예인수조에서의 무인 고속전차에 의한 저항실험기법 연구

초록

최근의 조선기술의 경향으로서 대형 고속 내항수송선으로부터 고속의 마린 스포츠 선에 이르기까지 고속선박에 관하여 연구자의 관심이 집중되어 왔다. 세계적으로 관심을 갖고 개발하고 있는 고속선들은 SWATH, 반활주선, 활주선, 반몰수 수중익선, 표면효과선 등으로 Fn가 0.5이상의 고속으로 운항하고 있다. 고속선의 연구에 있어서 실험적 검증과 이론적인 해석이 함께 수행되어야 하나 기존 수조의 제약과 실험시설의 부족으로 고속선의 모형시험에 많은 어려움을 겪고 있다. 고속 수조에서 고속선의 성능을 확인하기 위하여서는 고속예인전차가 필요하며 일반수조에 비하여 더욱 충분한수조의 길이와 깊이가 요구된다. 하지만 이러한 조건의 수조를 준비하는 데는 많은 제약이 있고 예인전차의 고속화에도 어려움이 따른다. 인하대학교 선형 시험 수조의 경우 길이 79m 에 평균수심이 2.7m 이고, 보유하고 있는 예인전차는 최대속도 약 3.0m/s 에 사용되는 선박의 모형은 일반적으로 약 2m 정도이다. 이러한 예인수조에서 Froude의 상사법칙을 만족시키는 고속선의 모형시험을 수행하기 위하여서는 모형선의 크기가 매우 작아지게 된다. 하지만 모형선의 크기가 작아지면 신뢰할 수 있는 계측자료의 확보가 어렵다. 이 때문에 인하대학교에서는 고속영역에서의 저항시험을 목적으로 예인속도가 최대 20m/s 에 이르는 무인 고속 예인전차를 시스템을 구축하였다. 본 연구에서는 무인 고속전차 시스템의 개요와 기본성능에 관하여 보고하기로 한다. 그리고 소형고속선의 모형에 의한 3분력계측시험을 실시하여 그 결과로 소형 고속선을 고속 예인전차에 합리적으로 시험계측하고 해석하는 저항실험기법의 타당성을 검증해보았다.