본 논문에서는 조종이 미숙한 일반인을 위한 모의운전장치로서 보트 운항능력 확보를 위한 레저보트 시뮬레이터 개념설계에 관한 연구를 수행하였다. 레저보트 조종시뮬레이터 요구조건을 도출하기 위하여 국내 외 해양레저산업의 현황을 분석하고 레저보트와 관련된 사고유형과 국내 해양레저관련 제도와 법규에 대하여 분석하였다. 레저보트 보유현황을 기반으로 20 ft 및 40 ft급 파워보트를 개발대상 선박으로 선정하였으며, 실제 레저보트의 운항환경과 동일한 환경을 구현하여 훈련의 집중도와 현실감을 최대화 할 수 있도록 레저보트 시뮬레이터를 설계하였다. 특히, 레저보트의 운항특성 및 운동특성을 보다 정확히 구현하기 위하여 선박의 형상특성과 해상상태가 반영된 파워보트의 6자유도 운동 수학모형을 개발하여서, 파도 바람 조류 등 외란 중 운동을 재현하는 조종자용 6자유도 모션플랫폼을 적용하여 훈련의 현실감을 극대화 할 수 있도록 레저보트 시뮬레이터를 설계하였다. 조종면허, 조종숙련도 향상을 위하여 국내 조종면허제도와 수상레저안전법, 해상교통안전법 등을 분석하여 교육 시나리오를 설계하였다.
RIB(Rigid Inflatable Boat)형 보트는 선체, 팽차식 선측튜브를 적용한 고속 다목적보트로 뛰어난 내항성능과 높은 안전성으로 해외 선진국에서는 해양레저 활동에 적합한 신개념 고부가가치 보트로 각광받고 있으나 국내에는 레저용 RIB 보트의 제작 및 개술개발 실적이 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 고속이면서도 안정성 및 편의성을 고려한 레저용 RIB의 최적선형 설계 및 공간배치 연구, 하이파론 선측튜브 설계, 조선학적 제계산을 통한 주요성능 검토 등을 통하여 최근 급증하고 있는 해양레저 수요에 대응한 6m급 RIB형 레저보트를 개발하고자 하였다.
폰툰형 레저보트는 쌍동식 또는 삼동선식의 안전성이 확보된 선체와, 다양한 기능을 만족할 수 있는 상부구조로 구성, 건조비 뿐만 아니라 레저 접근성이 용이한 보트로서, 해양레저 선진국에서는 내수면뿐만 아니라 해수면에서도 함께 즐길 수 있는 가족형 레저보트로 인식되어 최근 보급이 확대되고 있는 추세이다. 그러나 폰툰형 레저보트는 최적의 공간활용을 위해 사각모양의 갑판형태로 인해 유체의 저항에 취약한 단점이 있다. 이로 인해 선저형상, 추진시스템 및 조향운전장치 뿐만아니라 선수선저부의 슬래밍 충격에 대비한 구조강도 등 체계적인 연구를 통한 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 2가구 4인 가족단위로 함께 즐길 수 있는 안전성이 높고, 낚시, 스쿠버 둥을 위한 편의시설이 확보한 선형 최적형상 연구 및 구조강조 해석을 통한 9인승 규모의 폰툰형 레저보트를 개발하고자 한다.
해양레저의 기본적인 장비인 모터보트는 대부분 수입된 모터보트에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 해양레저 및 모터보트 수요 확대에 대비하여 저가이면서 안전한 국산 모터보트를 개발하는 것이 요구된다. 그러나 해양레저용 모터보트의 국내 개발은 전무하다. 본 연구에서는 해양레저용 보급형 모처보트의 개발의 전 단계로써 모터보트의 개념 설계에 관하여 고찰하였다. 본 연구에서는 먼저 국내 레저선박 보유 현황 및 수요 예측에 대하여 간단히 고찰한다 또한 해외의 해양레지용 모터보트에 대한 벤치마킹을 수행한다. 그리고 해외 레저용 모터보트의 벤치마킹 결과에 기초한 보급형 모터보트의 요구 성능, 기본 제원의 범위, 필요 설비 등에 대하여 고찰한다. 마지막으로 보급형 모터보트의 선형석계 사례를 제시한다.
해양레저 활동의 범위가 점차 원거리 항해로 확대되면서 거주가 가능한 크루즈보트가 각광받고 있다. 해양레저산업 선진국인 유럽, 북미의 경우 미려한 디자인, 인간공학적 구조 그리고 경량선체 소재 채택을 통한 연료효율 향상 등 크루즈보트의 설계와 제작에 있어 이미 경쟁력을 확보하고 있다. 반면, 국내의 경우 소형 레저보트 중심의 개발, 건조가 이뤄지고 있으며, 선체소재 또한 유리섬유강화복합소재가 대부분을 차지하고 있다. 본 연구에서는 원양항해가 가능한 50피트급 탄소섬유강화복합재료(CFRP) 선체 크루즈보트의 선형에 대한 연구를 수행하였다. CFRP 선체 레저보트의 선형특성을 분석하여 설계선의 선형을 제안하였으며, 조선공학적 검토를 통해 그 특성을 분석하였다.
본 연구는 레저보트의 디자인과정에서 디자이너가 보트 제작자 혹은 엔지니어와 정보교환이나 협력을 통해 창의적인 디자인 안을 산출할 수 있는 디자인프로세스와 디자인방법을 제시하는 것이 목적이다. 연구내용으로는 제품디자인 및 환경디자인에서 널리 사용되는 서비스디자인을 바탕으로 한 디자인프로세스를 제안하고 이 과정에서 엔지니어와 정보교환과 협력이 자연스러우면서 체계적으로 이루어질 수 있는 단계별 디자인방법을 제안한다. 다음으로 이 디자인방법을 레저보트의 하나인 하이드로포일보트의 디자인에 직접 적용하여 최종 디자인 안을 산출하고 이 디자인에 참가한 엔지니어가 직접 경험한 디자인방법을 평가하며 그 후에 최종 디자인 안과 디자인방법에 대해 전문가 평가를 실시한다.
본 연구에서는 최근 증가하는 해양레저 수요 및 관심에 따른 대응을 위하여 고속레저 선박을 개발하고 이에 따른 국내 레저선박 건조기술 축적 및 경쟁력 향상을 목적으로 하였다. 따라서 선형 및 도면 개발도 중요하지만 이러한 내용들을 수요자들에게 홍보할 수 있는 정보변환알림시스템 및 홍보영상 매뉴얼도 함께 개발하였다. 따라서 연구 결과물을 통해 수요자 의견을 보다 쉽고 정확하게 반영하여 보트의 제품화를 하도록 하고 이를 통해 경쟁력을 높일 수 있도록 하였다.
CE RCD(Recreational Craft Directive, 2003/44/EC)는 24미터 미만의 레저선박을 포함하는 수상레저기구에 대한 설계, 생산 그리고 그 품질에 대한 규격을 정의하고 있는 EU 지침(European Directive)으로써, 유럽공동체는 물론이고 이를 인정하는 국가에 레저선박을 수출, 유통하기 위해서는 반드시 획득해야하는 인증규격이다. 국내의 경우 등록 및 검사에 있어 비교적 간소한 절차를 필요로 하는 소형 파워요트를 중심으로 레저선박 개발이 이루어져 왔으며, 이러한 국제인증에 기반한 설계, 생산기술에 대한 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 CE RCD의 평가 모듈과 절차를 분석하고 이를 레저보트 개발에 효과적으로 적용하기 위한 방안을 연구하였으며, 50피트급 레저보트 설계 사례연구를 통해 그 효용성을 보였다.
본 연구는 국내 보급을 위한 해양레저용 모터보트 개발을 목표로 하여 모터보트 개발 전과정에 대한 기반기술을 구축하고자 한다. 이번 호에서는 해양레저에 대한 국내외현황 및 보급을 위한 국내 선호도 조사결과, 개발선의 주요제원의 선정, 선형설계, 모형시험 및 특허출원에 대한 부분에 대해 기술하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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