supporting the rudder blades is located in the wake region of the propeller disposed in front of the horn. In the case of a high speed ship, rupture erosion damage is accompanied by gap cavitation phenomenon.

혼 타입 러더의 단점을 보완하기 위한 스페이드 타입 러더는 러더 스톡의 상단부가 선박의 선미에 마련된 데크를 관통하여 회전 가능하게 결합되고, 데크로부터 수직 돌출된 하단이 러더 날개의 상단부를 관통하여 내부의 고정구에 삽입된 채 결합되게 된다.The spade type rudder for compensating for the disadvantages of the horn type rudder is characterized in that the upper end of the rudder stock is rotatably coupled through a deck provided at the stern of the ship, the lower end vertically protruding from the deck penetrates the upper end of the rudder blade, As shown in FIG.

이러한 구조의 스페이드 타입 러더는 전방의 프로펠러를 지난 유체의 흐름이 러더 날개 자체에 그대로 부딪쳐 받음각을 유지하게 됨으로써, 혼 타입 러더에 비해 조종 성능이 우수하다. 다만, 스페이드 타입 러더는 러더 끝단에서 발생하는 와류 이탈(Vortex shedding) 생성이 비교적 쉬워서 와류 이탈 주파수와 러더 자체의 고유진동수가 일치하여 러더에 과도한 진동이 발생된다는 문제점이 있다.The spade type rudder of this structure has a better handling performance than the horn type rudder because the flow of fluid passing through the propeller in front of it strikes the rudder blade itself and maintains the angle of attack. However, the spade type rudder has a problem that the vortex shedding generated at the rudder end is comparatively easy to generate, and the vortical deviation frequency and the natural frequency of the rudder itself coincide with each other, so that excessive vibration is generated in the rudder.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 러더의 트레일링 에지부(Trailing edge)의 끝단 폭을 15mm 이하로 제어함에 의해 러더 자체의 고유진동수와 와류 이탈 주파수로 인한 공진 형상을 회피할 수 있는 선박용 러더 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the conventional art, and it is an object of the present invention to provide a rudder having a tail edge of a rudder trailing edge of 15 mm or less, Which can avoid a resonance shape due to a frequency, and a ship including the rudder.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더는, 선박의 프로펠러 후방에 마련되는 리딩 에지부(leading edge); 및 상기 리딩 에지부로부터 연장되는 트레일링 에지부(trailing edge);를 포함하며, 상기 트레일링 에지부 측의 끝단 폭이 15mm 이하인 것을 특징으로 한다.A ship rudder according to an embodiment of the present invention includes: a leading edge provided behind a propeller of a ship; And a trailing edge extending from the leading edge portion, wherein an end width of the trailing edge portion side is 15 mm or less.

구체적으로, 상기 트레일링 에지부 자체의 끝단 폭이 15mm 이하일 수 있다.Specifically, the trailing edge portion itself may have a width of 15 mm or less.

구체적으로, 상기 트레일링 에지부는, 끝단으로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 쐐기 형상의 보조 에지부를 더 포함할 수 있다.Specifically, the trailing edge portion may further include a wedge-shaped auxiliary edge portion whose width gradually decreases toward an end portion.

구체적으로, 상기 트레일링 에지부 측의 끝단은 25도 내지 30도로 이루어질 수 있다.Specifically, the end of the trailing edge portion may be 25 to 30 degrees.

구체적으로, 상기 트레일링 에지부 측의 끝단 폭은 러더의 고유진동수에 다른 공진 회피를 위해 결정될 수 있다.Specifically, the end width on the trailing edge side can be determined for resonance avoidance that is different from the natural frequency of the rudder.

본 발명의 다른 실시예에 따른 선박은, 상기 선박용 러더를 포함하는 것을 특징으로 한다.The ship according to another embodiment of the present invention includes the ship rudder.

본 발명에 따른 선박용 러더 및 이를 포함하는 선박은, 러더의 트레일링 에지부(Trailing edge)의 끝단 폭을 15mm 이하로 제어함에 의해 러더 자체의 고유진동수와 와류 이탈 주파수로 인한 공진 형상을 회피할 수 있음으로써, 러더의 파손을 방지할 수 있다.The marine rudder and the ship including the marine rudder according to the present invention can avoid the resonance shape due to the natural frequency of the rudder itself and the vortical deviation frequency by controlling the width of the end of the trailing edge of the rudder to 15 mm or less The rudder can be prevented from being damaged.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 러더의 형상을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 에지부가 구비된 러더 및 보조 에지부가 구비되지 않은 러더의 프로펠러 속도에 따른 진동 계측 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 트레일링 에지부의 폭이 80mm인 러더의 해상 시운전 중 러더의 진동 계측 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 트레일링 에지부에 끝단의 폭이 15mm인 보조 에지부가 구비된 러더의 해상 시운전 중 러더의 진동 계측 결과를 나타내는 그래프이다.
1 is a view showing a marine rudder according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the shape of the rudder according to A-A 'in Fig.
3 is a graph showing a result of vibration measurement according to a propeller speed of a rudder without a rudder and a subsidiary edge portion provided with a subsidiary edge portion according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the vibration measurement results of the rudder during the sea trial operation of the rudder having a trailing edge portion width of 80 mm.
5 is a graph showing the results of the vibration measurement of the rudder during the sea trial operation of the rudder provided with the auxiliary edge portion having the width of 15 mm at the trailing edge portion.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The objects, particular advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 이하에서 설명하는 선박은, 화물을 출발지에서 목적지까지 수송하는 상선 외에도 해상의 일정 지점에 부유하여 특정한 작업을 수행하는 해양구조물을 포괄하는 개념임을 알려둔다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For reference, it is to be noted that, in addition to the merchant ships that transport cargo from its origin to its destination, the following is a concept covering maritime structures that float at certain points in the sea and perform specific operations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 러더의 형상을 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a view showing a ship rudder according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing the shape of a rudder according to A-A 'in FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더(10)는, 선박의 프로펠러(미도시)의 후방에 설치되는 것으로, 러더 스톡(14)에 의해 선체에 회전 가능하게 연결되어, 선박의 진행 방향을 조정하는 조향 장치이다.Referring to FIGS. 1 and 2, a ship rudder 10 according to an embodiment of the present invention is installed behind a propeller (not shown) of a ship and is rotatably supported by a rudder stock 14 And is a steering device that adjusts the traveling direction of the ship.

이러한 러더(10)는 선박의 프로펠러 후방에 대향하도록 마련되는 리딩 에지부(11) 및 리딩 에지부(11)로부터 연장되는 트레일링 에지부(12)를 포함할 수 있다. 프로펠러가 회전하게 되면, 선체에서 프로펠러의 전방으로부터 후방으로 유입류가 발생한다. 이때 유입류는 프로펠러를 거치면서 강하게 배출되어 후류로서 러더(10)에 유입될 수 있다.The rudder 10 may include a leading edge portion 11 provided to face the propeller of the ship and a trailing edge portion 12 extending from the leading edge portion 11. When the propeller is rotated, an inflow occurs from the front to the rear of the propeller in the hull. At this time, the influent can be strongly discharged through the propeller and can flow into the rudder 10 as a wake.

리딩 에지부는 프로펠러에 의해 러더(10)에 유입되는 후류가 선박용 러더(10)와 처음 만나게 되는 지점이며, 후류는 리딩 에지부(11)에 의해 흐름이 나뉜 후 러더(10)의 측면을 따라 흐른 뒤 트레일링 에지부(12)에서 합류하게 된다.The leading edge portion is a point at which the wake flowing into the rudder 10 by the propeller is first encountered with the marine rudder 10 and the wake is the portion where the flow is divided by the leading edge portion 11 and then flows along the side surface of the rudder 10 And joins at the rear trailing edge portion 12.

즉, 러더(10)는 후류를 전달받되, 후류의 흐름이 좌현으로 치우치도록 하여 선박이 좌측으로 선회하도록 하거나, 후류의 흐름이 우현으로 치우치도록 하여 선박이 우측으로 선회하도록 할 수 있다. 이를 위해 러더(10)는 선미에 회전 가능하게 마련될 수 있다.That is, the rudder 10 is allowed to receive a wake, the wake may be turned to the left side so that the wake flow is shifted to the port side, or the wake may be turned to the right side so that the wake flow is shifted to the starboard side. To this end, the rudder 10 may be provided rotatably on the stern.

이러한 러더(10)의 수평 방향의 단면은 전단 측의 리딩 에지부(11)는 곡면 형상이며, 후단 측의 트레일링 에지부(12)는 쐐기 형상의 뾰족한 형태를 가질 수 있다. 여기서, 트레일링 에지부(12)에는 끝단으로 갈수록 폭이 점차적으로 좁아지는 형상의 보조 에지부(13)를 더 포함할 수 있다. 이러한 보조 에지부(13)는 끝단의 폭(D)이 15mm 이하일 수 있다.The leading end edge 11 of the rudder 10 in the horizontal direction has a curved shape and the trailing edge portion 12 at the trailing end may have a sharp wedge-like shape. Here, the trailing edge portion 12 may further include an auxiliary edge portion 13 having a shape gradually narrower toward the end. The edge (D) of the auxiliary edge portion (13) may be 15 mm or less.

이와 같이, 트레일링 에지부(12)에 구비된 보조 에지부(13)의 끝단 폭(D)을 15mm 이하로 제어함으로써, 러더(10)의 끝단에서 발생하는 와류 이탈 주파수를 제어할 수 있다. 이때, 트레일링 에지부(12)의 폭이 좁을수록 와류 이탈 주파수가 증가하게 된다.Thus, by controlling the end width D of the auxiliary edge portion 13 provided on the trailing edge portion 12 to 15 mm or less, the vortical deviation frequency generated at the end of the rudder 10 can be controlled. At this time, the narrower the width of the trailing edge portion 12, the more the vortical deviation frequency increases.

이에 의해 트레일링 에지부(12)에서 와류 이탈 주파수와 러더(10) 자체의 고유 진동수가 일치하여 트레일링 에지부(12) 측에 과도한 진동이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 러더(10)의 끝단에서 발생하는 와류 이탈 주파수와 러더(10)의 고유 진동수와의 공진 형상을 회피함으로써, 러더(10)가 파손되는 원인을 제거하여 러더(10)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.This makes it possible to prevent excessive vibration from being generated on the trailing edge portion 12 side due to the matching of the vortex departure frequency and the natural frequency of the rudder 10 itself at the trailing edge portion 12. That is, by avoiding the resonance shape between the vortex departure frequency generated at the end of the rudder 10 and the natural frequency of the rudder 10, the cause of the rudder 10 being broken is eliminated to prevent the rudder 10 from being damaged can do.

다만, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 러더(10)에서 트레일링 에지부(12)에 끝단 폭이 15mm 이하인 쐐기 형상의 보조 에지부(13)가 구비되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 트레일링 에지부(12) 자체의 끝단 폭이 15mm 이하의 쐐기 형상으로 형성되어, 러더(10)의 고유진동수와의 공진 현상을 회피할 수 있음은 물론이다.However, the rudder 10 according to the embodiment of the present invention is described as being provided with the wedge-shaped auxiliary edge portion 13 having a tip width of 15 mm or less in the trailing edge portion 12, but the present invention is not limited thereto . That is, the trailing edge portion 12 itself is formed in a wedge shape having a width of 15 mm or less, and it is of course possible to avoid a resonance phenomenon with the natural frequency of the rudder 10.

그리고, 러더(10)의 상하 방향의 단면은 좌우 대칭인 형태일 수 있고, 상부에서 하부로 갈수록 면적이 감소하는 형태일 수 있다. 이때 단면의 면적이 감소하는 비율은 일정할 수 있으며, 하부로 갈수록 리딩 에지부(11) 또는 트레일링 에지부(12)를 기준으로 좌우 폭 또는 전후 폭이 감소할 수 있다. 또한, 러더(10)의 리딩 에지부(11) 또는 트레일링 에지부(12)는 측면에서 볼 때 러더(10)의 내측으로 경사진 형태를 가질 수 있다.The cross section of the rudder 10 in the up and down direction may be symmetrical in the left and right direction, and the area may be decreased from the upper part to the lower part. At this time, the ratio of decreasing the area of the cross section may be constant, and the width of the left or right or the width of the trailing edge 12 may be reduced with the leading edge 11 or the trailing edge 12 as the distance decreases. The leading edge portion 11 or the trailing edge portion 12 of the rudder 10 may have a shape inclined inward of the rudder 10 when viewed from the side.

여기서, 트레일링 에지부(12)의 끝단에 구비되는 보조 에지부(13)는 끝단이 이루는 각(θ)이 25도 내지 30도로 이루어질 수 있다. 보조 에지부(13)의 끝단이 25도 미만으로 이루어지는 경우, 끝단의 폭(D)을 15mm 이하로 하기 위하여 보조 에지부(13)의 길이가 과도하게 길어지게 되면서 또 다른 문제점이 발생될 수 있다. 또한, 보조 에지부(13)의 끝단이 30도를 초과하는 경우, 보조 에지부(13)의 길이가 매우 짧아지게 되어, 보조 에지부(13)가 설치되기 이전과 트레일링 에지부(12)의 형상이 유사하게 되므로, 와류 이탈 주파수를 제어하기 어려울 수 있다.Here, the auxiliary edge portion 13 provided at the end of the trailing edge portion 12 may have an angle? Formed by the end portion of 25 to 30 degrees. When the end of the auxiliary edge portion 13 is less than 25 degrees, the length of the auxiliary edge portion 13 becomes excessively long in order to make the width D of the end edge 15 mm or less, . When the end edge of the auxiliary edge portion 13 is more than 30 degrees, the length of the auxiliary edge portion 13 becomes very short. Therefore, before the auxiliary edge portion 13 is installed and before the trailing edge portion 12, So that it is difficult to control the vortical deviation frequency.

이에 따라, 보조 에지부(13)의 끝단이 이루는 각(θ)은 25도 내지 30도의 범위로 이루어지는 것이 바람직하다.Accordingly, it is preferable that the angle? Formed by the end of the auxiliary edge portion 13 is in the range of 25 to 30 degrees.

이와 같이, 트레일링 에지부(12)에 끝단 폭(D)이 15mm 이하이며, 끝단이 이루는 각(θ)이 25도 내지 30도인 쐐기 형상의 보조 에지부(13)가 구비됨으로써, 러더(10)의 진동이 기존 대비 매우 저감될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 러더(10)의 끝단 폭을 제어함으로써, 공진에 의한 진동을 1mm/s 이하로 제어할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.As described above, the wedge-shaped auxiliary edge portion 13 having the tip end width D of 15 mm or less and the angle formed by the end is 25 to 30 degrees is provided in the trailing edge portion 12, ) Can be greatly reduced compared with the conventional one. According to an embodiment of the present invention, the vibration caused by the resonance can be controlled to 1 mm / s or less by controlling the width of the end of the rudder 10, and a detailed description thereof will be given later with reference to FIGS. 3 to 5 do.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 에지부가 구비된 러더 및 보조 에지부가 구비되지 않은 러더의 프로펠러 속도에 따른 진동 계측 결과를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing a result of vibration measurement according to a propeller speed of a rudder without a rudder and a subsidiary edge portion provided with a subsidiary edge portion according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 러더(10)와, 일반적인 러더의 프로펠러 속도에 따른 러더 자체의 진동을 살펴보면, 먼저 보조 에지부(13)가 구비되지 않은 러더는 프로펠러의 속도가 증가할수록 대체적으로 공진에 의한 러더의 진동이 크게 발생됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, the vibration of the rudder itself according to the rudder 10 according to the embodiment of the present invention and the speed of the propeller of a general rudder, the ruder not provided with the auxiliary edge portion 13, The vibration of the rudder due to the resonance is largely generated.

즉, 트레일링 에지부(12) 측의 끝단 폭을 15mm로 제어한 보조 에지부(13)가 구비되지 않은 러더의 경우, 프로펠러의 속도가 45rpm부터 약 50rpm까지 러더에 진동이 거의 발생되지 않았지만, 프로펠러의 속도가 50rpm보다 더 증가할수록 러더의 진동이 현저하게 발생됨을 알 수 있다.That is, in the case of the rudder not provided with the auxiliary edge portion 13 controlled to the end width of 15 mm on the side of the trailing edge portion 12, the vibration of the rudder was hardly generated in the rudder from the speed of 45 rpm to about 50 rpm. As the speed of the propeller increases more than 50 rpm, the vibration of the rudder is remarkably generated.

보조 에지부(13)가 구비되지 않은 러더에서 프로펠러의 속도가 55rpm인 경우, 러더에 약 30mm/s의 진동이 발생되었으며, 프로펠러의 속도가 58rpm인 경우, 러더에 약 115mm/s의 진동이 발생되었다. 그리고, 프로펠러의 속도가 60rpm까지 러더의 진동이 다소 감소하다가 60rpm을 기점으로 러더의 진동이 계속하여 증가되어, 프로펠러의 속도가 67rpm인 경우, 러더에 140mm/s의 진동이 발생되었다.In the rudder without the auxiliary edge portion 13, when the speed of the propeller was 55 rpm, a vibration of about 30 mm / s was generated in the rudder, and when the speed of the propeller was 58 rpm, a vibration of about 115 mm / . Then, when the speed of the propeller was reduced to 60 rpm, the vibration of the rudder was somewhat decreased. Then, the vibration of the rudder continued to increase from 60 rpm, and when the speed of the propeller was 67 rpm, a vibration of 140 mm / s was generated in the rudder.

이와 같이, 보조 에지부(13)가 구비되지 않은 러더는 트레일링 에지부에서 와류 이탈 주파수와 러더의 고유 진동수가 일치하여, 공진에 의한 과도한 진동이 러더에 발생됨으로써, 러더의 파손을 야기할 수 있다.As described above, in the rudder not provided with the auxiliary edge portion 13, the eddy frequency and the natural frequency of the rudder coincide with each other at the trailing edge portion, and excessive vibration due to resonance occurs in the rudder, have.

반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 러더(10)는, 트레일링 에지부(12)에 쐐기 형상의 보조 에지부(13)가 설치됨으로써, 프로펠러의 속도 변화에 따른 러더(10)에 발생되는 진동의 변화가 크지 않음을 알 수 있다.In the meantime, the rudder 10 according to the embodiment of the present invention is provided with the wedge-shaped auxiliary edge portion 13 on the trailing edge portion 12, so that the rudder 10 generated on the rudder 10 according to the velocity change of the propeller It can be seen that the change of vibration is not large.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 러더(10)의 경우, 프로펠러의 속도가 45rpm부터 약 50rpm까지는 러더(10)에 진동이 발생되지 않았으며, 그 이후 프로펠러의 속도가 증가할수록 러더(10)에 진동이 발생되지만, 발생되는 진동은 매우 미미하게 나타남을 알 수 있다.That is, in the case of the rudder 10 according to the embodiment of the present invention, when the propeller speed is from 45 rpm to about 50 rpm, no vibration is generated in the rudder 10, It is seen that the generated vibration is very small.

프로펠러의 속도가 50rpm부터 57rpm까지 증가될수록 러더(10)의 진동 역시 증가되지만, 프로펠러의 속도가 57rpm인 경우 러더(10)의 진동이 20mm/s로 상기 보조 에지부(13)가 구비되지 않은 경우보다 현저하게 러더(10)의 진동이 줄어들었음을 알 수 있다.As the speed of the propeller is increased from 50 rpm to 57 rpm, the vibration of the rudder 10 is also increased. However, if the speed of the propeller is 57 rpm and the vibration of the rudder 10 is 20 mm / s and the auxiliary edge portion 13 is not provided It can be seen that the vibration of the rudder 10 is more remarkably reduced.

또한, 프로펠러의 속도가 57rpm부터 약 62rpm까지 공진에 의한 러더(10)의 진동이 줄어들어 진동이 거의 발생되지 않다가 프로펠러의 속도가 약 68rpm이 될 때까지 러더(10)에 최대 약 32mm/s의 진동이 발생되었다.In addition, the vibration of the rudder 10 due to the resonance is reduced from the speed of the propeller of 57 rpm to the speed of about 62 rpm so that the vibration is hardly generated, and the rudder 10 is rotated at a speed of up to about 32 mm / s Vibration occurred.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 러더(10)의 트레일링 에지부(12)에는 끝단 폭이 15mm 이하이며, 끝단을 이루는 각이 25도 내지 30도인 쐐기 형상의 보조 에지부(13)가 구비됨으로써, 프로펠러의 속도와 관계 없이 대부분의 프로펠러의 속도 영역에서 공진에 의한 러더(10)의 진동이 감소될 수 있다.As described above, the trailing edge portion 12 of the rudder 10 according to the embodiment of the present invention is provided with the wedge-shaped auxiliary edge portion 13 having the end edge width of 15 mm or less and the end angle of 25 to 30 degrees, The vibration of the rudder 10 due to resonance can be reduced in the velocity region of most propellers irrespective of the speed of the propeller.

도 4는 트레일링 에지부의 폭이 80mm인 러더의 해상 시운전 중 러더의 진동 계측 결과를 나타내는 그래프이고, 도 5는 트레일링 에지부에 끝단의 폭이 15mm인 보조 에지부가 구비된 러더의 해상 시운전 중 러더의 진동 계측 결과를 나타내는 그래프이다.Fig. 4 is a graph showing the results of measurement of the vibration of the rudder during the sea trial operation of the rudder having the trailing edge portion width of 80 mm, Fig. 5 is a graph showing the results of the sea trial operation of the rudder with the auxiliary edge portion having the trailing edge portion of 15 mm in width, Fig. 7 is a graph showing the vibration measurement results of the rudder. Fig.

트레일링 에지부(12)의 폭이 80mm인 경우와, 15mm인 경우 모두 프로펠러의 속도는 64rpm으로 동일한 조건에서 선박의 시운전 중 진동 센서를 이용하여 수중 러더(10)에 대한 진동을 계측한 결과이다.The vibration of the underwater rudder 10 was measured using a vibration sensor during trial operation of the vessel under the same condition that the width of the trailing edge portion 12 was 80 mm and that of the propeller was 64 rpm in the case of 15 mm .

먼저, 도 4를 참조하면, 트레일링 에지부(12)가 쐐기 형상으로 구비되었지만 끝단의 폭이 80mm인 경우, 러더(10)의 주파수가 약 18Hz에서 140mm/s에 근접한 러더(10)의 진동이 발생되었음을 알 수 있다.4, when the trailing edge portion 12 is provided in a wedge shape but the width of the end portion is 80 mm, the vibration of the rudder 10 with the frequency of the rudder 10 approaching 140 mm / s at about 18 Hz Is generated.

반면, 도 5에서 보는 바와 같이, 트레일링 에지부(12)에 끝단의 폭이 15mm인 보조 에지부(13)가 구비된 경우, 러더(10)의 주파수가 약 18Hz에서 러더(10)의 진동이 발생되지 않았으며, 러더(10)의 주파수가 약 48Hz에서 30mm/s보다 낮은 러더(10)의 진동이 발생되었다.5, when the trailing edge portion 12 is provided with the auxiliary edge portion 13 having a width of 15 mm at the end, the vibration of the rudder 10 at the frequency of the rudder 10 is about 18 Hz. On the other hand, And the vibration of the rudder 10 with the frequency of the rudder 10 being less than 30 mm / s at about 48 Hz was generated.

이와 같이, 트레일링 에지부(12)에 끝단의 폭이 15mm인 보조 에지부(13)를 설치함으로써, 와류 이탈 주파수를 고주파수 영역으로 이동시켜서 러더(10)의 고유진동수와 이격시킴에 의해 공진을 회피시킬 수 있다. 즉, 트레일링 에지부(12)의 끝단 폭이 줄어듦에 따라 와류 이탈 주파수가 고주파수 영역으로 이동됨을 알 수 있다. 또한, 고주파수 영역으로 이동된 와류 이탈 주파수는 러더(10)의 다른 고유 진동수와 공진될 수 있으나, 와류에 의한 유체력이 감소되어 러더(10)의 진동 수준을 감소시킬 수 있다.By providing the auxiliary edge portion 13 having the width of 15 mm at the trailing edge portion 12 as described above, the vortex separation frequency is shifted to the high frequency region and is spaced apart from the natural frequency of the rudder 10, Can be avoided. That is, it can be seen that as the end width of the trailing edge portion 12 decreases, the vortex deviation frequency shifts to the high frequency region. In addition, the vortical deviation frequency shifted to the high-frequency region can resonate with other natural frequencies of the rudder 10, but the vortical flow force can be reduced to reduce the vibration level of the rudder 10.

본 발명의 일 실시예에 따른 러더(10)에 보조 에지부(13)를 설치 후, 와류 이탈로 인한 진동 주파수가 분산될 뿐만 아니라, 피크 수직항력(Peak normal force)이 감소될 수 있다.After the auxiliary edge portion 13 is installed in the rudder 10 according to the embodiment of the present invention, not only the vibration frequency due to the vortex separation can be dispersed, but also the peak normal force can be reduced.

즉, 트레일링 에지부(12)에 끝단의 폭이 15mm인 보조 에지부(13)를 설치함에 따라, 러더(10)의 끝단에서 발생하는 와류 이탈 주파수를 제어할 수 있으며, 이에 의해 러더(10)는 공진에 의한 진동 성분을 평균 1mm/s 이하로 감소시킬 수 있다. 이처럼 러더(10)의 끝단에서 발생하는 와류 이탈 주파수와 러더(10)의 고유 진동수와의 공진 현상을 회피함으로써, 러더(10)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.That is, by providing the auxiliary edge portion 13 having the end width of 15 mm in the trailing edge portion 12, it is possible to control the vortical deviation frequency generated at the end of the rudder 10, ) Can reduce the vibration component due to resonance to an average of 1 mm / s or less. As described above, the resonance phenomenon between the vortex separation frequency generated at the end of the rudder 10 and the natural frequency of the rudder 10 is avoided, so that the rudder 10 can be prevented from being damaged.

결과적으로, 트레일링 에지부(12)에 끝단 폭에 따라서 와류 이탈 주파수를 제어할 수 있으므로, 본 발명에서는 끝단의 폭이 15mm 이하인 보조 에지부(13)를 트레일링 에지부(12)에 추가로 설치함에 의해 러더 자체의 진동을 현저하게 감소시킬 수 있다.As a result, since the eddy-current release frequency can be controlled in accordance with the width of the trailing edge portion 12 in the trailing edge portion 12, in the present invention, the auxiliary edge portion 13 having the width of the end edge of 15 mm or less is added to the trailing edge portion 12 The vibration of the rudder itself can be remarkably reduced.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the present invention. It is obvious that the modification and the modification are possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10 : 러더 11 : 리딩 에지부
12 : 트레일링 에지부 13 : 보조 에지부
14 : 러더 스톡
10: rudder 11: leading edge portion
12: Trailing edge portion 13: Auxiliary edge portion
14: rudder stock

Claims (6)

선박의 프로펠러 후방에 마련되는 리딩 에지부(leading edge); 및
상기 리딩 에지부로부터 연장되는 트레일링 에지부(trailing edge);를 포함하며,
상기 트레일링 에지부 측의 끝단 폭이 15mm 이하인 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
A leading edge provided behind the propeller of the ship; And
And a trailing edge extending from the leading edge portion,
Wherein a trailing edge side end width of the trailing edge portion is 15 mm or less.
제1항에 있어서,
상기 트레일링 에지부 자체의 끝단 폭이 15mm 이하인 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
The method according to claim 1,
Wherein the trailing edge portion itself has an end width of 15 mm or less.
제1항에 있어서,
상기 트레일링 에지부는, 끝단으로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 쐐기 형상의 보조 에지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
The method according to claim 1,
Wherein the trailing edge portion further includes a wedge-shaped auxiliary edge portion whose width gradually decreases toward an end portion thereof.
제1항에 있어서,
상기 트레일링 에지부 측의 끝단은 25도 내지 30도로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
The method according to claim 1,
And an end of the trailing edge portion on the side of the trailing edge portion is 25 to 30 degrees.
제1항에 있어서,
상기 트레일링 에지부 측의 끝단 폭은 러더의 고유진동수에 따른 공진 회피를 위해 결정되는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.
The method according to claim 1,
Wherein the trailing edge side end width is determined for resonance avoidance according to the natural frequency of the rudder.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 상기 선박용 러더를 포함하는 선박.A ship comprising the ship rudder according to any one of claims 1 to 5.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0221200U (en) * 1988-07-29 1990-02-13
KR20130123953A (en) * 2012-05-04 2013-11-13 삼성중공업 주식회사 Wedge tail type rudder
KR101392084B1 (en) * 2009-04-22 2014-05-07 베커 마린 시스템즈 게엠베하 운트 콤파니 카게 Rudder fin
KR20150145334A (en) * 2014-06-18 2015-12-30 현대중공업 주식회사 A Generation apparatus for Pre-Swirl

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0221200U (en) * 1988-07-29 1990-02-13
KR101392084B1 (en) * 2009-04-22 2014-05-07 베커 마린 시스템즈 게엠베하 운트 콤파니 카게 Rudder fin
KR20130123953A (en) * 2012-05-04 2013-11-13 삼성중공업 주식회사 Wedge tail type rudder
KR20150145334A (en) * 2014-06-18 2015-12-30 현대중공업 주식회사 A Generation apparatus for Pre-Swirl

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