KR102614620B1 - 선박 롤링 수조 실험장치 - Google Patents

선박 롤링 수조 실험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 선박의 롤링 실험을 위한 수조 실험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박의 폭방향 일측에 외력을 가하여 선박이 폭방향으로 경사진 상태가 되도록 한 뒤, 선박에 가해지던 외력을 제거함에 따라 선박의 롤링 실험이 이루어지게 하는 선박 롤링 수조 실험장치에 관한 것이다.

Description

선박 롤링 수조 실험장치{Ship rolling water tank experimental equipment}
본 발명은 선박의 롤링 실험을 위한 수조 실험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박의 폭방향 일측에 외력을 가하여 선박이 폭방향으로 경사진 상태가 되도록 한 뒤, 선박에 가해지던 외력을 제거함에 따라 선박의 롤링 실험이 이루어지게 하는 선박 롤링 수조 실험장치에 관한 것이다.
일반적으로 실제 선박의 성능을 예측하기 위하여 실제 선박을 축소한 형태인 모형선박을 제작하고, 이를 이용하여 모형시험을 수행한다. 모형시험은 관심 있는 물리적 현상에 대해 실제 환경과 유사한 환경조건을 축소된 상황에서 구현하여 실제의 물리적 현상을 사실에 가깝게 재현하고 이를 계측 및 해석을 통하여 물리적, 공학적 지식의 체계를 세우는 일련의 행위이다.
모형시험은 실제의 물리적인 현상을 축소된 실험실에서 동일하게 재현함으로써 모형시험에서 계측하여 해석한 값을 실선단위로 확장 가능하게 함을 목적으로 하는바, 관찰하고자 하는 현상을 지배하는 물리적 상사법칙을 만족하도록 모델링(modeling)을 하는 것이 중요하며, 이는 차원해석을 통하여 물리적 의미를 갖는 무차원수를 추출함으로써 가능해진다.
모형과 실제의 상사법칙에는 기하학적 상사(geometric similarity), 운동학적 상사(kinematic similarity), 역학적 상사(dynamic similarity)의 세 가지가 있다. 기하학적 상사는 모형과 실제의 사이의 모든 대응하는 길이의 비가 같을 때 기하학적 상사를 만족한다고 한다. 운동학적 상사는 모형과 실제의 운동현상에 있어서 운동의 모양 또는 경로가 기하학적으로 상사하고, 그 운동에 내제된 대응하는 입자들의 속도비가 같을 때 운동학적 상사를 만족한다고 한다. 역학적 상사는 모형과 실제의 각 대응점에 작용하는 힘의 비가 같을 때 역학적 상사를 만족한다고 한다.
실제 선박의 조종성능을 예측하기 위하여 모형선박을 이용하여 그 성능을 사전에 확인하는 방법 중 하나가 구속모형시험이다.
이러한 모형선박의 구속모형시험을 수행하기 위해서는 모형선박의 조종운동을 표현하고자 하는 수학모델이 기본적으로 필요하며, 상기 수학모델을 구성하기 위해서는 모형선박에 작용하는 힘과 모멘트가 계측되어야 한다.
이를 위해, 구속모형시험장치에는 모형선박의 힘과 모멘트를 계측하기 위한 센서가 설치되며, 상기 센서를 통해 특정 시나리오에서 모형선박에 가해지는 힘과 모멘트를 계측한다.
특히, 모형선박의 선수미선('선체길이방향'이 라고도 함)을 축으로 하여 좌우 교대로 회전하려는 횡경사 운동을 의미하는 횡동요운동(Rolling)과, 횡경사 상태에 대한 선박의 운동을 예측하기 위해서는 모형선박의 운동범위를 고려한 적절한 횡경사를 구현한 후, 센서를 통해 힘과 모멘트를 계측하여야 한다.
등록특허공보 제10-1793344호 2017.10.27. 등록특허공보 제10-0934618호 2009.12.22.
본 발명은 상기 종래 기술이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 선박의 폭방향 일측에 외력을 가하여 선박이 폭방향으로 경사진 상태가 되도록 한 뒤, 선박에 가해지던 외력을 제거함에 따라 선박의 롤링 실험이 이루어지게 하는 선박 롤링 수조 실험장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 선박(10)의 롤링 실험을 위한 수조 실험장치에 있어서, 내부에 설정된 수위로 물이 수용되어 선박(10)이 부유된 상태로 배치되게 하는 수조(100); 폭방향으로 연장되는 가로 프레임(210)이 상기 수조(100)에 부유된 선박(10)의 상방으로 소정거리 이격된 상태로 배치되도록 상기 수조(100)에 구비되는 프레임부(200); 상기 선박(10)에 상방 또는 하방으로 외력을 가하도록 구성되며, 하단이 상기 선박(10)의 폭방향 일측과 탈부착 가능하게 체결된 상태로 상기 프레임부(200)의 상부에 설치되는 강제 동요부(300); 및 상기 수조(100) 실험 장치의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하며, 상기 강제 동요부(300)가 상기 선박(10)의 폭방향 일측에 외력을 가하여 상기 선박(10)이 폭방향으로 경사진 상태로 배치된 상태에서 상기 강제 동요부(300)와 선박(10)의 체결을 해제함에 따라 선박(10)의 롤링실험이 이루어지게 하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 프레임부(200)는, 폭방향으로 연장되는 빔으로 이루어진 가로 프레임(210); 및 상기 가로 프레임(210)의 양 끝단에서 하방으로 돌출 연장되는 빔으로 이루어져, 돌출된 하단이 수조(100)에 고정 설치되는 세로 프레임(220);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 강제 동요부(300)는, 내부가 중공인 상태로 상하방향으로 연장된 관으로 이루어져, 상기 선박(10)의 폭방향 일측에의 상방에 배치된 상태로 구비되는 승하강 부재(310); 상기 승하강 부재(310)의 하단측에 구비되어 승하강 부재(310)와 선박(10)의 폭방향 일측이 서로 체결되거나 또는 체결이 해제되게 하는 탈착 체결부(320); 및 상기 승하강 부재(310)를 상하방향으로 승하강 시키도록 구성되는 승하강 동력부(320);를 포함하도록 한다.
한편, 상기 탈착 체결부(320)는, 하단측이 벌어지거나 오므려지는 집게로 이루어져, 상기 승하강 부재(310)의 하단측에 구비되며, 상기 선박(10)의 폭방향 일측과 선택적으로 체결되게 하는 탈착 집게부(321); 및 상기 탈착 집게부(321)가 벌어지거나 또는 오므려지도록 동력을 공급하는 탈착 동력부;를 포함하도록 한다.
아울러, 상기 선박(10)의 폭방향 일측 상부에는, 탈착 집게부(321)가 걸림 체결 가능한 고리의 형태로 이루어진 탈착 고리부(11)가 구비되고, 상기 탈착 집게부(321)는, 오므린 상태에서 집게의 마주보는 내측면이 서로 반대방향으로 휘어진 형태로 구성되도록 한다.
한편, 상기 강제 동요부(300)는, 상기 선박(10)의 폭방향 일측에 탈부착 가능하게 이루어지되, 상기 탈착 체결부(320)의 동작에 연동되도록 이루어져, 상기 탈착 체결부(320)를 기준으로 전후방향으로 소정거리 이격된 위치에 구비되는 보조 고정부(330)를 더 포함하도록 한다.
이때, 상기 보조 고정부(330)는, 승하강 부재(310)의 하단부에서 전후방향으로 연장되는 막대로 이루어진 보조부재(331); 상기 탈착 집게부(321)와 대응되는 집게로 이루어져, 상기 보조부재(331)에 고정 설치되어 상기 선박(10)의 폭방향에 구비된 보조 고리부(12)와 체결되는 보조 집게부(332); 및 상기 탈착 집게부(321)의 집게와 보조 집게부(332)의 집게가 서로 연동 동작되도록 집게 사이를 연결하는 연동부재(333);를 포함하도록 한다.
한편, 상기 선박 롤링 수조 실험장치는, 상기 강제 동요부(300)의 동작에 의해 상기 선박(10)이 기울어진 상태가 되면 텐션이 변화되면서 상기 선박(10)의 폭방향 타측을 지지하도록 구성되는 와이어부(400)를 더 포함하도록 한다.
이때, 상기 와이어부(400)는, 와이어의 권취가 가능하게 이루어지되, 와이어의 끝단이 상기 선박(10)의 폭방향 타측과 체결된 상태로 상기 선박(10)의 상방에 설치되는 텐션 조절부(410); 및 상기 프레임부(200)의 상부에 구비되어 상기 텐션 조절부(410)에 의해 풀리거나 감기는 와이어의 동작을 안내하는 가이드 롤러(420);를 포함하도록 한다.
또한, 상기 가이드 롤러(420)는, 좌우방향으로 이동 가능하게 구성되고,
상기 강제 동요부(300)의 승하강 부재(310)에는, 설정된 각도로 선박(10)이 기울어지게 하는 경우, 발생되는 힘의 크기와 방향을 측정하여 제어부로 전달하는 외력측정센서(미도시)가 구비되고, 상기 제어부는, 전달받은 정보를 분석하여 측정된 힘 중 폭방향(횡방향)으로 가해지는 힘을 도출하며, 도출된 힘을 상쇄할 수 있도록 도출된 힘과 반대방향으로 상기 가이드 롤러(420)가 이동되게 한다.
본 발명에 따르면, 선박의 폭방향 일측에 외력을 가하여 선박이 폭방향으로 경사진 상태가 되도록 한 뒤, 선박에 가해지던 외력을 제거함에 따라 선박의 롤링 실험이 이루어지게 함으로써, 종래보다 정확한 선박의 롤링 실험이 가능하게 하는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 선박의 기울어진 폭방향 타측를 지지하는 와이어부가 구비되어, 적절한 텐션으로 선박이 일정한 각도로 기울어진 상태를 안정적으로 유지하게 하며, 이 상태에서 선박의 롤링 실험이 이루어지게 함에 따라 정확한 성능검사가 가능하게 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 선박 롤링 수조 실험장치의 개략 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 선박 롤링 수조 실험장치의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 도 1의 A구역 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 도 2의 B구역 확대도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 롤링 수조 실험장치의 시험 과정을 순차적으로 나타낸 것으로서, 도 5는 선박이 폭방향 일측으로 기울어진 상태를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 5에서 선박과 강제동요부의 고정을 해제하여 롤링시험이 이루어지는 상태를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 가이드 롤러가 좌우방향으로 이동 가능하게 구성된 실시에의 도면.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 선박의 롤링 실험을 위한 수조 실험장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선박의 폭방향 일측에 외력을 가하여 선박이 폭방향으로 경사진 상태가 되도록 한 뒤, 선박에 가해지던 외력을 제거함에 따라 선박의 롤링 실험이 이루어지게 하는 선박 롤링 수조 실험장치에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 수조(100), 프레임부(200), 강제 동요부(300), 와이어부(400) 및 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.
상기 수조(100)는 롤링 실험이 이루어지는 공간을 구성하기 위한 것으로서, 내부에 설정된 수위로 물이 수용되어 선박(10)이 부유된 상태로 배치되게 한다.
상술하면, 상기 수조(100)는 길이방향으로 연장되는 진수공간이 형성된 하우징 및 상기 하우징의 길이방향 일측에 선택적으로 개폐 가능하게 이루어지는 도어(미도시)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 진수공간의 일측에는 상기 수조(100)의 내부에 수용된 물의 수위를 측정하는 수위센서(미도시)가 구비되도록 하며, 상기 수위센서에 의해 측정된 수위정보는 제어부로 전달되어 수조 실험장치의 제어에 이용될 수 있게 한다.
한편, 상기 수조(100)는 선박(10)의 다양한 성능 시험을 위해 사용되는 것으로서, 동일 업종에서 일반적으로 많이 사용되는 것인 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 2 및 도 3에 따르면, 상기 프레임부(200)는 선박(10)의 롤링을 위해 필요한 각 장치가 설치되는 것으로서, 폭방향으로 연장되는 가로 프레임(210)이 상기 수조(100)에 부유된 선박(10)의 상방으로 소정거리 이격된 상태로 배치되도록 상기 수조(100)에 구비되도록 한다.
상술하면, 상기 프레임부(200)는 폭방향으로 연장되는 빔으로 이루어진 가로 프레임(210) 및 상기 가로 프레임(210)의 양 끝단에서 하방으로 돌출 연장되는 빔으로 이루어져, 돌출된 하단이 수조(100)에 고정 설치되는 세로 프레임(220)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 프레임부(200)는 소정의 강도를 갖는 빔의 폭방향 양단이 하방으로 절곡된 형태로 이루어진다.
이때, 상기 세로 프레임(220)은 수조(100)의 크기 또는 선박(10)의 크기에 따라 하우징(110)의 내부에 성치되거나 또는 하우징(110)의 외측에 설치될 수 있다.
한편, 상기 세로 프레임(220)의 하단에는 상기 세로 프레임(220)의 횡단면보다 넓은 면적을 갖는 베이스부(미도시)가 구비되어 상기 하우징(110)의 내부 바닥면 또는 하우징(110)의 외측면과 면접촉된 상태로 설치되어 상기 프레임부(200)가 안전한 상태로 설치될 수 있게 한다.
아울러, 상기 세로 프레임(220)의 하단측면과 베이스부의 사이에는 복수 개의 리브(rib, 미도시)가 형성되어 구조 강도를 더욱 향상할 수 있게 한다.
또한, 상기 세로 프레임(220)의 베이스부와 설치면의 사이에는 내식성 및 탄성을 갖는 재질(예를 들면, 고무, 실리콘 등)로 이루어진 댐퍼(미도시)가 구비되어 강제동요 시험과정에서 발생되는 진동 및 충격을 흡수할 수 있게 한다.
한편, 상기 프레임부(200)는 수조(100)에 설치되어 사용되는 것인 바, 내식성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 강제 동요부(300)는 선박(10)의 동요시험을 위한 외력을 가하기 위한 것으로서, 상기 선박(10)에 상방 또는 하방으로 외력을 가하도록 구성되며, 하단이 상기 선박(10)의 폭방향 일측과 탈부착 가능하게 체결된 상태로 상기 프레임부(200)의 상부에 설치되도록 한다.
즉, 상기 강제 동요부(300)는 상기 선박(10)의 폭방향 일측을 하방으로 가압하거나 또는 상방으로 들어올리도록 구성되는데, 이를 위해, 승하강 부재(310), 탈착 체결부(320) 및 승하강 동력부(340)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 승하강 부재(310)는 상기 선박(10)에 외력을 가하는 수단이기 때문에 강건하게 제조되는 것이 바람직한데, 예를 들면, 내부가 중공인 상태로 상하방향으로 연장된 관으로 이루어져, 상기 선박(10)의 폭방향 일측에의 상방에 배치된 상태로 구비되도록 한다.
한편, 상기 승하강 부재(310)는 상하 이동이 더욱 안정적으로 이루어지도록 하기 위해 상기 가로 프레임(210)에는 상기 승하강 부재(310)의 상하 이동을 안내하는 상하 안내부(211)가 더 구비되도록 한다.
상술하면, 상기 상하 안내부(211)는 상기 승하강 부재(310)의 외측면을 감싸는 형태로 이루어져, 상하방향으로 연장 형성되며, 상기 가로 프레임(210)에 설치 구비되도록 한다.
이에 따라 상기 승하강 부재(310)는 상하동작시, 상기 상하 안내부(211)가 승하강을 안내함에 따라 수직한 방향으로 안정적으로 이동되면서 선박(10)의 폭방향 일측의 정확한 위치에 외력을 가함에 따라 롤링 실험의 신뢰성을 향상할 수 있게 한다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 탈착 체결부(320)는 상기 승하강 부재(310)의 하단측과 선박(10)의 폭방향 일측이 서로 체결되거나 또는 체결이 해제되게 하는데, 이를 위해 탈착 집게부(321) 및 탈착 동력부를 포함하여 구성된다.
한편, 상기 탈착 집게부(321)는 하단측이 벌어지거나 오므려지는 집게로 이루어져, 상기 승하강 부재(310)의 하단측에 구비되며, 상기 선박(10)의 폭방향 일측과 선택적으로 체결되도록 한다.
상술하면, 상기 선박(10)의 폭방향 일측 상부에는 탈착 집게부(321)가 걸림 체결 가능한 고리의 형태로 이루어진 탈착 고리부(11)가 구비되고, 상기 탈착 집게부(321)는 오므린 상태에서 끝단이 서로 밀착되는 다양한 형태로 구성되는데, 바람직하게는 오므린 상태에서 상기 탈착 고리부(11)에 걸림된 상태가 되도록 하기 위해 집게의 마주보는 내측면이 서로 반대방향으로 휘어진 형태로 이루어지도록 한다.
아울러 상기 탈착 집게부(321)는 맞물린 끝단이 수직하방을 향하지 않고 경사진 폭방향 일측 또는 타측을 향하는 상태가 되도록 구성되어 탈착 집게부(321)와 탈착 고리부(11)가 서로 체결된 상태에서 선박(10)을 상방으로 끌어올리는 외력을 가하는 경우, 상대적으로 내구성이 약한 탈착 집게부(321)의 맞물린 끝단에 외력이 가해지는 것을 방지함에 따라 더욱 안정적인 고정상태를 유지할 수 있게 한다.
한편, 상기 탈착 동력부(미도시)는 상기 탈착 집게부(321)가 벌어지거나 또는 오므려지도록 동력을 공급하도록 구성된다.
이때, 상기 탈착 동력부는 상기 가로 프레임(210)의 상부에 설치되어 사용되거나, 수조(100)가 구비되는 실내의 천장에 구비되어 사용될 수 있다.
한편, 상기 탈착 동력부와 탈착 집게부(321)는 전선 등에 의해 전기적으로 연결된 상태가 되는데, 상호 구성을 연결하는 전선은 상기 승하강 부재(310)의 내부공간으로 내입된 상태로 구비되어 외부 충격에 의한 단선 등의 문제를 미연에 방지할 수 있게 한다.
상기와 같이, 상기 탈착 체결부(320)는 상기 탈착 집게부(321)와 탈착 고리부(11)의 걸림 체결에 의해 상기 선박(10)의 폭방향 일측과 체결될 수 있게 한다.
한편, 상기 승하강 동력부(340)는 상기 승하강 부재(310)를 상하방향으로 승하강 시키도록 구성된다.
상술하면, 상기 승하강 동력부(340)는 상기 승하강 부재(310)가 수직 상하방으로 이동되도록 하는데, 이는 렉과 렉기어, 리니어 모터 등 상기 승하강 부재(310)를 일방향으로 동작시키는 다양한 동력장치로 구성될 수 있으며, 동력장치의 구성은 상기 수조(100)가 설치된 장소의 환경에 따라 통상의 기술자가 적절하게 설계 변경하여 사용할 수 있으며, 이는 상기 가로 프레임(210) 또는 수조(100)가 설치된 실내의 천장 등에 설치되어 사용될 수 있다.
한편, 상기 제어부는 상기 수조(100) 실험 장치의 동작을 제어하도록 이루어지는데, 상세하게는 각종 동력장치들이 실험단계에 따라 적절한 동작을 수행할 수 있도록 제어하게 된다.
상기한 구성에 따라 본원발명에서는 상기 강제 동요부(300)는 선박(10)과 체결된 상태에서 상기 승하강 부재(310)가 상방 또는 하방으로 이동됨에 따라 상기 선박(10)의 롤링 시험을 위한 사전 준비가 이루어질 수 있게 한다.
상술하면, 선박(10)의 롤링 시험을 위해서는 선박(10)에 설정된 힘을 가하여 설정값에 따라 선박(10)이 롤링되도록 해야되는 바, 본원발명에서는 상기 선박(10)의 폭방향 일측에 외력을 가함에 따라 선박(10)이 롤링되면서 시험이 이루어질 수 있게 한다.
더욱 상세하게 설명하면, 수조(100) 내에 선박(10)이 부유되어 상기 프레임의 하부측으로 이동되면, 상기 승하강 동력부(340)는 상기 승하강 부재(310)가 하강하도록 동작되며, 이로 인해 상기 탈착 집게부(321)가 탈착 고리부(11)에 인접한 상태가 되면, 승하강 부재(310)의 이동이 정지되며, 이 상태에서 상기 탈착 동력부가 동작되면서 상기 탈착 집게부(321)가 탈착 고리부(11)와 체결되게 한다.
이후, 상기 승하강 동력부(340)는 상기 승하강 부재(310)가 상방 또는 하방으로 이동되도록 동작함에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 선박(10)의 폭방향 일측이 상방 또는 하방으로 기울어진 상태가 되면서 상기 선박(10)의 롤링시험이 준비되게 한다.
상기한 상태에서 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 탈착 동력부가 동작되면서 상기 탈착 집게부(321)와 탈착 고리부(11)의 체결이 해제되면서 상기 승하강 부재(310)가 다시 원래의 상태로 복원되게 하면, 상기 선박(10)이 전후방향 축을 기준으로 회전하면서 롤링하게 되며, 이로 인해 선박(10)의 성능시험이 이루어지게 한다.
한편, 본원발명은 상기 승하강 부재(310)의 동작에 의해 선박(10)이 기울어진 상태가 되게 하고 있는데, 상기 승하강 부재(310)의 동작에 따라 선박(10)이 요잉(yawing)하게 되면서 정확한 성능실험이 어려운 문제가 발생될 수 있는 바, 도 3에 도시된 바와 같이, 이러한 현상을 미연에 방지하기 위해 상기 강제 동요부(300)에는 상기 선박(10)의 폭방향 일측에 탈부착 가능하게 이루어지되, 상기 탈착 체결부(320)의 동작에 연동되도록 이루어져, 상기 탈착 체결부(320)를 기준으로 전후방향으로 소정거리 이격된 위치에 구비되는 보조 고정부(330)를 더 포함하도록 한다.
예를 들면, 상기 보조 고정부(330)는 승하강 부재(310)의 하단부에서 전후방향으로 연장되는 막대로 이루어진 보조부재(331), 상기 탈착 집게부(321)와 대응되는 집게로 이루어져, 상기 보조부재(331)에 고정 설치되어 상기 선박(10)의 폭방향에 구비된 보조 고리부(12)와 체결되는 보조 집게부(332) 및 상기 탈착 집게부(321)의 집게와 보조 집게부(332)의 집게가 서로 연동 동작되도록 집게 사이를 연결하는 연동부재(333)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 보조 고리부(12)는 상기 선박(10)의 폭방향 일측에서 상기 탈착 집게부(321)와 대응되는 전후위치에 구비되도록 하며, 상기 보조 집게부(332)는 상기 연동부재(333)에 의해 상기 탈착 집게부(321)가 벌어지게 되면 연동되어 벌어진 상태가 되고, 상기 탈착 집게부(321)가 오므린 상태가 되면 연동되어 오므린 상태가 되면서 상기 보조 고리부(12)와 선택적으로 체결되게 한다.
상기한 구성에 따라 상기 선박(10)은 상기 탈착 집게부(321) 및 보조 집게부(332)에 의해 고정된 상태가 되면서 상기 선박(10)에 외력이 가해지더라도 배치된 위치에서 벗어나는 현상이 미연에 방지되면서 더욱 신뢰성있는 성능실험이 가능하게 한다.
아울러, 본원발명에서는 성능실험의 신뢰성을 더욱 향상하기 위해 와이어부(400)를 더 포함하여 구성되도록 한다.
도 5 및 도 6을 참고하여 상술하면, 상기 와이어부(400)는 하단이 상기 선박(10)의 폭방향 타측과 체결된 상태로 상기 프레임부(200)에 설치되며, 상기 강제 동요부(300)의 동작에 의해 상기 선박(10)이 기울어진 상태가 되면 텐션이 변화되면서 상기 선박(10)의 폭방향 타측을 지지하도록 구성된다.
예를 들면, 상기 와이어부(400)는 텐션 조절부(410) 및 가이드 롤러(420)를 포함하여 구성된다.
상기 텐션 조절부(410)는 와이어의 권취가 가능하게 이루어지되, 와이어의 끝단이 상기 선박(10)의 폭방향 타측과 체결된 상태로 상기 선박(10)의 상방에 설치된다.
상술하면, 상기 텐션 조절부(410)는 윈치장치로 이루어져, 상기 프레임부(200)의 상부에서 상기 승하강 부재(310)에 구비되어 상기 승하강 부재(310)의 상하 이동에 연동되어 상하이동하도록 구비된다.
한편, 상기 가이드 롤러(420)는 상기 프레임부(200)의 상부에 구비되어 상기 텐션 조절부(410)에 의해 풀리거나 감기는 와이어의 동작을 안내하도록 한다.
상기한 구성에 따라 상기 와이어부(400)는 상기 승하강 부재(310)의 상하 이동에 연동되어 상기 텐션 조절부(410)가 상승 또는 하강하게 되면서 선박(10)이 폭방향으로 기울어진 상태가 되며, 이 상태에서 상기 텐션 조절부(410)가 와이어를 감거나 또는 풀면서 와이어의 텐션을 조절함에 따라 상기 선박(10)이 안정적으로 기울어진 상태를 유지할 수 있게 한다.
이때, 상기 와이어부(400)는 상기 강제 동요부(300)와 선박(10)의 고정이 해제시, 상기 텐션 조절부(410)가 와이어를 풀어내면서 와이어에 가해지는 텐션을 제거함에 따라 선박(10)의 롤링시험을 방해하지 않도록 할 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 롤러(420)는 좌우방향으로 이동 가능하게 구비되도록 하여, 상기 와이어부(400)의 텐션을 미세 조절하는 것을 물론이고, 상기 선박(10)이 보다 안정적으로 배치된 상태에서 롤링 시험이 이루어질 수 있게 한다.
상술하면, 상기 강제 동요부(300)에 의해 상기 선박(10)은 폭방향으로 기울어진 상태로 배치되고, 이러한 배치 상태에서 상기 선박(10)에는 복원력이 작용하게 되는데, 이때, 복원력에 의해 선박(10)이 폭방향으로 이동하려는 현상이 발생되면서 성능실험에 오차가 발생될 수 있다.
따라서 본원발명에서는 상기 가이드 롤러(420)가 좌우방향으로 이동되면서 폭방향으로 발생된 외력을 상쇄함에 따라 상기 선박(10)이 안정화된 상태로 구비될 수 있게 한다.
이때, 상기 가이드 롤러(420)가 좌우방향으로 이동되도록 하기 위해 상기 가로 프레임(210)의 상부에는 폭방향으로 연장되되, 상기 가이드 롤러(420)의 이동을 안내하도록 구성되는 안내레일(212)가 구비되고, 상기 가이드 롤러(420)는 상기 안내레일(212)을 따라 좌우방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 체결되어, 별도로 구비된 동력장치에 운동되도록 한다.
이러한 가이드 롤러(420)의 좌우 이동은 상기 강제 동요부(300)에서 선박(10)에 가하는 외력에 따라 결정될 수 있다.
상술하면, 상기 강제 동요부(300)의 승하강 부재(310)에는 설정된 각도로 선박(10)이 기울어지게 하는 경우, 발생되는 힘의 크기와 방향을 측정하여 제어부로 전달하는 외력측정센서(미도시)가 구비되고, 상기 제어부는 전달받은 정보를 분석하여 측정된 힘 중 폭방향으로 가해지는 힘을 도출하며, 도출된 힘을 상쇄할 수 있도록 도출된 힘과 반대방향으로 상기 가이드 롤러(420)가 이동되도록 한다.
즉, 상기 제어부는 승하강 부재에서 발생되는 횡방향(폭방향) 힘과 상기 가이드 롤러(420)가 폭방향으로 이동되면서 와이어에서 발생되는 횡방향 힘의 합력이 0이 되어 선박(10)의 횡방향으로 외력이 가해지지 않고, 순수하게 수직방향으로만 힘이 가해짐에 따라 선박의 정확한 롤링 성능 검사가 가능하게 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.
10 : 선박 11 : 탈착 고리부
12 : 보조 고리부
100 : 수조
200 : 프레임부 210 : 가로 프레임
211 : 상하 안내부 212 : 안내레일
220 : 세로 프레임
300 : 강제 동요부 310 : 승하강 부재
320 : 탈착 체결부 321 : 탈착 집게부
330 : 보조 고정부 331 : 보조부재
332 : 보조 집게부 333 : 연동부재
340 : 승하강 동력부
400 : 와이어부 410 : 텐션 조절부
420 : 가이드 롤러

Claims (10)

  1. 선박(10)의 롤링 실험을 위한 수조 실험장치에 있어서,
    내부에 설정된 수위로 물이 수용되어 선박(10)이 부유된 상태로 배치되게 하는 수조(100);
    폭방향으로 연장되는 가로 프레임(210)이 상기 수조(100)에 부유된 선박(10)의 상방으로 소정거리 이격된 상태로 배치되도록 상기 수조(100)에 구비되는 프레임부(200);
    상기 선박(10)에 상방 또는 하방으로 외력을 가하도록 구성되며, 하단이 상기 선박(10)의 폭방향 일측과 탈부착 가능하게 체결된 상태로 상기 프레임부(200)의 상부에 설치되는 강제 동요부(300); 및
    상기 수조(100) 실험 장치의 동작을 제어하는 제어부;
    를 포함하며, 상기 강제 동요부(300)가 상기 선박(10)의 폭방향 일측에 외력을 가하여 상기 선박(10)이 폭방향으로 경사진 상태로 배치된 상태에서 상기 강제 동요부(300)와 선박(10)의 체결을 해제함에 따라 선박(10)의 롤링실험이 이루어지며,
    상기 선박 롤링 수조 실험장치는,
    상기 강제 동요부(300)의 동작에 의해 상기 선박(10)이 기울어진 상태가 되면 텐션이 변화되면서 상기 선박(10)의 폭방향 타측을 지지하도록 구성되는 와이어부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 롤링 수조 실험장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임부(200)는,
    폭방향으로 연장되는 빔으로 이루어진 가로 프레임(210); 및
    상기 가로 프레임(210)의 양 끝단에서 하방으로 돌출 연장되는 빔으로 이루어져, 돌출된 하단이 수조(100)에 고정 설치되는 세로 프레임(220);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 롤링 수조 실험장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 강제 동요부(300)는,
    내부가 중공인 상태로 상하방향으로 연장된 관으로 이루어져, 상기 선박(10)의 폭방향 일측에의 상방에 배치된 상태로 구비되는 승하강 부재(310);
    상기 승하강 부재(310)의 하단측에 구비되어 승하강 부재(310)와 선박(10)의 폭방향 일측이 서로 체결되거나 또는 체결이 해제되게 하는 탈착 체결부(320); 및
    상기 승하강 부재(310)를 상하방향으로 승하강 시키도록 구성되는 승하강 동력부(320);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 롤링 수조 실험장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 탈착 체결부(320)는,
    하단측이 벌어지거나 오므려지는 집게로 이루어져, 상기 승하강 부재(310)의 하단측에 구비되며, 상기 선박(10)의 폭방향 일측과 선택적으로 체결되게 하는 탈착 집게부(321); 및
    상기 탈착 집게부(321)가 벌어지거나 또는 오므려지도록 동력을 공급하는 탈착 동력부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 롤링 수조 실험장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 선박(10)의 폭방향 일측 상부에는,
    탈착 집게부(321)가 걸림 체결 가능한 고리의 형태로 이루어진 탈착 고리부(11)가 구비되고,
    상기 탈착 집게부(321)는,
    오므린 상태에서 집게의 마주보는 내측면이 서로 반대방향으로 휘어진 형태로 구성되는 것을 특징으로 하는 선박 롤링 수조 실험장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 강제 동요부(300)는,
    상기 선박(10)의 폭방향 일측에 탈부착 가능하게 이루어지되, 상기 탈착 체결부(320)의 동작에 연동되도록 이루어져, 상기 탈착 체결부(320)를 기준으로 전후방향으로 소정거리 이격된 위치에 구비되는 보조 고정부(330)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 롤링 수조 실험장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 보조 고정부(330)는,
    승하강 부재(310)의 하단부에서 전후방향으로 연장되는 막대로 이루어진 보조부재(331);
    상기 탈착 집게부(321)와 대응되는 집게로 이루어져, 상기 보조부재(331)에 고정 설치되어 상기 선박(10)의 폭방향에 구비된 보조 고리부(12)와 체결되는 보조 집게부(332); 및
    상기 탈착 집게부(321)의 집게와 보조 집게부(332)의 집게가 서로 연동 동작되도록 집게 사이를 연결하는 연동부재(333);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 롤링 수조 실험장치.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 와이어부(400)는,
    와이어의 권취가 가능하게 이루어지되, 와이어의 끝단이 상기 선박(10)의 폭방향 타측과 체결된 상태로 상기 선박(10)의 상방에 설치되는 텐션 조절부(410); 및
    상기 프레임부(200)의 상부에 구비되어 상기 텐션 조절부(410)에 의해 풀리거나 감기는 와이어의 동작을 안내하는 가이드 롤러(420);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 선박 롤링 수조 실험장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 가이드 롤러(420)는,
    좌우방향으로 이동 가능하게 구성되고,
    상기 강제 동요부(300)의 승하강 부재(310)에는,
    설정된 각도로 선박(10)이 기울어지게 하는 경우, 발생되는 힘의 크기와 방향을 측정하여 제어부로 전달하는 외력측정센서(미도시)가 구비되고,
    상기 제어부는,
    전달받은 정보를 분석하여 측정된 힘 중 폭방향(횡방향)으로 가해지는 힘을 도출하며, 도출된 힘을 상쇄할 수 있도록 도출된 힘과 반대방향으로 상기 가이드 롤러(420)가 이동되도록 하는 것을 특징으로 하는 선박 롤링 수조 실험장치.
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