쌍동선의 워터제트 추진 모형시험

Waterjet Propulsion Model Experiment for Catamaran Ship

현재 다양한 형태의 선박에서 채용되고 있는 프로펠러에 의한 추진 방법은 선박의 속력이 고속이 되면 프로펠러 날개 상에 발생하는 캐비테이션을 피할 수 없기 때문에 이로 인하여 프로펠러의 효율이 저하 되거나 날개 자체에 손상이 발생하게 된다. 이러한 현상을 예방하고자 고속으로 항해하는 선박에서는 초월공동 프로펠러나 워터제트 등이 많이 사용되고 있다. 본고에서는 현대선박해양연구소에서 초고속선 개발의 일환으로 추진되고 있는 워터제트 추진 모형시험에 대하여 간략하게 논하고자 한다. 대상 모형선박은 길이가 5.3cm인 쌍동선으로서 내부에 워터제트를 설치하였다. 모형시험시 흔히 발생할 수 있는 오차를 최소화 하기 위하여 하나의 모터에 2개의 축을 연결하여 워터제트 내부의 임펠라를 구동하는 방식을 채용하였으며 워터제트 출구에서의 압력을 계측하여 유량으로 환산한 후 발생하는 추력을 계산하였다. 압력은 출구 주위에 pressure tab을 설치한 후 이를 비닐튜브를 사용하여 압력센서에 연결하여 계측하였다.

A screw propeller is usually accepted as a propulsor of many kinds of ships. However, for high speed vessels, screw propeller has large cavitation area on the blades so propeller efficiency is decreased and erosion can be happened. To avoid this problem, supercavitating propeller and waterjet are generally used for high speed vessels. In this paper, we introduced the self-propulsion test procedure which has been developed for high speed vessels in Hyundai Maritime Research Institute. The model ship used in experiment represents catamaran about 5.3 m in length. To minimize the experimental errors, two impellers were driven by a single motor. Thrust was calculated by converting the measured pressure to flow rates at the nozzle exit. The test procedure is composed of resistance test, self propulsion test and analysis. In order to measure the pressure, pressure tabs were installed around the nozzle exit and connected to the pressure sensor by vinyl tube.