KR100544899B1 - The type of ship with airpoil-fin - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어포일형 핀이 구비된 차인 선형에 관한 것으로, 특히 선박의 추진시에 점성저항을 야기하는 선체의 접수면적을 감소시켜 추진효율을 향상 시키고, 황천시와 조업중의 횡요를 억제시켜 안정성을 확보하며, 유지보수 비용도 절감하기에 적당하도록 차인라인(CHINE LINE)에 에어포일(AIRFOIL)형 핀(FIN)을 구비시킨 차인 선형을 제공하기 위한 것으로, 선체 좌우현에 차인라인(10)이 형성된 20노트 이상의 고속선박은 상기 차인라인(10)을 기점으로 폭(a)과 높이(b)가 a≥b 이면서, 경사각(Ø)이 3도~10도인 직삼각형 형상의 에어포일형 핀(20)이 설치된 것과 선체 좌우현에 차인라인(10)이 형성된 20노트 미만의 선박에 있어서는,The present invention relates to a linear, which is equipped with an airfoil-type fin, in particular, to reduce the receiving area of the hull causing the viscous resistance during the propulsion of the ship to improve the propulsion efficiency, to suppress the horizontal yaw during operation and It is to provide a chine linear equipped with an airfoil fin on the CHINE LINE to secure stability and to reduce maintenance costs. The high speed vessel having 20 knots or more has a width a and b of a≥b starting at the line 10, and an inclination angle Ø of 3 degrees to 10 degrees. In ships with less than 20 knots in which the line 20 is formed in the hull left and right ships and
경하 상태시의 흘수를 기점으로 폭(a)과 높이(b)가 a<b 이면서, 경사각(Ø)이 3도~10도인 직삼각형 형상의 에어포일형 핀(20)이 설치된 것을 특징으로 하는 에어포일형 핀이 구비된 차인 선형을 특징으로 하는 에어포일형 핀이 구비된 차인 선형을 포함하여 구성함으로써, 상기 목적을 달성할 수 있는 것이다.The airfoil fins 20 of which a triangle (a) and a height (b) are a <b and the inclination angle (Ø) of 3 degrees-10 degrees are provided, starting from the draft in the light-down state. The above object can be achieved by including a linear, which is a vehicle having an airfoil-type fin, which is characterized by a linear, which is a vehicle having a foil-type fin.
차인라인, 에어포일, 핀, 경사각Line, airfoil, fin, angle of inclination
Description
도 1은 종래의 선형 정면도1 is a conventional linear front view
도 2는 본 발명의 선형 정면도2 is a linear front view of the present invention.
도 3은 본 발명의 선형 측면도3 is a linear side view of the present invention
도 4a,b는 본 발명의 에어포일형 핀의 정면도4a, b is a front view of the airfoil fin of the present invention
도 5a,b는 본 발명의 트림각과 싱케지 효과 비교도Figure 5a, b is a comparison of the trim angle and the sinking effect of the present invention
도 6은 본 발명의 저항 성능 효과 비교도Figure 6 is a comparison of the resistance performance effect of the present invention
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 : 차인라인(CHINE LINE) 10: CHINE LINE
12 : 수선(WATER LINE) 12: Repair (WATER LINE)
20 : (에어포일형) 핀 20: (Air Foil Type) Pin
100 : 선체100: hull
Bm : 선폭 Bm: line width
a : (핀)폭 a: (pin) width
b : (핀)높이 b: height of (pin)
Ø : (핀)경사각 Ø: (pin) angle of inclination
본 발명은 에어포일형 핀이 구비된 차인 선형에 관한 것으로, 특히 선박의 추진시에 점성저항을 야기하는 선체의 접수면적을 감소시켜 추진효율을 향상시키고, 황천시와 조업중의 횡요를 억제시켜 안정성을 확보하며, 유지보수 비용도 절감하기에 적당하도록 차인라인(CHINE LINE)에 에어포일(AIRFOIL)형 핀(FIN)을 구비시킨 차인 선형에 관한 것이다.The present invention relates to a linear, which is a car equipped with airfoil fins, in particular, to reduce the receiving area of the hull causing viscous resistance during the propulsion of the vessel to improve the propulsion efficiency, and to suppress the horizontal yaw during operation with The present invention relates to a vehicle linear having an airfoil fin (FIN) in a CHINE LINE to secure stability and to reduce maintenance costs.
일반적으로 선박의 안전성 및 쾌속성을 향상시키기 위하여는 양측 빌지부에 빌지킬(BILGE KEEL)을 설치하는 방법이 있으나, 이는 소형 선박에서는 점성저항이 증가되어 추진효율이 감소되는 원인으로 사용되지 아니하는 장치이며,Generally, in order to improve the safety and rapidity of the ship, there is a method of installing bilge keels on both bilge parts, but this is not used as a cause of decreasing the propulsion efficiency due to the increase of the viscous resistance in small ships. Device,
상기 빌지킬과 유사한 핀 스테빌라이저(FIN STEBILIZER)가 있으나, 이 장치는 선체를 관통하고 선박내부에 고가의 기계장치를 설치하여야 하고, 유지보수비용이 많아 설치를 기피하고 있다.There is a fin stabilizer similar to the bilge kill, but this device penetrates the hull and installs expensive machinery inside the ship, and avoids installation due to high maintenance costs.
또한, 횡요를 억제하기 위하여 감요탱크(ANTI ROLLING TANK:ART)가 있으나, 소형선박, 특히 어선에서는 설치공간 부족 및 설치비 부담으로 사용이 안되고 있다In addition, there is an ANTI Rolling Tank (ART) for restraining sideways, but small vessels, especially fishing vessels, are not used due to lack of installation space and burden of installation cost.
종래의 특허기술로는 도면 제 1도에 나타난 바와 같이, 도립 U자형 '파도막이재'를 설치하여 선수부의 어깨파 등 선수에서 선미방향으로 뻗는 파도를 이용, 고속 운항시의 가로요동(횡요) 방지를 위한 선체구조로써 일본국 미쓰비시 중공업 에서 1993.08.20일에 출원한 '고속가로 안정성 선체구조'(특허출원:제1993-16198호)가 있으나, 대부분 수면 상부에서 반력 벡터효과를 보기위한 구성인 것이다In the conventional patent technology, as shown in FIG. 1, an inverted U-shaped 'wave curtain' is installed to use the waves extending in the stern direction from the bow, such as the shoulder wave of the bow, to make lateral fluctuations during high-speed operation. As a hull structure for prevention, there is a 'high-speed stable hull structure' (patent application No. 199-16198) filed on August 20, 1993 by Mitsubishi Heavy Industries in Japan, but most of them are designed to see the reaction force vector effect on the surface of the water. will be
또 다른 종래기술로는 양식장 관리나 수심이 낮은 지형에 운항하고 복원력이 낮은 소형선박에 적용하기 위한 부양구조물을 좌우현 외판 모서리에 설치하는 구조로써 국내 (주)일흥조선에서 2001.10.19일에 출원한 '소형선박 흘수 저감구조'(실용신안등록출원:제2001-31936호)가 있으나, 차인라인을 따라 하부로 부양물을 설치하여 수면하의 높이를 줄이는 구성이나, 이러한 종래의 기술들은 선박의 추진시에 점성저항을 야기하는 선체의 접수면적을 증가 시키거나 추진효율이 감소되고, 황천시와 조업중의 횡요가 증가되어 안정성에 문제가 발생되기도하고, 유지보수 비용도 증가되는 문제점이 있었다.Another conventional technology is a structure that installs a floating structure at the edge of the left and right sides of a shipboard for the management of aquaculture farms or to operate on a low-depth terrain and applied to a small ship with low resilience, filed on October 19, 2001 at Ilheung Shipbuilding Co., Ltd. Although there is a 'small ship draft reduction structure' (Utility Model Registration Application No. 2001-31936), it is configured to reduce the height under the water by installing a float below the line along the line, but these conventional techniques are used to promote the ship. Increasing the receiving area of the hull causing the viscous resistance at the time or the propulsion efficiency is reduced, and the increase in the horizontal demand during the operation with the Nether, causing problems in stability and maintenance costs.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 선박의 추진시에 점성저항을 야기하는 선체의 접수면적을 감소시켜 추진효율을 향상시키고, 황천시와 조업중의 횡요를 억제시켜 안정성을 확보하며, 유지보수 비용도 절감하기에 적합한 에어포일형 핀이 구비된 차인 선형을 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to improve the propulsion efficiency by reducing the receiving area of the hull causing viscous resistance during the propulsion of the ship, It is to provide a linear, which is a car with an airfoil-type fin, which is suitable for securing stability and reducing maintenance costs by suppressing sideways during operation.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 에어포일형 핀이 구비된 차인 선형은, 선체 좌우현에 차인라인이 형성된 20노트 이상의 고속선박에 있어서는, 상기 차인라인을 기점으로 도 2 의 폭(a)과 높이(b)가 a≥b 이면서, 경사각(Ø)이 3도~10도인 직삼각형 형상의 에어포일형 핀이 설치된 것과; 선체 좌우현에 차인라인이 형성된 20노트 미만의 선박에 있어서, 경하 상태시의 흘수를 기점으로 폭(a)과 높이(b)가 a<b 이면서, 경사각(Ø)이 3도~10도인 직삼각형 형상의 에어포일형 핀이 설치된 것을 특징으로 하는 에어포일형 핀이 구비된 차인 선형을 포함하여 이루어짐을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the vehicle linear having the airfoil-type fin according to an embodiment of the present invention is a high speed ship of 20 knots or more in which a lane line is formed in the hull left and right, starting from the lane line. Width a and height b of 2 are a≥b, and an airfoil fin having a right triangle shape having an inclination angle Ø of 3 degrees to 10 degrees is provided; In ships of less than 20 knots with a hull line formed on the hull side and right side, a straight triangle having a width (a) and a height (b) of a <b and an inclination angle (Ø) of 3 degrees to 10 degrees starting from the draft in the light tilted state It is characterized in that the technical configuration of the airfoil-type fin is provided including a linear, which is provided with a difference between the airfoil-type fin is provided.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명, 에어포일형 핀이 구비된 차인 선형의 기술적 사상에 따른 일실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명의 선형에 관한 정면도이며, 도 3은 본 발명의 선형에 관한 측면도이고, 도 4a,4b는 본 발명의 에어포일형 핀의 상세 정면도이며, 도 5a,b는 본 발명의 트림각과 싱케지 효과 비교도이고, 도 6은 본 발명의 저항 성능 효과 비교도이다.Hereinafter, an embodiment of the present invention configured as described above, an airfoil-type fin is provided in detail with reference to the accompanying drawings. Figure 2 is a front view of the linear of the present invention, Figure 3 is a side view of the linear of the present invention, Figures 4a, 4b is a detailed front view of the airfoil fin of the present invention, Figure 5a, b is a trim of the present invention It is an angle and a sinking effect comparison figure, and FIG. 6 is a comparison of resistance performance effect of this invention.
우선, 도 2에 나타난 본 발명의 선형은 선체 좌우현 빌지부의 차인라인(10)상에 에어포일형 핀(20)이 구비된 선박을 보여 주는 것으로 일반적인 선체의 선저부는 상기 차인라인(10) 및 에어포일형 핀(20)이 구비되지 아니하여 선저면이 라운드지거나 V형으로 형성된다. First, the linear of the present invention shown in Figure 2 shows a vessel provided with an
또한, 도 3은 본 발명의 선도(LINES)를 개략적으로 나타내는 측면도으로써 차인라인(10)이 선수부에서 선미부까지 연장되게 구비되며, 그 상부에 에어포일형 핀(20)이 형성되어 선수 어깨부에서 선미부까지 연장된다.In addition, Figure 3 is a side view schematically showing a line (LINES) of the present invention is provided with the
도 4a,b는 본 발명의 도 2 및 도 3에 나타난 차인라인(10) 및 에어포일형 핀(20)을 상세하게 나타낸 정면도로서, 도 4a는 선속 20노트(Knot)이상의 고속정에 있어서의 선체 선도(LINES)에서 나타나는 선체중앙부 횡단면도의 수선5에 연결된 차인라인(10)과 에어포일형 핀(20)의 형상을 보여줌과 동시에 상기 차인라인(10)을 기점으로 폭(a)과 높이(b)가 a≥b 이면서, 경사각(Ø)이 3도~10도인 직삼각형 형상의 에어포일형 핀(20)이 설치됨을 보여 주는 도면인 것이다.4A and 4B are front views showing in detail the
또한, 도 4b는 선속 20노트(Knot)미만의 선박에 있어서의 선체선도(LINES)에서 나타나는 선체중앙부 횡단면도의 수선5에 형성된 차인라인(10) 상부에 위치한 경하 상태시의 흘수(Draft)를 기점으로 폭(a)과 높이(b)가 a<b 이면서, 경사각(Ø)이 3도~10도인 직삼각형 형상의 에어포일형 핀(20)이 설치됨을 보여 준다.FIG. 4B also shows the draft in the lightly loaded state located at the upper part of the
먼저, 도 4a,b의 에어포일형 핀의 형상에 있어서, 양자 모두 선폭(Bm)과 에어포일형 핀의 폭(a)은 그 비율을 선폭(Bm)의 3% ~ 4% 로 구성되게 하고, 상기 에어포일형 핀의 높이(b)도 선폭(Bm)의 2%~ 3%가 되도록 하였으며, 직삼각형 형상의 에어포일형 핀(20)의 직각되는 한변도 수면과 평행하게 구비되게 하였다. 그리고, 이러한 형상들을 총톤수 50톤 이하의 선박에 적용하는 것이 바람직하다.First, in the shape of the airfoil fins of FIGS. 4A and 4B, both the line width Bm and the width a of the airfoil fins are such that the ratio is composed of 3% to 4% of the line width Bm. In addition, the height (b) of the airfoil fins is also 2% to 3% of the line width (Bm), and the right side of the right triangle of the
이들의 작용에 관한 상세한 설명으로는, 일반적인 고속정의 특징은 중량의 상당한 부분이 동적양력으로 지지되고 항주중 선체에 작용하는 동적압력은 전후단 부분을 제외한 선체표면의 넓은 범위에 걸쳐 상대유속이 전진속도 보다도 크게 됨으로써 정압력보다 낮아지게 되고 부력이 감소하여 선체침하가 일어나게 된다.As a detailed description of their operation, the characteristics of the general high speed boats are that a substantial portion of the weight is supported by dynamic lift, and the dynamic pressure acting on the hull in Hangzhou is the relative velocity of the ship moving forward over a wide range of the hull surface except for the front and rear ends. As it is greater than the speed, it becomes lower than the static pressure and the buoyancy decreases, causing the hull settlement.
도 5 a 는 선속변화에 따른 고속정 선형의 선수침하량 변화를 나타내는 것으로 종축은 선수에서의 선체침하량을 배길이(Lpp)의 비율(%)로 무차원화한 선수 싱케지(Sinkage)를 나타내며, 횡축은 선속을 중력가속도와 배길이의 곱을 제곱근한 것으로 선속을 무차원화한 프로이드 수(Fn:Froude Number)를 나타내고 있으며,5A shows the change in bowing amount of the high speed linear according to the ship speed change, and the vertical axis represents the bower sinking, where the amount of hull settlement in the bow is dimensionless by the percentage (%) of the ship length (Lpp). The speed of the ship is the square root of the product of gravity acceleration and ship length. It represents the Freud Number (Fn: Froude Number),
상기 도표에서 보는 바와 같이, 수조에서의 모형실험한 결과, 선속을 무차원화한 프로이드 수(Fn:Froude Number)가 증가하더라도 본 발명은 종래기술에 비해 선수 싱케지가 계속적으로 적음을 보여주고 있다.As shown in the above diagram, the model experiments in the water tank show that the present invention continuously shows less bow syncage even if the number of Freunds (Fn: Froude Number) having no dimension of ship speed is increased.
또한, 도 5 b는 선속변화에 따른 고속정 선형의 트림각(Trim deg.)의 변화를 나타내는 것으로 횡축은 상기의 프로이드 수(Fn:Froude Number)를 나타내고, 종축은 선속에 따른 트림각을 나타내고 있으며,In addition, Figure 5b shows the change in the trim angle (Trim deg.) Of the high-speed linear according to the line speed change, the horizontal axis represents the Freud Number (Fn: Froude Number), the vertical axis represents the trim angle according to the ship speed ,
상기 도표에서 보는 바와 같이, 선속을 무차원화한 프로이드 수(Fn:Froude Number)가 증가하더라도 본 발명은 종래기술에 비해 트림각이 계속적으로 적음을 보여주고 있다. 따라서, 본 발명은 선속이 증가하더라도 싱케지와 트림각이 종래기술에 비해 적어서 항주자세가 안정됨을 알 수 있다.As shown in the above diagram, the present invention shows that the trim angle is continuously smaller than that of the prior art even if the Freud number (Fn: Froude Number) having no dimension of ship speed is increased. Therefore, it can be seen that the present invention stabilizes the posture because the sinking and trim angles are smaller than those of the prior art even though the ship speed increases.
그리고, 도 6은 본 발명과 종래기술의 선속에 따른 저항 성능을 비교한 것으로 횡축은 상기의 프로이드 수(Fn:Froude Number)를 나타내고, 종축은 선체에 걸리는 전저항에서 마찰저항을 제한 잉여저항을 선체표면적과 배수용적의 2/3 승 등으로 무차원화한 잉여저항지수로서,본 발명에 의한 고속정 선형의 에어포일 핀(20)에 의해 전 속도범위에 걸쳐 저항이 개선되고 있음을 보여주고 있다.6 is a comparison of the resistance performance according to the ship speed of the present invention and the prior art, the horizontal axis represents the Freud number (Fn: Froude Number), the vertical axis represents the excess resistance limiting the frictional resistance at the total resistance applied to the hull As a surplus resistance index dimensioned by 2/3 power of the ship surface area and the drainage volume, etc., it shows that the resistance is improved over the entire speed range by the high speed
여기서 무차원 선속 Fn 0.5 부근에서 저항곡선에 큰 산이 나타나게 되는 것은 선박의 특성상 고속에서는 현저한 선미 트림과 동시에 전체가 침하되어 평균흘수가 증가되고 이에따라 파도에 의한 조파저항이 증가되기 때문이다.Here, large mountains appear in the resistance curve near the dimensionless ship speed Fn 0.5 because of the characteristic of the ship at high speed, the stern trim is remarkable at the same time, the whole settles, and the average draft is increased, thereby increasing the wave resistance.
이러한 저항성능을 개선시키는 또 다른 요인으로서는, 고속정의 항주시 선체 중앙 이후에 부착된 에어포일형 핀(20)에 의해 선체하부의 동압이 증가되어 선미 싱케지(Sinkage) 변화를 줄이고 선측을 타고 오르는 유체의 흐름을 막음으로써 흘수증가에 의한 마찰저항과 조파저항을 개선시킨다.As another factor to improve the resistance performance, the dynamic pressure of the lower part of the hull is increased by the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention may use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same manner by appropriately modifying the above embodiments. Accordingly, the above description does not limit the scope of the invention as defined by the limitations of the following claims.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명은 고속선박의 항진 중에 생성되는 조파저항 및 마찰저항 등 점성저항을 야기하는 선체의 침하량과 트림각을 감소시켜 추진효율을 향상시키고, 황천시와 조업중의 횡요를 억제시켜 고속 선체의 안정성을 확보하며, 유지보수 비용도 절감시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention improves the propulsion efficiency by reducing the settlement amount and trim angle of the hull causing the viscous resistance such as the wave resistance and friction resistance generated during the advance of the high-speed ship, and improves the transverse yaw during operation By suppressing, the stability of the high speed hull is secured, and maintenance costs are also reduced.
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KR1020030046522A KR100544899B1 (en) | 2003-07-09 | 2003-07-09 | The type of ship with airpoil-fin |
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KR101587893B1 (en) * | 2015-10-26 | 2016-01-22 | 삼우주식회사 | Drone boat |
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2003
- 2003-07-09 KR KR1020030046522A patent/KR100544899B1/en not_active IP Right Cessation
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