KR101881725B1 - 선박을 조종하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박을 조종하는 방법에 관한 것으로서, 상기 선박은 종방향 중심선을 가진 선체 및 상기 종방향 중심선에 직각으로 상기 선체에 배열되는 적어도 2 개의 터널 추진기들을 가지고, 각각의 터널 추진기는 양의 추력을 전달하기 위한 바람직한 회전 방향으로의 회전 속도를 가진 고정 피치 프로펠러를 가지며, 상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 제 1 터널 추진기의 양의 추력은 상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 제 2 터널 추진기의 방향과 반대 방향을 가지고, 상기 방법은, 조종 작동을 원하지 않을 때, 터널 추진기들 둘 다에 의해 일정하고 동일한 양의 추력을 전달하는 단계, 및 조종 작동을 원할 때, 제 1 터널 추진기의 양의 추력을 증가시키도록 제 1 터널 추진기의 회전 속도를 증가시키는 단계를 포함한다.

Description

선박을 조종하기 위한 방법 및 배열체

본 발명은 청구항 1 의 전제부에 따라서 선박을 조종 (maneuvering) 하기 위한 방법 및 배열체 (arrangement) 에 관한 것이다.

수십년 동안 선박의 이물 (bow) 및/또는 고물 (aft) 에서 이 선박에는 선박의 종방향을 가로지르는 선박의 선체에 배열된 터널 추진기들 (thrusters) 이 제공되는 것은 통상적인 관례이었다. 이러한 터널 추진기들의 목적은, 예를 들어 도킹 또는 동적 위치결정 목적을 위해 선박 또는 선박의 단부를 측방향으로 이동시키는 것이다. 이러한 터널 추진기들에 사용되는 프로펠러는 고정 피치 프로펠러 (FPP) 또는 제어가능 피치 프로펠러 (CPP) 일 수 있다. 고정 피치 프로펠러 (FPP) 의 통상적인 특징은 추진기 터널에서 유동의 방향을 변경하기 위해 회전 방향을 변경해야한다는 것이다. 따라서, FPP 에 의해 생성된 조향력 또는 추력은 프로펠러의 회전 속도 및 방향에만 의존한다. CPP 의 터널에서 유동 방향의 변경은 프로펠러의 피치를 변경함으로써 수행되어, 프로펠러의 회전 방향을 유지할 수 있다. 따라서, 조향력 또는 추력은 CPP 의 피치 각도 및 회전 속도 둘 다에 의존한다.

요즘 선박에는 도 1 에 개략적으로 도시된 바와 같이 선박의 선체에 나란히 배열된 2 개 이상의 터널 추진기들이 종종 제공되어, 도킹시 또는 선박의 위치를 바다에서 일정하게 유지할 때 조향력이 가장 까다로운 적용분야에 대해서도 충분함을 보장해준다. 2 개의 터널 추진기들의 사용에는 몇 가지 이유가 있다.

첫째로, 터널 추진기의 유형, 즉 FPP 또는 CPP 에 관계없이, 터널 추진기는 항상 프로펠러의 효율이 최선인 바람직한 작동 방향을 가진다. 그리하여, 바람직한 작동 방향이 반대가 되도록 선박의 선체에 터널 추진기들을 배열함으로써, 양 방향으로 적용가능한 조향력은 동일하다.

둘째로, 하나의 터널 추진기만이 가벼운 조종 업무, 즉 바람직한 작동 방향으로 사용될 수 있는 능동적인 조종 업무에 사용될 필요가 있다. 그리하여, 다른 터널 추진기는, 바람직한 작동 방향과 반대이더라도, 수동적인 여유분의 터널 추진기 또는 어려운 조종 업무에 사용되는 터널 추진기로 간주될 수 있다.

셋째로, 바람직한 작동 방향에 대하여 반대 방향으로 가장 열악한 조종 업무를 취급할 수 있는 하나의 대형 터널 추진기 대신에 2 개의 더 작은 터널 추진기들을 사용함으로써, 선박의 선체에서 수직 방향으로 공간을 절약하고 적어도 가벼운 조종 업무에서 에너지를 절약한다.

하지만, 최근 동시 (tandem) 에 배열되고 통상적인 방식으로 가동하는 터널 추진기들이 수정될 수 있는 몇 가지 약점을 가짐을 알게 되었다.

첫째로, 주로 CPP 의 프로펠러 블레이드들이 모든 적용가능한 블레이드 각에서 작동하도록 설계되어야 한다는 사실로 인해, 고정 피치 프로펠러는 제어가능한 피치 프로펠러보다 더 높은 효율비를 갖는다는 것은 알려진 사실이고, 그로 인해서 프로펠러 블레이드들의 설계는 어떠한 블레이드 각에서 최적이 아니다.

둘째로, 고정 피치 프로펠러가 터널 추진기에 대해 최적의 선택인 것으로 보여지더라도, 바람직한 작동 방향과 반대 방향으로 가동되어야 한다는 사실은 그러한 상황이 이의 설계시에 고려되어야 함을 요구한다. 즉, FPP 블레이드의 최고의 특징들 중 일부를 희생시켜 반대 방향으로 작동시킬 수 있어야 한다.

셋째로, 특히 터널 추진기를 통하여 저전력 및 그 결과 작은 유동을 요구하는 작은 조종에 대한 문제가 있을 때, 조종의 정확성이 그다지 좋지 않음을 실제로 알게 되었다 .

넷째로, 선박의 선체의 측방향 이동 방향이 좌현에서 우현으로 또는 그 반대로 변경되는 경우에 한 쌍의 터널 추진기들을 작동시키는 통상적인 방법은 느리고, 즉 긴 응답 시간을 유발하고, 회전 방향을 역전하기 위해 터널 추진기들을 정지시켜야 함을 실제로 알게 되었다.

상기를 고려하여, 본 발명의 목적은 선박을 조향 및 조종할 시 터널 추진기의 사용과 관련된 다수의 상이한 양태들을 고려하여 선박을 조종하는 것을 최적화하는 것을 목적으로 한다. 여기서, 본 명세서에서 '조종' 이라는 용어는 선박, 그 고물 또는 그 이물의 측방향으로의 어떠한 의도된 상대적인 이동을 커버하는 것으로 광범위하게 이해되어야 한다. 즉, 선체의 중심선을 가로질러 선박의 선체에 배열된 적어도 하나의 터널 추진기가 추력을 생성할 때마다, 그 작동을 '조종' 이라고 한다. 따라서, 바람, 파도 및/또는 물 해류 (소위 동적 위치결정) 에 관계없이 선박을 제 위치에 유지하고 그리고 선박을 측방향으로 실제로 이동시키는 것은 '조종' 이라는 용어에 포함된다.

본 발명의 또 다른 목적은 선박을 조종하기 위한 전체적인 경제적 방법 및 배열체를 찾는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 터널 추진기들의 바람직한 방향과 반대 방향으로 터널 추진기의 사용을 최소화하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 특히 소규모 이동의 관점에서, 조종의 정확성을 향상시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 선박을 조종할 때 추가적인 소음 및 진동의 발생을 최소화하는 것이다.

본원의 상기 및 다른 목적은 선박을 조종하는 방법에 의해 충족되고, 상기 선박은 종방향 중심선을 가진 선체 및 상기 종방향 중심선에 직각으로 상기 선체에 배열되는 적어도 2 개의 터널 추진기들을 가지고, 각각의 터널 추진기는 양 (positive) 의 추력을 전달하기 위한 바람직한 회전 방향으로의 회전 속도를 가진 고정 피치 프로펠러 (FPP) 를 가지며, 상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 제 1 터널 추진기의 양의 추력은 상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 제 2 터널 추진기의 방향과 반대 방향을 가지고, 상기 방법은, 조종 작동을 원하지 않을 때, 상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 상기 제 1 터널 추진기 및 상기 제 2 터널 추진기 둘 다에 의해 일정하고 동일한 양의 추력을 전달하는 단계, 및 조종 작동을 원할 때, 상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 상기 제 1 터널 추진기의 양의 추력을 증가시키도록 제 1 터널 추진기의 회전 속도를 증가시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 선박을 조종하는 방법의 다른 특징들은 첨부된 종속항들로부터 명백해질 것이다.

본 발명은 전술한 문제들 중 적어도 하나를 해결할 때 또한 다수의 장점을 가져오며, 그 장점들 중 일부는 다음에 열거되었다 :

● 고정 피치 프로펠러를 가진 터널 추진기들에 대한 투자는 제어가능한 피치 프로펠러를 가진 터널 추진기들에 대한 투자보다 낮고,

● 고정 피치 프로펠러를 사용하는 터널 추진기의 에너지 소모는 제어가능한 피치 프로펠러를 사용하는 터널 추진기의 에너지 소모보다 낮으며,

● 본원의 조종 방법 및 배열체를 사용할 때 조종의 정확성은 통상적인 조종 방법 및 배열체를 사용할 때 보다 훨씬 더 우수하고,

● 터널 추진기들은 그 수명의 대부분 동안 터널 추진기들의 바람직한 회전 방향으로 가동될 수 있으며,

● 선박의 선체의 측방향 이동 방향의 변경은 매우 원활하고 신속하게 실시될 수 있다.

하지만, 열거된 장점들은 단지 선택적이며, 그럼으로써 하나 이상의 장점이 얻어지면 발명이 실시되는 방식에 의존한다.

이하에서, 본 발명의 선박을 조종하기 위한 방법 및 배열체는 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명된다.

도 1 은 선박의 종방향 중심선을 가로지르는 선박의 이물에 배열된 2 개의 터널 추진기들을 개략적으로 도시한다.
도 2 는 전력 소모-필요한 추력 차트에서 고정 피치 프로펠러와 제어가능한 피치 프로펠러 사이의 비교를 도시한다.
도 3 은 터널 추진기들의 2 개의 선행 기술에 대한 추력 요구의 함수로서 추력 전달을 도시한다.
도 4 는 FPP-유형 및 CPP-유형의 터널 추진기들 사이의 전력 감소차이를 도시한다.
도 5 는 2 개의 선행 기술의 터널 추진기들에 대한 추력 요구의 함수로서 터널 추진기의 회전 속도를 도시한다.
도 6 은 본 발명의 바람직한 제 1 실시형태에 따른 새로운 가동 기법에 따라서 가동하는 2 개의 터널 추진기들에 대한 추력 요구의 함수로서 추력 전달을 도시한다.
도 7 은 본 발명의 바람직한 제 1 실시형태에 따른 새로운 가동 기법에 따라서 가동하는 CPP-유형 터널 추진기와 FPP-유형 터널 추진기 사이의 전력 감소차이를 도시한다.
도 8 은 본 발명의 바람직한 제 1 실시형태에 따른 새로운 가동 기법에 따라서 가동하는 2 개의 터널 추진기들에 대한 추력 요구의 함수로서 터널 추진기의 회전 속도를 도시한다.
도 9 는 본 발명의 바람직한 제 2 실시형태에 따른 새로운 가동 기법에 따라서 가동하는 2 개의 터널 추진기들에 대한 추력 요구의 함수로서 추력 전달을 도시한다.
도 10 은 본 발명의 바람직한 제 2 실시형태에 따른 새로운 가동 기법에 따라서 가동하는 CPP-유형 터널 추진기와 FPP-유형 터널 추진기 사이의 전력 감소차를 도시한다.
도 11 은 본 발명의 바람직한 제 2 실시형태에 따른 새로운 가동 기법에 따라서 가동하는 2 개의 터널 추진기들에 대한 추력 요구의 함수로서 터널 추진기의 회전 속도를 도시한다.
도 12 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 선박을 조종하기 위한 배열체를 도시한다.
도 13 은 터널 추진기들의 회전 속도의 수동 제어를 위한 예시적인 실시형태를 도시한다.

도 1 은, 선박의 이물에 구동 유닛들 (16, 18) 및 프로펠러들 (20, 22) 을 가진 2 개의 터널 추진기들 (12, 14) 이 제공된 선박을 개략적으로 도시하고, 프로펠러들은 바람직한 작동 방향이 반대가 되도록 배열된다. 터널 추진기들은 이 터널 추진기들의 축이 선박의 선체의 중심선에 직각을 이루도록 위치되었다. 프로펠러의 바람직한 작동 방향이 구동 유닛을 통하여 물을 끌어당기는 것으로 가정하면, 터널 추진기 (12) 는 바람직한 방향으로 작동 할 때 선박의 이물을 좌현 방향, 즉 좌측으로 그리고 터널 추진기 (14) 를 우현 방향으로 또는 우측으로, 즉 터널 추진기들을 통과하는 물 유동 방향을 나타내는 화살표에 대하여 반대 방향으로 푸시한다. 이하의 설명은 본 발명의 바람직한 터널 추진기 배열체로서 도 1 의 터널 추진기 배열체를 사용하여 본 발명을 설명한다. 하지만, 터널 추진기 배열체에서 터널 추진기들의 개수는 2 초과일 수도 있음을 이해해야 한다.

본 발명의 출발점은 선박의 조종 업무의 대다수가 추력에 대한 요구가 비교적 낮고, 최대 이용가능한 추력의 30 % 미만인 소규모 업무라는 사실이다. 이러한 업무는 무엇보다도 바람, 파도 및/또는 물의 해류 상태와 무관하게 선박을 제자리에 유지하는 것을 의미하는 동적인 위치결정 적용분야를 포함한다. 효율 관점에서 고정 피치 프로펠러들은, 터널 추진기들의 구성이 제어가능한 피치 프로펠러들의 구성보다 간단하여 이러한 터널 추진기들에 대한 투자가 더 낮으므로, 터널 추진기들에 대해 바람직한 선택이다.

또한, 도 2 에 도시된 바와 같이, 고정 피치 프로펠러는 제어가능한 피치 프로펠러보다 더 에너지 효율적이다. 도 2 의 차트는 터널 추진기가 요구하는 추력 (x-축) 을 생성하기 위해 구동 유닛 (예를 들어, 전동기) 이 요구하는 전력 (y-축) 을 비교한다. 전체 100 % 추력에서, 곡선 A 로 표시되는 제어가능한 피치 프로펠러 (CPP) 를 가진 터널 추진기가 요구하는 전력은 곡선 B 로 표시되는 고정 피치 프로펠러 (FPP) 를 가진 터널 추진기가 요구하는 것보다 약 6 % 더 높다. 하지만, 낮은 추력 영역이 얻어지면, 즉 필요한 추력이 최대 이용가능한 추력의 50 % 이하이면, 곡선 A 와 B 는 필요한 하중이 0 % 로 좁아지면 FPP 프로펠러를 가진 터널 추진기의 전력 소모를 나타내는 곡선 B 가 0 % 로 좁아지도록 출발을 시작한다. CPP 프로펠러를 가진 터널 추진기를 나타내는 곡선 A 는 25 % 이상의 전력 소모를 유지하므로, 낮은 필요 추력에서 필요한 전력에서의 차이가 크고, 즉, CPP-유형의 터널 추진기의 전력 요구는 FPP-유형 터널 추진기의 전력 요구에 비교하여 10 배 정도이다. CPP-유형의 터널 추진기의 높은 전력 소모에 대한 주요 원인은, 그 작동 원리가 프로펠러 블레이드 각을 조절함으로써 추력을 변경하는 것이고, 그리하여 블레이드 각이 거의 0 도이더라도, 프로펠러가 여전히 회전하여 에너지를 소모한다는 것이다. 더 높은 추력에서 더 높은 전력 소모는 CPP 의 유체역학적 설계가 FPP 의 유체역학적 설계만큼 최적이 아니라는 사실에 기반하는데, 이는 부분적으로, 블레이드 각의 변화를 고려해야 하고 그리하여 단일 블레이드 각에 대하여 최적으로 설계될 수 없는 CPP-블레이드 설계때문에 그리고 부분적으로, 블레이드들의 피치 편향 메카니즘을 수용하는 CPP-유형의 터널 추진기의 더 큰 허브때문이다. FPP-유형의 터널 추진기의 작동 원리는, 그 일부에서, 프로펠러의 회전 속도를 변경함으로써 추력을 조절하는 것이고, 그리하여 자연적으로 추력 요구가 낮아짐에 따라 회전 속도가 감소함에 따라 전력 소모가 감소한다. 또한 프로펠러 블레이드들은 블레이드 각이 고정될 때 유체역학적으로 보다 최적으로 설계될 수 있다.

도 3 은 기본적인 케이스, 즉 2 개의 FPP-유형의 터널 추진기들을 가동하는 통상적인 선행 기술 방식을 도시하고, 도 4 는 도 3 에 도시된 FPP-유형의 터널 추진기들과 CPP-유형의 터널 추진기들 사이의 전력 소모를 비교하며, 도 5 는 FPP-유형의 터널 추진기의 회전 속도에 대한 추력 요구의 영향을 도시한다. 도 3 에서는, X-축은 2 개의 터널 추진기들의 최대 이용가능한 결합 추력 중 백분율 단위로 터널 추진기들 둘 다에 대한 추력 요구를 나타내고 Y-축은 단일의 터널 추진기의 최대 이용가능한 추력 전달 중 백분율 단위로 단일의 터널 추진기의 추력 전달을 나타내는 차트이다. 즉, 차트처럼 2 개의 터널 추진기들의 그래프들은 상하로 위치되어 예를 들어 전체 추력 요구가 50 % 일 때 터널 추진기들 둘 다가 최대 추력의 50 % 를 전달하도록 가동됨을 도시한다. 추력 요구 (X-축) 에서 양 또는 음의 값들은 선박 또는 선박의 고물이나 이물을 좌현 또는 우현 방향으로 조종하는 추력을 의미한다. 추력 전달 (Y-축) 의 양 및 음의 값들은 단일의 터널 추진기의 추력값을 나타낸다. 양의 값은 FPP-프로펠러의 바람직한 작동 방향으로의 추력을 의미하고, 음의 값은 FPP-프로펠러의 바람직한 작동 방향과 반대 방향으로의 추력을 의미한다. 바람직한 방향은 프로펠러가 터널 추진기의 구동 유닛을 통과한 물을 끌어들이는 방향으로 여겨질 수 있다. Y-축상의 스케일, 즉 X-축 위의 양의 값들 및 그 아래의 음의 값들은 그래프 C 로 나타낸 제 1 터널 추진기의 추력을 나타내는 반면, 그래프 D 로 나타낸 제 2 터널 추진기의 스케일은 반대, 즉 X-축 아래의 양의 값들 및 그 위의 음의 값들이다 (도 6 과 관련하여 더 잘 보임). 도 3 에서 볼 수 있는 바와 같이, 2 개의 터널 추진기들의 결합 추력 전달은 단일의 터널 추진기의 추력 요구의 선형 함수이다. 이는, 실제로, 원하는 추력을 일 방향으로, 즉 좌현 또는 우현 방향으로 전달하기 위해, 하나의 터널 추진기가 양의 추력을 발생시키는 바람직한 작동 방향으로 원하는 상대 추력으로 가동되고 다른 터널 추진기가 음의 추력을 발생시키는 바람직한 작동 방향과 반대 방향으로 동일한 원하는 상대 추력으로 가동된다. 명확하게 하기 위해, 추력들을 결합할 때 계산은 다음과 같이 수행된다 : 결합 추력 = (제 1 터널 추진기의 추력 - 제 2 터널 추진기의 추력) / 2 (터널 추진기들의 바람직한 작동 방향과 반대 방향을 고려한 마이너스 사인). "제 1 터널 추진기의 추력 - 제 2 터널 추진기의 추력"-팩터를 2 로 나눈 식은, 2 개의 터널 추진기들의 결합 추력이 실제로 최고 200 % 라는 사실을 고려한 것이고, 그리하여 100 % 상대 추력을 가장 높은 상대 결합 추력 값으로 사용할 수 있도록 팩터는 2 로 나누어져야 한다. 여기서, 예를 들어, 제 1 터널 추진기는 선박 또는 선박의 고물이나 이물을 우현 방향으로 이동시키는 방향으로 양의 추력을 생성하는 것이고, 제 2 터널 추진기는 선박 또는 선박의 고물이나 이물을 좌현 방향으로 이동시키는 방향으로 양의 추력을 생성하는 것이다. 즉, 그리하여 양의 결합 추력은 선박 또는 선박의 고물이나 이물을 우현 방향으로 이동시키고 음의 결합 추력은 좌현 방향으로 이동시킨다.

전력 소모 관점에서 동일하게 생각하면, 도 4 는, 도 2 와 같이, 추력 요구 (X-축) 의 전범위에 걸쳐서 CPP-유형 프로펠러 (그래프 CPP) 의 전력 소모 (Y-축) 가 FPP-유형 프로펠러 (그래프 FPP) 의 전력 소모보다 어떻게 높은지를 도시한다. 제 3 그래프 (PR) 는 CPP-유형 프로펠러들 대신에 FPP-유형 프로펠러들을 사용할 때 백분율 단위로 전력 감소를 나타낸다. 전력 감소는 추력 요구가 -50 % ~ +50 % 사이인 영역에서, 즉 동적 위치결정 적용분야에 통상적인 영역에서 가장 높음을 알 수 있다. 항상, 추력 요구의 전체 범위 (-100 % ... + 100 %) 에 걸친 전반적인 전력 감소는 34 % 이다.

도 5 는 FPP-유형 터널 추진기의 회전 속도 (Y-축) 를 결합 추력 요구 (X-축) 의 함수로 나타낸다. 회전 속도는 추력 요구와 선형적으로 관련이 없지만, 특히 원점 (origin) 근방에서 회전 속도의 꽤 큰 변경이 추력의 작은 변화를 일으키는데 필요하다는 것을 쉽게 알 수 있다.

상기 선행 기술 연구의 관점에서, 터널 추진기들에 고정 피치 프로펠러를 사용하는 것은 잘 기초화되어 있고 추가 최적화를 위한 출발점으로 간주되어야 함을 알 수 있다. 본 명세서의 도입부에서 이미 논의된 바와 같이, FPP-유형 터널 추진기들을 작동시키는 선행 기술의 방법, 즉 프로펠러들을 바람직한 방향으로 한 번에 하나씩 가동시키거나, 보다 가혹한 환경에서 프로펠러들이 좌현 또는 우현 방향으로 추력을 전달하도록 프로펠러들 둘 다를 가동시켜, 선박의 선체 이동 방향이 거의 일정하게 변할 수 있는 동적 위치결정 적용분야에서 프로펠러들이 연속적으로 시동 및 정지되어야 하는 선행 기술의 방법에서는 이동 방향을 변경하기 위한 요구에 매우 느리게 반응한다. 이는 선박, 선박의 이물 또는 선박의 고물의 측방향 이동 방향이 변경되어야 하는 실시예에 의해서 보다 자세히 설명될 수 있다. 따라서, 이러한 상황은, 최악의 경우에, 물이 동일한 방향으로 터널 추진기들을 통하여 유동하도록 하고, 선박 또는 선박의 이물이나 고물의 이동 방향을 변경하기 위해서, 프로펠러들 둘 다의 회전 방향이 변경되어야 한다. 이제, 추진기 터널 내에서, 물의 유동이 양쪽 터널들에서 원하는 반대 방향으로 회전될 수 있을 때까지, 프로펠러들이 먼저 물의 유동의 관성과 싸워야 하고, 즉 에너지의 낭비를 의미한다. 이러한 종류의 물의 유동 방향의 변경은 시간이 걸리고 이러한 시간 동안 실제로 어느 방향으로도 조종 작용이 없다. 추가로, 추진기 터널들에서 유동 방향의 갑작스럽고 때로는 거의 연속적인 변경은 덜 바람직한 특징으로 간주될 수 있는 소음 및 진동을 유발한다.

선박의 조종성을 개선하기 위해, 본 발명에서는, 낮은 또는 제로 조종 작동에서, 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 2 개의 터널 추진기들이 양의 추력, 즉 바람직한 작동 방향으로의 추력을 전달하도록 터널 추진기들을 가동시키는 것을 제안하고, 적어도 2 개의 터널 추진기들의 작동의 상당 부분에 대해서, 즉 조종 작동시, 1 개의 터널 추진기가 원하는 조종을 위한 추력 전달에 대해서 담당한다. 기본적으로, 전술한 문제를 해결하기 위한 제 1 신규하고 진보적인 방법은, 낮은 추력 영역, 즉 동적 위치결정에 사용되는 영역에서, 예를 들어 양의 추력을 생성하는 바람직한 방향으로 프로펠러들 둘 다를 가동시킴으로써, 선박, 선박의 이물이나 고물의 이동 방향을 변경하도록 준비되어, 추진기 터널들에서 물의 유동 방향을 전혀 변경할 필요가 없지만 유동의 속도, 즉 체적 유동만을 조절할 필요가 있다. 제 2 신규하고 진보적인 방법은, 터널 추진기들을 다른 회전 속도로 가동시키는 것이고, 그렇게 함으로써, 선박, 선박의 이물이나 고물의 실제 또는 상대 이동이 실시되는 방향을 조절하는 것이다.

전술한 방식에 의해, 본 발명의 배열체는 항상 적용가능한 경우의 대부분에서 추진기 터널들에서 유동 방향을 변경시킬 어떠한 필요가 없고 선박, 선박의 이물이나 고물의 이동 방향을 변경시키도록 준비된다. 추진기 터널에서 유동 방향이 일분 예외적인 상황에서 변경될 필요가 있더라도, 선행 기술의 방법 및 배열체와 같이 둘 다에서가 아니라 하나의 추진기 터널에서만 발생한다. 또한, 낮은 추력 요구에서, 반대로 배향된 추력을 연속적으로 전달함으로써, 효율적인 조종 작동이 전혀 진행되지 않는 일정한 (single) 기간이 없고, 그리하여 예를 들어 동적인 위치결정시 어떠한 일시적인 불안정성이 방지될 뿐만 아니라 진동 및 소음이 현저하게 감소된다. 이제 차트 6 과 차트 9 의 원점에서 터널 추력기들 둘 다는 반대 방향으로 추력을 생성하고, 원점에서 어느 방향으로 이동할 때, 선박의 안정성을 증가시키는 어느 방향으로 추력이 항상 존재한다.

도 6 은 선행 기술의 가동 기법이 도 3 에 도시된 방식으로 추력 요구-추력 전달 차트에서 본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 적어도 2 개의 터널 추진기들의 가동 기법을 도시한다. 즉, 도 6 에서는, X-축이 2 개의 터널 추진기들의 최대 이용가능한 결합 추력 중 백분율 단위로 터널 추진기들 둘 다에 대한 추력 요구를 나타내고 Y-축이 단일의 터널 추진기의 최대 이용가능한 추력 전달 중 백분율 단위로 단일의 터널 추진기의 추력 전달을 나타내는 차트이다. 즉, 차트와 같이 2 개의 터널 추진기들의 그래프들은 +45 % 및 -45 % 의 추력 요구 이외에 상하로 위치되고 그 사이에서 분리되는 것을 도시한다. 추력 요구 (X-축) 에서 양 또는 음의 값들은 선박 또는 선박의 고물이나 이물을 좌현 또는 우현 방향으로 조종하는 추력을 의미한다. 추력 전달 (Y-축) 의 양 및 음의 값들은 단일의 터널 추진기의 추력값을 나타낸다. 양의 값은 제 1 FPP-프로펠러의 바람직한 작동 방향으로의 추력을 의미하고, 음의 값은 제 1 FPP-프로펠러의 바람직한 작동 방향과 반대 방향으로의 추력을 의미한다. 바람직한 방향은 프로펠러가 터널 추진기의 구동 유닛을 통과한 물을 끌어들이는 방향으로 여겨질 수 있다. Y-축상의 스케일, 즉 X-축 위의 양의 값들 및 그 아래의 음의 값들은 그래프 C 로 나타낸 제 1 터널 추진기의 추력을 나타내는 반면, 그래프 D 로 나타낸 제 2 터널 추진기의 스케일은 반대, 즉 X-축 아래의 양의 값들 및 그 위의 음의 값들이다. 도 6 의 차트는 수직선 (L) 을 가지며, 이 수직선에 의해 추력 요구와 추력 전달 사이의 관계를 보다 잘 설명할 수 있다. 수직선 (L) 이 X-축과 교차하는 지점은 어떠한 조종 작동에 필요한 추력 요구 또는 필요이고, 즉 이 실시예에서 2 개의 터널 추진기들의 최대 결합 추력의 +15 % 이다. 그리고 수직선 (L) 이 그래프 T1 및 T2 와 교차하는 지점들은 2 개의 터널 추진기들의 15 % 의 결합 추력을 유발하는데 필요한 터널 추진기들 (T1 및 T2) 의 추력 전달을 나타낸다. 즉, 도 3 과 관련하여 설명된 식을 사용하여, 이제 터널 추진기 (T1) 가 약 +35 % 의 추력을 전달하고, 터널 추진기 (T2) 는 약 +5 % 의 추력을 전달하며, 결합 추력은 (T1 의 추력 - T2 의 추력) 을 2 로 나눈 값, 즉 (35 % - 5 %) / 2 = 15 % 이다.

차트는 또한 다음과 같이 이해될 수 있다. X-축 (추력 요구) 위에서, 그래프 T1 에 의해 표시된 제 1 터널 추진기는 양의 추력을 전달하는 바람직한 작동 방향으로 회전하고, 그래프 T2 에 의해 표시된 제 2 터널 추진기는 음의 추력을 전달하는 바람직한 작동 방향과 반대 방향으로 회전한다. X-축 아래에서, 제 2 터널 추진기는 양의 추력을 전달하는 바람직한 작동 방향으로 회전하고, 제 1 터널 추진기를 자연적으로 음의 추력을 전달하는 바람직한 작동 방향과 반대 방향으로 회전한다. Y-축의 우측에서, "지배적인" 또는 능동적인 터널 추진기는 제 1 터널 추진기이고, 즉 제 1 터널 추진기는 선박, 선박의 이물이나 고물이 제 1 터널 추진기의 바람직한 회전 방향에 의해 생성된 양의 추력이 이를 이동시키는 방향으로 이동하는 것에 대하여 책임이 있다. 하지만, 어떠한 미리 결정된 추력 요구 (여기서 약 40 %) 위의 어디에서, 바람직한 방향과 반대 방향으로 회전하도록 제 2 터널 추진기 유닛을 회전시킴으로써, 제 1 터널 추진기의 양의 추력 이외에 생성되는 음의 추력에 의해 선박, 선박의 이물이나 고물의 이동시에 보조함으로써 책임을 전제로 하여 시작한다. Y-축의 좌측에서, "지배적인" 터널 추진기는 제 2 터널 추진기이고, 즉 선박, 선박의 이물이나 고물이 제 2 터널 추진기의 바람직한 회전 방향에 의해 생성된 양의 추력이 이를 이동시키는 방향으로 이동한다. 하지만, 어떠한 미리 결정된 추력 요구 (여기서 약 -40 %) 위의 어디에서, 바람직한 방향과 반대 방향으로 회전하도록 제 1 터널 추진기 유닛을 회전시킴으로써, 생성되는 음의 추력에 의해 선박, 선박의 이물이나 고물의 이동시에 보조함으로써 책임을 전제로 하여 시작한다.

따라서, 적어도 2 개의 터널 추진기들은, 예를 들어 동적 위치결정시에 어느 방향으로의 이동도 바람직하지 않을 때, 즉 실제 추력 요구가 0 이면, 터널 추진기들 둘 다가 미리 결정된 양의 추력, 예를 들어 바람직한 방향으로 최대 출력의 5 % ~ 10% (여기서는 5 % 설정 지점으로 나타냄) 을 전달하도록 설정되도록 가동되어, 반대 방향으로 작용하는 동일한 양의 추력이 서로를 극복된다. 이제, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 어느 방향으로의 이동이 바람직할 때, 터널 추진기들 중 하나 (여기에서부터 제 1 터널 추진기) 는 (그 회전 속도를 증가시킴으로써) 능동 터널 추진기가 되도록 회전되고, 다른 하나 (여기에서부터 제 2 터널 추진기) 는 수동 또는 아이들링 상태의 하나 (회전 속도가 일정하게 유지) 로 남아있다. 따라서, 그 바람직한 회전 방향을 사용하여 선박, 선박의 이물이나 고물을 원하는 측방향으로 밀어내는 제 1 터널 추진기의 회전 속도 뿐만 아니라 양의 추력 전달 (그래프 T1) 은 증가되는 반면, 제 2 터널 추진기의 양의 추력 전달 (그래프 T2) 은 유지된다 (여기서 5 %). 하지만, 결합 추력 요구가 미리 정해진 값, 이 실시예에서 총 이용가능한 추력의 40 % 를 초과하면, 즉 제 1 터널 추진기의 추력 전달이 경계선 값, 이 예시적인 실시형태에서 85 % 로 상승됨을 의미하고 (즉, 제 1 터널 추진기 및 제 2 터널 추진기 각각에 대하여 40 % 의 총 결합 추력 요구는 반대 방향으로 가동하는 제 2 터널 추진기의 5 % 추력 전달에 대항해야 하므로 제 1 터널 추진기에 대해 85 % 추력 전달을 의미함), 제 2 터널 추진기는 먼저 그 회전 속도를 0 으로 감속시킴으로써, 바람직한 방향과 반대 반향으로 회전하도록 이 제 2 터널 추진기를 회전시킴으로써, 그리하여 추진기 터널내의 물의 유동을 반대 방향으로 회전시킴으로써, 그리고 최종적으로 제 2 터널 추진기의 속도를 상승시켜 제 1 터널 추진기의 최대 추력과 동일한 최대 추력의 점유율 (share) 을 전달함으로써 작동하게 된다. 물론, 후자의 작동은 제 1 터널 추진기의 회전 속도 또는 양의 추력 전달이 대응하는 방식으로 감소되어, 2 개의 터널 추진기들에 의해 전달된 전체 또는 결합 추력이 차트의 대각선 상에 남아 있음을 의미한다.

도 7 은 터널 추진기들의 전력 소모에 대한 터널 추진기 가동 기법의 변경 효과를 도시한다. 다시, FPP-유형 터널 추진기들의 용도는 CPP-유형 터널 추진기들과 비교된다. FPP-유형 터널 추진기의 전력 소모는, 전력 감소 그래프 (PR) 가 음으로 변하는 약 40 % 또는 -40 % 추력 요구 영역을 제외하고, CPP-유형 터널 추진기의 전력 소모보다 낮게 남아 있다. 하지만, 전체 작동 범위의 관점에서, FPP-유형 터널 추진기들의 용도에 포함되는 전력 감소는 매우 중요하다.

도 8 은 전체 또는 결합 추력 요구 (x-축) 의 함수로서 도 6 의 기법에 따라서 가동되는 FPP-유형 터널 추진기의 회전 속도 (y-축) 를 도시한다. 여기서 다시, 선 (L) 은 + 15 % 의 원하는 전체 추력에 도달하기 위해 도 6 의 가동 기법에 따라서 제 1 터널 추진기 (T1) 는 전 속도 (full speed) 의 60 % 에서 가동될 필요가 있고 그리고 터널 추진기 (T2) 는 전 속도의 약 22 % 에서 가동될 필요가 있음을 도시한다. 즉, 제 1 터널 추진기 (T1) 의 + 35 % (도 6 참조) 의 전달된 추력은 + 60 % 의 회전 속도를 필요로 하고, 제 2 터널 추진기 (T2) 의 +5 % (도 6 참조) 의 전달된 추력은 + 22 % 의 회전 속도를 필요로 한다. 원점, 즉 추력 요구가 0 인 위치에서, 터널 추진기들 둘 다의 회전 속도는 터널 추진기들의 전 속도 값의 약 20 % ~ 25 % 의 동일한 양의 값으로 유지된다. 양의 값은 터널 추진기들이 바람직한 방향으로 회전되고 그리고 양의 추력을 생성함을 의미한다. 터널 추진기의 이러한 회전 속도는 터널 추진기로부터 최대 이용가능한 추력의 일부 5 % ~ 10 % 양의 추력 (도 6 참조) 을 생성한다. 마찬가지로, 양의 추력이라는 용어는 터널 추진기가 바람직한 방향으로 회전함으로써 발생되는 추력을 의미한다.

선박, 선박의 이물이나 고물이 물에서 측방향으로 이동될 필요가 있을 때, 터널 추진기들 중 하나, 예를 들어 제 1 터널 추진기 (T1) 의 회전 속도는 제 2 터널 추진기 (T2) 의 회전 속도를 일정하게 유지하면서 증가된다. 제 1 터널 추진기 (T1) 가 추력 요구에 대한 미리 정해진 경계선 값에 도달하면 (도 6 에 도시), 제 2 터널 추진기 (T2) 는 추력 전달에 참여하도록 된다. 먼저, 제 2 터널 추진기 (T2) 의 회전 속도는 0 으로 감속되고, 이에 의해 제 2 터널 추진기 (T2) 의 양의 추력은 0 으로 감소되며 제 1 터널 추진기 (T1) 의 양의 추력에 대해 더 이상 작용하지 않는다. 다음으로, 제 2 터널 추진기 (T2) 의 회전 방향이 변경되고, 제 2 터널 추진기가 음의 추력을 생성하기 시작하고, 이는 제 1 터널 추진기 (T2) 의 양의 추력과 동일한 방향을 가진다. 이제 제 2 터널 추진기 (T2) 가 제 1 터널 추진기 (T1) 와 동일한 방향으로 추력 생성에 참여하면, 제 1 터널 추진기 (T1) 의 회전 속도는 감소될 수 있고, 이 추력 생성의 점유율 (share) 은 약 45 % 추력 요구에서 제 2 터널 추진기 (T2) 의 추력 생성의 점유율을 만족하도록 저감된다. 그 후, 즉 45 % 추력 요구 값 이상에서, 터널 추진기들 둘 다의 회전 속도는 동일하게 변경된다.

도 9 는 본 발명의 바람직한 제 2 실시형태에 따른 터널 추진기들의 가동 기법을 도시한다. 기능적 차이는 그래프 T3 및 T4 에서 볼 수 있고, 여기서 도 5 의 그래프 T1 및 T2 의 모든 "코너" 는 라운딩된다. 실제로, 이는 터널 추진기들의 보다 원활한 작동과 선박의 측방향 이동시 덜 현저한 가속 또는 감속을 의미한다. 추가로, 터널 추진기 배열체들에서 다양한 구성품들, 특히 블레이드들, 기어 휠들 및 구동 유닛들에 가해지는 응력을 감소시킨다.

도 10 은 터널 추진기들의 전력 소모에 대한 터널 추진기 가동 기법의 변경 효과를 도시한다. 도 7 과 비교하면, 추력 전달시 "코너들의 라운딩" 이 전력 소모시에도 "코너들의 라운딩" 을 초래한다는 것을 쉽게 알 수 있다. 이제, 전력 감소 그래프 (PR) 는 터널 추진기들의 전체 작동 범위에 걸쳐 양을 유지한다.

도 11 은 추력 요구 (X-축) 의 함수로서 도 9 의 기법에 따라서 가동되는 FPP-유형 터널 추진기의 회전 속도 (Y-축) 를 도시한다. 원점, 즉 추력 요구가 0 인 위치에서 도 9 의 도면과 비교해보면, 터널 추진기들 둘 다의 회전 속도는 터널 추진기들의 전 속도 값의 약 30 % ~ 35 % 의 동일한 양의 값으로 유지된다. 양의 값은 터널 추력기가 바람직한 방향으로 회전됨을 의미한다. 터널 추진기의 이러한 회전 속도는 터널 추진기로부터 최대 이용가능한 추력의 약 10 % 양의 추력을 생성한다 (도 9 참조). 마찬가지로, 양의 추력이라는 용어는 터널 추진기가 바람직한 방향으로 회전함으로써 발생되는 추력을 의미한다. 도 9 의 가동 기법에서 코너들의 라운딩은 원점으로부터 멀어질 때 제 1 터널 추진기 (T3) 의 회전 속도를 증가시키는 것과 제 2 터널 추진기 (T4) 의 회전 속도를 감소시키는 것을 동시에 함으로써 달성된다. 하지만, 제 2 터널 추진기 (T4) 의 회전 속도가 어떠한 추력 요구/전달에 의해 약 20 ~ 25 % 의 값으로만 감속되고 그 후에 결합 추력 요구가 경계선 값까지 상승되는 상황까지 일정하게 유지됨에 따라, 터널 추진기들의 가동 기법은 제 1 바람직한 실시형태와 관련하여 제시 및 설명되는 바와 같이 실질적으로 계속된다. 가동 기법에서의 다른 작은 변화는 도 8 의 실시형태에서와 같이 제 1 터널 추진기의 회전 속도의 증가가 즉각적으로 멈추지 않는 경계선 값 근방에서 볼 수 있지만, 속도 증가를 지속적으로 감소시킨 후 이를 지속적으로 감속으로 회전시킨다. 속도 변경을 원활하게 수행함으로써, 전체 작동이 보다 더 원활해지고 진동 및 소음과 같은 선박에 미치는 영향이 현저히 적어진다.

도 6 ~ 도 11 에서 설명된 실시형태들에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 선행 기술과 비교할 때 다수의 장점을 가져온다. 첫째로, 터널 추진기들의 실제 작동 또는 조종 범위의 대부분 (여기서는 -40 % ~ +40 % 결합 추력 요구) 에 대해서 터널 추진기의 프로펠러들의 회전 방향은 변경되지 않는다. 매우 예외적인 경우에서만, +/-40 % 초과의 결합 추력이 필요하다. 실제로, 이는 추진기 터널들에서 체적 유동이 정상적으로 변경되지 않는다는 것을 의미하고, 이는 감소된 에너지 소모, 소음 및 진동과 동일하다. 또한, 거의 항상 동일한 방향으로 가동하는 구동부 또는 기어박스는, 아이들링 기어 접근에 기초하여 기어들에 대해 70 % 로 현재 인가된 하중 감소가 90 % 로 증가될 수 있는 장점으로 간주될 수 있다. 이는 동일한 추진기 유닛에 더 많은 전력을 허용하여, 비용을 절감시킨다. 기어휠들이 양방향으로 작동될 때 기어휠들의 치형부가 양측에 탑재되기 때문에 하중 감소가 적용된다. 이러한 양측 탑재는 피로 하중에 영향을 미치고 그리하여 70 % 로 하중 감소가 적용된다.

본 발명의 전술한 2 개의 바람직한 실시형태들에 대해서, 가동 기법은 본 발명의 범위내에서 크게 변할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 제 2 터널 추진기가 동일한 방향으로의 추력으로 제 1 터널 추진기를 보조하도록 회전되기 전에 단일의 터널 추진기가 생성하도록 허용되는 최대 추력 전달을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 터널 추진기들이 동일한 추력으로 기능하지만 반대 방향으로 기능하는 경우에 "아이들" 양의 추력을 감소 또는 증가시킬 수 있다. 또한, "수동적인" 터널 추진기의 일정한 낮은 양의 추력은 제시된 2 개의 바람직한 실시형태들에 도시된 값들로부터 증가 또는 감소될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 배열체에 사용되는 터널 추진기들 개수는 2 초과일 수 있음이 자명하다. 하나의 옵션으로는, 터널 추진기들이 쌍으로 나타나서, 터널 추진기들의 2 개의 동일한 쌍이 있고, 한 쌍은 좌현 방향으로 바람직한 작동 방향을 가지고 다른 쌍은 우현 방향으로 바람직한 작동 방향을 가진다. 이러한 경우에, 각 쌍은 상기 실시형태들의 단일의 터널 추진기와 같이 가동될 수 있다. 다른 경우에, 한 쌍의 하나의 터널 추진기는 상기 실시형태들의 방식으로 다른 쌍의 다른 터널 추진기와 개별적으로 가동될 수 있다. 다른 옵션으로는 3 개의 터널 추진기들로서, 2 개의 더 작은 터널 추진기들과 하나의 더 큰 터널 추진기가 있는 경우이다. 이러한 경우에, 2 개의 더 작은 터널 추진기는 일 방향으로 바람직한 작동 방향을 가질 수 있고 하나의 더 큰 터널 추진기는 반대 방향으로 바람직한 작동 방향을 가질 수 있다. 이제, 2 개의 더 작은 터널 추진기들은 한 번에 하나씩 또는 함께 가동될 수 있다. 하지만, 어느 경우에서, 더 작은 터널 추진기들은 하나의 터널 추진기로서 간주될 수 있고, 더 큰 터널 추진기는 다른 터널 추진기로서 간주될 수 있으며 그리고 상기 실시형태들의 방식으로 구동될 수 있다. 더욱이, 일 옵션은, 3 개의 터널 추진기들로서 3 개의 터널 추진기들 중 2 개는 반대 방향으로 그 작동 방향을 갖는 동일한 것이고 세번째는 2 개의 터널 추진기들 중 어느 하나가 보조를 필요할 때에만 사용된다. 이러한 경우에, 먼저 언급한 2 개의 터널 추진기들이 이전의 실시형태들에서 설명된 바와 같이 가동될 수 있다.

도 12 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 선박을 조종하기 위한 배열체를 도시한다. 이러한 배열체는 구동 유닛 및 고정 피치 프로펠러를 각각 가진 터널 추진기들 (30, 32) 의 쌍을 포함한다. 터널 추진기들 (30, 32) 의 구동부들은 터널 추진기들 (30, 32) 의 회전 속도를 조절하기 위해 제어 유닛 (34) 에 결합된다. 제어 유닛 (34) 은 예를 들어 동적 위치결정 시스템 (38) 에 의해 자동으로 또는 레버에 의해 수동으로 (40) 제어될 수 있는 선박의 추진 제어 시스템 (36) 의 일부이다.

도 13 은 터널 추진기들의 회전 속도의 수동 제어를 위한 예시적인 실시형태를 도시한다. 차트의 x-축은 좌현 (좌측) 에서 우현 (우측) 까지의 제어 레버 위치를 나타내고, y-축은 터널 추진기들의 프로펠러들의 상대 회전 속도를 나타낸다. x-축 위의 영역에서 터널 추진기들의 프로펠러들은 바람직한 회전 방향으로 회전하고, x-축 아래에서는 바람직한 방향과 반대 방향으로 회전한다. 실선은 제 1 터널 추진기를 나타내고, 점선은 제 2 터널 추진기를 나타낸다. 예를 들어, 조종 작동을 원할 때, 제어 레버가 우측으로 이동되어, 제 1 추진기의 회전 속도가 제어 레버의 이동에 대하여 선형으로 증가하도록 수동 제어가 실시된다. 동시에, 제 2 추진기의 회전 속도는 바람직한 회전 방향으로 작은 값으로 일정하게 유지된다. 레버 위치 (5) 에서 제 1 추진기의 회전 속도가 최대 값에 도달하면, 제 2 추진기의 회전 속도는 먼저 0 으로 감소된 후, 회전 방향이 반전된다. 그 이후에, 제어 레버가 여전히 우측으로 이동되면, 제 1 추진기의 회전 속도는 최대 값으로 유지되고, 제 2 추진기의 회전 속도는 제어 레버가 최대 값 (도면에서 10) 에 도달되는 동안 최대 속도 값에 도달하도록 증가된다. 도 13 은 터널 추진기들 둘 다가 전체 제어 범위의 상당한 부분에 대해 바람직한 방향으로 어떻게 가동하는지를 명확하게 도시하고, 즉 터널 추진기들 둘 다가 그의 바람직한 방향으로 그의 제어 범위의 3/4 을 가동할 수 있다. 중심 영역, 즉 어느 방향으로 레버 위치들 1 ~ 4 가 동적 위치결정을 포함하는 조종 업무의 대부분 (적어도 80 %) 을 형성할 때, 터널 추진기들은 그 바람직한 방향과 반대 방향으로 거의 가동되지 않는다.

본 발명의 전술한 실시형태들에서는 실제로 터널 추진기들의 회전 속도 (rpm) 제어가 다소 자동화된 수단에 의해 실시되는 것으로 밝혀졌다. 바람, 파도 또는 해류와 관계없이 선박이 제위치에 유지되는 동적 위치결정의 문제인 경우에, 위치결정 및 조종은 완전히 자동으로 실시될 수 있다. 조작자는 선박의 위치를 유지하도록 제어 시스템에 지령할 뿐이고, 그 후에 예를 들어 GPS 또는 일부 다른 적절한 위치 검출 시스템 및 제어 컴퓨터에 저장된 소프트웨어를 사용하여 시스템이 필요한 조종 업무를 실시하며, 이러한 메인 특징들은 도 6 ~ 도 11 의 실시형태들과 관련하여 설명되었다. 선박의 일반적 도킹이 또한 자동으로 수행될 수 있지만, 선박의 조작자는 도 13 과 관련하여 설명한 것과 같은 하나 이상의 레버들을 사용하여 수동으로 도킹을 수행하는 것은 통상적인 관행이다. 하지만, 도 13 에서 볼 수 있는 바와 같이, 레버의 한 위치에서 다른 위치로의 각각의 이동은 상이한 터널 추진기들에 대해 상이한 것을 의미한다. 그로 인해, 레버 위치와 그 이동 방향 둘 다가 소프트웨어에 적절한 순서와 타이밍으로 필요한 조종 업무를 수행하도록 지령하는 것이 명확하고, 이들의 주요 특징들은 도 6 ~ 도 11 의 실시형태들과 관련하여 설명되었다. 예를 들어, 위치 6 에서의 레버를 위치 5 로의 좌현 (좌측에서) 로 가져오는 것은 도 13 에 따라서 이하의 업무들을 수행하도록 지령한다: 1) 제 1 터널 추진기의 회전 속도를 바람직한 회전 방향으로 회전시키고, 2) 제 1 터널 추진기의 회전 속도를 전체 rpm 의 10 % 로 증가시킨다. 하지만, 동일한 레버 위치 5 가 우측에서, 즉 레버 위치 4 에서 접근하면, 업무는 다음과 같이 상이하다: 1) 제 2 터널 추진기의 속도를 전 속도로 증가시키고, 2) 제 1 터널 추진기의 회전 속도를 바람직한 회전 방향과 반대 방향으로 회전시키며, 3) 그 후에 제 1 터널 추진기의 회전 속도를 바람직한 회전 방향과 반대 방향으로 전체 rpm 의 10 % 까지 증가시킨다.

상기는 선박을 조종하기 위한 신규하고 진보적인 방법 및 배열체의 예시적인 설명일 뿐임을 이해해야 한다. 상기 명세서는 한 쌍의 터널 추진기들의 어떠한 유형의 가동 기법을 설명하지만, 설명된 가동 기법은 본원을 설명된 기법에만 제한되지 않는다. 따라서, 상기 설명은 어떠한 수단에 의해 본원을 제한하는 것으로 이해되어서는 안되며, 본원의 전체 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 규정된다. 터널 추진기의 프로펠러들의 구동부는 기계식 기어 및 샤프트 구동부 뿐만 아니라 추진기 허브에서 아래에 배열된 전기 또는 유압 모터에 의해서도 배열될 수 있음이 명백하다. 상기 설명으로부터, 본원의 개별적인 특징들은 이러한 조합이 상세한 설명에서 구체적으로 설명되지 않았거나 도면에 도시되어 있지 않더라도 다른 개별적인 특징과 연계하여 사용될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (12)

1. 선박을 조종하는 방법으로서,
   상기 선박은 종방향 중심선을 가진 선체 및 상기 종방향 중심선에 직각으로 상기 선체에 배열되는 적어도 2 개의 터널 추진기들을 가지고,
   각각의 터널 추진기는 양 (positive) 의 추력을 전달하기 위한 회전 방향으로의 회전 속도를 가진 고정 피치 프로펠러 (FPP) 를 가지며,
   상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 제 1 터널 추진기의 양의 추력은 상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 제 2 터널 추진기의 양의 추력과 반대 방향을 가지고,
   상기 방법은,
   a) 조종 작동을 원하지 않을 때, 상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 상기 제 1 터널 추진기 및 상기 제 2 터널 추진기 둘 다에 의해 일정하고 동일한 양의 추력을 전달하는 단계, 및
   b) 조종 작동을 원할 때, 상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 상기 제 1 터널 추진기의 양의 추력을 증가시키도록 상기 제 1 터널 추진기의 회전 속도를 증가시키는 단계를 포함하는, 선박을 조종하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 단계 b) 를 실시하는 동안, 회전 속도를 일정하게 유지함으로써 상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 상기 제 2 터널 추진기의 양의 추력을 유지하는 것을 특징으로 하는, 선박을 조종하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 단계 b) 를 실시하는 동안, 상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 상기 제 2 터널 추진기의 양의 추력을 감소시키기 위해 상기 제 2 터널 추진기의 회전 속도를 감소시키는 것을 특징으로 하는, 선박을 조종하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 단계 b) 를 실시하는 동안, 상기 적어도 2 개의 터널 추진기들 중 상기 제 2 터널 추진기의 양의 추력을 감소시키지만 여전히 추력을 양으로 유지하기 위해서 상기 제 2 터널 추진기의 회전 속도를 원래의 값과 0 사이의 값으로 감소시키는 것을 특징으로 하는, 선박을 조종하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단계 b) 를 실시하는 동안, 양의 추력을 전달하도록 상기 제 1 터널 추진기의 회전 속도를 미리 결정된 레벨로 증가키는 것 또는 미리 정해진 양의 추력을 전달하도록 상기 제 1 터널 추진기의 회전 속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는, 선박을 조종하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 터널 추진기가 미리 정해진 회전 속도 또는 미리 정해진 양의 추력에 도달하였을 때, 상기 제 2 터널 추진기의 회전 속도를 감소시키도록 상기 제 2 터널 추진기를 작동시키는 것을 특징으로 하는, 선박을 조종하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제 2 터널 추진기의 회전 속도를 감소시키도록 상기 제 2 터널 추진기를 작동시키는 것은,
   i) 첫째로, 상기 제 2 터널 추진기의 회전 속도를 0 으로 감소시킴으로써, 그리고
   ii) 두번째로, 음의 추력을 전달하도록 상기 제 2 터널 추진기의 회전 속도를 반대 방향으로 증가시킴으로써 실시되는 것을 특징으로 하는, 선박을 조종하는 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 단계 i) 및 상기 단계 ii) 와 동시에, 전달하는 양의 추력을 감소시키도록 상기 제 1 터널 추진기의 회전 속도를 감소시키는 것을 특징으로 하는, 선박을 조종하는 방법.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 단계 i) 및 상기 단계 ii) 와 동시에, 전달하는 추력을 일정하게 유지하도록 상기 제 1 터널 추진기의 회전 속도를 유지하는 것을 특징으로 하는, 선박을 조종하는 방법.
10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 터널 추진기의 양의 추력 및 상기 제 2 터널 추진기의 음의 추력을 일정한 값들로 설정하는 것을 특징으로 하는, 선박을 조종하는 방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    더 많은 추력을 원하면, 전달하는 추력을 동일하게 증가시키도록 상기 제 1 터널 추진기 및 상기 제 2 터널 추진기의 회전 속도를 동일하게 증가시키는 것을 특징으로 하는, 선박을 조종하는 방법.
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