4.3 마주치며 통과시의 안전통항거리 분석
4.3.3 타각계산
Table 4.14는 시뮬레이터가 보유한 최대 흘수선(VLCC 8)과 초대형 컨테이너선(CNTR 20)이 12knots로 마주치며 통과하는 경우에 대한 타각계산을 실시한 결과이다. VLCC에 발생하는 최대 회두모멘트와 VLCC의 유체력 계수를 이용하여 =0.6~0.8에 해당하는 타각을 계산하 였다. 평형방정식을 이용하여 계산한 =0.6~0.8에 해당하는 타각은 각각 24.0도, 9.4도, 2.2 도로 산정되었다.
CNTR 19 Panamax
0.55 0.6 0.65
CNINT(max) 0.0216 0.0125 0.0066
′ -1.3120 -1.3120 -1.3120
′ -0.0449 -0.0449 -0.0449
′ -0.0781 -0.0781 -0.0781
′ 0.0391 0.0391 0.0391 타각(rad) 0.5529 0.3184 0.1680
타각
(degree) 31.7 18.3 9.6
Table 4.10 Rudder calculation of container ship encountering LNG carrier
CNTR 19 Panamax
0.4 0.5 0.6
CNINT(max) 0.0224 0.0068 0.00083
′ -1.312 -1.312 -1.312
′ -0.0449 -0.0449 -0.0449
′ -0.0781 -0.0781 -0.0781
′ 0.0391 0.0391 0.0391 타각(rad) 0.5745 0.17416 0.0213
타각
(degree) 32.9 10.0 1.2
Table 4.11 Rudder calculation of container ship encountering bulk carrier
CNTR 19 Panamax
0.3 0.4 0.5
CNINT(max) 0.0161 0.0058 0.0010
′ -1.3120 -1.3120 -1.3120
′ -0.0449 -0.0449 -0.0449
′ -0.0781 -0.0781 -0.0781
′ 0.0391 0.0391 0.0391 타각(rad) 0.4107 0.1488 0.0266
타각
(degree) 23.5 8.5 1.5
Table 4.12 Rudder calculation of container ship encountering passenger car ferry
CNTR 19 Panamax
0.3 0.4 0.5
CNINT(max) 0.0071 0.0018 -0.0002
′ -1.3120 -1.3120 -1.3120
′ -0.0449 -0.0449 -0.0449
′ -0.0781 -0.0781 -0.0781
′ 0.0391 0.0391 0.0391 타각(rad) 0.1827 0.0450 -0.0055
타각
(degree) 10.5 2.6 0.3
Table 4.13 Rudder calculation of container ship encountering fishery training ship
VLCC 8
0.6 0.7 0.8
CNINT(max) 0.0184 0.0072 0.0016
′ -1.658 -1.658 -1.658
′ -0.564 -0.564 -0.564
′ -0.088 -0.088 -0.088
′ 0.044 0.044 0.044
타각(rad) 0.4196 0.1643 0.0383 타각
(degree) 24.0 9.4 2.2
Table 4.14 Rudder calculation of VLCC encountering container ship
2) 길이별 안전통항거리 산정을 위한 타각계산
앞서 기술한 계산방법을 이용하여 상대선의 길이가 다양한 경우에 대한 마주치며 통과시 의 안전통항거리를 산정할 수 있다. Fig. 4.26은 파나막스급 컨테이너선(CNTR 19)과 다양한 길이의 상대선이 각각 12knots로 마주치며 통과할 때, 기준선(course 000°)에 발생하는 최대 회두모멘트와 유체력 계수를 이용하여 계산한 컨테이너선의 보침타각을 그래프로 나타낸 것 이다. 시뮬레이션을 수행하여 x축의 타각이 35도를 넘지 않은 최대 회두모멘트를 도출하였 다. 앞서 계산한 LNG선, 벌크선, 카페리의 결과를 Fig. 4.26에 추가하였다.
대형크기의 선박 모델(CNTR 8, PCS 6, LNG 4)은 의 구간이 0.6~0.8에 추세선이 위치하 고, 중형크기의 선박 모델(OT 3, BLK 7, CCR 6)은 의 구간이 0.4~0.7에 추세선이 위치하 고 있다. 소형선(ITB 450, RRPF 11)은 의 구간이 0.2~0.4에 추세선이 위치하였다. 상대선 의 길이가 작을수록 추세선의 y축 구간이 낮아지는 것을 볼 수 있다. 추세선을 이용하 여 x축의 보침타각 10도에 해당하는 y축 을 구할 수 있고, 최종적으로 선체 간의 수평거 리인 안전통항거리를 도출할 수 있다.
CNTR 8 (=0.76) LNG 6 (=0.80 ) PCS 6 (=0.83 )
LNG 4 (=1.00) OT 3 (=1.19) BLK 7 (=1.26)
CCR 6 (=1.45) PCF 2 (=1.65) ITB 450 (=2.02)
RRPF 11 (=2.31)
3) 수심별 안전통항거리 산정을 위한 타각계산
Fig. 4.27은 파나막스급 컨테이너선(CNTR 19)의 중심선에서 상대선(LNG 6)의 중심선까지의 수평거리()를 0.4~0.65로 두고 두 선박이 12knots로 마주치며 통과할 때, 기준선 (course 000°)에 발생하는 최대 회두모멘트와 유체력 계수를 이용하여 계산한 보침타각을 수심별로 나타낸 것이다. x축 타각의 범위는 35도를 넘지 않은 에서 시뮬레이션을 수행하였고, 두 선박의 상호간섭으로 기준선에 발생하는 회두모멘트를 10도의 타각으로 제어하는 것을 표준 으로 정하였다.
수심 =1.1과 =1.2의 경우에는 =0.5~0.7의 구간에서 타각이 10~32도까지 넓게 분포하고, 수심 =3.0에서는 표준 타각 10도로 보침이 가능한 의 값이 위치하도록 수 평거리 =0.4까지 시뮬레이션과 타각계산을 실시하였다. 전체적으로 수심이 깊어질수록 추세선의 기울기가 가파르게 변하는 것을 볼 수 있다.
Fig. 4.27에서 수심이 =4.0과 =5.0으로 증가하면 기준선과 상대선의 중심선의 거리 를 선박의 길이로 나눈 의 값이 0.4까지 감소하였다. 파나막스급 컨테이너선이 자선보다 큰 LNG선을 12knots로 마주치며 통과시 보침타각 10도에 해당하는 선박 간의 수평거리는 얕 은 수심의 경우 약 =0.6이고 깊은 수심의 경우 약 =0.4으로 계산되었다. 천수(shallow water area)와 심수(deep water area)의 경우에 약 0.2의 차이가 발생하는 것을 알 수 있다.
=1.1 =1.2
=1.5 =2.0
=3.0 =4.0
=5.0
Fig. 4.27 Range of rudder angle and lateral distance of panamax container ship encountering LNG carrier according to the water depth (12-12knots)