KR0183951B1 - 고속 선박용 선체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중심면을 따라 자른 또는 중심면에 대해 평행하게 자른 종단면도에서 하부면은 굴곡을 갖는 항공기 날개의 프로필과 유사한 프로필을 가지며, 프로필 중단면의 꼭지점은 프로필 종단면의 현의 선미측 종점과 관련해서 총 현 길이의 전방 절반내에 놓이고, 선미측 프로필 종점은 수면아래 선미 또는 트랜섬의 하측 종점에 놓이는 쾌속 수상기용 선체에 관한 것이다. 본 발명에 따라서, 현(1)이 무부하 선체(2)에서 수면(3)에 의해 경계되는 수평면과 1° 내지 3°, 바람직하게는 1.5° 내지 2.5°, 특히 1.8°내지 2.2°의 각(α)을 이루도록 하므로써, 선미측 프로필 종점(4)이 수면(3) 아래 선미 또는 트랜섬(5)의 하측 종점에 놓인다.

Description

고속 선박용 선체

본 발명은 중심면에 따른 또는, 중심면에 평행한 종방향으로 곡률을 갖는 항공기 날개의 형상과 유사한 프로필을 하부에 가지며, 상기 종방향 단면 프로필의 정점이 상기 프로필에 대한 현의 선수측 종점에 대해서 상기 현의 전체 길이의 중간지점보다 전방쪽에 위치되며, 상기 프로필의 선미측 종점은 수면 아래에 있는 선미 또는 트랜섬의 하부 종점에 놓이는 고속 선박용 선체에 관한 것이다.

이와 유사한 선체는 예컨대, 독일연방공화국 특허공보 제30 22 966호 또는 프랑스 공화국 특허공보 제 515 361호에 공지되어 있다. 그러나, 이러한 공지된 선체들은 여러 단점을 가진다. 상기 독일연방공화국 특허공보에 따른 선체에서는 프로필 전방영역에 비교적 심한 프로필 굴곡에 의해, 상기 영역에서 선체주위의 흐름이 가속되고 이로인해 저압부분이 발생하여 선체가 상기 영역에서 물을 흡입(sucked on) 한다. 즉, 항공기 날개의 하부면에서 발생하는 역날개효과가 나타난다. 프로필 후방영역에서는 프로필 곡율의 감소로 인해 상기 영역에서의 흐름속도가 프로필 전방영역에 비해 감소됨으로써, 프로필 후방단부의 상방향으로, 즉 물밖으로 누르는 고압영역이 발생된다. 이러한 두 힘, 즉 프로필 전방부분에서의 하향 흡입력과 후방부분에서의 상향 가압력에 의해, 선수측을 무겁게하는 트리밍 모멘트(trimming moment) 즉, 선수를 아래쪽으로 누르는데 적합한 즉, 선수측을 무겁게 트리밍하는데 적합한 트리밍 모멘트가 양의 양력(lifting force)과 음의 양력(depression force)의 작용점들 사이의 한 점에서 발생한다. 이러한 선수측이 무거운 트리밍효과는 일반적으로 프로필 형상, 전진 흐름속도, 및 프로필 또는 프로필 현의 영입각의 함수이다. 독일연방공화국 특허공보 제30 22 966호에 따른 선체의 경우에는 정지된, 무부하의 배의 경우에 대한 프로필의 영입각이 0이므로 전술한 효과는 프로필 형상 및 전진 흐름속도의 함수로 간주될 수 있다. 신체의 프로필 형상에 의한 효과는 결국, 경사판에 대한 흐름효과와 중첩되며, 여기서 경사판에 대한 흐름효과는 전문용어로서 이해되어야 한다.

선박이 그 속도를 증가시키면, 그 선수파가 커진다. 선박 속도가 선수파의 전진속도보다 커지면, 선체는 선수측이 무거워지도록 트리밍한다. 간단히 표현하면, 선박은 선수파쪽으로 가려고 한다. 따라서, 전술한 바와같이 선체가 선수측에 의해 무겁게 트리밍되면, 프로필 영입각이 변하고 그로 인해 프로필의 음의 양력이 변한다. 선체의 대부분이 프로필 로서가 아니라 평면판로서 경사지게 흐르기 때문에, 선수측을 무겁게하는 트리밍 모멘트에 반작용하는 양의 양력이 선박의 앞쪽에 생긴다. 선박이 충분한 출력을 낼 수 있다는 가정하에, 선박은 선박 앞쪽에서의 프로필 굴곡에 의해 종래의 선체에 비해 보다 높은 홀수선 및 보다 큰 조파 저항에 기인한 보다 큰 저항을 특징으로 하는 슬라이딩 상태에 도달한다.

또한, 상기 공지된 선체에서는 수평 프로필 흐름에 기인해서 프로필 전방영역에서의 프로필 곡률에 의해 발생하는 흡입력이, 슬라이딩 단계의 전환이 잘 이루어질 정도로 강해지지만, 예컨대 프로필 곡률의 감소 및 동시에 프로필의 조절에 의해, 공지된 선체에서와 같이 선박이 그 선수파쪽으로 가는 시점에서 선체의 심한 기울어짐을 방지하는데 필요한 정도로 선박의 전방영역에서의 음의 양력이 줄어들 때보다 훨씬 많은 에너지가 흡수된다.

유사한 문제점이 프랑스공화국 특허공보 제515 361호에 따른 선체에서도 나타나며, 이 선체는 선체에 따른 흐름에 악영향을 끼치는 곡률을 종단면 프로필에 가지며 능선과 같은 구부러진 프레임으로 설계되어 있다. 게다가, 현과 수면이 형성하는 영입각이 최상의 슬라이딩 및 에너지 절야 슬라이딩을 가능하게 하는데 너무 작다.

또한, 린드세이 로어드(Lindasy Lord) 저, 1946, 슬라이딩 선체에 관한 조선공학(Navel Architecture of Planing Hulls)에는 수상기 또는 평면 슬라이딩 플레이트의 저항을, 특히 슬라이딩 각을 고려해서 산출할 수 있는 가능성이 공지되어 있다. 상기 간행물에는 2°의 슬라이딩 각이 최적인 것으로 나타나 있으며, 각이 2°를 넘으면 조파저항이 상승할 수 있으며, 각이 2°미만이면 홀수표면이 상승할 수 있다. 그러나, 이는 평평한 슬라이딩면을 가지는 모든 형태의 수상 슬라이딩 보우트에 적용되지만, 항공기 주의의 프로필을 갖는 슬라이딩 면에는 적용되지 않는다.

모든 슬라이딩 선박의 근본적인 문제는 주행하는 동안 선미를 물에서 들어올릴 수 있게 하는 것이다. 이는 형상에 의존하는 역학적인 양력 또는 보조 양력 수단 예를들면, 트림 플랩(trim flap), 측면 웨지(side wedge)에 의해 가능하다.

독일특허공보에 공지된 선체는 고속 변환모드에서의 선수측 트리밍 모멘트를 선미측 트리밍 모멘트에 의해 보상함으로써 배수 주행과 슬라이딩 주행 사이에서 매우 큰 조파저항 성분을 감소시켜야 하는 소형 보우트(jolly boat) 또는 요트, 즉 엔진이 없는 수상선박에 적합하다. 또한, 너무 깊이 잠긴 트랜섬에 의한 조파저항의 증가는 감소되어야 한다. 이러한 관점에서, 다시 말하면 배수 주행과 슬라이딩 주행 사이의 경계영역에서의 적은 저항은 상기 공지의 보우트 형상에서 기술적으로 중요하다.

본 발명의 목적은 선체 선미의 양력 성분, 특히 고속 슬라이딩 주행에서 유체 역학적 부력을 증가시키는 것이다. 슬라이딩 특성을 개선시키기 위해 고속 슬라이딩 주행에 대한 에너지의 필요성이 줄어들어야 한다. 특히, 본 발명은 배수 주행과 슬라이딩 주행 사이의 전환 과정을 가능한한 짧게 하면서 동력소모를 줄일 수 있는 선체를 만드는데 그 목적이 있다.

전술한 종류의 선체에 있어서 본 발명에 따른 이러한 목적은 굽혀지거나 분리되지 않으며 연장되어 있는 종단면 프로필의 현이 부하 및/또는 무부하 상태의 선체에서 수면으로 정의된 수평면에 대해 1.3°내지 4°, 바람직하게는 1.5°내지 2.5°, 더욱 바람직하게 1.8°내지 2.2°의 각을 갖게 함으로써 달성된다.

본 발명에 따른 선체는 구부러지거나 불연속적인 지점없는 연속적인 곡선으로 이루어져서, 상기 프로필 곡선상의 모든 지점에 대한 단지 하나의 접선만이 가능한 항공기 주익의 프로필과 유사한 형상을 가진다. 종단면 프로필의 정점은 종단면 프로필의 현의 선수측 종점을 기준으로 하여, 전체 현길이의 중간지점보다 앞쪽(선수측)에 있고 부하 및/또는 무부하 상태의 선체에서 상기 현은 수면으로 정의된 수평면과 각도(α)를 형성한다. 선미에는 슬라이딩 면이 없다. 즉, 고유의 슬라이딩 면이나 평평한 슬라이딩 면이 선체에 제공되어 있지 않다. 그러므로, 공기를 선체 아래로 운반하는 슬라이딩 면을 방지할 수 있다. 슬라이딩 특성은 선수가 U자 프레임 형상 또는 둥근 프레임 형상으로 형성될 경우 또는 선수가 안쪽과 위쪽으로 당겨진 프레임으로 형성되는 경우 더욱 좋아진다.

현과 수면 사이의 각은 무부하 상태의 보우트의 트리밍(균형 중량, 체인, 피트밸러스트(feet ballast)에 의해 또는 그에 상응하는 선박의 부하에 의해 조절될 수 있다. 무부하 상태의 선박을 트리밍하므로써 상기 각도를 소정의 각도로 조절하면, 상기 각도는 걸린 부하에 의해 변경되지 않고 단지 주어진 한계내에서만 변경된다.

본 발명에 따라, 횡류(cross flow)가 거의 없이 형성되며, 선수에 의해 야기된 횡류 변환 흐름이 선체의 측면에 없게 하며 유체동력학적으로 이용되지않는 굴곡없는 항공기 프로필도 제공된다. 이와 같은 실시예에 의해, 선수로부터 형성된 흐름이 선미에 나쁜 영향을 주는 현상을 피할 수 있고, 선미의 슬라이딩 특성이 최적으로 이용될 수 있는데, 이는 선미의 양력이 선박의 종축에 대해 평행한 흐름(stream)에 의해 거의 발생될 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명에 따라 종단면 프로필은 상기 프로필의 선수측의 종점으로부터 전체 현 길이의 적어도 30%, 바람직하게는 적어도 50%, 더욱 바람직하게 적어도 60%의 거리에 위치된 변곡점을 가진다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는, 종단면 프로필이 현의 선미측 후반부에서 현과 적어도 한번 교차하도록 형성된다.

프로필 전방영역의 프로필 만곡에 의해 본 발명에 따른 선체의 둘레에서 흐름이 가속되고, 또한 그 때문에 저압 영역이 생기고, 선체가 상기 영역에서 흡입된다. 프로필 후방영역의 프로필 만곡을 줄이고 프로필 후방영역의 터널 개축을 통해(이 전문 용어는, 선체 수직 단부가 변곡점을 가진 주익 프로필로서 선체 중앙의 종축에 대해 평행하게 형성되므로써 생기는 수중 선체 형상을 말한다) 스트림 속도가 프로필 전방영역에 비해 감소되고 프로필 선미측 단부를 상향으로, 즉 물밖으로 가압하는 과중 압력 영역이 생긴다. 이 양 힘을 통해, 수상 슬라이딩 선박의 선수를 묵직하게 트리밍하는데 알맞은 트리밍 모멘트가 생긴다.

그러나, 상기 트리밍 모멘트와 반대로 작용하는 경사진 선체의 양력이 작용한다. 상기 경사진 선체라는 용어는 선체가 슬라이딩 선박의 부하나 무부하 상태의 정지상태에서 중앙의 종단면 프로필의 선미쪽으로 놓여진, 즉 경사진 현 때문에 상기 용어로 표현된다. 상기 양력은 슬라이딩 주행중 선수 중량의 트리밍 모멘트를 보상할 뿐만 아니라 선수에서의 부가의 동력학적 부력을 형성함으로써 조절되는, 동적인 선미측 트리밍 때문에 슬라이딩 선박의 홀수표면이 최소로 감소된다. 또한, 선미측 트리밍을 통해 슬라이딩 주행중의 형상 저항은 감소한다.

변곡점을 가진 본 발명에 따른 프로필은 수면 아래 있는 선미측 종점에서 끝나는 것을 알 수 있다. 수면에 대한, 항공기 주익과 같은 종단면 형상을 갖는 선체 프로필의 현의 기울기를 의미하는, 본 발명에 따른 정적(정지 상태에서 부하 또는 무부하 상태의) 트리밍, 즉, 그 각도가 특히 약1.8°내지 2.2°이며 수상 슬라이딩 선박의 부하 또는 무부하 상태에서 선체의 선미측에 의해 유발되는 정적 트리밍은 조선 기술에서 매우 중요한 각도로 고려된다. 보통, 고속 슬라이딩 선박의 트리밍은 0.01도의 정밀도로 측정되고 0.1도 정도의 편차는 복잡한 트리밍 수단과 측정 장치의 도움으로 결정되고 보상된다. 실제로 본 발명에 따른 선체는 무부하 및/또는 부하상태의 보우트에서 현의 기울기에 근거하여, 상당부분 수면 아래에 위치하는 트랜섬 하부 엣지를 가지며, 잠긴 깊이는 현의 길이를 곱한 영입각의 접선에 상응하며, 그 값은 예를들면 5m 길이의 배에서 약 15㎝에 달한다. 공지의 항공기주익 형상을 갖는 선체는 본 발명으로부터 유도된 트리밍 값을 가진다.

본 발명에 따른 선체에서 선미 영역의 양력 성분은 상당한데, 이는 그 부분의 종단면 프로필이 변곡점을 가지며 또한 이 종방향 프로필이 삼지어 현과 교차할 수 있고 현의 위로 연장하여, 터널 효과가 근본적으로 더욱 강하고 선미에서의 소망하던 양력에 대하여 더 효과적이다. 부하나 무부하 상태의 수상 슬라이딩 선박이 정지해 있을 때 홀수선 맞은편에 종단면 프로필의 현을 위치시키므로써 주행 상태에서 선미에서의 유체역학적인 부력이 현저하게 증가되므로써 슬라이딩 특성 및 에너지 필요의 관점에서 양호한 특성이 얻어진다.

본 발명에 따른 양호한 실시예는 하기의 상세한 설명, 특허청구의 범위 및 도면으로부터 취해질 수 있다.

이후, 본 발명에 따른 선체를 도면을 참조하여 예를들어 설명한다. 제1도, 제2도 및 제3도에는 본 발명에 따른 선체의 여러가지 실시예가 도시되어 있고, 제4도 내지 제6도에는 여러가지 단면도가 도시되며, 제7도 및 제8도에는 선체에 대한 스위프 가능성(sweep possibility)이 도시되어 있다.

제1도에는 본 발명에 따른 선체(2)의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 선체(2)는 도면부호 8로 곡선형상의 중앙 종단면 프로필을 갖는다. 트랜섬(5)의 부분(5')는 선미측 종점(4)으로부터 수면(3)으로 상부로 연장되어 있다. 상기 프로필(8)은 선수 영역에서, 수중 프로필(8)의 선수측 종점(4')으로부터 경우에 따라 수면(3)위의 선수부분(2')으로 바람직하게는 중단없는 하나의 프로필 라인으로 연장된다. 선미에서는 수중에 위치된 트랜섬 부분(5')이 수면(3) 위에 있는 트랜섬(5)으로 바람직하게는 직선으로 연장된다. 프로필(8)의 현(1)은 선수측 종점(4'), 즉 수면(3)과 프로필(8)의 선수측 교점으로 부터 현(1)의 선미측 종점(4')까지 연장되며, 상기 현(1)은 수면아래 놓여 있으며, 일정각(제1도, 제7도)으로 경사져 있거나 수면(3)에 대해 수직으로 연장하는 트랜섬(5)과 교차한다. 현(1)은 수면(3)인 수평면과 1°내지 3°, 바람직하게는 2°의 각을 이룬다. 무부하 상태에서의 전체 현(1), 특히 현(1) 또는 프로필(8)의 선미영역 또는 종점(4)은 수면(3) 아래 놓이는 반면, 현(1)의 선수측 종점(4')은 가급적 정확히 수면(3)에 놓인다. 파선(80)에 의해 상기 프로필(8)은 항공기 주익과 유사한 프로필로 완성된다.

제1도에 도시된 프로필(8)은 선수측 종점(4')으로부터 현(1)과의 가장 큰 간격(Y_max)을 가진 정점(9)까지 볼록하게 휘어진 다음 변곡점(6)까지는 점차 오목하게 줄어들고, 교점(7)에서 현(1)과 교차한 다음 현(1) 위의 프로필(8) 부분(8')으로 연장되며 종점(4)에 도달하여 현(1)과 만난다. 따라서, 선체(2)의 선미 영역에서 특히, 프로필 부분(8')의 휘어짐에 의해 소정의 동력학적 부력이 얻어진다.

유사한 프로필이 제3도에 도시되어 있는데, 여기서는 프로필(8)이 현(1)과 또다른 교점(7')을 갖는다. 2개의 교점(7,7')을 갖는 경우 프로필 부분(8')의 선미측 단부는 현(1)과 교차되게 종점(4)에 도달한다.

제2도에 도시된 프로필(8)은 수면(3)의 높이에 놓인 선수측 종점(4')으로부터 정점(9)까지 두꺼워진 다음 줄어들며 변곡점(6)을 갖는다. 상기 변곡점(6)에서부터 프로필(8)은 더욱 줄어들어 현(1)의 선미측 종점(4)에서 교차되도록 연장되며 상기 종점(4)에서 트랜섬 부분(5')과 연결된다.

선체(2)의 무부하시 수평으로 연장했을 때, 선미측 종점(4)과 일치하는 트랜섬 하부 에지는 선체(2)의 무부하시 중심선에 대해 횡으로 형성된 그 전체 길이가 수면 아래 놓인다.

제2도에 도시된 바와같이, 현(1)의 선미측 종점(4)과 상기 현의 전체 길이의 20-40%, 바람직하게는 20-30% 지점에 해당되는 부분 사이에 있는, 현(1) 아래의 프로필(8) 종단면의 높이(Y)는 정점(9)에서의 프로필 높이(Y_max)에 대해 20%, 바람직하게는 15% 미만으로 줄어든 다음에, 그로부터 수평면(3) 하부에 놓인 현(1)의 선미측 종점(4)으로 하강되게 형성하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 종단면 프로필(8)의 정점(9)은 현(1)의 선수측 종점(4')으로부터 총 현(1)의 길이의 20% 내지 40%, 특히 25% 내지 35%의 거리에 놓이는 것이 바람직하다.이러한 조치에 의해 선체의 선수영역의 소위 흡입이 한계내로 유지되고 주행개시시 조정된 주행상태가 이루어진다. 이때, 정점(9)에 있어서의 종단면 프로필(8)의 높이(Y_max)는 현의 길이의 20%, 바람직하게는 15% 미만인 것이 바람직하다.

터널구축을 위한 특히 바람직한 값은 현(1) 상부에 형성된 종단면 프로필(8)의 부분(8')의 높이가 현 길이의 20%, 바람직하게는 15% 까지일 때이다.

선수쪽으로, 수평면(3)(수면)위에 있는 선체(2')의 종단면 프로필은 바람직하게는 변하지 않는 또는 약간만 변하는 굴곡을 가지고 점(24)까지 연장된다. 상기 프로필은 여러가지 형태를 가질 수 있는 선수의 형상에 따라 달라질 수 있다.

제4도 및 제5도에 도시되어 있는 바와 같이, 프로필 현 면(42)(이웃하는 현(1)에 의해 펼쳐진 면)이 예정된 각도에서 수면(3)과 교차하는 선체를 만드는 것이 가능하다. 제4도의 좌측 부분에는 선체의 수직단면이 도시되어 있으며, 여기서는 본 발명에 따른 선체(2)의 프로필 또는 현의 진행이 수직의 종방향 중심면(38)을 수용하는 좁은 영역(40)에 국한되어 있다. 따라서, 상기 좁은 영역(40)내에서만 현(1)의 전방 종점(4')이 수평면(3)에 놓이게 된다. 그러나, 현(1)은 바람직하게는 항상 수평면에 대해 각도(α)로 기울어져 있다. 보다 큰 간격으로 종방향 중심면(38)으로부터 떨어져 있는 선체 하부면의 종방향 프로필은 좁은 영역(40)에서의 종단면 프로필과 동일한 형상을 가지기는 하지만 상기 이격되어 있는 프로필은 중심면에 있는 프로필과는 서로 다른 높이를 갖는다. 상기 현들은 선체 측면(44,46)쪽으로 높아지는 표면(42)에 놓인다. 제4도의 우측 및 좌측에 도시된 실시예에서 표면(42)은 평면을 나타낸다. 선체 측면은 제4도 좌측에 도시된 바와 같은 직선의 프레임(44) 또는 제4도 우측에 도시된 바와 같은 휘어진 프레임(46)을 가질 수 있다.

제5도에는 표면(42)이 평탄하지 않고 구부러져 있는 2개의 실시예가 도시되어 있다. 여기서 굴곡선(48)은 선체의 수직 종방향 중심면(38)에 대해 평행한 직선을 형성한다.

제6도에는 또다른 복잡한, 여러번 구부러진 표면이 도시되어 있다. 도시된 특성선은 선체의 수직 종단면 프로필의 현(1)이 놓이는 표면(42)을 나타낸다. 선(A)은 굴곡선(48,50)에서 두번 구부러져 있다. 선(B)은 마찬가지로 2번 구부러져 있고 수직의 종방향 중심면(38)에서부터 먼저 약하게 그 다음 위쪽으로 강하게 그리고, 굴곡선(50) 외부에서 위쪽으로 또는 아래쪽으로 진행한다. 선(C)은 수직의 종방향 중심면(38)으로부터 먼저 아래쪽으로 약하게 그리고, 굴곡선(48)의 외부에서 위쪽으로 진행하는 표면(42)을 나타낸다. 선(D)은 선(C)와 유사하지만 제2굴곡선(50)을 가지며 상기 굴곡선을 지나 3개의 다른 방향을 취할 수 있다.

제6도의 우측편에는 배의 하부면 프로필의 현(1)이 놓여있는 표면(42)이 구부러져 있는 실시예가 도시되어 있다. 이 구부러진 표면(42)은 선체의 수직 종방향 중심면(38)에 대해 평행한 직선의(바람직하게는 경사진) 모선을 갖는다. 구부러진 표면(42)은 편의상 수면(3)의 수평면없이 도시되어 있다.

제7도에는 제2도에 도시된 선체(2)의 저면도가 도시되어 있으며, 그 지지면이 후방으로 스위프되어 있다. 선체의 수직 종방향 중심면(38)은 수평면(3)과 일치하며 제7도에는 직선으로 표시되어 있고, 그 아래 종단면 프로필(8)은 일점 쇄선으로 표시되어 있으며 각져 있는 현(1)은 파선으로 표시되어 있다. 정점(9)은 현(1)으로부터 거리(Y_max)에 있는 수직 횡단면(52)에 놓인다.

종방향 중심면(38)에 대해 평행한 종단면(54)에서, 수면 아래놓인 선체의 하부면은 중심면(38)에서의 종단면 프로필 보다 짧은 현(1)을 가진 보다 짧은 종단면 프로필(8)을 가진다. 좀 더 선미쪽으로 놓인 횡단면(60)에 있는 정점(9')은 횡단면(52)에 있는 것보다 작은 최대값(Y_max)을 가진다. 그 이유는 프로필(8) 또는 현(1)의 선수측 종점(4',4'')이 중심면(38)에 대해 각(90°-φ)으로 경사진 직선(곡선)상에 놓이거나 또는 선택적으로 한 평면(구부러진 표면)(74)내에 놓이므로 외측에 놓인 프로필이 유사한 척도로 줄어들기 때문이다. 종단면(54) 및 종방향 중심면(38)에 대해 평행한 수직의 종단면(62)에서, 수면 아래 놓인 선체(2)의 하부면은 정점(9')의 Y_max보다 작은 Y_max를 갖는 정점(9'')을 갖는 보다 짧은 프로필(8)을 갖는다. 정점(9'')은 횡단면(60)보다 선미측에 가깝게 놓인 횡단면(66)내에 놓인다. 따라서, 3개의 정점(9,9',9'')은 횡단면(%2)과 각(φ)을 이루고 있는 수직 평면(구부러진 표면)(51)내에 놓인다. 본 발명에 따라 중심면에 있는 종단면 프로필(8)에서부터 시작해서 외측으로, 그 다음 종단면 프로필(8) 또는 현(1) 및/또는 외측으로 그 다음 프로필 라인과 수평면(3)과의 각(α)은 상사법칙(similar scale)에 따라 짧아지거나 작아진다. 현(1)의 각이 외측으로 줄어들더라도 그것이 값 0°에 이르지는 않는다. 프로필의 스위프 또는 상사에 대한 중요한 값은 표면(51,74)이 배의 종방향에 대한 횡단면과 이루는 각(φ,φ_v)이다.

수면(3)의 수평면위에서 선체(2)는 선미에 후면(70)을 갖는데, 이 후면(70)은 수직의 종방향 중심면(38)에 대해 제7도에 2개의 각(φ_H)으로 표시된 바와 같이 각(φ_H)으로 경사져 있다.

제7도의 실시예에서 표면(51)은 평면이지만 구부러지거나 휘어질 수도 있다. 즉, 종점(4',4'') 또는 정점(9,9',9'')은 구부러지거나 휘어진 연결선을 가질 수 있다. 종단면(예컨대, 38, 54, 62)에서의 프로필 라인이 두께에 대한 길이의 동일한 비율을 갖고, 그 현(1)의 길이가 종방향 중심면(38)으로부터의 간격이 증가함에 따라 줄어들면, 프로필 길이 또는 현 길이 및 정점의 거리(Y_max)의 절대값이 배의 측면쪽으로 작아진다. 따라서, 현(1)이 동일한 수평면에 놓일지라도 배의 바닥면은 외측으로 높아질 수 있다. 이러한 작용은, 현이 동일한 높이에 배열되지 않고 제4도 및 제6도에 따른 평면(42)에 배열됨으로서 상승될 수 있다.

제8도에 도시된 선체(2)의 형상에서 선체 하부면의 프로필 라인의 현 길이는 내측으로부터 외측으로 점(4''')에서 0까지 줄어든다. 프로필의 전방 종점은 평면(51)(정점을 가진)이 선미(70)에서 점(4'')에서 교차하는 수직의 평면(74)에 놓인다. 수직의 종단면 프로필이 보다 외측에 놓일수록, 정점(9,9')으로부터 상기 프로필의 전방 종점(4') 사이의 간격은 점(4''')에서 만날때까지 점점 좁아진다.

본 발명에 따라 각(α)은 1.3°보다 크다. 단지 구조적 이유 때문에 상한이 설정되는데, 바람직하게는 상기 각(α)은 1.7°내지 3°이다. 1.3°보다 작은 각(α)은 바람직하지 못한 것으로 나타났으며, 1.5°내지 2.5°의 각이 특히 바람직한 것으로 나타났다.

본 발명에 따른 선체는 바람직하게는 모터로 구동되는 고속 선박에도 사용된다. 선체는 하나 또는 다수의 선체를 가진(쌍동선) 선박에도 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 종단면 프로필의 곡선(f(x))에 대한 일반식은 다음과 같다.

상기 식에서, m은 우수이어야 하고 1/2 지지점 수를 나타낸다. 계수 a_k는 k=1에서부터 m까지이고, 계수 b_k는 k=1에서부터 m=1까지이다.

지지점 하에서 각 횡축값은 배에 따라 얻어지고 그 종축값은 경험적으로 결정되거나 예정되므로 국선을 결정할 수 있다.

Claims (16)

1. 선수측 단부로부터 선미측 단부로 연속적으로 연장하는 곡선 프로필로 이루어진 하부와, 상기 선수측 단부로부터 선미측 단부로 직선으로 연장하는 현으로서, 상기 현은 수평면에 대해 양각을 이루는데, 상기 양각은 선체가 부하 상태 및 무부하 상태에서 트리밍될 때 1.3 내지 4°를 이루고 있는 현, 및 상기 프로필로부터 현까지의 가장 큰 수직거리를 갖는 점으로 정의되며, 상기 선미측 단부보다는 선수측 단부에 가깝게 프로필을 따라 위치하는 정점을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
2. 제1항에 있어서, 상기 프로필은 상기 정점과 선미측 단부 사이에 변곡점을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
3. 제2항에 있어서, 상기 프로필은 상기 현과 만나는 교점을 더 포함하며, 상기 현은 일정한 길이를 가지며, 상기 변곡점은 교점으로부터 이격되어 있는데 그 이격된 거리는 전체 현의 길이의 30% 이하인 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
4. 제1항에 있어서, 상기 프로필은 현과 만나는 하나 이상의 교점을 더 포함하며, 상기 교점은 선수측 단부보다는 선미측 단부쪽에 가까운 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
5. 제4항에 있어서, 상기 프로필은 단지 하나의 교점만을 가지며, 상기 프로필은 상기 교점과 선미측 단부 사이에 오목 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
6. 제1항에 있어서, 상기 프로필의 선미측 단부로부터 선체의 상부측으로 연장하는 장방형 트랜섬을 더 포함하며, 상기 트랜섬은 선미측 단부와 일치하는 하부 엣지를 가지며, 상기 하부 엣지의 일부분은 선체가 무부하 상태일 때 수면 아래에 있는 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
7. 제1항에 있어서, 상기 프로필은 선미측 단부로부터 정점까지는 높이가 감소되며 상기 정점으로부터 선수측 단부까지는 높이가 증가되며, 상기 정점은 상기 현으로부터 제1수직 거리에 위치하고 상기 선수측단부로부터 제2거리에 위치하며, 상기 현은 일정한 길이를 가지며, 상기 제1수직거리는 현 길이의 30% 이하이고 상기 제2거리는 현 길이의 20 내지 40% 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
8. 제1항에 있어서, 제1 및 제2측면과 상기 제1 및 제2측면 사이의 동일한 거리에 위치하는 종방향 중앙 수직면을 더 포함하며, 상기 프로필과 현은 상기 종방향 중앙 수직면내에 위치하며, 상기 선체는 복수의 프로필, 및 상기 종방향 중앙 수직면과 제1 및 제2측면 사이에 복수의 현을 더 포함하며, 각각의 현은 수평면에 대해 일정한 각도를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
9. 제1항에 있어서, 제1 및 제2측면과 상기 제1 및 제2측면 사이의 동일한 거리에 위치하는 종방향 중앙 수직면을 더 포함하며, 상기 프로필과 현은 상기 종방향 중앙 수직면내에 위치하며, 상기 선체는 복수의 프로필, 및 상기 종방향 중앙 수직면과 제1 및 제2측면 사이에 복수의 현을 더 포함하며, 상기 종방향 중앙 수직면내에 있는 현에 인접한 현들은 종단면에 대해 일정한 각도를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
10. 제1항에 있어서, 제1 및 제2측면과 상기 제1 및 제2측면 사이의 동일한 거리에 위치하는 종방향 중앙 수직면을 더 포함하며, 상기 프로필과 현은 상기 종방향 중앙 수직면내에 위치하며, 상기 선체는 복수의 프로필, 및 상기 종방향 중앙 수직면과 제1 및 제2측면 사이에 복수의 현을 더 포함하며, 각각의 프로필과 현들은 상기 종방향 중앙 수직면으로부터 상기 제1 및 제2측면으로 높이가 상승하는 선형의 횡단선을 형성하도록 상이한 높이로 위치하는 제1항에 있어서, 제1 및 제2측면과 상기 제1 및 제2측면 사이의 동일한 거리에 위치하는 종방향 중앙 수직면을 더 포함하며, 상기 프로필과 현은 상기 종방향 중앙 수직면내에 위치하며, 상기 선체는 복수의 프로필, 및 상기 종방향 중앙 수직면과 제1 및 제2측면 사이에 복수의 현을 더 포함하며, 각각의 현은 수평면에 대해 일정한 각도를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
11. 제10항에 있어서, 상기 각각의 프로필과 각각이 현은 선수측 종점과 정점에 있는 각각의 다른 프로필 및 현과 일치하며, 상기 선수측 종점은 상기 종방향 중앙 수직면내에 있는 프로필의 선수측 종점으로부터 선체의 제1 및 제2측면에 있는 프로필의 선수측 종점까지 직선을 형성하도록 위치되며, 상기 직선은 선체의 수직 횡단면에 대해 예각으로 경사져 있는 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
12. 제1항에 있어서, 상기 정점은 선수측으로부터 일정한 거리만큼 떨어져 있고 상기 현은 일정한 길이를 가지며, 상기 일정한 거리는 상기 현의 길이의 20 내지 40% 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
13. 제1항에 있어서, 상기 정점은 상기 현으로부터 제1수직거리에 위치하고 상기 현은 일정한 길이를 가지며, 상기 제1수직거리는 현의 길이의 25% 이하인 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
14. 제13항에 있어서, 상기 프로필은 현 위로 연장하며, 상기 프로필은 프로필로부터 현까지의 가장 큰 거리에 위치하는 현 위의 상부점을 포함하며, 상기 상부점은 상기 현으로부터 제2수직거리를 갖는데 그 수직거리는 제1수직거리의 20% 이하인 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
15. 제1항에 있어서, 상기 프로필은 선체가 수면을 따라 항해할 때 선체의 선미측 단부에 양력을 발생할 수 있는 형상의 부드러운 표면을 가지며, 상기 양력은 선체의 종축에 평행한 흐름으로부터 발생되는 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.
16. 제1항에 있어서, 상기 선체는 슬라이딩 단계가 없는 것을 특징으로 하는 고속 선박용 선체.