KR101184076B1 - Streamlined shape bulb twisted Rudder and Ship having the same - Google Patents

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    • B63H2025/388—Rudders with varying angle of attack over the height of the rudder blade, e.g. twisted rudders

Abstract

본 발명은 추진기(프로펠러)의 강한 허브 보오텍스(Hub Vortex)로 인하여 트위스트 형 타의 트위스트 부에서 발생하는 캐비테이션 및 형상 저항을 감소시킬 수 있도록 그 구조를 개선함으로써, 선박에서 발생하는 소음, 진동, 구조물의 피로 및 부식을 줄이고 대신 양력을 증가시켜 조종성능은 향상시킬 수 있도록 한 타를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 선박의 조종에 사용되어 지는 타(舵)에 있어서; 상기 타(R)는 상?하부의 형상이 선박의 프로펠러 후류에 따라 비대칭형을 이루는 트위스트형 타로서, 타의 앞단 부분에 유선형 벌브(100)가 구비되는 것을 특징으로 하는 타를 제공한다.The present invention improves the structure to reduce the cavitation and shape resistance generated in the twist portion of the twist type due to the strong hub vortex of the propeller (propeller), noise, vibration, structure generated in the ship To reduce fatigue and corrosion, instead increase lift and provide better steering performance.
To this end, the present invention, in the other to be used for the steering of the ship; The rudder R is a twisted rudder in which the top and bottom shapes are asymmetrical according to the propeller wake of the ship, and the rudder R is provided with a streamlined bulb 100 at the front end of the rudder.

Description

유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타 및 이를 이용한 선박{Streamlined shape bulb twisted Rudder and Ship having the same }Streamlined shape bulb twisted rudder and ship having the same}

본 발명은 선박의 조종에 사용되는 타에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 트위스트형(Twist type) 타의 트위스트 부의 형상을 개선하여 타의 효율 및 내구성을 향상시키고자 한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a rudder used for steering of a ship, and more particularly, to a technique for improving the efficiency and durability of a rudder by improving the shape of a twisted portion of a twist type rudder.

타(舵)는 선박의 조종에 사용되어지는 장치로써, 일반적으로 선박의 추진기 후미에 설치된다. The rudder is a device used to control a ship and is generally installed at the rear of the ship's propeller.

타는 선체의 조종성능에 대한 주요 기능을 담당하고 있는데, 캐비테이션으로 인하여 타의 표면에 침식 및 부식이 발생하면, 타의 양력 및 추력 그리고 조종성이 감소하게 된다. The rudder plays a major role in the maneuverability of the hull. If erosion and corrosion occur on the surface of the rudder due to cavitation, the lift and thrust and maneuverability of the rudder are reduced.

따라서, 이를 개선하기 위해서 타의 형상 변형 및 부가물 등을 이용하여 타의 성능의 재고를 위한 연구들이 진행 중에 있다.Therefore, studies to reconsider the performance of the other by using other shape deformation and additives to improve this.

최근에는 일체형 타 중 트위스트(Twist)형 타가 많이 사용되고 있다. 트위스트형 타는 그 상부와 하부의 형상이 프로펠러 후류에 따라 다르게 비대칭형으로 고안된 타로써, 대칭형 타에 비하여 캐비테이션 저감 효과가 뛰어나고 양력 증가로 인하여 효율도 높다고 알려져 있다. Recently, a twist (Twist) type of the one-piece type is used a lot. Twist type rudders are designed to be asymmetrical differently depending on the propeller wake, and are known to have better cavitation reduction effect and higher efficiency due to increased lift than symmetrical type rudders.

그렇지만, 상 하부의 비대칭형 단면이 연결되는 트위스트 부에서 발생되는 캐비테이션 문제가 대두되고 있는 실정이다.However, the cavitation problem that occurs in the twist portion is connected to the upper and lower asymmetric cross-section is a situation that is emerging.

기존에는 이 문제를 해결하기 위하여, 벌브 형상의 별도 구조물을 만들어 트위스트 부위에 적용하기도 하였으나, 벌브 형상의 구조물과 타가 연결되는 부위에서도 캐비테이션이 과도하게 발생되는 문제를 해소하지 못하는 실정이다. Conventionally, in order to solve this problem, a separate structure having a bulb shape was made and applied to the twisted portion, but the situation in which the cavitation is excessively generated even at the portion where the bulb shape structure and the other are connected is not solved.

즉, 대부분의 연구들이 경험에 의한 직관을 기반으로 시행착오적 방법으로 타의 성능향상을 위한 기술을 개발하고 있는 실정이다.That is, most of the studies are developing techniques for improving other performance by trial and error method based on intuition by experience.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 추진기(프로펠러)의 강한 허브 보오텍스(Hub Vortex)로 인하여 트위스트 형 타의 트위스트 부에서 발생하는 캐비테이션 및 형상 저항을 감소시킬 수 있도록 그 구조를 개선함으로써, 선박에서 발생하는 소음, 진동, 구조물의 피로 및 부식을 줄이고 대신 양력을 증가시켜 조종성능은 향상시킬 수 있도록 한 타를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by improving the structure to reduce the cavitation and shape resistance generated in the twist portion of the twist type due to the strong hub vortex of the propeller (propeller) The objective is to reduce the noise, vibration, fatigue and corrosion of structures, and to increase the lift and to improve steering performance.

즉, 본 발명의 목적은 트위스트부로 입사하는 유동으로 인한 압력 변화를 감소시켜 선박에 전해지는 진동을 줄이며, 박리를 제한함으로써 실속을 지연하여 양력을 증가시키고, 유동이 타의 형상을 따라 흐르게 함으로써 형상저항을 감소시켜 타의 전체 성능을 향상시키며, 박리에 의해 생성되는 와들을 감쇄시켜 캐비테이션 현상을 줄임으로써 구조물의 피로 및 부식을 줄일 수 있도록 한 타를 제공하기 위한 것이다.That is, an object of the present invention is to reduce the pressure change due to the flow incident to the twisted portion to reduce the vibration transmitted to the ship, to delay the stall by limiting peeling to increase the lifting force, the flow flows along the other shape shape resistance It is to provide a rudder to reduce the fatigue and corrosion of the structure by reducing the cavitation to improve the overall performance of the rudder, and to reduce the cavitation phenomenon by attenuating the vortices generated by peeling.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 선박의 조종에 사용되어 지는 타(舵)에 있어서; 상기 타는 상?하부의 형상이 선박의 프로펠러 후류에 따라 비대칭형을 이루는 트위스트형 타로서, 타의 앞단 부분에 유선형 벌브가 구비되는 것을 특징으로 하는 타를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the other to be used for the steering of the ship; The top and bottom of the rudder as a twist type rudder to form asymmetrical according to the propeller wake of the ship, provides a rudder characterized in that the streamlined bulb is provided at the front end of the rudder.

본 발명은 타의 트위스트부의 구조 개선을 통해, 타의 조종 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. The present invention has the effect of improving the steering performance and durability of the rudder by improving the structure of the twist portion of the rudder.

구체적으로, 본 발명에 따르면, 트위스트부에 적용된 형상으로 인해 트위스트부로 입사하는 유동으로 인한 압력의 심한 변화가 감소되며, 이로써 선박에 전해지는 진동을 낮출 수 있게 된다.Specifically, according to the present invention, due to the shape applied to the twist portion, a severe change in the pressure due to the flow entering the twist portion is reduced, thereby lowering the vibration transmitted to the ship.

또한, 박리(剝離)를 제한함으로써 실속을 지연하여 양력을 증가시키고, 유동이 타의 형상을 따라 흐르게 함으로써 형상 저항을 감소시켜 타의 전체 성능은 현저히 향상되는 효과를 얻을 수 있다. In addition, it is possible to obtain the effect that by limiting peeling, the stall is delayed to increase lift, the flow flows along the shape of the other, thereby reducing the shape resistance and significantly improving the overall performance of the other.

그리고, 박리에 의해 생성되는 와(渦)들을 감쇄시켜 캐비테이션(공동)현상을 줄임으로써 구조물의 피로 및 부식을 줄일 수 있다. In addition, fatigue and corrosion of the structure can be reduced by attenuating vortices generated by peeling to reduce cavitation.

도 1은 기존 트위스트형 타의 형상을 나타낸 사시도
도 2는 기존 트위스트형 타의 정면도
도 3은 기존 트위스트형 타의 측면도
도 4는 기존의 일반 트위스트형 타의 문제점을 보여주는 것으로서, 비대칭형 단면이 연결되는 트위스트부에 프로펠러 허브 보오텍스로 인하여 침식이 발생되는 모습을 나타낸 참고 사진
도 5는 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 형상을 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 정면도
도 7은 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 측면도
도 8은 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 측면 프로파일 및 추진기와의 설치 관계를 나타낸 측면도
도 9의 (가) 및 (나)는 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타에 적용된 유선형 벌브의 시작점, 중심, 끝나는 지점에서의 단면 형태를 설명하기 위한 타의 사시도 및 유선형 벌브의 각 지점의 단면도
도 10은 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 정면도로서, 비대칭형의 단면이 서로 부드럽게 연결되는 것을 보여주는 참고도
도 11의 (가) 및 (나)는 타를 선회시키지 않았을 때의 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 앞면의 압력분포를 나타낸 정면도
도 12의 (가) 및 (나)는 타를 선회시키지 않았을 때의 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 좌현측(port side)의 압력분포를 나타낸 측면도
도 13의 (가) 및 (나)는 타를 좌현으로 12도 선회시켰을 때의, 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 앞면의 압력분포를 나타낸 정면도
도 14의 (가) 및 (나)는 타를 좌현으로 12도 선회시켰을 때의, 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 좌현측의 압력분포를 나타낸 측면도
도 15의 (가) 및 (나)는 도 13의 요부 상세도로서, 타를 좌현으로 12도 선회시켰을 때의 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 앞면 하부측의 압력분포를 비교하여 나타낸 참고도
도 16의 (가) 및 (나)는 도 14의 요부 상세도로서, 타를 좌현으로 12도 선회시켰을 때의 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 좌현 하부측의 압력분포를 비교하여 나타낸 참고도
도 17은 도 11 내지 도 16의 압력분포를 산출하기 위한 계산 조건을 나타낸 표로 나타낸 참고도
도 18의 (가) 및 (나)는 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타를 따라 흐르는 유선의 형태를 보여주는 타의 요부 정면도
도 19의 (가) 및 (나)는 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타를 따라 흐르는 유선의 형태를 보여주는 타의 요부 측면도 1 is a perspective view showing the shape of a conventional twisted rudder
2 is a front view of a conventional twisted rudder
3 is a side view of a conventional twisted rudder
4 is a view showing a problem of the conventional general twist type rudder, reference picture showing the appearance of erosion due to the propeller hub botex twist portion connected asymmetric cross-section
Figure 5 is a perspective view showing the shape of the twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied.
6 is a front view of a twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied.
7 is a side view of a twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied.
Figure 8 is a side view showing the side profile of the twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied and the installation relationship with the propeller.
9A and 9B are cross-sectional views of other points and cross-sectional views of streamlined bulbs for explaining the cross-sectional form at the start, center, and end points of the streamlined bulb applied to the twisted rudder to which the streamlined bulb is applied according to the present invention.
10 is a front view of the twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied, and a reference diagram showing that asymmetric cross sections are smoothly connected to each other.
11 (a) and (b) are front views showing the pressure distribution of the front of a conventional twist twist and the twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied when the rudder is not turned.
Figure 12 (a) and (b) is a side view showing the pressure distribution of the port side of the conventional twist twist and the twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied when the rudder is not turned.
13A and 13B are front views showing the pressure distribution of the front side of the conventional twisted rudder and the twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied when the rudder is turned 12 degrees by the port.
14A and 14B are side views showing the pressure distribution on the port side of the conventional twisted rudder and the twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied when the rudder is turned 12 degrees by the port.
15A and 15B are detailed views of the main part of FIG. 13, which illustrate the conventional general twist type rudder when the rudder is turned 12 degrees by the port and the lower side of the front side of the twist type rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied. Reference diagram comparing the pressure distribution
Figs. 16A and 16B are detailed views of the main parts of Fig. 14, showing the conventional general twist type rudder when the rudder is turned 12 degrees by the port and the lower side of the port of the twist type rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied. Reference diagram comparing the pressure distribution
17 is a reference diagram showing a table showing calculation conditions for calculating the pressure distribution of FIGS. 11 to 16.
18 (a) and (b) is a front view of the main portion of the other showing the shape of the streamline flows along the conventional twist twist and the twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied.
19 (a) and (b) is a side view of the main part showing the shape of the streamline flows along the conventional twist twist and the twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구체적인 내용에 대해 첨부도면 도 5 내지 도 19를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the detailed description of the preferred embodiment of the present invention in detail as follows.

도 5 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 타(R)는, 선박의 조종에 사용되며 그 상?하부의 형상이 선박의 프로펠러 후류에 따라 비대칭형을 이루는 트위스트형 타에 있어서, 상기 타의 앞단 부분에 유선형 벌브(100)가 일체로 구비되는 것을 구성상의 특징으로 한다.5 to 10, the rudder (R) of the present invention is used in the steering of the ship, the twisted rudder in the shape of the upper and lower parts asymmetrical with the propeller wake of the ship, the front end of the rudder The configuration is characterized in that the streamlined bulb 100 is integrally provided in the portion.

이때, 상기 유선형 벌브(100)의 중심위치는 선박 프로펠러의 허브 중심(200)의 연장선상에 위치하게 된다.At this time, the center position of the streamlined bulb 100 is located on the extension line of the hub center 200 of the ship propeller.

그리고, 상기 유선형 벌브(100)의 중심위치를 기준으로 타(R)를 상부(70)와 하부(80)로 나누며, 상부(70)와 하부(80)의 비율은 타(R)의 전체 높이(Rh)를 1로 봤을 때, 상부(70)와 하부(80)의 비율은 상부(70)가 0.6, 하부(80)가 0.4가 된다.Further, the rudder R is divided into an upper 70 and a lower 80 based on the center position of the streamlined bulb 100, and the ratio of the upper 70 and the lower 80 is the overall height of the upper R. When (Rh) is 1, the ratio of the upper part 70 and the lower part 80 is 0.6 in the upper part 70 and 0.4 in the lower part 80.

그리고, 상기 유선형 벌브(100)의 길이(Sl)는 타(R)의 높이(Rh)의 25%~35%이고, 유선형 벌브(100)의 높이(Sh)는 유선형 벌브(100)의 길이(Sl)의 20%~30%로서, 상기 유선형 벌브(100)의 길이(Sl)와 높이(Sh)는 프로펠러의 회전수와 허브 보오텍스의 크기에 따라 상기 범위 내에서 변화된다.The length Sl of the streamlined bulb 100 is 25% to 35% of the height Rh of the other R, and the height Sh of the streamlined bulb 100 is the length of the streamlined bulb 100. From 20% to 30% of Sl), the length Sl and the height Sh of the streamlined bulb 100 are varied within the range according to the rotational speed of the propeller and the size of the hub votex.

상기 유선형 벌브(100)의 높이(Sh)가 상기 범위(즉, 상기 유선형 벌브(100)의 길이(Sl)의 20%~30%) 내에 있어야 하는 이유는, 상기 범위 중 하한값보다 작은 경우에는 프로펠러에서 축으로부터 유기되는 유체력을 적절히 제어하지 못하게 되기 때문이며, 상기 범위중 상한값 보다 큰 경우에는 도 9에서 원으로 표현된 곡률이 증가되어 국부 압력의 증가로 캐비테이션 및 손상이 발생할 수 있기 때문이다.The reason why the height Sh of the streamlined bulb 100 should be within the range (ie, 20% to 30% of the length Sl of the streamlined bulb 100) is less than the lower limit of the range of the propeller. This is because it is impossible to properly control the fluid force induced from the axis at. In the case where the fluid force is larger than the upper limit in the above range, the curvature represented by the circle in FIG. 9 is increased and cavitation and damage may occur due to an increase in local pressure.

그리고, 상기 유선형 벌브(100)의 길이(Sl)가 타(R)의 높이(Rh)의 25%~35% 범위내에 있어야 하는 이유는, 상기 범위 중 하한값보다 작은 경우에는 도 9에서 원으로 표현된 곡률이 증가되어 국부 압력의 증가로 캐비테이션 및 손상이 발생할 수 있고, 또한 프로펠러 중심축으로부터 유기되어 빠져나오는 허브 보오텍스의 영역보다 작게 되어 허브 보오텍스의 영향을 충분히 상쇄시켜 줄 수 없기 때문이다.The reason why the length Sl of the streamlined bulb 100 should be in the range of 25% to 35% of the height Rh of the other R is represented by a circle in FIG. 9 when it is smaller than the lower limit of the above range. This is because the increased curvature may cause cavitation and damage due to an increase in local pressure, and may be smaller than the area of the hub vortex that is organically exited from the propeller central axis, and thus may not sufficiently offset the influence of the hub vortex.

또한, 상기 유선형 벌브(100)의 길이(Sl)가 상기 범위 중 상한값보다 큰 경우에는 타의 침수표면적의 증가로 저항(항력)의 증가와 제작상의 비용증가 및 전체적인 무게 증가를 야기하기 때문에 바람직하지 않다.In addition, when the length Sl of the streamlined bulb 100 is larger than the upper limit in the above range, it is not preferable because the increase of the other immersion surface area causes an increase in resistance (drag), an increase in manufacturing cost, and an overall weight increase. .

한편, 본 발명의 타(R)는, 사용된 단면의 경우, 타(R)의 상부(70) 중 유선형 벌브 영역을 제외한 부분의 단면(도 9의 (나)의 20 참조)과, 하부(80) 중 유선형 벌브 영역을 제외한 부분의 단면(도 9의 (나)의 40 참조), 그리고 타(R)의 유선형 벌브 영역의 단면(도 9의 (나)의 30 참조)이 서로 다른 형상을 띄고 있다. On the other hand, in the case of the cross section used, the rudder (R) of the present invention is a cross section (see 20 in (b) of FIG. 9) of the upper portion 70 of the rudder (R) excluding the streamlined bulb region, and the lower ( 80, the cross section of the portion excluding the streamlined bulb region (see 40 of FIG. 9B) and the cross section of the streamlined bulb region of the other R (see 30 of FIG. 9B) have different shapes. It stands out.

구체적으로, 상부(70)의 경우, 타(R)의 윗면(10)과 유선형 벌브(100)가 시작되는 지점의 단면(20)이 동일하다.Specifically, in the case of the upper portion 70, the cross-section 20 of the point where the upper surface 10 of the other (R) and the streamlined bulb 100 starts is the same.

그리고, 하부(80)의 경우, 유선형 벌브(100)가 끝나는 지점에서의 단면(40)과 타(R)의 아랫면(50)의 단면이 동일한 단면이며, 상기 타(R)의 윗면(10)과 타(R)의 아랫면의 단면은 서로 대칭형을 이룬다.In addition, in the case of the lower part 80, the cross section 40 at the point where the streamlined bulb 100 ends is the same as the cross section of the lower surface 50 of the other R, and the upper surface 10 of the other R. The cross section of the lower surface of the other (R) is symmetric with each other.

그리고, 타(R)의 유선형 벌브(100)의 중심에서의 단면은 리딩에지에서 트레일링 에지를 연결하는 선을 기준으로 거의 좌우 대칭형을 이루도록 형성된다(도 9의 30 참조). The cross section at the center of the streamlined bulb 100 of the other R is formed to be substantially symmetrical with respect to the line connecting the trailing edge at the leading edge (see 30 in FIG. 9).

그리고, 상기 유선형 벌브(100)에서의 단면형상은 유선형 벌브(100)가 시작되는 지점의 단면(20)으로부터 유선형 벌브(100)가 끝나는 지점에서의 단면(40)으로 이행함에 있어, 그 단면 형태가 점진적으로 변화하게 된다.In addition, the cross-sectional shape of the streamlined bulb 100 transitions from the cross-section 20 at the point where the streamlined bulb 100 starts to the cross-section 40 at the point where the streamlined bulb 100 ends. Gradually changes.

즉, 도 9의 (나)를 참조하면, 각 단면은 부호 20으로 나타낸 단면 형상에서 부호 40으로 나타낸 단면 형상으로 서서히 변한다.That is, referring to Fig. 9B, each cross section gradually changes from the cross-sectional shape indicated by 20 to the cross-sectional shape indicated by 40.

따라서, 부호 20과 부호 30 및 부호 40의 각 단면의 리딩에지(L2,L3,L4)와 단면의 가장 두꺼운 부위를 지나는 선(5)의 중심점(C2,C3,C4)을 연결하는 각각의 선을 리딩에지 라인(2a, 3a, 4a)라고 하고, 부호 20과 부호 30 및 부호 40의 각 단면의 트레일링에지(T2,T3,T4)와 단면의 가장 두꺼운 부위를 지나는 선(5)의 중심점(C2,C3,C4)을 연결하는 각각의 선을 트레일링에지 라인(2b, 3b, 4b)라고 하면, 유선형 벌브(100) 시작 지점 단면(20)에서의 리딩에지 라인(2a)과 트레일링에지 라인(2b) 사이의 각(β2)은 유선형 벌브(100)의 중심 단면으로 이행하면서 점점 줄어들어 유선형 벌브(100)의 중심 단면(30)에서는 거의 0도에 가까운 각(β3)이 되었다가, 유선형 벌브(100)가 끝나는 지점의 단면(40)으로 이행하면서 점점 늘어나서 끝나는 지점에서는 리딩에지 라인(4a)과 트레일링에지 라인(4b) 사이의 각이 β4가 된다.Therefore, each line connecting the leading edges L2, L3, L4 of each cross section of the sign 20, the sign 30 and the sign 40 and the center point C2, C3, C4 of the line 5 passing through the thickest part of the cross section. Are called leading edge lines 2a, 3a, and 4a, and the center points of the trailing edges T2, T3, T4 of each cross section of the sign 20, 30, and 40 and the line 5 passing through the thickest part of the cross section. When each line connecting (C2, C3, C4) is called a trailing edge line (2b, 3b, 4b), the trailing edge line (2a) and trailing in the streamline bulb 100 starting point cross section 20 The angle β2 between the edge lines 2b gradually decreases as it transitions to the center cross section of the streamlined bulb 100, and becomes nearly 0 degree angle β3 at the center cross section 30 of the streamlined bulb 100. At the point where the streamlined bulb 100 extends to the end section 40 at the end, the leading edge line 4a and the trailing edge line 4b are used. Its angle is β4.

이때, 유선형 벌브(100)가 시작되는 지점의 단면에서의 리딩에지 라인(2a)과 트레일링에지 라인(2b)의 사이각(β2)과 유선형 벌브(100)가 끝나는 지점의 단면에서의 리딩에지 라인(4a)과 트레일링에지 라인(4b)의 사이각(β4)은 동일 크기를 이루게 된다.At this time, the leading edge at the cross section of the point β2 between the leading edge line 2a and the trailing edge line 2b and the streamlined bulb 100 at the cross section of the point where the streamlined bulb 100 starts. The angle β4 between the line 4a and the trailing edge line 4b has the same size.

한편, 도 9의 (나)에서 유선형 벌브(100)의 중심 단면(30)은 그 크기를 무시하고 형상만을 나타낸 것이다. 즉, 중심 단면(30)은 당연히 유선형 벌브(100) 시작 지점 단면(20)이나 끝나는 지점 단면(40) 보다 그 실제 사이즈가 크지만, 도 9의 (나)에서는 그 형상만을 보여주고 있는 것이다.On the other hand, the center cross-section 30 of the streamlined bulb 100 in Figure 9 (b) shows only the shape ignoring the size. That is, although the actual cross-section of the central cross-section 30 is larger than the streamline bulb 100 start point cross section 20 or the end point cross section 40, only the shape thereof is shown in FIG. 9B.

그리고, 도 10은 비대칭형의 단면이 서로 부드럽게 연결되는 것을 보여주는 참고도로서, 미설명 부호 60은 타의 윗면에서 아랫면까지의 리딩에지를 연결한 선을 나타낸다. And, Figure 10 is a reference diagram showing that the asymmetric cross-section is smoothly connected to each other, reference numeral 60 denotes a line connecting the leading edge from the top to the bottom of the other.

이와 같이 구성된 본 발명의 유선형 벌브(100)가 적용된 트위스트형 타(R)의 작용은 다음과 같다.The action of the twist type R (R) to which the streamlined bulb 100 of the present invention configured as described above is applied is as follows.

본 발명은 트위스트형 타(R)의 트위스트부의 구조 개선을 통해, 타(R)의 조종 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.The present invention can improve the steering performance and durability of the rudder (R) through the structure of the twist portion of the twisted rudder (R).

도 11 내지 도 16에서는 압력분포를 색으로 나타내고 있는데, 먼저, 도 11 및 도 12를 참조하면, 도 11 및 도 12는 타를 선회시키지 않았을 때의 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 앞면 및 좌현측의 압력분포를 나타낸 참고도로서, 본 발명의 타(R)에서는 트위스트되는 부위에 유선형 벌브(100)가 형성됨으로 인해 트위스트 부위에서의 압력 저하가 기존의 타에 비해 상대적으로 줄어들게 됨을 알 수 있다.11 to 16, the pressure distribution is shown in color. First, referring to FIGS. 11 and 12, FIGS. 11 and 12 show a conventional general twist type rudder and a streamlined bulb of the present invention when the rudder is not turned. As a reference diagram showing the pressure distribution on the front and port side of the twisted rudder to which the rudder is applied, in the rudder (R) of the present invention, since the streamlined bulb 100 is formed at the twisted portion, the pressure drop at the twisted portion is applied to the existing rudder. It can be seen that the relative decrease.

즉, 일반 트위스트형 타는 트위스트 되는 부위(도면의 "가" 부분)에서 압력 저하로 인해 캐비테이션 및 손상과 진동이 야기되나, 본 발명의 타(R)에서는 트위스트되는 부위에 유선형 벌브(100)가 형성됨으로 인해 압력 저하가 기존의 타에 비해 상대적으로 줄어들게 됨을 알 수 있다.That is, the general twisted rudder caused cavitation, damage and vibration due to the pressure drop in the twisted portion ("ga" portion of the drawing), but in the other (R) of the present invention, the streamlined bulb 100 is formed in the twisted portion As a result, it can be seen that the pressure drop is relatively reduced compared to other conventional.

한편, 도 13 및 도 14를 참조하면, 도 13의 (가) 및 (나)는 타를 좌현으로 12도 선회시켰을 때의 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 앞면의 압력분포를 나타낸 정면도이고, 도 14의 (가) 및 (나)는 타를 좌현으로 12도 선회시켰을 때의, 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 좌현측의 압력분포를 나타낸 측면도로서, 타를 좌현으로 선회시킴에 따라 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 타의 작용상의 차이가 분명해짐을 확인할 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 13 and 14, FIGS. 13A and 13B illustrate a front face of a conventional twisted twist and a twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied when the rudder rotates 12 degrees in the port. Figure 14 (a) and (b) is a front view showing the pressure distribution of the side of the port of the twisted rudder to which the conventional twisted rudder and the streamlined bulb of the present invention are applied when the rudder is turned 12 degrees by the port. As a side view showing the pressure distribution, it can be seen that as the rudder is turned into the port, the difference in operation between the conventional twist type rudder and the rudder with the streamlined bulb of the present invention becomes clear.

즉, 본 발명의 타(R)에서는 트위스트되는 부위에서의 압력 저하가 기존의 타에 비해 상대적으로 줄어들게 된다.That is, in the rudder (R) of the present invention, the pressure drop in the twisted portion is relatively reduced compared to the conventional rudder.

특히, 도 15의 (가) 및 (나)는 도 13의 요부 상세도로서 타를 좌현으로 12도 선회시켰을 때의 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 앞면 하부측의 압력분포를 비교하여 나타낸 참고도이고, 도 16의 (가) 및 (나)는 도 14의 요부 상세도로서, 타를 좌현으로 12도 선회시켰을 때의 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타의 좌현 하부측의 압력분포를 비교하여 나타낸 참고도로서, 이들 도면을 참조하면, 본 발명의 유선형 벌브(100)가 적용된 타의 압력 분포가 기존의 일반 트위스트형 타에 비해 좋은 것을 알 수 있다.Particularly, FIGS. 15A and 15B are detailed views of the main part of FIG. 13, and the lower side of the front side of the conventional twisted rudder and the twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied when the rudder pivots 12 degrees to the port. Figure 16 (a) and (b) is a detailed view of the main portion of Figure 14, the conventional twist type rudder when the rudder is rotated 12 degrees in the port and the present invention As a reference diagram comparing the pressure distribution of the lower side of the port of the twisted rudder to which the streamlined bulb is applied, referring to these figures, the pressure distribution of the rudder to which the streamlined bulb 100 of the present invention is applied is better than that of the conventional twisted rudder. It can be seen that.

일반적으로 타에 있어서의 관심 영역은 타를 상부와 하부로 나눌 때, 하부 영역으로서, 도면에서 숫자가 작을수록(혹은 색깔이 파란색에 가까울수록) 압력이 낮음을 의미하는데, 기존의 트위스트형 타에 비해 본 발명의 유선형 벌브(100)가 적용된 트위스트형 타(R)의 트위스트 부위에서의 압력 저하 현상이 작음을 알 수 있다.In general, the region of interest in the rudder is the lower region when the rudder is divided into upper and lower portions, which means that the smaller the number (or the closer the color is to blue) in the drawing, the lower the pressure. It can be seen that the pressure drop phenomenon in the twist portion of the twist type R (R) to which the streamlined bulb 100 of the present invention is applied is small.

즉, 본 발명에 따른 트위스트형 타(R)는 트위스트부에 적용된 유선형 벌브(100)로 인해 트위스트부로 입사하는 유동으로 인한 압력의 심한 변화가 감소되며, 이로써 선박에 전해지는 진동을 낮출 수 있다.That is, the twist type rudder (R) according to the present invention is due to the streamlined bulb 100 is applied to the twisted portion due to the severe change in pressure due to the flow entering the twist portion is reduced, thereby lowering the vibration transmitted to the ship.

그리고, 도 18 및 도 19를 참조하면, 도 18의 (가) 및 (나)는 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타를 따라 흐르는 유선의 형태를 보여주는 타의 요부 정면도이고, 도 19의 (가) 및 (나)는 기존의 일반 트위스트형 타와 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타를 따라 흐르는 유선의 형태를 보여주는 타의 요부 측면도로서, 본 발명에 따른 트위스트형 타(R)는, 박리(剝離)를 제한함으로써 실속을 지연하여 양력을 증가시키고, 유동이 타(R)의 형상을 따라 흐르게 함으로써 형상 저항을 감소시켜 타(R)의 전체 성능을 현저히 향상시킬 수 있다.18 and 19, (a) and (b) of Figure 18 is a front view of the other main portion showing the form of a streamline flows along the conventional twist twist and the twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied. And (a) and (b) of FIG. 19 are side views of main parts showing the shape of a streamline flowing along a conventional twisted rudder and a twisted rudder to which the streamlined bulb of the present invention is applied, and a twisted rudder according to the present invention. (R) can increase the lifting force by delaying stalling by limiting peeling, and reduce the shape resistance by allowing the flow to flow along the shape of the other R, thereby significantly improving the overall performance of the other R. have.

또한, 캐비테이션은 회전 날개의 과도한 침식과 노킹, 진동에 의한 소음을 유발하고 유동(flow)의 형태를 변화시켜 효율을 급격히 감소시키기 때문에 바람직하지 않은데, 본 발명의 유선형 벌브가 적용된 트위스트형 타(R)는 박리에 의해 생성되는 와(渦)들을 감쇄시켜 캐비테이션(공동)현상을 줄임으로써 구조물의 피로 및 부식을 줄일 수 있다.In addition, the cavitation is not preferable because it causes noise due to excessive erosion, knocking, vibration of the rotary wing and changes the shape of the flow to reduce the efficiency drastically, the twist type rudder (R) with the streamlined bulb of the present invention is applied. ) Reduces fatigue and corrosion of the structure by attenuating cavities generated by peeling, thereby reducing cavitation.

한편, 본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.On the other hand, the rights of the present invention is not limited to the embodiments described above, but is defined by the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the claims. It is self evident.

본 발명은 추진기(프로펠러)의 강한 허브 보오텍스(Hub Vortex)로 인하여 트위스트 형 타(R)의 트위스트 부에서 발생하는 캐비테이션 및 형상 저항을 감소시킬 수 있도록 그 구조를 개선하여, 선박에서 발생하는 소음, 진동, 구조물의 피로 및 부식을 줄이고 대신 양력을 증가시켜 조종성능은 향상시킬 수 있으므로 선박 등과 관련하여 산업상 이용 가능성이 매우 높다. The present invention improves the structure to reduce the cavitation and shape resistance generated in the twist portion of the twist type R due to the strong hub vortex of the propeller (propeller), noise generated from the ship In addition, it is highly industrially applicable to ships, because it can reduce the vibration, structure fatigue and corrosion, and instead increase the lifting performance by increasing lift.

R:타 100:유선형 벌브
Sl:유선형 벌브의 길이
Sh:유선형 벌브의 높이
200:허브 중심 70:타의 상부
80:타의 하부 10:타의 윗면
50:타의 아랫면
20:타의 상부 중 유선형 벌브 영역을 제외한 부분의 단면
40:타의 하부 중 유선형 벌브 영역을 제외한 부분의 단면
30: 타의 유선형 벌브 영역의 중심부 단면
L2,L3,L4: 리딩 에지 T2,T3,T4: 트레일링 에지
2a, 3a, 4a:리딩에지 라인 2b, 3b, 4b:트레일링에지 라인R: stroke 100: wired bulb
Sl: length of wired bulb
Sh: Height of wired bulb
200: hub center 70: upper part of the rudder
80: bottom of the rudder 10: top of the rudder
50: bottom of the other
20: Cross section of the upper part of the other than the streamlined bulb area
40: The cross section of the lower part of the other than the streamlined bulb area
30: center cross section of another streamlined bulb region
L2, L3, L4: leading edge T2, T3, T4: trailing edge
2a, 3a, 4a: leading edge line 2b, 3b, 4b: trailing edge line

Claims (12)

선박의 조종에 사용되어 지는 타(舵)에 있어서;
상기 타(R)는 상?하부의 형상이 선박의 프로펠러 후류에 따라 비대칭형을 이루는 트위스트형 타로서, 타의 앞단 부분에 유선형으로 돌출됨과 동시에 정면에서 보았을 때 일측 방향으로 비틀어진 형태를 갖는 유선형 벌브(100)가 형성되며;
상기 유선형 벌브(100)의 단면형상은 유선형 벌브(100)가 시작되는 상측 지점의 단면(20)으로부터 유선형 벌브(100)가 끝나는 하측 지점에서의 단면(40)으로 이행함에 있어, 그 단면 형태가 점진적으로 변화하는 것을 특징으로 하는 타.In rudders used for steering of ships;
The rudder (R) is a twisted rudder in which the upper and lower shapes are asymmetrical according to the propeller wake of the ship, protruding streamlined to the front end of the rudder and at the same time, a streamlined bulb having a twisted shape in one direction when viewed from the front. 100 is formed;
The cross-sectional shape of the streamlined bulb 100 transitions from the cross-section 20 of the upper point at which the streamlined bulb 100 starts to the cross-section 40 at the lower end of the streamlined bulb 100 at the end. (A) characterized by gradually changing. 제 1 항에 있어서,
상기 유선형 벌브(100)의 중심위치는 선박 프로펠러의 허브 중심(200)의 연장선상에 위치하게 됨을 특징으로 하는 타.The method of claim 1,
The center position of the streamlined bulb 100 is characterized in that located on the extension line of the hub center 200 of the ship propeller. 제 2 항에 있어서,
상기 유선형 벌브(100)의 중심위치를 기준으로 타(R)를 상부(70)와 하부(80)로 나누며, 상부(70)와 하부(80)의 비율은 타(R)의 전체 높이(Rh)를 1로 볼 때, 상부(70)와 하부(80)의 비율은 상부(70)가 0.6, 하부(80)가 0.4로 됨을 특징으로 하는 타.The method of claim 2,
The rudder R is divided into an upper portion 70 and a lower portion 80 based on the center position of the streamlined bulb 100, and the ratio of the upper portion 70 and the lower portion 80 is the overall height Rh of the rudder R. 1), the ratio of the upper part 70 and the lower part 80 is characterized in that the upper part 70 is 0.6 and the lower part 80 is 0.4. 제 3 항에 있어서,
상기 유선형 벌브(100)의 길이(Sl)는 타(R)의 높이(Rh)의 25%~35%이고, 유선형 벌브(100)의 높이(Sh)는 유선형 벌브(100)의 길이(Sl)의 20%~30%에서 정해짐을 특징으로 하는 타.The method of claim 3, wherein
The length Sl of the streamlined bulb 100 is 25% to 35% of the height Rh of the other R, and the height Sh of the streamlined bulb 100 is the length Sl of the streamlined bulb 100. C) determined from 20% to 30% of 제 4 항에 있어서,
상기 유선형 벌브(100)의 길이와 높이는 프로펠러의 회전수와 허브 보오텍스의 크기에 따라 상기 청구항 제4항의 수치 범위 내에서 변화됨을 특징으로 하는 타.The method of claim 4, wherein
The length and height of the streamlined bulb 100 is characterized in that it changes within the numerical range of claim 4 according to the number of revolutions of the propeller and the size of the hub botex. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
타(R)의 상부(70) 중 유선형 벌브 영역을 제외한 부분의 단면(20)과, 하부(80) 중 유선형 벌브 영역을 제외한 부분의 단면(40), 그리고 타(R)의 유선형 벌브 영역의 단면(30)이 서로 다른 형상을 띄는 것을 특징으로 하는 타.The method according to claim 1 or 2,
The cross-section 20 of the portion of the upper portion 70 of the upper portion R excluding the streamlined bulb region, the cross-section 40 of the portion excluding the streamlined bulb region of the lower portion 80, and the streamlined bulb region of the other R. C. Characterized in that the cross-section 30 has a different shape. 제 6 항에 있어서,
상기 타(R)의 윗면(10)과 타(R)의 아랫면(50)의 단면은 서로 대칭형을 이루는 것을 특징으로 하는 타.The method according to claim 6,
The cross section of the upper surface 10 of the rudder (R) and the lower surface (50) of the rudder (R) is symmetric with each other. 제 6 항에 있어서,
상기 타(R)의 유선형 벌브(100)의 중심에서의 단면은 리딩에지에서 트레일링 에지를 연결하는 선을 기준으로 좌우 대칭형을 이루는 것을 특징으로 하는 타.The method according to claim 6,
Cross section at the center of the streamline bulb 100 of the rudder (R) is characterized in that the left and right symmetrical with respect to the line connecting the trailing edge in the leading edge. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
유선형 벌브(100)에서의 각 단면의 리딩에지(L2,L3,L4)와 단면의 가장 두꺼운 부위를 지나는 선(5)의 중심점(C2,C3,C4)을 연결하는 각각의 선(2a,3a,4a)을 리딩에지라인이라하고, 각 단면의 트레일링에지(T2,T3,T4)와 단면의 가장 두꺼운 부위를 지나는 선(5)의 중심점(C2,C3,C4)을 연결하는 각각의 선(2b,3b,4b)을 트레일링에지 라인이라 할 때,
유선형 벌브(100) 시작 지점 단면(20)에서의 리딩에지 라인(2a)과 트레일링에지 라인(2b) 사이의 각(β2)은 유선형 벌브(100)의 중심 단면으로 이행하면서 점점 줄어들다가 유선형 벌브(100)의 중심 단면(30)에서부터 유선형 벌브(100)가 끝나는 지점의 단면(40)으로 이행하면서 다시 점점 늘어나게 되는 것을 특징으로 하는 타.The method of claim 1,
Each line 2a, 3a connecting the leading edges L2, L3, L4 of each section in the streamlined bulb 100 and the center points C2, C3, C4 of the line 5 passing through the thickest section of the section. 4a) is called a leading edge line, and each line connecting the trailing edges T2, T3 and T4 of each cross section and the center points C2, C3 and C4 of the line 5 passing through the thickest portion of the cross section When (2b, 3b, 4b) is called trailing edge line,
The angle β2 between the leading edge line 2a and the trailing edge line 2b at the starting point cross section 20 of the streamlined bulb 100 gradually decreases as it transitions to the center cross section of the streamlined bulb 100 and then the streamlined bulb The other characterized in that it is gradually increased again while moving from the center cross-section 30 of the (100) to the cross-section 40 of the point where the streamlined bulb 100 ends. 제 10 항에 있어서,
상기 유선형 벌브(100)가 시작되는 지점의 단면에서의 리딩에지 라인(2a)과 트레일링에지 라인(2b) 사이의 각(β2)은, 와 유선형 벌브(100)가 끝나는 지점의 단면에서의 리딩에지 라인(4a)과 트레일링에지 라인(4b) 사이의 각(β4)과 동일 크기를 이루게 됨을 특징으로 하는 타.11. The method of claim 10,
The angle β2 between the leading edge line 2a and the trailing edge line 2b at the cross section of the point where the streamlined bulb 100 starts is a leading at the cross section of the point at which the streamlined bulb 100 ends. D) characterized in that it has the same magnitude as the angle β4 between the edge line 4a and the trailing edge line 4b. 제 1 항 내지 제 8 항, 제 10항, 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 타를 구비한 것을 특징으로 하는 선박.
A ship provided with the rudder according to any one of claims 1 to 8, 10 and 11.
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