KR102245494B1 - A rudder for ship and ship having the rudder - Google Patents

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KR102245494B1 KR1020170113781A KR20170113781A KR102245494B1 KR 102245494 B1 KR102245494 B1 KR 102245494B1 KR 1020170113781 A KR1020170113781 A KR 1020170113781A KR 20170113781 A KR20170113781 A KR 20170113781A KR 102245494 B1 KR102245494 B1 KR 102245494B1
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정석현
조치훈
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한국조선해양 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/06—Steering by rudders
    • B63H25/38—Rudders
    • B63B2718/00—

Abstract

본 발명에 따른 선박용 러더 및 이를 포함하는 선박은, 선박의 프로펠러 후방에 마련되는 리딩 에지부; 및 상기 리딩 에지부로부터 연장되는 트레일링 에지부;를 포함하며, 상기 트레일링 에지부는, 끝단의 폭이 15mm 이하인 보조 에지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A ship rudder and a ship including the same according to the present invention include a leading edge part provided at the rear of the propeller of the ship; And a trailing edge portion extending from the leading edge portion, wherein the trailing edge portion further includes an auxiliary edge portion having an end width of 15 mm or less.

Description

선박용 러더 및 이를 포함하는 선박{A rudder for ship and ship having the rudder}A rudder for ship and ship having the rudder

본 발명은 선박용 러더 및 이를 포함하는 선박에 관한 것이다.The present invention relates to a ship rudder and a ship including the same.

일반적으로 선박에는 진행 방향을 조정하기 위한 수단의 하나로서 러더가 장착되어 있다. 이러한 러더는 선박의 선미에 배치되고, 물의 흐름 속에 놓여진 상태에서 받음각을 가질 때 여기에 작용하는 양력의 수직성분을 회두력으로 이용하여 선박의 진행 방향을 조정하는 원리로 작동된다.In general, ships are equipped with a rudder as one of the means for adjusting the moving direction. These rudders are arranged at the stern of the ship and operate on the principle of adjusting the traveling direction of the ship by using the vertical component of the lift acting on it as the forward force when it has an angle of attack in the state of being placed in the flow of water.

이때, 통상적인 러더의 구동방식은 선체로부터 러더의 러더 스톡(Rudder stock)을 수직 방향으로 돌출시키고, 러더 스톡을 러더 날개의 소정 영역에 고정하여 조타기(Steering gear)의 회전력을 러더 날개에 전달함으로써 구동하게 된다.At this time, the conventional driving method of the rudder is by protruding the rudder stock of the rudder from the hull in a vertical direction, fixing the rudder stock to a predetermined area of the rudder blade, and transmitting the rotational force of the steering gear to the rudder blade. It will be driven.

이러한 러더는 선체로부터 러더 스톡과 날개가 어떠한 형태로 고정되느냐에 따라 크게 혼(horn) 타입과, 스페이드(Spade) 타입으로 구분된다.These rudders are largely classified into a horn type and a spade type depending on how the rudder stock and wings are fixed from the hull.

먼저, 혼 타입 러더는 상단의 조향용 러더 스톡과는 별도로 러더 날개의 전방으로 돌출되어 그 끝단이 러더 날개의 중심부와 핀 체결되는 핀틀을 갖는 혼을 통해 러더 날개를 지지하도록 한다. 이러한 구조의 혼 타입 러더는 일반적으로 러더 날개를 지지하는 혼이 그 전방에 배치된 프로펠러의 후류 영역 내에 위치됨으로 인해 러더의 조정 성능에 있어 효율성이 저하되는 문제점이 있다. 그리고, 고속 선박의 경우, 갭 캐비테이션(Gap cavitation) 현상 때문에 러더 침식 손상을 동반한다.First, the horn-type rudder protrudes to the front of the rudder blade separately from the steering rudder stock at the top, and the end thereof supports the rudder blade through a horn having a pintle pinned to the center of the rudder blade. In general, the horn type rudder having such a structure has a problem in that the efficiency in the adjustment performance of the rudder is deteriorated because the horn supporting the rudder blade is located in the wake area of the propeller disposed in front of the horn. And, in the case of high-speed ships, rudder erosion damage is accompanied by a gap cavitation phenomenon.

혼 타입 러더의 단점을 보완하기 위한 스페이드 타입 러더는 러더 스톡의 상단부가 선박의 선미에 마련된 데크를 관통하여 회전 가능하게 결합되고, 데크로부터 수직 돌출된 하단이 러더 날개의 상단부를 관통하여 내부의 고정구에 삽입된 채 결합되게 된다.In the spade type rudder to compensate for the disadvantages of the horn type rudder, the upper part of the rudder stock is rotatably coupled through the deck provided at the stern of the ship, and the lower part protruding vertically from the deck penetrates the upper part of the rudder blade, and the internal fixture It will be combined while being inserted into.

이러한 구조의 스페이드 타입 러더는 전방의 프로펠러를 지난 유체의 흐름이 러더 날개 자체에 그대로 부딪쳐 받음각을 유지하게 됨으로써, 혼 타입 러더에 비해 조종 성능이 우수하다. 다만, 스페이드 타입 러더는 러더 끝단에서 발생하는 와류 이탈(Vortex shedding) 생성이 비교적 쉬워서 와류 이탈 주파수와 러더 자체의 고유진동수가 일치하여 러더에 과도한 진동이 발생된다는 문제점이 있다. 본 발명의 배경이 되는 기술은 공개특허공보 제10-2013-0123953호 및 일본 공개실용신안공보 평02-021200호에 기재되어 있다.The spade type rudder of this structure has superior control performance compared to the horn type rudder by maintaining the angle of attack by the flow of fluid passing through the front propeller hitting the rudder blade itself as it is. However, the spade type rudder has a problem that excessive vibration is generated in the rudder due to the relatively easy generation of vortex shedding occurring at the end of the rudder, and the vortex departure frequency and the natural frequency of the rudder itself coincide. The technology behind the present invention is described in Unexamined Patent Publication No. 10-2013-0123953 and Japanese Unexamined Utility Model Publication No. Hei 02-021200.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 러더의 트레일링 에지부(Trailing edge)의 끝단 폭을 15mm 이하로 제어함에 의해 러더 자체의 고유진동수와 와류 이탈 주파수로 인한 공진 형상을 회피할 수 있는 선박용 러더 및 이를 포함하는 선박을 제공하기 위한 것이다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to control the end width of the trailing edge of the rudder to 15 mm or less, thereby deviating the natural frequency and eddy current of the rudder itself. It is to provide a ship rudder capable of avoiding a resonance shape due to frequency and a ship including the same.

본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더는, 선박의 프로펠러 후방에 마련되는 리딩 에지부(leading edge); 및 상기 리딩 에지부로부터 연장되는 트레일링 에지부(trailing edge);를 포함하며, 상기 트레일링 에지부 측의 끝단 폭이 15mm 이하인 것을 특징으로 한다.A ship rudder according to an embodiment of the present invention includes a leading edge provided behind a propeller of a ship; And a trailing edge extending from the leading edge portion, wherein a width of an end of the trailing edge portion is 15 mm or less.

구체적으로, 상기 트레일링 에지부 자체의 끝단 폭이 15mm 이하일 수 있다.Specifically, the trailing edge portion itself may have an end width of 15 mm or less.

구체적으로, 상기 트레일링 에지부는, 끝단으로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 쐐기 형상의 보조 에지부를 더 포함할 수 있다.Specifically, the trailing edge portion may further include a wedge-shaped auxiliary edge portion whose width gradually narrows toward the end.

구체적으로, 상기 트레일링 에지부 측의 끝단은 25도 내지 30도로 이루어질 수 있다.Specifically, the end of the trailing edge portion may be formed at 25 degrees to 30 degrees.

구체적으로, 상기 트레일링 에지부 측의 끝단 폭은 러더의 고유진동수에 다른 공진 회피를 위해 결정될 수 있다.Specifically, the width of the end of the trailing edge may be determined to avoid resonance different from the natural frequency of the rudder.

본 발명의 다른 실시예에 따른 선박은, 상기 선박용 러더를 포함하는 것을 특징으로 한다.A ship according to another embodiment of the present invention is characterized in that it includes the ship rudder.

본 발명에 따른 선박용 러더 및 이를 포함하는 선박은, 러더의 트레일링 에지부(Trailing edge)의 끝단 폭을 15mm 이하로 제어함에 의해 러더 자체의 고유진동수와 와류 이탈 주파수로 인한 공진 형상을 회피할 수 있음으로써, 러더의 파손을 방지할 수 있다.In the ship rudder according to the present invention and a ship including the same, the resonance shape due to the natural frequency of the rudder itself and the eddy current deviation frequency can be avoided by controlling the end width of the trailing edge of the rudder to 15 mm or less. By having it, it is possible to prevent damage to the rudder.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A'에 따른 러더의 형상을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 에지부가 구비된 러더 및 보조 에지부가 구비되지 않은 러더의 프로펠러 속도에 따른 진동 계측 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 트레일링 에지부의 폭이 80mm인 러더의 해상 시운전 중 러더의 진동 계측 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 트레일링 에지부에 끝단의 폭이 15mm인 보조 에지부가 구비된 러더의 해상 시운전 중 러더의 진동 계측 결과를 나타내는 그래프이다.1 is a view showing a ship rudder according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the shape of a rudder according to A-A' of FIG. 1.
3 is a graph showing vibration measurement results according to a propeller speed of a rudder with an auxiliary edge portion and a rudder without an auxiliary edge portion according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the vibration measurement results of the rudder during a trial run on the sea of a rudder having a trailing edge width of 80 mm.
5 is a graph showing the vibration measurement result of the rudder during sea trial operation of a rudder equipped with an auxiliary edge portion having a width of 15 mm at the trailing edge portion.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments in conjunction with the accompanying drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing in the present specification, it should be noted that, even though they are indicated on different drawings, only the same elements are to have the same number as possible. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 이하에서 설명하는 선박은, 화물을 출발지에서 목적지까지 수송하는 상선 외에도 해상의 일정 지점에 부유하여 특정한 작업을 수행하는 해양구조물을 포괄하는 개념임을 알려둔다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For reference, it should be noted that the ship described below is a concept encompassing an offshore structure that performs a specific task by floating at a certain point on the sea in addition to a commercial ship that transports cargo from a departure point to a destination.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 A-A'에 따른 러더의 형상을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a rudder for a ship according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing the shape of the rudder according to A-A' of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선박용 러더(10)는, 선박의 프로펠러(미도시)의 후방에 설치되는 것으로, 러더 스톡(14)에 의해 선체에 회전 가능하게 연결되어, 선박의 진행 방향을 조정하는 조향 장치이다.1 and 2, a ship rudder 10 according to an embodiment of the present invention is installed at the rear of a propeller (not shown) of a ship, and is rotatable to the hull by a rudder stock 14 It is connected, and is a steering device that adjusts the direction of the ship.

이러한 러더(10)는 선박의 프로펠러 후방에 대향하도록 마련되는 리딩 에지부(11) 및 리딩 에지부(11)로부터 연장되는 트레일링 에지부(12)를 포함할 수 있다. 프로펠러가 회전하게 되면, 선체에서 프로펠러의 전방으로부터 후방으로 유입류가 발생한다. 이때 유입류는 프로펠러를 거치면서 강하게 배출되어 후류로서 러더(10)에 유입될 수 있다.The rudder 10 may include a leading edge portion 11 provided to face the rear of the propeller of the ship and a trailing edge portion 12 extending from the leading edge portion 11. When the propeller rotates, an inflow flow occurs in the hull from the front to the rear of the propeller. At this time, the inflow flow is strongly discharged while passing through the propeller and may flow into the rudder 10 as a wake.

리딩 에지부는 프로펠러에 의해 러더(10)에 유입되는 후류가 선박용 러더(10)와 처음 만나게 되는 지점이며, 후류는 리딩 에지부(11)에 의해 흐름이 나뉜 후 러더(10)의 측면을 따라 흐른 뒤 트레일링 에지부(12)에서 합류하게 된다.The leading edge portion is a point where the wake flowing into the rudder 10 by the propeller first meets the ship's rudder 10, and the wake flows along the side of the rudder 10 after the flow is divided by the leading edge portion 11. It is joined at the rear trailing edge part 12.

즉, 러더(10)는 후류를 전달받되, 후류의 흐름이 좌현으로 치우치도록 하여 선박이 좌측으로 선회하도록 하거나, 후류의 흐름이 우현으로 치우치도록 하여 선박이 우측으로 선회하도록 할 수 있다. 이를 위해 러더(10)는 선미에 회전 가능하게 마련될 수 있다.That is, the rudder 10 receives the wake, but the wake flow is biased to the port so that the ship turns to the left, or the wake flow is biased to the starboard so that the ship turns to the right. To this end, the rudder 10 may be rotatably provided at the stern.

이러한 러더(10)의 수평 방향의 단면은 전단 측의 리딩 에지부(11)는 곡면 형상이며, 후단 측의 트레일링 에지부(12)는 쐐기 형상의 뾰족한 형태를 가질 수 있다. 여기서, 트레일링 에지부(12)에는 끝단으로 갈수록 폭이 점차적으로 좁아지는 형상의 보조 에지부(13)를 더 포함할 수 있다. 이러한 보조 에지부(13)는 끝단의 폭(D)이 15mm 이하일 수 있다.In the horizontal cross section of the rudder 10, the leading edge portion 11 on the front end side has a curved shape, and the trailing edge portion 12 on the rear end side may have a wedge-shaped pointed shape. Here, the trailing edge portion 12 may further include an auxiliary edge portion 13 having a shape gradually narrowing in width toward the end. The auxiliary edge portion 13 may have a width D of an end of 15 mm or less.

이와 같이, 트레일링 에지부(12)에 구비된 보조 에지부(13)의 끝단 폭(D)을 15mm 이하로 제어함으로써, 러더(10)의 끝단에서 발생하는 와류 이탈 주파수를 제어할 수 있다. 이때, 트레일링 에지부(12)의 폭이 좁을수록 와류 이탈 주파수가 증가하게 된다.In this way, by controlling the end width D of the auxiliary edge portion 13 provided in the trailing edge portion 12 to be 15 mm or less, the vortex departure frequency generated at the end of the rudder 10 can be controlled. At this time, as the width of the trailing edge portion 12 is narrowed, the eddy current deviation frequency increases.

이에 의해 트레일링 에지부(12)에서 와류 이탈 주파수와 러더(10) 자체의 고유 진동수가 일치하여 트레일링 에지부(12) 측에 과도한 진동이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 러더(10)의 끝단에서 발생하는 와류 이탈 주파수와 러더(10)의 고유 진동수와의 공진 형상을 회피함으로써, 러더(10)가 파손되는 원인을 제거하여 러더(10)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent excessive vibration from being generated on the trailing edge portion 12 side by matching the eddy current departure frequency in the trailing edge portion 12 and the natural frequency of the rudder 10 itself. That is, by avoiding the resonance shape between the eddy current deviation frequency generated at the end of the rudder 10 and the natural frequency of the rudder 10, the cause of the damage to the rudder 10 is eliminated to prevent the rudder 10 from being damaged. can do.

다만, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 러더(10)에서 트레일링 에지부(12)에 끝단 폭이 15mm 이하인 쐐기 형상의 보조 에지부(13)가 구비되는 것으로 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 트레일링 에지부(12) 자체의 끝단 폭이 15mm 이하의 쐐기 형상으로 형성되어, 러더(10)의 고유진동수와의 공진 현상을 회피할 수 있음은 물론이다.However, in the rudder 10 according to an embodiment of the present invention, it has been described that the trailing edge portion 12 has a wedge-shaped auxiliary edge portion 13 having an end width of 15 mm or less, but is not limited thereto. . That is, it goes without saying that the trailing edge portion 12 itself has a wedge-shaped end width of 15 mm or less, so that resonance with the natural frequency of the rudder 10 can be avoided.

그리고, 러더(10)의 상하 방향의 단면은 좌우 대칭인 형태일 수 있고, 상부에서 하부로 갈수록 면적이 감소하는 형태일 수 있다. 이때 단면의 면적이 감소하는 비율은 일정할 수 있으며, 하부로 갈수록 리딩 에지부(11) 또는 트레일링 에지부(12)를 기준으로 좌우 폭 또는 전후 폭이 감소할 수 있다. 또한, 러더(10)의 리딩 에지부(11) 또는 트레일링 에지부(12)는 측면에서 볼 때 러더(10)의 내측으로 경사진 형태를 가질 수 있다.In addition, the cross section of the rudder 10 in the vertical direction may be symmetrical, and the area may decrease from the top to the bottom. At this time, the rate at which the area of the cross section decreases may be constant, and the left and right widths or the front and rear widths may decrease with respect to the leading edge portion 11 or the trailing edge portion 12 as it goes downward. In addition, the leading edge portion 11 or trailing edge portion 12 of the rudder 10 may have a shape inclined toward the inside of the rudder 10 when viewed from the side.

여기서, 트레일링 에지부(12)의 끝단에 구비되는 보조 에지부(13)는 끝단이 이루는 각(θ)이 25도 내지 30도로 이루어질 수 있다. 보조 에지부(13)의 끝단이 25도 미만으로 이루어지는 경우, 끝단의 폭(D)을 15mm 이하로 하기 위하여 보조 에지부(13)의 길이가 과도하게 길어지게 되면서 또 다른 문제점이 발생될 수 있다. 또한, 보조 에지부(13)의 끝단이 30도를 초과하는 경우, 보조 에지부(13)의 길이가 매우 짧아지게 되어, 보조 에지부(13)가 설치되기 이전과 트레일링 에지부(12)의 형상이 유사하게 되므로, 와류 이탈 주파수를 제어하기 어려울 수 있다.Here, the auxiliary edge portion 13 provided at the end of the trailing edge portion 12 may have an angle θ of 25 degrees to 30 degrees. When the end of the auxiliary edge part 13 is less than 25 degrees, another problem may occur as the length of the auxiliary edge part 13 becomes excessively long in order to make the width D of the end less than 15 mm. . In addition, when the end of the auxiliary edge portion 13 exceeds 30 degrees, the length of the auxiliary edge portion 13 becomes very short, and the trailing edge portion 12 before the auxiliary edge portion 13 is installed. Since the shape of is similar, it may be difficult to control the vortex departure frequency.

이에 따라, 보조 에지부(13)의 끝단이 이루는 각(θ)은 25도 내지 30도의 범위로 이루어지는 것이 바람직하다.Accordingly, the angle θ formed by the end of the auxiliary edge portion 13 is preferably made in the range of 25 degrees to 30 degrees.

이와 같이, 트레일링 에지부(12)에 끝단 폭(D)이 15mm 이하이며, 끝단이 이루는 각(θ)이 25도 내지 30도인 쐐기 형상의 보조 에지부(13)가 구비됨으로써, 러더(10)의 진동이 기존 대비 매우 저감될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 러더(10)의 끝단 폭을 제어함으로써, 공진에 의한 진동을 1mm/s 이하로 제어할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.In this way, the trailing edge portion 12 is provided with a wedge-shaped auxiliary edge portion 13 having an end width D of 15 mm or less and an angle θ formed by the end of 25 degrees to 30 degrees, so that the rudder 10 ) Vibration can be greatly reduced compared to the existing one. According to an embodiment of the present invention, by controlling the end width of the rudder 10, vibration caused by resonance can be controlled to 1 mm/s or less, and a detailed description thereof will be described later with reference to FIGS. 3 to 5. do.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보조 에지부가 구비된 러더 및 보조 에지부가 구비되지 않은 러더의 프로펠러 속도에 따른 진동 계측 결과를 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing a vibration measurement result according to a propeller speed of a rudder with an auxiliary edge portion and a rudder without an auxiliary edge portion according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 러더(10)와, 일반적인 러더의 프로펠러 속도에 따른 러더 자체의 진동을 살펴보면, 먼저 보조 에지부(13)가 구비되지 않은 러더는 프로펠러의 속도가 증가할수록 대체적으로 공진에 의한 러더의 진동이 크게 발생됨을 알 수 있다.Referring to Figure 3, looking at the vibration of the rudder itself according to the propeller speed of the rudder 10 and the general rudder according to an embodiment of the present invention, first, the rudder without the auxiliary edge portion 13 is the speed of the propeller. It can be seen that as is increased, the vibration of the rudder due to resonance is largely generated.

즉, 트레일링 에지부(12) 측의 끝단 폭을 15mm로 제어한 보조 에지부(13)가 구비되지 않은 러더의 경우, 프로펠러의 속도가 45rpm부터 약 50rpm까지 러더에 진동이 거의 발생되지 않았지만, 프로펠러의 속도가 50rpm보다 더 증가할수록 러더의 진동이 현저하게 발생됨을 알 수 있다.In other words, in the case of the rudder without the auxiliary edge portion 13 in which the end width of the trailing edge portion 12 was controlled to 15 mm, the speed of the propeller was almost no vibration in the rudder from 45 rpm to about 50 rpm, It can be seen that as the speed of the propeller increases more than 50 rpm, the vibration of the rudder is remarkably generated.

보조 에지부(13)가 구비되지 않은 러더에서 프로펠러의 속도가 55rpm인 경우, 러더에 약 30mm/s의 진동이 발생되었으며, 프로펠러의 속도가 58rpm인 경우, 러더에 약 115mm/s의 진동이 발생되었다. 그리고, 프로펠러의 속도가 60rpm까지 러더의 진동이 다소 감소하다가 60rpm을 기점으로 러더의 진동이 계속하여 증가되어, 프로펠러의 속도가 67rpm인 경우, 러더에 140mm/s의 진동이 발생되었다.In the rudder without the auxiliary edge 13, when the speed of the propeller is 55 rpm, vibration of about 30 mm/s is generated in the rudder, and when the speed of the propeller is 58 rpm, vibration of about 115 mm/s is generated in the rudder. Became. In addition, the vibration of the rudder slightly decreased until the speed of the propeller was 60 rpm, and then the vibration of the rudder continued to increase starting at 60 rpm. When the speed of the propeller was 67 rpm, a vibration of 140 mm/s was generated in the rudder.

이와 같이, 보조 에지부(13)가 구비되지 않은 러더는 트레일링 에지부에서 와류 이탈 주파수와 러더의 고유 진동수가 일치하여, 공진에 의한 과도한 진동이 러더에 발생됨으로써, 러더의 파손을 야기할 수 있다.In this way, in the rudder without the auxiliary edge part 13, the vortex departure frequency at the trailing edge and the natural frequency of the rudder coincide, and excessive vibration due to resonance is generated in the rudder, thereby causing damage to the rudder. have.

반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 러더(10)는, 트레일링 에지부(12)에 쐐기 형상의 보조 에지부(13)가 설치됨으로써, 프로펠러의 속도 변화에 따른 러더(10)에 발생되는 진동의 변화가 크지 않음을 알 수 있다.On the other hand, in the rudder 10 according to an embodiment of the present invention, by installing a wedge-shaped auxiliary edge portion 13 on the trailing edge portion 12, the rudder 10 according to the change in the speed of the propeller It can be seen that the change in vibration is not large.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 러더(10)의 경우, 프로펠러의 속도가 45rpm부터 약 50rpm까지는 러더(10)에 진동이 발생되지 않았으며, 그 이후 프로펠러의 속도가 증가할수록 러더(10)에 진동이 발생되지만, 발생되는 진동은 매우 미미하게 나타남을 알 수 있다.That is, in the case of the rudder 10 according to an embodiment of the present invention, vibration did not occur in the rudder 10 from 45 rpm to about 50 rpm of the propeller, and as the speed of the propeller increases thereafter, the rudder 10 It can be seen that the vibration is generated, but the generated vibration is very insignificant.

프로펠러의 속도가 50rpm부터 57rpm까지 증가될수록 러더(10)의 진동 역시 증가되지만, 프로펠러의 속도가 57rpm인 경우 러더(10)의 진동이 20mm/s로 상기 보조 에지부(13)가 구비되지 않은 경우보다 현저하게 러더(10)의 진동이 줄어들었음을 알 수 있다.As the speed of the propeller increases from 50 rpm to 57 rpm, the vibration of the rudder 10 is also increased, but when the speed of the propeller is 57 rpm, the vibration of the rudder 10 is 20 mm/s, and the auxiliary edge portion 13 is not provided. It can be seen that the vibration of the rudder 10 is more remarkably reduced.

또한, 프로펠러의 속도가 57rpm부터 약 62rpm까지 공진에 의한 러더(10)의 진동이 줄어들어 진동이 거의 발생되지 않다가 프로펠러의 속도가 약 68rpm이 될 때까지 러더(10)에 최대 약 32mm/s의 진동이 발생되었다.In addition, the vibration of the rudder 10 due to resonance is reduced from 57rpm to about 62rpm, so the vibration is hardly generated. Then, the maximum of about 32mm/s is applied to the rudder 10 until the speed of the propeller reaches about 68rpm. Vibration occurred.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 러더(10)의 트레일링 에지부(12)에는 끝단 폭이 15mm 이하이며, 끝단을 이루는 각이 25도 내지 30도인 쐐기 형상의 보조 에지부(13)가 구비됨으로써, 프로펠러의 속도와 관계 없이 대부분의 프로펠러의 속도 영역에서 공진에 의한 러더(10)의 진동이 감소될 수 있다.As such, the trailing edge portion 12 of the rudder 10 according to an embodiment of the present invention has an end width of 15 mm or less, and a wedge-shaped auxiliary edge portion 13 having an angle of 25 degrees to 30 degrees. By being provided, vibration of the rudder 10 due to resonance in most of the speed range of the propeller can be reduced regardless of the speed of the propeller.

도 4는 트레일링 에지부의 폭이 80mm인 러더의 해상 시운전 중 러더의 진동 계측 결과를 나타내는 그래프이고, 도 5는 트레일링 에지부에 끝단의 폭이 15mm인 보조 에지부가 구비된 러더의 해상 시운전 중 러더의 진동 계측 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the vibration measurement result of the rudder during sea trial operation of a rudder with a trailing edge width of 80 mm, and FIG. 5 is during sea trial operation of a rudder equipped with an auxiliary edge part with a width of 15 mm at the trailing edge. It is a graph showing the result of measuring the vibration of the rudder.

트레일링 에지부(12)의 폭이 80mm인 경우와, 15mm인 경우 모두 프로펠러의 속도는 64rpm으로 동일한 조건에서 선박의 시운전 중 진동 센서를 이용하여 수중 러더(10)에 대한 진동을 계측한 결과이다.When the width of the trailing edge 12 is 80 mm and the width of the trailing edge 12 is 15 mm, the speed of the propeller is 64 rpm. This is the result of measuring the vibration of the underwater rudder 10 using a vibration sensor during the trial operation of the ship under the same conditions. .

먼저, 도 4를 참조하면, 트레일링 에지부(12)가 쐐기 형상으로 구비되었지만 끝단의 폭이 80mm인 경우, 러더(10)의 주파수가 약 18Hz에서 140mm/s에 근접한 러더(10)의 진동이 발생되었음을 알 수 있다.First, referring to FIG. 4, when the trailing edge portion 12 is provided in a wedge shape, but the width of the end is 80 mm, the vibration of the rudder 10 closes to 140 mm/s at about 18 Hz. It can be seen that this has occurred.

반면, 도 5에서 보는 바와 같이, 트레일링 에지부(12)에 끝단의 폭이 15mm인 보조 에지부(13)가 구비된 경우, 러더(10)의 주파수가 약 18Hz에서 러더(10)의 진동이 발생되지 않았으며, 러더(10)의 주파수가 약 48Hz에서 30mm/s보다 낮은 러더(10)의 진동이 발생되었다.On the other hand, as shown in Figure 5, when the trailing edge portion 12 is provided with an auxiliary edge portion 13 having an end width of 15 mm, the rudder 10 vibrates at a frequency of about 18 Hz. This did not occur, and vibration of the rudder 10 was generated at a frequency of the rudder 10 lower than 30 mm/s at about 48 Hz.

이와 같이, 트레일링 에지부(12)에 끝단의 폭이 15mm인 보조 에지부(13)를 설치함으로써, 와류 이탈 주파수를 고주파수 영역으로 이동시켜서 러더(10)의 고유진동수와 이격시킴에 의해 공진을 회피시킬 수 있다. 즉, 트레일링 에지부(12)의 끝단 폭이 줄어듦에 따라 와류 이탈 주파수가 고주파수 영역으로 이동됨을 알 수 있다. 또한, 고주파수 영역으로 이동된 와류 이탈 주파수는 러더(10)의 다른 고유 진동수와 공진될 수 있으나, 와류에 의한 유체력이 감소되어 러더(10)의 진동 수준을 감소시킬 수 있다.In this way, by installing the auxiliary edge portion 13 with a width of 15 mm at the end of the trailing edge portion 12, the eddy current departure frequency is moved to the high-frequency region and separated from the natural frequency of the rudder 10 to prevent resonance. Can be avoided. That is, it can be seen that as the width of the end of the trailing edge portion 12 decreases, the vortex departure frequency moves to the high frequency region. Further, the vortex departure frequency moved to the high frequency region may resonate with other natural frequencies of the rudder 10, but the fluid force caused by the vortex may be reduced, thereby reducing the level of vibration of the rudder 10.

본 발명의 일 실시예에 따른 러더(10)에 보조 에지부(13)를 설치 후, 와류 이탈로 인한 진동 주파수가 분산될 뿐만 아니라, 피크 수직항력(Peak normal force)이 감소될 수 있다.After installing the auxiliary edge portion 13 on the rudder 10 according to an embodiment of the present invention, not only the vibration frequency due to the vortex deviation is dispersed, but also the peak normal force may be reduced.

즉, 트레일링 에지부(12)에 끝단의 폭이 15mm인 보조 에지부(13)를 설치함에 따라, 러더(10)의 끝단에서 발생하는 와류 이탈 주파수를 제어할 수 있으며, 이에 의해 러더(10)는 공진에 의한 진동 성분을 평균 1mm/s 이하로 감소시킬 수 있다. 이처럼 러더(10)의 끝단에서 발생하는 와류 이탈 주파수와 러더(10)의 고유 진동수와의 공진 현상을 회피함으로써, 러더(10)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.That is, by installing the auxiliary edge portion 13 with a width of 15 mm at the trailing edge portion 12, it is possible to control the vortex departure frequency generated at the end of the rudder 10, thereby controlling the rudder 10 ) Can reduce the vibration component due to resonance to an average of 1mm/s or less. As described above, by avoiding the resonance phenomenon between the eddy current deviation frequency generated at the end of the rudder 10 and the natural frequency of the rudder 10, it is possible to prevent the rudder 10 from being damaged.

결과적으로, 트레일링 에지부(12)에 끝단 폭에 따라서 와류 이탈 주파수를 제어할 수 있으므로, 본 발명에서는 끝단의 폭이 15mm 이하인 보조 에지부(13)를 트레일링 에지부(12)에 추가로 설치함에 의해 러더 자체의 진동을 현저하게 감소시킬 수 있다.As a result, since the eddy current departure frequency can be controlled according to the end width of the trailing edge part 12, in the present invention, an auxiliary edge part 13 having a width of 15 mm or less is added to the trailing edge part 12. By installing it, the vibration of the rudder itself can be significantly reduced.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is for explaining the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and within the technical scope of the present invention, by those of ordinary skill in the art. It would be clear that the transformation or improvement is possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.All simple modifications to changes of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific scope of protection of the present invention will be made clear by the appended claims.

10 : 러더 11 : 리딩 에지부
12 : 트레일링 에지부 13 : 보조 에지부
14 : 러더 스톡10: rudder 11: leading edge
12: trailing edge portion 13: auxiliary edge portion
14: Rudder Stock

Claims (6)

선박의 프로펠러 후방에 마련되는 리딩 에지부(leading edge);
상기 리딩 에지부로부터 연장되는 트레일링 에지부(trailing edge);를 포함하며,
상기 트레일링 에지부는,
후단이 호 형태를 갖는 막대 부재의 양측에 러더의 좌우 측면을 용접하여 형성되고, 끝단 폭이 15mm 이상으로 마련되며,
상기 트레일링 에지부의 끝단에 끝단 폭이 15mm 이하인 보조 에지부가 구비되고,
상기 보조 에지부는,
상기 러더의 끝단을 상기 트레일링 에지부의 끝단 대비 축소되도록 하여, 와류 이탈 주파수와 상기 러더 자체의 고유 진동수와의 공진 현상을 회피하는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.A leading edge provided at the rear of the ship's propeller;
Includes; a trailing edge extending from the leading edge portion,
The trailing edge portion,
The rear end is formed by welding the left and right sides of the rudder to both sides of the rod member having an arc shape, and the end width is provided with a width of 15 mm or more,
An auxiliary edge portion having an end width of 15 mm or less is provided at the end of the trailing edge portion,
The auxiliary edge portion,
The rudder for a ship, characterized in that by reducing the end of the rudder compared to the end of the trailing edge, to avoid a resonance phenomenon between the vortex deviation frequency and the natural frequency of the rudder itself. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 트레일링 에지부 측의 끝단은 25도 내지 30도로 이루어지는 것을 특징으로 하는 선박용 러더.The method of claim 1,
The end of the trailing edge portion is a ship rudder, characterized in that consisting of 25 degrees to 30 degrees. 삭제delete 제1항 및 제4항 중 어느 한 항에 기재된 상기 선박용 러더를 포함하는 선박.A ship comprising the ship rudder according to any one of claims 1 and 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0221200U (en) * 1988-07-29 1990-02-13
KR101390309B1 (en) * 2012-05-04 2014-04-29 삼성중공업 주식회사 Wedge tail type rudder
KR102170034B1 (en) * 2014-06-18 2020-10-27 한국조선해양 주식회사 A Generation apparatus for Pre-Swirl

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101392084B1 (en) 2009-04-22 2014-05-07 베커 마린 시스템즈 게엠베하 운트 콤파니 카게 Rudder fin

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