KR20080107757A - 실해상 모형시험 방법 - Google Patents

Abstract

모형시험이란 실제로 선박을 제작하기 전에 크기를 줄인 모형선박을 이용하여 선형에 대한 성능을 검증하는 것으로, 종래의 모형시험은 회류수조나 예인 수조, 해양수조에서 수행 되어 져 왔다. 하지만 기존의 설비에서는 저속이고 길이가 긴 선박을 위해 제작되었기에 고속 활주형 선박은 그 성능을 검증할 수가 없었다. 이에 고속으로 달리는 선박의 성능 검증을 위해 해상에서 실제 선박이 예인하면서 그 성능을 측정하는 방법을 제안 하고자 한다. 이 방법을 이용하면 기존 설비에서 할 수 없는 고속의 선박을 아무런 제약 없이 모형시험을 수행할 수 있는 장점을 가지고 있다.

모형시험, 실해상모형시험, 저항측정, 선박운동

Description

실해상 모형시험 방법{Sea Model test}

도 1은 본 발명의 구성에 따른 평면도

도 2는 본 발명의 구성에 따른 측면도

도 3은 본 발명의 계측장비 구성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 예인선박 150: 모형선

200,201,220: 거치대 300,301,350: 거치대 고정조인트

410,411,412: 저항 계측기 420: 6자운동 계측기

430: 이탈 방지고정 줄

본 방법은 모형시험에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래의 모형시험 설비에서 수행할 수 없는 고속 선박의 성능 검증을 위해 모형시험을 해상에서 직접 수행하는 방법으로 시험 설비에서의 어떠한 제약 없이 모형시험을 수행할 수 있는 방법이다.

기존 모형시험은 회류수조와 예인수조, 해양수조에서 시험을 수행하고 있지만 이러 한 설비에서의 시험은 저속이거나, 크기가 큰 선박을 작게 축소하여 대응하는 속도로만 수행되어지고 있다.

실제 선박을 건조하기 전에 대상 선박의 성능 검증을 위해 모양은 같고 단지 크기만 줄인 모형선을 제작하여 모형시험을 수행하고 있다.

‘실제 선박의 길이/모형선의 길이’를 λ(란다) 라고 하며, 실선에 대한 모형선의 속도는 ‘실선의속도 = 모형선의 속도× ’의 관계에 의해서 모형선의 속도를 결정한다.

일단 예인수조와 해양수조의 경우 예인 전차에 모형선을 달아 예인전차가 실선에 대응하는 모형선의 속도로 달려 모형선에 걸리는 저항을 계측하는 방법이며, 회류수조는 반대로 모형선은 고정되어 있고 물이 회전하여 그에 따른 저항을 측정하는 방법이다.

이 방법들은 예인전차의 속도와 계측 구간의 제약, 회류 수조는 회전하는 물의속도를 고속으로 회전 시킬 수 없는 제약이 따른다. 이러한 이유 때문에 기존의 모형시험 설비에서는 고속 선박에 대한 모형시험을 할 수 없다.

또한 기존의 설비를 제작 건설하기에는 많은 초기 비용이 들어가며, 설치된 설비들을 유지하기에도 많은 비용이 소요된다.

현제 선박은 고속화 되어가는 시점에 기존의 설비에서는 고속영역의 모형시험은 수행하기 어렵기 때문에 실 해상모형시험을 통하여 속도나 모형선의 크기의 제약 없 이 모형시험을 수행 할 수 있는 방법을 정립 및 적용하는데 있다.

모형시험은 실선의 길이를 모형선의 길이로 나누어서 일정한 스케일을 갖는 모형선을 제작하여 그 스케일에 대응되는 속도로 모형선을 끌어 모형선에 걸리는 저항(무게)을 이용하여 실선의 저항을 추정하는 방법으로 고속선의 경우 스케일비가 작기 때문에 상대적으로 빠른 유속이 필요하다. 때문에 회류수조나 예인수조에서는 상대적으로 빠른 속력을 낼 수 없기에 해상에서 실제 선박을 이용하여 충분한 속력으로 모형시험을 수행 하고자 한다.

실제 선박을 이용하여 모형시험을 수행할 경우 예인선이 모형선을 예인할 때 선수에서 발생하는 선수파의 간섭으로 인하여 모형시험의 어려움이 발생할 수 있으나 선수파의 발생하는 지점보다 더 앞쪽으로 모형선이 위치하도록 고정 지그를 이동시켜 장작 할 수 있어 어떤 형태의 예인선에서도 시험이 가능하다.

상기의 목적을 달성하기 위해서는 모형선을 예인할 실제 선박; 모형선 위치를 고정시키는 가변 거치대; 선속을 측정하는 GPS수신기; 모형선의 저항을 측정하는 측정 장비를 포함하는 구성으로 이루어져 있다.

예인속도는 실선과 대응속하는 속도로 예인을 하며, 예인속도는 GPS를 통하여 측정한다.

예인선이 측정하고자 하는 속도로 예인을 하면 위치를 조정할 수 있는 거치대에 고정되어 있는 저항센서로 부터 모형선에 걸리는 저항을 전기적 신호로 발생시키며, 이 신호는 증폭기와 변환기를 통하여 무게단위로 환산되어 컴퓨터에 나타나며, 이 정보들을 이용하여 실선의 성능을 추정할 수 있게 된다.

이하 첨부된 도면에 의해 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.

도 1, 도 2 및 도 3 에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 구성은 예인선(100), 모형선(150), 저항측정 장비(410,411,412,420)로 구분 된다.

예인선(100)에 거치대(200,201)를 선수파가 영향을 주지 않는 간격까지 수평거치대 고정조인트(300,301)를 조정하여 고정시킨다.

또한 수직 거치대(220)와 저항측정기 고정 장치(350)도 조정하여 예인 위치를 고정시킨다.

저항측정기를 저항측정기 고정 장치와 모형선에 설치 및 이탈방지 고정선(430)을 설치 후 고정한다.

상기와 같은 구성을 통해서 실 해상 시험을 수행하며, 추가적으로 모형선의 주행에 따른 운동을 알고자 하면 6자유도 운동 계측기(420)를 설치하여 함께 사용한다.

본 방법에 의하면, 기존 모형시험 설에 에서는 측정 할 수 없는 고속선박의 성능을 어떠한 제약조건 없이 수행가능하다.

예를 들면 기존 회류수조나 예인수조의 설비의 한계였던 고속선박의 성능검증을 수행하는데 있어 모형선의 크기와 속도의 제약 없이 시험을 수행 할 수 있으며, 설비를 구축할 때 기존 모형시험 설비보다 저렴한 비용으로 제작 및 유지 보수가 가능 하다. 또한 특정 장소에서만 수행되어졌던 모형시험을 예인석박이 충분히 속력을 가속할 수 있는 장소라면 어디든지 시험을 수행할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 실제 선박을 이용하여 고속의 경우에 대한 모형시험을 수행하는 모형시험 방법;

   상기방법은 기존의 선박 모형시험으로 수행이 어려웠던 선박 운동성능 측정 및 고속 선박에 대하여 저항 시험을 제약 없이 수행가능한 것을 특징으로 하는 모형시험 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기방법은 실제선박에 모형선 예인장치인 프래임을 이용하여 선박에 거치하는 거치대;

   상기 거치대는 실제 선박이 선수부에 설치되며, 모형선을 견인하여 실제 모형선이 움직이는 역할을 하게 해주는 구조물;

   상기 구조물에 모형선과 측정장비인 저항센서·운동성능 측정장치와 예인줄 및 전기적 신호를 전송해주는 전선으로 구성된 계측장치;

   상기 계측기를 통해 받은 전기적 시호를 받아 구하고자 하는 단위로 변환해주는 변환장치; 및

   상기 변환장치의 정보들을 저장하기 위해 구성된 저장 장치들로 구성되는 것을 특징으로 하는 실 해상 모형시험 장치.

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