KR101094539B1

KR101094539B1 - 배수량형 선박의 선미 형상

Info

Publication number: KR101094539B1
Application number: KR1020097002467A
Authority: KR
Inventors: 레이꼬 다까시마; 마꼬또 니시가끼; 도시노부 사까모또; 나오끼 우에다; 겐이찌 야마모또
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2008-01-30
Publication date: 2011-12-19
Also published as: CN101541630B; WO2008099672A1; EP2058220B1; US20090320731A1; EP2058220A4; US8028636B2; KR20090036128A; CN101541630A; EP2058220A1; WO2008099462A1

Abstract

본 발명은 프루드수가 라스트 험프보다 작은 속도 영역에서 항주하는 배수량형 선박에 있어서, 선체 저항의 저감 및 프로펠러 캐비테이션의 억제를 가능하게 한 배수량형 선박의 선미 형상을 제공한다. 프루드수가 라스트 험프보다 작은 속도 영역에서 항주하는 배수량형 선박의 선미 형상이, 선미의 선체 단면 형상으로 설치한 너클점(13)을 연결하여 프로펠러 전방의 시점으로부터 프로펠러 후방의 종점까지 선체 전후 방향으로 연속하여 형성되는 너클 라인(14)을 구비하고, 너클 라인(14)의 선체 폭방향 내측에 있는 프레임 라인(12a)을 위로 볼록한 곡률을 갖는 돔 형상으로 형성하고, 이 돔 형상을 형성하는 선체 길이를 전체 길이의 10 ％ 이상 또는 프로펠러 직경의 1배 이상으로 설정하는 동시에, 시점의 선체 폭방향 위치를 프로펠러 반경 위치보다도 외측으로 되도록 설정했다.

프루드수, 너클점, 너클 라인, 프레임 라인, 선체

Description

배수량형 선박의 선미 형상{STERN SHAPE FOR DISPLACEMENT TYPE SHIP}

본 발명은, 예를 들어 탱커, 컨테이너선이나 페리 등과 같이, 프루드수(Fn; Froude number)가 라스트 험프(last hump)보다 작은 속도 영역에서 항주하는 배수량형 선박의 선미 형상에 관한 것이다.

종래, 선체의 일부가 수중을 항주하는 배수량형 선박에 있어서는, 흐름을 프로펠러 상방의 위치로 유도하는 스탄탄넬 핀이라 불리는 핀을 프로펠러 전방의 선체로부터 프로펠러 상방의 선체에 장착한 것이 알려져 있다. 이와 같은 배수량형 선박은, 스탄탄넬 핀이 프로펠러에 유입되는 흐름을 가속ㆍ균일화하여 프로펠러 캐비테이션의 발생을 억제하므로, 선체 진동의 발생이 억제된다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

또한, 프로펠러 상부의 선미 선저(船底)를 상방으로 만곡시킴으로써, 프로펠러와 선체와의 거리를 유지하도록 한 선미 형상이 제안되어 있다. 이 선미 형상에 따르면, 프로펠러 기진력에 의한 선미 진동을 종래 선미 형상 선(船)과 동등하게 유지하고, 프로펠러 직경의 증대에 의한 추진 효율 향상이 가능해지게 된다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).

또한, 프루드수가 라스트 험프보다도 큰 고속의 속도 영역에 있어서, 선체를 흘수선보다 부상시킨 상태에서 항주하는 활주형 고속정에 적용되는 선형으로서, 차인 선형이라 불리는 것이 알려져 있다. 이 차인 선형은, 선저부가 돔 형상으로 되어 있어, 선저부와 선측 외판이 각도를 갖고 접합되어 있다(예를 들어, 특허 문헌 3 참조).

특허 문헌 1 : 일본 실용 신안 공고 소59-28960호 공보(도 5 참조)

특허 문헌 2 : 일본 특허 제2716658호 공보(도 1 및 도 2 참조)

특허 문헌 3 : 일본 특허 출원 공개 소61-044090호 공보

그런데, 최근 배수량형 선박에 있어서는, 선박의 대형화나 고속화가 요구되고 있다. 이로 인해, 선체 저항을 감소시키는 동시에, 프로펠러 캐비테이션을 억제하여, 선체 진동을 감소시키는 것이 필요하게 된다.

그러나, 상술한 스탄탄넬 핀에는, 흐름을 가속ㆍ정류함으로써 선체 저항 저감의 효과가 있기는 하나, 선체로부터 돌출한 핀이 저항 발생원으로도 된다. 이로 인해, 선체 저항 저감 효과 및 저항 발생원이라고 하는 바와 같이 상반되는 특성으로부터, 스탄탄넬 핀 전체적으로는 반드시 저항 저감으로 되지 않는 경우도 있다. 이로 인해, 스탄탄넬 핀을 채용하는 경우에는, 선체 형상 등의 제약을 받게 된다.

또한, 스탄탄넬 핀은, 형상을 크게 할수록 프로펠러 상방의 흐름을 가속ㆍ균일화하는 효과가 증가인 반면, 핀의 저항도 증가하여 속력 성능을 크게 저하시키기 때문에, 실용상 그다지 큰 것을 채용할 수 없다는 문제를 갖고 있다.

본 발명은 상기한 사정에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 프루드수가 라스트 험프보다 작은 속도 영역에서 항주하는 배수량형 선박을 대상으로 하고, 선체 저항의 저감 및 프로펠러 캐비테이션의 억제에 의해, 선체 진동의 저감이 가능해지는 배수량형 선박의 선미 형상을 제공하는 것에 있다.

또한, 라스트 험프는, 프루드수(Fn)[Fn = 선속/(선 길이 × 중력 가속도)^1/2]가 0.4 내지 0.5의 부근에 있는 저항 계수가 최대가 되는 점이다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해, 하기의 수단을 채용했다.

본 발명은 프루드수가 라스트 험프보다 작은 속도 영역에서 항주하는 배수량형 선박의 선미 형상이며, 선미의 선체 단면 형상으로 형성한 볼록부를 연결하여 프로펠러 전방의 시점으로부터 프로펠러 후방의 종점까지 선체 전후 방향으로 연속하여 형성되는 볼록부 라인을 구비하고, 상기 볼록부 라인의 선체 폭방향 내측에 있는 프레임 라인을 위로 볼록한 곡률을 갖는 돔 형상으로 형성하고, 상기 돔 형상을 형성하는 선체 길이를 전체 길이의 10 ％ 이상 또는 프로펠러 직경의 1배 이상으로 설정하는 동시에, 상기 시점의 선체 폭방향 위치를 프로펠러 반경 위치보다도 외측으로 되도록 설정한 것을 특징으로 하는 것이다.

이와 같은 배수량형 선박의 선미 형상에 따르면, 선미의 선체 단면 형상으로 형성한 볼록부를 연결하여 프로펠러 전방의 시점으로부터 프로펠러 후방의 종점까지 선체 전후 방향으로 연속하여 형성되는 볼록부 라인을 구비하고, 볼록부 라인의 선체 폭방향 내측에 있는 프레임 라인을 위로 볼록한 곡률을 갖는 돔 형상으로 형성하고, 이 돔 형상을 형성하는 선체 길이를 전체 길이의 10 ％ 이상 또는 프로펠러 직경의 1배 이하로 설정하는 동시에, 볼록부 라인 시점의 선체 폭방향 위치를 프로펠러 반경 위치보다도 외측으로 되도록 설정했으므로, 볼록부 부근의 흐름을 선체 중심선 방향으로 유도하는 동시에, 볼록부 라인보다 선체 폭방향 내측의 흐름을 프로펠러 위치로부터 상방의 선미부로 효율적으로 인입할 수 있다.

또한, 볼록부 라인의 종점이 프로펠러 후방으로 함으로써 프로펠러축으로부터 상방의 흐름을 가속하여, 프로펠러 유동장(flow field)을 개선할 수 있다. 또한, 프로펠러 유동장을 개선하기 위해서는, 볼록부 라인의 종점을 적어도 프로펠러 위치에 설정할 필요가 있다.

상기한 발명에 있어서, 상기 볼록부 라인은 선미단은 계속되어 있는 것이 바람직하고, 이에 의해, 선미단의 흐름을 가속하여, 선체 저항을 한층 저감할 수 있다. 즉, 볼록부 라인의 종점은, 프로펠러 위치보다 후방에서 선미단에 가까울수록 선체 저항의 감소가 현저해진다.

상기한 발명에 있어서, 상기 볼록부 라인의 선체 폭방향 외측에 있는 프레임 라인은, 아래로 볼록한 곡률을 갖는 동시에 선측 외판으로 매끄럽게 접하는 곡면으로 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이에 의해, 항주시에 선측부로부터 선저부에 인입되는 흐름이 부딪혀 소용돌이를 발생하는 코너부를 없앨 수 있다.

이 경우, 상기 볼록부 라인의 선체 폭방향 외측에 있는 프레임 라인은, 위로 볼록한 곡률을 갖는 곡면을 부분적으로 형성하는 영역을 상기 볼록부의 근방에 구비하고 있는 것이 바람직하고, 이에 의해, 볼록부의 형상이 보다 각이져 날카롭고 명확한 것으로 된다.

상기한 발명에 있어서, 상기 볼록부가 프레임 라인으로 형성된 필렛부이고, 상기 필렛부는, 프레임 라인의 곡률 변화가 프레임 라인 외측으로부터의 급격한 증대와 프레임 라인 내측으로의 급격한 감소의 전환점으로 되는 프레임 라인 도중의 최대 곡률 위치인 것이 바람직하고, 이에 의해, 볼록부의 형성이 용이해진다.

이 경우, 상기 필렛부로부터 선체 외부로 돌출하는 돌기부를 구비하고 있는 것이 바람직하고, 이에 의해, 날카로운 각 형상을 용이하게 형성할 수 있다.

상기한 발명에 있어서, 상기 볼록부 라인은, 선체 후방으로 서서히 선체 중심선(축선)으로 접근하도록, 혹은 상기 선체 중심선과 평행하게 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이에 의해, 볼록부 라인과 교차하는 흐름을 방지할 수 있다.

상기한 발명에 있어서, 상기 볼록부 라인은, 상기 시점으로부터 프로펠러 위치를 향해 선체 후방으로 서서히 선체 중심선에 접근하고, 또한 상기 프로펠러 위치로부터 상기 종점을 향해 선체 중심선으로부터 이격되도록 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이에 의해, 선체 중심선에 평행으로부터 폭방향으로 좁아지는 선체 후반부의 흐름이 볼록부 라인과 교차하는 것을 방지하는 동시에, 선체 부근의 흐름을 선체 중앙부로 유도하여 프로펠러 상부로의 유입 속도를 증대시킬 수 있고, 또한 선미 후단을 향하는 흐름을 감속시켜 선미 후단의 압력을 증가시킬 수 있다.

상기한 발명에 있어서, 상기 돔 형상은, 프로펠러 위치보다 후방에서 위로 볼록한 곡률을 증대시키는 것이 바람직하고, 이에 의해, 선미 후단을 향하는 흐름을 감속시켜 선미 후단의 압력을 증가시킬 수 있다.

상기한 발명에 있어서, 상기 볼록부 라인의 선체 폭방향 위치는, 프로펠러 회전 방향의 하류측(프로펠러 회전 방향이, 선체 후방에서 보아 우회전이면 우현측)을 상류측(프로펠러 회전 방향이, 선체 후방에서 보아 좌회전이면 좌현측)보다 선체 중심선에 가까이하는 것이 바람직하고, 이에 의해, 프로펠러에 유입되는 흐름의 안으로 말리는 경향이, 상류측에서는 강해지고, 하류측에서는 약해져 상향 경향으로 되고, 전체적으로 프로펠러의 회전 방향과 역방향의 회전 흐름으로 되어, 프로펠러 효율을 향상시킬 수 있다.

상기한 발명에 있어서, 상기 돔 형상은, 그 하부의 유로 단면적을, 선체 중심선보다 프로펠러 회전 방향의 하류측을 하류측보다 크게 하는 것이 바람직하고, 이에 의해, 프로펠러에 유입되는 흐름의 안으로 말리는 경향이, 상류측에서는 강해지고, 하류측에서는 약해져 상향 경향으로 되고, 전체적으로 프로펠러의 회전 방향과 역방향의 회전 흐름으로 되어, 프로펠러 효율을 향상시킬 수 있다.

상기한 발명에 있어서, 상기 돔 형상으로 선저 돌기물의 장착 위치 전방에서 하강하는 부분을 설치하는 것이 바람직하고, 이에 의해, 선저 돌기물에 부딪히는 흐름을 감속하는 동시에, 선저 돌기물의 선체로부터의 노출을 저감할 수 있다.

상기한 발명에 있어서, 키가 설치되는 경우, 상기 볼록부 라인의 바로 아래에 키를 설치하는 것이 바람직하고, 이에 의해, 키의 선체로부터의 노출을 저감할 수 있다.

상기한 발명에 있어서, 추진기가 설치되는 경우, 상기 볼록부 라인의 바로 아래에 상기 추진기를 설치하는 것이 바람직하고, 이에 의해, 추진기의 선체로부터의 노출을 저감할 수 있다. 또한, 이 경우의 추진기로서는, 아지무스 추진기(Azimuth thruster)나 POD 등이 있다.

상기한 발명에 있어서, 선미단에 웨지부가 설치되어 있으면, 웨지부의 저항 저감 효과는 향상한다.

상술한 본 발명의 배수량형 선박의 선미 형상에 따르면, 프로펠러 위치로부터 선미 선저부로 걸친 흐름을 가속함으로써 선체 저항을 저감하고, 또한 프로펠러에 유입되는 흐름을 균일화함으로써 프로펠러 캐비테이션을 억제하여 선체 진동을 저감할 수 있다.

또한, 선저 돌기물의 전방에서 주변의 돔 형상보다 선체가 하강하는 부분이나 볼록부 라인의 바로 아래에 키나 추진기 등의 선저 돌기물을 설치하면, 선저 돌기물의 선체로부터의 노출량을 저감할 수 있어, 선저 돌기물에 의한 항주시의 저항 증가를 저감할 수 있다.

또한, 상술한 본 발명의 선미 형상은 선미 선저부의 흐름을 가속하므로, 선미단에 웨지 형상을 구비하고 있는 경우에는, 그 저항 저감 효과를 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 제1 실시 형태로서, 1축 선(船)을 선미측에서 본 배수량형 선박의 선미 형상을 도시하는 단면도(도 2의 A-A 단면, B-B 단면 및 C-C 단면)이다.

도 2는 본 발명에 관한 배수량형 선박의 선미 형상으로서, 1축 선의 선미측 선저 부분을 도시하는 측면도이다.

도 3은 도 1 및 도 2에 도시한 배수량형 선박의 선미 형상을 도시하는 선미 선저 부분의 저면도이다.

도 4는 본 발명에 관한 제1 실시 형태를 2축 선에 적용한 경우의 선미 형상을 도시하는 도면이다.

도 5는 도 1에 도시한 제1 실시 형태에 대해, 선미 형상의 제1 변형예를 나타내는 도면이다.

도 6A는 본 발명에 관한 제2 실시 형태로서 배수량형 선박의 선미 형상을 도시하는 도면이다.

도 6B는 도 6A의 선미 형상에 대해 선체 폭방향의 곡률 변화를 나타내는 도면이다.

도 7A는 도 6A에 도시한 제2 실시 형태에 관한 필렛의 제1 변형예를 나타내는 도면이다.

도 7B는 도 6A에 도시한 제2 실시 형태에 관한 필렛부의 제2 변형예를 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명에 관한 제3 실시 형태로서, 배수량형 선박의 선미 형상을 도시하는 선미 선저 부분의 저면도이다.

도 9는 본 발명에 관한 제4 실시 형태로서, 배수량형 선박의 선미 형상을 도시하는 도면이다.

도 10A는 도 9의 선미 형상에 장착된 선저 돌기물을 도시하는 도면으로, 키를 장착한 상태가 도시되어 있다.

도 10B는 도 9의 선미 형상에 장착된 선저 돌기물을 도시하는 도면으로, POD를 장착한 상태가 도시되어 있다.

도 11은 본 발명에 관한 제4 실시 형태를 스케그에 적용한 예로서 선미측 선저 부분을 도시하는 측면도이다.

도 12A는 본 발명에 관한 제5 실시 형태를 2타선에 적용한 경우에 대해, 배수량형 선박의 선미 형상(도 12B의 G-G 단면)을 도시하는 도면이다.

도 12B는 도 12A의 측면도이다.

도 13A는 본 발명에 관한 제5 실시 형태를 2개의 POD를 구비한 선박에 적용한 경우에 대해, 배수량형 선박의 선미 형상(도 13B의 H-H 단면)을 도시하는 도면이다.

도 13B는 도 13A의 측면도이다.

도 14A는 본 발명에 관한 제5 실시 형태를 한 쌍의 프로펠러 및 키와 2개의 POD를 구비한 선박에 적용한 경우에 대해, 배수량형 선박의 선미 형상을 도시하는 도면이다.

도 14B는 도 14A의 측면도이다.

도 15A는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 웨지부를 도시하는 도면으로, 선미단 근방의 선저면에 설치한 예가 도시되어 있다.

도 15B는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 웨지부를 도시하는 도면으로, 선미단의 후방부로 돌출되어 설치한 예가 도시되어 있다.

도 16A는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 웨지부를 도시하는 도면으로, 선 미단의 선미 형상이 도시되어 있다.

도 16B는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 웨지부를 도시하는 도면으로, 선저 형상의 횡단면도(도 16C의 F-F 단면도)가 도시되어 있다.

도 16C는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 웨지부를 도시하는 도면으로, 도 16A 및 도 16B의 D-D 단면 및 E-E 단면을 도시하는 단면도이다.

도 17은 본 발명의 제7 실시 형태에 관한 배수량형 선박의 선미 형상을 도시하는 선미측 선저 부분의 저면도이다.

도 18A는 제7 실시 형태에 대해 변형예를 나타내는 선미측 선저 부분의 저면도이다.

도 18B는 도 18A의 선체 중심선을 따르는 종단면도이다.

도 18C는 도 18A 및 도 18B의 선미측에서 본 배수량형 선박의 선미 형상을 도시하는 단면도(도 18A 및 도 18B의 X-X 단면, Y-Y 단면 및 Z-Z 단면)이다.

도 19A는 본 발명의 제8 실시 형태에 관한 배수량형 선박의 선미 형상을 도시하는 선미측 선저 부분의 저면도이다.

도 19B는 도 19A에 도시하는 선미 형상의 작용을 도시하는 도면으로, 상향 방향 속도(Wf)에 대해 선체 폭방향의 속도 분포를 비교한 도면이다.

도 20A는 제8 실시 형태에 대해 변형예를 나타내는 선체 폭방향의 단면도이다.

도 20B는 도 20A에 도시하는 선미 형상의 작용을 도시하는 도면으로, 상향 방향 속도(Wf)에 대해 선체 폭방향의 속도 분포를 비교한 도면이다.

[부호의 설명]

1 : 선체

2 : 키

3 : 프로펠러

11 : 선미측 선저

12, 12A 내지 12C : 프레임 라인

12a : 프레임 라인(내측 돔 라인)

12b : 프레임 라인(외측 라인)

12c : 곡면부

12d : 하강부

13 : 너클부(볼록부)

14, 14', 14A, 14B, 14L, 14R : 너클 라인(볼록부 라인)

20 : 필렛부(볼록부)

21, 22 : 돌기부

30 : POD(추진기)

40 : 스케그

50, 60, 70 : 웨지부

S : 시점

E : 종점

이하, 본 발명에 관한 배수량형 선박의 선미 형상의 일 실시 형태를 도면을 기초로 하여 설명한다.

<제1 실시 형태>

우선, 본 발명에 관한 배수량형 선박의 선미 형상에 대해, 제1 실시 형태를 도 1 내지 도 3을 기초로 하여 설명한다.

도 2는 프루드수가 라스트 험프보다 작은 속도 영역에서 항주하는 배수량형 선박의 선미 형상으로서, 선미측 선저 부분을 도시하는 측면도이다. 배수량형 선박은, 선체 하부가 부분적으로 수중에 있어서 부력을 받는 동시에, 선체의 일부가 수중을 항주하는 선박이다. 도시한 배수량형 선박은 1축 선이고, 선체(1)의 선미측 선저(11)에는, 선체 중심선(축선)(CL) 상에 프로펠러(2) 및 키(3)가 각각 1개씩 설치되어 있다.

도 1은 좌우 대칭의 선체(1)를 선미측에서 보아, 선체 중심선(CL)의 좌측 절반분만을 도시하는 선미 형상도이고, 도 2의 A-A 단면, B-B 단면 및 C-C 단면이 동일 도면 상에 겹쳐 도시되어 있다. 또한, 도 3은 선체(1)의 선미측 선저(11)를 도시하는 저면도이다.

도시한 선미 형상에는, 선미의 단면 형상을 형성하는 프레임 라인(12)에 볼록부로 되는 너클점(코너부)(13)이 설치되어 있다. 그리고, 이 너클점(13)을 연결함으로써, 선미측 선저(11)의 양측면에는, 프로펠러(2)의 전방에 위치하는 시점(S)으로부터 프로펠러(2)의 후방에 위치하는 종점(E)까지, 선체 전후 방향으로 연속하는 너클 라인(볼록부 라인)(14)이 형성되어 있다.

프레임 라인(12) 중, 상술한 너클 라인(14)의 선체 폭방향 내측, 즉 너클 라인(14)보다 선체 중심선(CL)측으로 되는 부분의 프레임 라인(이하,「내측 돔 라인」이라고도 부름)(12a)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 위로 볼록한 곡률을 갖는 돔 형상을 형성하고 있다. 한편, 너클 라인(14)의 선체 폭방향 외측으로 되는 프레임 라인(이하,「외측 라인」이라고도 부름)(12b)은, 하측으로 볼록한 곡률을 갖고 선측부에 연결되어 있다. 이로 인해, 프레임 라인(12)은, 너클 라인(14)을 경계로 하여, 하측으로 볼록한 곡률을 갖는 외측 라인(12b)이 위로 볼록한 곡률을 갖는 내측 돔 라인(12a)으로 변화됨으로써, 너클 라인(14)으로부터 내측에 위로 볼록하게 되는 곡면의 돔 형상을 형성하고 있다. 바꾸어 말하면, 프레임 라인(12)은, 선측부로부터 선체(1)의 외향으로 볼록한 곡면을 형성하고 있는 외측 라인(12b)이, 너클 라인(14)을 경계로 하여, 선체(1)의 내향으로 볼록한 곡면을 형성하는 내측 돔 라인(12a)으로 변화된다.

상술한 돔 형상을 형성하는 선체 길이(Ld)(도 3 참조)는, 선체(1)의 전체 길이(L)를 기준으로 하여 10 ％ 이상(Ld ≥ 0.1 L)으로 되도록, 혹은 프로펠러(2)의 직경(D)을 기준으로 하여 1배 이상(Ld ≥ D)으로 되도록 설정되어 있다. 즉, 돔 형상은, 가능한 한 선체(1)의 전방으로부터 개시되는 동시에, 프로펠러(2)의 위치보다 후방까지 계속되도록 형성되는 것이 바람직하다.

이 경우의 선체 길이(Ld)는, 선체(1)의 평면시에 있어서, 선체 중심선(CL) 상에서 돔 형상이 형성되어 있는 선체 길이 방향의 범위이다. 바꾸어 말하면, 이 경우의 선체 길이(Ld)는, 선체(1)의 평면시에 있어서, 선체 중심선(CL)을 따라 측 정되는 너클 라인(14)의 시점(S)으로부터 종점(E)까지의 길이이다. 또한, 보다 바람직한 선체 길이(Ld)는, 선체(1)의 전체 길이(L)를 기준으로 하여 20 ％ 이상(Ld ≥ 0.2 L)이지만, 선체(1)의 최대 횡단면 위치가 선체 길이(Ld)의 상한을 규정할 때의 전방 위치로 된다.

또한, 너클 라인(14)의 시점(S)은, 선체(1)의 폭방향에 있어서 프로펠러(2)의 반경 위치보다 외측으로 설정되어 있다. 즉, 선체 중심선(CL)으로부터 시점(S)까지의 선체 폭방향 거리(Wd)는, 프로펠러(2)의 반경(D/2)보다 큰 값(Wd > D/2)으로 되도록 설정되어 있다.

여기서, 상술한 너클점(13)은, 선미측 선저(11)로 되는 판재를 프레스 형성하거나, 혹은 판재의 접합 등에 의해 형성되는 볼록부이고, 후술하는 흐름의 유도 작용을 증대시키기 위해서는, 가능한 한 날카로운(각이 진) 에지 형상으로 하는 것이 바람직하다. 그러나, 실제 제조 및 성형 가공에 있어서는, 가공 방법이나 판 두께 등의 여러 조건에 따라서 너클점(13)의 선단이 R 형상이나 용접선으로 되는 경우도 있다. 이로 인해, 본 발명에서는, 선단 형상에 R 형상이나 용접선이 남은 너클점(13)도 포함하는 것으로 한다.

이하, 상술한 배수량형 선박의 선미 형상에 대해, 그 작용 효과를 설명한다.

상술한 바와 같이, 너클 라인(14)을 형성하여 내측의 프레임 라인(12a)을 돔 형상으로 한 선미 형상에 따르면, 항주시에 있어서의 수류(水流)는, 도 3에 화살표 F로 나타내는 바와 같이, 너클점(13) 부근의 흐름이 선체 중심선(CL)의 방향으로 유도된다. 이로 인해, 좌우 한 쌍의 너클 라인(14)으로부터 내측의 흐름은, 프로 펠러(2)의 위치로부터 상방의 선미부로 효율적으로 인입된다. 이때, 너클 라인(14)의 시점(S)측을 폭 넓게 하고, 또한 시점(S)을 가능한 한 선체(1)의 전방에 배치함으로써, 흐름의 유도 및 인입을 효과적으로 행할 수 있다.

또한, 도면 중에 나타내는 화살표 F'는, 너클 라인(14)이 없는 경우의 수류를 나타내고 있고, 선체 중심선(CL)과 대략 평행한 흐름으로 되어 있다.

이와 같이 하여, 너클 라인(14)으로부터 내측의 흐름이 프로펠러(2)의 위치보다 상방의 선미부로 효율적으로 인입되면, 프로펠러(2)의 위치로부터 상방의 선미부에서는 흐름이 가속되므로, 선체 저항을 감소시킬 수 있다. 또한, 프로펠러(2)에 유입되는 흐름이 균일화되기 때문에, 프로펠러 캐비테이션을 억제하여 선체 진동을 저감할 수 있다. 또한, 프로펠러 캐비테이션을 방지하기 위해서는, 종점(E)의 위치에 대해, 적어도 프로펠러(2)의 위치보다 선미측으로 할 필요가 있다.

또한, 상술한 선미 형상은, 종래 기술에서 설명한 스탄탄넬 핀과 같이 선체(1)로부터 돌출하는 큰 돌기물이 없기 때문에, 돌기물에 의해 저항이 발생하는 일은 없다. 이로 인해, 선체 저항이나 선체 진동을 저감하는 효과를 증대시키는 경우에는, 너클 라인(14)의 폭을 증대시킴으로써 대응할 수 있으므로, 스탄탄넬 핀과 같이 선체 저항 저감 효과와 함께 저항도 증대되는 일은 없다.

즉, 본 발명의 선미 형상에 따르면, 너클점(13)을 형성하는 위치를 선체(1)의 폭방향으로 조정함으로써, 돔 형상으로 되는 부분의 폭을 변화시켜 유동장의 개선 효과를 조정할 수 있으므로, 돌기물에 의한 저항의 발생 및 변동을 수반하지 않고, 스탄탄넬 핀의 크기를 변화시키는 것과 같은 유동장 개선 효과를 얻을 수 있 다.

그런데, 상술한 실시 형태에서는, 너클 라인(14)의 종점(E)이 프로펠러(2)의 후방에 위치하는 것으로 했으나, 선체 저항을 한층 저감하기 위해서는, 너클 라인(14)을 선미측 선저(11)에서 가장 후단으로 되는 선미단까지 연속하여 연장하는 것이 바람직하다. 즉, 너클 라인(14)의 종점(E)은, 선미단에 위치하는 것이 바람직하다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 배수량형 선박의 1축 선에 적용한 예를 나타내어 설명했으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같이, 프로펠러(2)가 좌우 1대 설치되는 2축 선으로의 적용도 가능하다.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 너클 라인(14)의 선체 폭방향 외측에 있는 외측 라인(12b)이, 선측부로부터 하측으로 볼록한 곡률을 갖는 것으로 했으나, 이 외측 라인(12b)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 아래로 볼록한 곡률을 갖는 동시에 대략 수직인 선측 외판으로 매끄럽게 접하는 곡면으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이, 외측 라인(12b)의 선체 폭방향 외측이 선측 외판으로 매끄럽게 접하는 곡면이 되면, 항주시에 선측부로부터 선저부에 유입되는 흐름(도 1에 나타내는 화살표 Fs 참조)이 부딪혀 소용돌이를 발생하는 코너부를 없앨 수 있으므로, 항주시의 저항 저감에 유효하다.

또한, 도 5에 도시한 제1 변형예의 프레임 라인(12A)에서는, 너클 라인(14)의 선체 폭방향 외측에 있는 프레임 라인(12b)이, 위로 볼록한 곡률을 갖는 곡면을 부분적으로 형성하는 영역으로서, 너클점(13)의 근방에 곡면부(12c)를 구비하고 있 다. 이와 같은 곡면부(12c)를 구비한 프레임 라인(12A)을 채용하면, 보다 각이져 명확한 형상의 너클점(13)을 용이하게 형성할 수 있다. 즉, 너클점(13)의 양측을 위로 볼록한 곡면으로 함으로써, 흐름의 유도 작용 향상에 유효한 날카로운 예각 형상의 너클점(13)을 용이하게 형성할 수 있다.

<제2 실시 형태>

계속해서, 본 발명에 관한 배수량형 선박의 선미 형상에 대해, 제2 실시 형태를 도 6A, 도 6B, 도 7A 및 도 7B를 기초로 하여 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 형태에 있어서, 선미의 단면 형상으로 형성한 볼록부는, 예를 들어 도 6A에 도시한 바와 같이, 프레임 라인(12B)의 도중에 형성된 필렛부(20)이다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서의 볼록부 라인은, 필렛부(20)를 연결하여 선체 전후 방향으로 연속하여 형성된 필렛 라인으로 된다.

상술한 필렛부(20)의 선단은 원호 형상으로 되고, 제조 요건으로부터 정해지는 최소의 코너부 R 형상이다. 이 필렛부(20)를 구체적으로 설명하면, 예를 들어 도 6B에 도시한 바와 같이, 프레임 라인(12B)의 곡률 변화가, 선체 폭방향의 선측부측으로 되는 프레임 라인 외측으로부터의 급격한 증대와, 선체 폭방향의 선체 중심측으로 되는 프레임 라인 내측으로의 급격한 감소의 전환점으로 되는 위치이다. 즉, 필렛부(20)는, 프레임 라인(12B)의 도중에 있어서, 하측으로 볼록한 곡률을 갖는 외측 라인(12b)과 위로 볼록한 곡률을 갖는 내측 돔 라인(12a)의 연결점이고, 곡률이 최대로 되는 최대 곡률 위치로 된다. 또한, 필렛(20)은, 선체(1)에 후부착 되는 별도 부품으로 해도 좋다.

이 경우, 필렛 라인을 형성하는 필렛부(20)는, 설계(CAD) 상의 형상 정의가 용이해지기 때문에, 곡률이 일정한 원호로 하는 것이 바람직하다. 또한, 필렛부(20)의 원호 반경을 필렛 라인의 전체 길이에 걸쳐 일정하게 하면, 설계상의 형상 정의가 보다 한층 용이해진다.

또한, 여기서의 곡률의 정부(正負)(대소)는, 선체(1)의 외측으로의 볼록면을 정(대)으로 하고, 오목면을 부(소)로 하고 있다.

이와 같은 필렛부(20)의 채용에 의해, 공작이나 건조 상의 사정에 의해 선체 형상으로 너클점(13)에 의한 볼록부의 형성이 곤란한 경우라도, 상술한 제1 실시 형태와 같은 작용 효과를 얻을 수 있다. 바꾸어 말하면, 선체(1)의 선미측 선저(11)에 대해, 곡률 반경이 작은 필렛부(20)를 형성하여 볼록부를 형성하는 것이 용이해진다.

또한, 원호 형상의 필렛부(20)는, 흐름의 유도 작용을 증대시키기 위해서는 프레임 라인(12B)의 곡률을 크게(곡률 반경을 작게) 하고, 예각의 날카로운 각 형상에 가까이하는 것이 바람직하다. 이로 인해, 필렛부(20)의 곡률 반경은, 500 ㎜ 이하의 가능한 한 작은 값으로 설정하는 것이 바람직하다.

그런데, 상술한 필렛부(20)는 원호 형상으로 했으나, 예를 들어 도 7A, 도 7B에 도시하는 변형예를 채용하는 것도 가능하다.

도 7A에 도시하는 제1 변형예에서는, 원호 형상으로 한 필렛부(20)로부터 선체 외측으로 돌출하는 삼각형 단면 형상의 돌기부(21)가 형성되어 있다. 또한, 도 7B에 도시하는 제2 변형예에서는, 원호 형상으로 한 필렛부(20)로부터 선체 외측으로 돌출하는 평판 형상의 돌기부(22)가 형성되어 있다.

이와 같은 돌기부(21, 22)는, 선체(1)의 선미측 선저(11)에 장착한 별도 부품이고, 상술한 너클점(13)에 가까운 날카로운 형상의 볼록부를 용이하게 형성하여, 흐름의 유도 작용을 향상시킬 수 있다.

<제3 실시 형태>

계속해서, 본 발명에 관한 배수량형 선박의 선미 형상에 대해, 제3 실시 형태를 도 3 및 도 8을 기초로 하여 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 형태에 있어서는, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 너클 라인(볼록부 라인)(14)이, 선체(1)의 후방을 향해 서서히 선체 중심선(CL)측으로 접근하여 선체 후방(선미측)이 좁아지도록, 혹은 선체 중심선(CL)과 평행으로 되도록 형성되어 있다.

너클 라인(14)은, 흐름을 효과적으로 제어하는 유도 작용의 관점과, 선체 저항 저감의 관점으로부터, 선체 근방의 흐름과 크게 교차하지 않는 것이 바람직하다. 선체 후방부의 흐름은, 선체 중심선(CL)에 평행으로부터, 후방으로 감에 따라서 폭방향으로 좁아지는 방향의 각도를 갖고 있으므로, 너클 라인(14)에도 같은 경사를 마련하고 있다.

그러나, 예를 들어 도 8에 도시하는 너클 라인(14')과 같이, 수류(F')와의 경사각(θ)이 지나치게 급하고 큰 경우에는, 너클점(13)의 흐름은 너클 라인(14') 과 교차하여 흐른다. 이로 인해, 선체 중앙부로 흐름을 유도하는 유도 작용이 충분히 발휘되지 않을 뿐만 아니라, 너클점(13)에서 소용돌이가 발생하여 선체 저항을 증가시키게 된다.

따라서, CFD 계산이나 모형 시험 등에 의해, 선체 근방의 유선(流線)을 알 수 있으면, 이 유선에 맞추어 너클 라인(14)의 형상을 결정하면 좋다. 이 경우, 양호한 유도 작용을 얻기 위해서는, 유선과의 각도가 5도 이상으로 되지 않도록, 너클 라인(14)의 형상을 결정하는 것이 바람직하다.

이 결과, 너클 라인(14)은, 프로펠러(2)의 부근에 흐름을 효율적으로 유도하는 동시에, 너클 라인(14)으로부터 발생하는 소용돌이에 기인하는 저항도 저감할 수 있다.

<제4 실시 형태>

계속해서, 본 발명에 관한 배수량형 선박의 선미 형상에 대해, 제4 실시 형태를 도 9 내지 도 11을 기초로 하여 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 형태에 있어서는, 상술한 돔 형상에 대해, 선저 돌기물의 장착 위치 전방에서 하강하는 부분(이하,「하강부」라 부름)이 설치되어 있다. 이 하강부(12d)는, 선저 돌기물에 부딪히는 흐름을 감속하는 동시에, 선저 돌기물의 선체로부터의 노출을 저감하는 것이다. 이 경우의 선저 돌기물에는, 키(3) 외에도 POD(30)나 스케그(40) 등이 있다.

도 9에 도시하는 하강부(12d)는, 선저 돌기물이 선체 중앙부에 설치되어 있 는 경우에 적용되는 것이고, 선저 돌기물의 전방으로부터 선저 돌기물의 위치에 걸친 선저 형상이, 너클점(13)보다 내측에서 일단 상방으로 상승하여 돔 형상을 이루고, 또한 최상점으로부터 선체 중심선(CL)을 향해 하강하고 있는 선미 형상이다.

이와 같은 선미 형상에서는, 프로펠러(2)의 부근으로부터 후방의 선미 선저부에 있어서 흐름이 가속되므로, 키(3) 등의 선저 돌기물에 부딪히는 흐름도 가속되고 있다. 따라서, 키(3) 등의 선저 돌기물에는 통상보다도 빠른 흐름이 부딪히고, 선저 돌기물의 저항을 증가하게 된다.

따라서, 예를 들어 도 10A에 도시하는 통상의 1축 1타선과 같이, 선체 중앙에 키(3)가 설치되어 있는 경우에는, 키(3)의 전방으로부터 키 위치에 걸쳐, 도 9와 같이 선체 중심선(CL)에서 아래로 내려가는 하강부(12d)를 구비한 선체 형상을 채용한다. 이 결과, 하강부(12d)의 존재에 의해 키(3)에 부딪히는 흐름을 감속할 수 있고, 또한 키(3)의 선체(1)로부터의 노출 부분을 줄일 수도 있으므로, 항주시에 있어서의 키(3)의 저항을 감소시킬 수 있다.

또한, 상술한 하강부(12d)는, 예를 들어 도 10B에 도시하는 POD(30) 등과 같이, 선체(1)로부터 현수되어 지지되어 있는 형식의 추진기가 선체 중앙부에 설치되어 있는 경우에 대해서도 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상술한 하강부(12d)는, 예를 들어 도 11에 도시하는 스케그(40)를 구비하고 있는 경우에 대해서도 같은 작용 효과를 얻을 수 있다.

<제5 실시 형태>

계속해서, 본 발명에 관한 배수량형 선박의 선미 형상에 대해, 제5 실시 형 태를 도 12A 내지 도 14B를 기초로 하여 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 12A, 도 12B에 도시하는 실시 형태에는, 너클 라인(14)의 바로 아래에 키(3)를 1개씩 2매 설치한 구성예가 도시되어 있다. 즉, 2개의 키(3)가 설치되는 선박에서는, 2개의 너클 라인(14)을 형성하고, 각 너클 라인(14)의 바로 아래에 키(3)를 1개씩 설치하는 구성이 바람직하다. 또한, 키(3)가 2 이상의 복수 설치되어 있는 선박에서는, 키(3)와 같은 개수의 너클 라인(14)을 형성하고, 각 너클 라인(14)의 바로 아래에 키(3)를 1개씩 설치하는 구성이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 하면, 상술한 제4 실시 형태와 마찬가지로, 키(3)가 선체(1)로부터 노출하는 부분의 비율을 줄일 수 있으므로, 항주시에 발생하는 키(3)의 저항을 감소시킬 수 있다.

도 13A, 도 13B에 도시하는 실시 형태에서는, POD(30)나 아지무스 추진기와 같은 추진기와 너클 라인(14)이 설치되어 있는 경우, 너클 라인(14)의 바로 아래에 추진기를 1개씩 설치한 구성예가 도시되어 있다. 즉, POD(30)와 너클 라인(14)이 설치되는 선박에서는, 너클 라인(14)의 바로 아래에 POD(30)를 설치하는 구성이 바람직하다. 또한, POD(30) 등의 추진기가 2 이상의 복수 설치되어 있는 선박에서는, 추진기와 같은 개수의 너클 라인(14)을 형성하고, 각 너클 라인(14)의 바로 아래에 POD(30)를 1개씩 설치하는 구성이 바람직하다.

이와 같은 구성으로 하면, 상술한 제4 실시 형태와 마찬가지로, POD(30) 등의 추진기가 선체(1)로부터 노출되는 부분의 비율을 줄일 수 있으므로, 항주시에 발생하는 추진기의 저항을 감소시킬 수 있다.

도 14A, 도 14B에 도시하는 실시 형태는, 상술한 도 10A의 구성 및 도 13A, 도 13B의 구성을 조합한 것이다. 즉, 선체 중앙에 설치된 키(3)의 전방으로부터 키 위치에 걸쳐 하강부(12d)를 구비한 선체 형상을 채용하는 동시에, 너클 라인(14)의 바로 아래에 POD(30)를 1개씩 설치하는 구성을 조합하고 있다.

이와 같은 구성으로 하면, 하강부(12d)의 존재에 의해 키(3)에 부딪히는 흐름을 감속할 수 있고, 또한 키(3)나 POD(30)가 선체(1)로부터의 노출하는 부분의 비율을 줄일 수도 있다. 따라서, 항주시에 발생하는 키나 추진기의 저항을 감소시킬 수 있다.

<제6 실시 형태>

계속해서, 본 발명에 관한 배수량형 선박의 선미 형상에 대해, 제6 실시 형태를 도 15A 내지 도 16C를 기초로 하여 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 형태에서는, 상술한 실시 형태의 선미 형상에 부가하여, 선체의 선미단에 웨지부가 설치되어 있다. 이 웨지부는, 예를 들어 도 15A, 도 15B에 도시한 바와 같이, 선미단 근방의 선저면 또는 선미단 후방부에 대해, 국부적인 후방 하강의 경사면을 마련한 것이다. 이 중, 도 15A에 도시하는 웨지부(50)는, 선미단 근방의 선저면을 국부적으로 후방 하강의 경사면으로 한 것이고, 도 15B에 도시하는 웨지부(60)는, 선미단의 후방부로 돌출하여 저면이 후방 하강의 경사면을 갖는 부가물(별도 부품)을 장착한 것이다.

상술한 웨지부(50, 60)는, 선체 저항을 저감하는 기술로서 알려져 있다. 따라서, 상술한 각 실시 형태의 선미 형상으로 웨지부(50, 60)를 조합하면, 돔 형상을 갖는 선미 형상에서는 프로펠러(2)로부터 후방의 선미단의 흐름을 가속하는 효과를 얻을 수 있기 때문에, 이와 같은 유속 증대에 의해 선미단에 설치한 웨지부(50, 60)의 저항 저감 효과는 보다 한층 현저해진다.

또한, 도 16C에 도시하는 웨지부(70)는, 너클 라인(14)이 선미단까지 계속되어 있고, 돔 형상의 오목 곡면을 이루는 선체 단면 형상이 선미단까지 계속되어 있는 선체(1)에 있어서, 선미단 부근에 있는 너클점(13, 13) 사이의 선저면에 후방 하강의 경사를 마련하여 웨지 형상으로 한 것이다. 이 경우의 웨지부(70)는, 후방 하강의 양을 폭방향으로 조정함으로써, 도 16A에 도시한 바와 같이, 선미단에서는 너클점(13, 13) 사이의 선저면 높이가 마찬가지인 수평한 직선으로 하고 있다.

이와 같은 구성을 채용해도, 웨지부(70)의 저항 저감 효과는 보다 한층 현저해진다. 또한, 선미단에 있어서 웨지부(70)와 그 외측과의 불연속이 해소되어 있으므로, 웨지부(70)와 선체(1)의 불연속부로부터 발생하는 조파(造波) 및 물결 붕괴에 의한 저항 증가도 방지할 수 있으므로, 이것에 의해서도 웨지부(70)에 의한 저항 저감 효과를 보다 한층 증대시킬 수 있다.

<제7 실시 형태>

계속해서, 본 발명에 관한 배수량형 선박의 선미 형상에 대해, 제7 실시 형태를 도 17을 기초로 하여 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 형태에 있어서, 도면 중에 굵은 선으로 나타내는 너클 라인(14A)은, 시점(S)으로부터 프로펠러 위치(P)를 향해 선체 후방으로 서서히 선체 중심선(CL)으로 접근하고, 또한 프로펠러 위치(P)로부터 종점(E)을 향해 선체 중심선(CL)으로부터 이격되도록 형성되어 있다. 이 경우의 프로펠러 위치(P)는, 선장 방향에 있어서 프로펠러(2)가 장착되어 있는 위치이다. 또한, 도면 중에 참고용의 비교예로서 도시하는 가는 실선은, 제3 실시 형태로서 도 8에 도시한 너클 라인(14')이다.

즉, 이 경우의 너클 라인(14A)은, 선체 전방으로부터 후방의 프로펠러(2)를 향해 감에 따라서 선체 중심선(CL) 근방이 되므로, 좌우의 라인간 폭이 선체 후방으로 좁아지도록 되어 있다. 또한, 이 경우의 너클 라인(14A)은, 프로펠러(2)로부터 선미 후단을 향해 감에 따라서 선체 중심선(CL)으로부터 서서히 이격되므로, 좌우의 라인간 폭이 선체 후방으로 넓혀지도록 되어 있다.

이와 같이, 시점(S)으로부터 프로펠러 위치(P)까지 서서히 좌우의 라인간 폭을 좁힌 후, 프로펠러 위치(P)로부터 종점(E)까지 서서히 좌우의 라인간 폭을 넓히는 프로펠러 라인(14A)은, 시점(S)으로부터 프로펠러 위치(P)까지의 사이에서 유로 단면적이 서서히 좁아지기 때문에, 흐름을 효과적으로 제어하는 동시에, 선체 저항의 저감에 유효하다.

구체적으로 설명하면, 상술한 너클 라인(14A)은, 시점(S)으로부터 후방의 프로펠러 위치(P)까지 후방 좁힘의 경사를 갖고 있다. 이로 인해, 너클 라인(14)은, 선체 근방의 흐름과, 즉, 선체 중심선(CL)과 평행한 상태로부터 후방으로 갈수록 폭방향을 좁히는 각도를 갖는 선체 후반부의 흐름과 크게 교차하지 않는 경사를 갖 고 있으므로, 선체 저항의 저감에 유효하다.

또한, 상술한 너클 라인(14A)은, 선체 부근의 흐름을 제어하여 선체 중앙부로 유도하므로, 프로펠러(2)의 상부로의 유입 속도를 올려, 프로펠러(2)로의 유입 속도를 보다 균일화할 수 있다.

또한, 상술한 너클 라인(14A)은, 프로펠러 위치(P)로부터 종점(E)까지 서서히 좌우의 라인간 폭을 확장하기 때문에, 선체 저항의 저감에 유효하다. 즉, 프로펠러(2)의 후방에서는, 서서히 유로 단면적이 수평 방향으로 넓혀지기 때문에, 선미 후단을 향하는 흐름을 감속하는 동시에, 선체 후단의 압력을 증가시킬 수 있다. 이 결과, 배수량형 선박은, 선체 저항의 저감이 가능해진다.

또한, 프로펠러 위치(P)로부터 종점(E)까지 서서히 좌우의 라인간 폭을 넓히기 위한 경사 각도는, 흐름의 박리를 방지하는 관점으로부터 20도 이내로 설정하는 것이 바람직하다.

계속해서, 상술한 실시 형태의 변형예를 도 18A 내지 도 18C를 기초로 하여 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 변형예에서는, 상술한 실시 형태의, 돔 형상을 이루는 프레임 라인(12a)이, 프로펠러 위치(P)보다 후방에서 위로 볼록한 곡률을 증대시킨 돔 형상으로 된다.

즉, 상술한 실시 형태에서는, 프로펠러 위치(P)보다 후방에서 너클 라인(14A)의 라인간 폭을 넓혀 유로 단면적을 증가시키고 있으나, 본 변형예에서는, 선미측 선저(11)의 저면을 상방의 선체측으로 파내어 형성되는 터널 부분에 있어서, 프로펠러 위치(P)를 경계로 하여 후방으로 되는 돔 형상의 높이(깊이)를 전방으로부터 증대시킴으로써, 유로 단면적을 상하 방향으로 증가시키고 있다.

구체적으로 설명하면, 선미에 있어서의 돔 형상은, 예를 들어 도 18B 및 도 18C에 도시한 바와 같이, 직선으로 한 너클 라인(14B)으로부터 선체 중심선(CL)측을 향하는 위로 볼록한 곡률(R)(도 18C 참조)이, 프로펠러(2)보다 후방의 Z-Z 단면에서 커지도록 설정되어 있다. 바꾸어 말하면, 선체(1)의 선미에 있어서의 돔 형상은, 도면 중에 파선 표시한 비교 형상(X-X 단면 및 Y-Y 단면과 대략 동일한 곡률)보다 크게(깊게) 선체 선저를 파내는 형상으로 된다.

또한, 이 돔 형상은, 도 18B에 도시한 바와 같이, 선장 방향에 있어서도 파선으로 나타내는 비교 형상으로부터 프로펠러 위치(P)보다 후방이 크게(깊게) 파내어져 있다.

또한, 본 변형예에서는 직선 형상의 너클 라인(14B)으로 했으나, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 상술한 너클 라인(14, 14A) 등을 채용해도 좋다.

이 결과, 프로펠러(2)의 후방에서는, 유로 단면적의 증가에 의해 선미 후단을 향하는 흐름이 감속되는 동시에, 선미 후단의 압력을 증가시킬 수 있다. 즉, 선체(1)의 선저에 형성된 터널 부분의 돔 형상에 대해, 프로펠러(2)보다 후방의 파냄[위로 볼록한 곡률(R)]을 프로펠러(2)의 전방보다 크게 설정함으로써, 프로펠러(2)의 후류측에서 유로 단면적이 증가하므로, 유속을 저하시켜 선체 저항을 저감하는 것이 가능해진다.

이와 같이, 선체 저항의 저감은, 프로펠러(2)의 후류측에서 유로 단면적을 증대시키면 되므로, 프로펠러(2)의 후류측에는, 라인간 폭을 넓히는 너클 라인(14A)이나 위로 볼록한 곡률을 증대시키는 돔 형상의 어느 것을 채용해도 좋다. 또한, 라인간 폭을 넓히는 너클 라인(14A)과, 위로 볼록한 곡률을 증대시키는 돔 형상을 적절하게 조합함으로써, 프로펠러(2)의 후류측에서 유로 단면적을 증대시키도록 해도 좋다.

<제8 실시 형태>

계속해서, 본 발명에 관한 배수량형 선박의 선미 형상에 대해, 제8 실시 형태를 도 19A 및 도 19B를 기초로 하여 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 실시 형태에 있어서, 너클 라인(14L, 14R)의 선체 폭방향 위치는, 프로펠러 회전 방향의 하류측이 상류측보다 선체 중심선에 가까워지도록 설정되어 있다. 즉, 도 19A에 도시하는 저면도에 있어서, 프로펠러(2)의 회전 방향을 선체 후방에서 보아 우회전으로 하면, 프로펠러 회전 방향 하류측으로 되는 우현측의 너클 라인(14R)이, 프로펠러 회전 방향 상류측으로 되는 좌현측의 너클 라인(14L)보다도 선체 중심선에 가까운 위치에 있다.

또한, 도시한 너클 라인(14L, 14R)은 직선으로 되나, 이것에 한정되지 않는다.

우회전의 프로펠러(2)를 갖는 일반적인 배수량형 선박에서는, 너클 라인 위치를 선체 중심선(CL)으로부터 좌우 대칭으로 설치한 경우, 프로펠러에 유입되는 유속의 상향 방향 성분(Wf)은, 도 19B에 도시하는 속도선(F1)과 같이, 좌우 대칭이 된다.

이에 반해, 상술한 너클 라인(14L, 14R)과 같이, 선체 중심선(CL)에 가까운 프로펠러 회전 방향 하류측(우현측)의 폭(WR)을, 프로펠러 회전 방향 상류측(좌현측)의 폭(WL)보다 좁혀 작게(WR < WL) 함으로써, 프로펠러(2)에 유입되는 흐름의 안으로 말리는 경향이, 좌현측에서는 강해지고, 우현측에서는 약해져 상향 경향으로 된다. 즉, 도 19B에 도시하는 속도선(F2)과 같이 되고, 전체적으로 프로펠러의 회전 방향과 역방향의 회전 흐름이 되어, 프로펠러 효율을 향상시킬 수 있다.

계속해서, 상술한 실시 형태의 변형예를 도 20A 및 도 20B를 기초로 하여 설명한다. 또한, 상술한 실시 형태와 같은 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.

본 변형예에서는, 돔 형상을 이루는 프레임 라인(12a)을, 그 하부의 유로 단면적에 있어서, 선체 중심선(CL)보다 프로펠러 회전 방향의 상류측이 하류측보다 커지는 돔 형상으로 하고 있다. 즉, 선미측 선저(11)에 형성되는 터널의 단면 형상은, 선체 중심선(CL)보다 프로펠러 회전 방향의 상류측을 크게 파낸 돔 형상으로 된다.

도 20A는 선체(1)를 선체 후방에서 본 횡단면도이고, 지면(紙面) 우측이 우현으로 되고, 프로펠러(2)가 우회전으로 회전한다. 이와 같은 선체(1)의 선미측 선저(11)에 있어서, 선체 중심선(CL)보다 좌현측의 선저를 크게 파낸 돔 형상의 터널이 형성되어 있다.

이와 같이 해도, 상술한 실시 형태와 마찬가지로, 프로펠러(2)의 회전 방향과 역방향의 회전 흐름을 만들어, 프로펠러 효율을 향상시킬 수 있다.

즉, 돔 형상을 선체 중심선(CL)으로부터 좌우 대칭으로 설치한 경우, 프로펠러에 유입되는 유속의 상향 방향 성분(Wf)은, 도 20B에 도시하는 속도선(F3)과 같이, 좌우 대칭으로 된다.

이에 반해, 선체 중심선(CL)보다 좌현측의 선저를 크게 파낸 돔 형상을 채용함으로써, 프로펠러(2)에 유입되는 흐름의 안으로 말리는 경향이, 좌현측에서는 강해지고, 우현측에서는 약해져 상향 경향으로 된다. 즉, 도 20B에 도시하는 속도선(F4)과 같이 되고, 전체적으로 프로펠러의 회전 방향과 역방향의 회전 흐름으로 되어, 프로펠러 효율을 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 배수량형 선박의 선미 형상에 따르면, 프로펠러(2)의 위치로부터 선미 선저부로 걸친 흐름을 가속함으로써 선체 저항을 저감하고, 또한 프로펠러(2)에 유입되는 흐름을 균일화함으로써 프로펠러 캐비테이션을 억제하여 선체 진동을 저감할 수 있다.

또한, 선저 돌기물의 전방에서 주변의 돔 형상보다 선체(1)가 하강하는 부분이나 너클 라인(13)의 바로 아래에 키(3)나 POD(30) 등의 선저 돌기물을 설치하면, 선저 돌기물의 선체로부터의 노출량을 저감할 수 있으므로, 선저 돌기물에 의한 항주시의 저항 증가를 저감할 수 있다.

또한, 본 발명의 선미 형상은, 선미 선저부의 흐름을 가속하여 선저 저항을 저감하므로, 선미단에 설치한 웨지부(50) 등에 있어서는, 그 저항 저감 효과가 증 대된다.

또한, 본 발명의 선미 형상은, 선체 후반부의 흐름을 효과적으로 제어하는 동시에, 선체 후반부의 흐름을 선체 중앙부로 유도하여 프로펠러(2)의 상부로의 유입 속도를 올릴 수 있다.

또한, 선미 후단을 향하는 흐름을 감속시켜 선체 후단의 압력을 증가시킬 수 있으므로, 선체(1)의 저항의 저감이 가능해진다.

또한, 프로펠러(2)의 전방 모서리에 부딪히는 흐름의 좌우 상대 속도차를 저감할 수 있으므로, 배수량형 선박의 항행 성능을 유지 또는 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 예를 들어 상술한 각 실시 형태를 적절하게 조합한 구성을 채용하는 등, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 적절하게 변경할 수 있다.

Claims

프루드수가 라스트 험프보다 작은 속도 영역에서 항주하는 배수량형 선박의 선미 형상이며,

선미의 선체 단면 형상으로 형성한 볼록부를 연결하여 프로펠러 전방의 시점으로부터 프로펠러 후방의 종점까지 선체 전후 방향으로 연속하여 형성되는 볼록부 라인을 구비하고,

상기 볼록부 라인의 선체 폭방향 내측에 있는 프레임 라인을 위로 볼록한 곡률을 갖는 돔 형상으로 형성하고,

상기 돔 형상을 형성하는 선체 길이를 전체 길이의 10 ％ 이상 또는 프로펠러 직경의 1배 이상으로 설정하는 동시에,

상기 시점의 선체 폭방향 위치를 프로펠러 반경 위치보다도 외측으로 되도록 설정하는 동시에,

상기 볼록부 라인의 선체 폭방향 외측에 있는 프레임 라인이, 아래로 볼록한 곡률을 갖는 동시에 선측 외판으로 매끄럽게 접하는 곡면으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
제1항에 있어서, 상기 볼록부 라인이 선미단까지 계속되고 있는 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
삭제
제1항에 있어서, 상기 볼록부 라인의 선체 폭방향 외측에 있는 프레임 라인이, 위로 볼록한 곡률을 갖는 곡면을 부분적으로 형성하는 영역을 상기 볼록부의 근방에 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
제1항에 있어서, 상기 볼록부가 프레임 라인에 형성된 필렛부이고, 상기 필렛부는, 프레임 라인의 곡률 변화가 프레임 라인 외측으로부터의 급격한 증대와 프레임 라인 내측으로의 급격한 감소의 전환점으로 되는 프레임 라인 도중의 최대 곡률 위치인 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
제5항에 있어서, 상기 필렛부로부터 선체 외부로 돌출하는 돌기부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
제1항에 있어서, 상기 볼록부 라인이, 선체 후방으로 서서히 선체 중심선으로 접근하도록, 혹은 상기 선체 중심선과 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
제1항에 있어서, 상기 볼록부 라인이, 상기 시점으로부터 프로펠러 위치를 향해 선체 후방으로 서서히 선체 중심선으로 접근하고, 또한 상기 프로펠러 위치로부터 상기 종점을 향해 선체 중심선으로부터 이격되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
제1항에 있어서, 상기 돔 형상이, 프로펠러 위치보다 후방에서 위로 볼록한 곡률을 증대시키는 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
제1항에 있어서, 상기 볼록부 라인의 선체 폭방향 위치는, 프로펠러 회전 방향의 하류측이 상류측보다 선체 중심선에 가까운 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
제1항에 있어서, 상기 돔 형상은, 그 하부의 유로 단면적을, 선체 중심선보다 프로펠러 회전 방향의 상류측을 하류측보다 크게 한 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
제1항에 있어서, 상기 돔 형상으로 선저 돌기물의 장착 위치 전방에서 하강하는 부분을 설치한 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
제1항에 있어서, 상기 볼록부 라인의 바로 아래에 키를 설치한 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
제1항에 있어서, 상기 볼록부 라인의 바로 아래에 추진기를 설치한 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.
제1항에 있어서, 선미단에 웨지부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 배수량형 선박의 선미 형상.