• Title/Summary/Keyword: 조타장치

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8년여의 세월호 사고원인 규명활동 결과의 정리와 분석 (1/2)

  • 조상래
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.61 no.1
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    • pp.16-29
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    • 2024
  • 2014년 4월 18일 오전 8시 48분경 전라남도 병풍도 인근 해역에서 세월호는 전복된 후 침몰하였다. 사고 당시 이 배에는 승객 443명과 선원 및 승무원 33명 모두 476명이 타고 있었고, 이 중 미수습자 5명을 포함하여304명이 생명을 잃었다. 그 동안 공식적인 사고원인 규명활동이 꾸준히 진행되어 이 사고의 원인을 규명하기 위한 조사가 네 차례 있었다. 하지만 아직까지 사고 원인이 무엇인지 명쾌하게 밝혀지지 않고 있다. 이 글에서는 먼저 그동안 있었던 네 차례의 공식적인 세월호 사고원인 규명활동을 정리하였다. 가장 먼저 사고원인 규명활동을 전개한 해양안전심판원 특별조사부는 2014년 사고 직후부터 그해 12월까지 활동하였다. 특별조사부 최종보고서에는 화물의 과적과 평형수 적재 부족으로 인한 선박복원성 기준 미달, 타각의 대각도 조타와 장시간 유지로 인한 부적절한 조타, 화물의 부실한 고박으로 인한 화물의 이동, 수밀문의 관리 부실로 인한 조기 침수와 비상대피장소(muster station)로의 승객대피 조치 미이행을 사고의 원인으로 들고 있다. 2015년 3월부터 2016년 6월까지 활동한 4·16세월호참사 특별조사위원회(특조위)는 '4·16 세월호 참사 특별 조사위원회 청산 백서'만을 간행하고 최종보고서를 제출하지 못한 채 활동을 종료하였다. 세월호 선체조사위원회(선조위)는 2017년 4월부터 2018년 8월까지 활동하였다. 선조위는 세월호 사고원인 규명을 위한 다른 기구에 비해 위원의 구성도 균형이 있었고, 직권사건 위주의 조사방법도 적절하였다. 또한 조타기와 조타 과실 여부, 급선회 항적 및 횡경사와 핀안정기의 물리적 손상에 관한 용역을 국내 여러 기관에 발주하였다. 뿐만 아니라 다양한 해양사고 원인규명 용역에 참여한 실적이 있는 영국의 기술용역회사인 Brookes Bell에 급선회와 빠른 침몰의 원인 조사를 요청하였다. 아울러 세계에서 가장 활발히 수조실험을 수행하고 있는 상업 연구소인 네덜란드의 MARIN에 수조시험과 시뮬레이션도 의뢰하였다. 하지만 아쉽게도 선조위는 서로 다른 사고 원인을 주장하는 두 권의 종합보고서를 간행하였다. 종합보고서로 '내인설' 종합보고서[6]는 타기 솔레노이드 밸브의 고착으로 시작된 급선회를 사고의 직접 원인으로 지목하고 있다. 하지만 '열린안' 종합보고서[7]에서는 수중체와의 충돌을 직접적인 사고 원인으로 밝히고 있다. 마지막으로 가습기살균제 사건과 4·16세월호 참사 특별조사위원회(사참위)가 2019년 3월부터 2022년 9월까지 활동하였다. 사참위는 위원으로 조선해양공학과 항해학 전문가가 포함되어 있지 않아 세월호의 사고원인 규명활동을 효과적으로 수행하기에는 적절하지 못하였다. 사참위는 주로 조타장치 고장에 따른 세월호 전타 선회현상 검증, 세월호 변형 손상부의 확인 및 원인 조사와 세월호 횡경사 원인과 침수과정 분석을 직권 과제로 추진하였다. 또한 네덜란드 MARIN에 자유항주시험을 추가로 의뢰하였으며, 핀란드의 NAPA group에도 복원성 계산과 침수해석을 의뢰하였다. 사참위는 선조위의 두 가지 사고원인에 대해 '내인설'의 솔레노이드 밸브 고착은 사고원인일 가능성이 매우 낮고, '열린안'의 수중체와의 충돌 시나리오는 근거가 부족함을 확인하였다. 이상에서 정리한 바와 같이 규명활동이 진행됨에 따라 사고원인이 수렴되어야 함에도 불구하고 아직까지 원인을 시원하게 밝히지 못하고 있다. 이 글에서는 사고원인 규명활동을 수행한 네 개 기구의 구성과 활동 내용을 비교하고, 사고조사 위원회의 바람직한 구성과 위원회의 운영 방법을 제시하고 있다. 또한 Brookes Bell 보고서에 수록된 출항 당시의 흘수에 근거한 배수량과 선미 램프의 폐쇄 전후의 횡경사각으로부터 도출한 GoM도 소개하고 있다. 아울러 출항 당시의 GoM값으로 추정한 사고 당시의 GoM값도 소개하고 있고, 수중체와의 충돌 시나리오를 후보 사고 시나리오에서 제외시켜야 할 이유도 열거하고 있다. 끝으로 해양사고 원인규명 활동이 보다 과학적으로 그리고 보다 합리적으로 이루어질 수 있기 위해 그리고 우리 사회의 안전문화 제고를 위한 몇 가지의 방안을 제시하고 있다. 또한 세월호 사고로 치른, 아직도 치르고 있는 희생을 딛고 해양안전문화가 한 걸음 더 나아가기 위해서는 세월호 사고의 원인을 반드시 규명해야 한다는 말씀으로 글을 마무리하고 있다.

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A Study on the Development of Collision Avoidance System for Small-Sized Vessel Using WAVE Communication Technology (WAVE 통신기반 소형 선박 충돌회피 보조시스템 개발)

  • KIM, Mong-Ju;OH, Joo-Seok;NAM, Yong-Yun
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.26 no.1
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    • pp.8-14
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    • 2020
  • According to the statistics provided by Korean Maritime Safety Tribunal for the year 2018, the majority of marine accidents in the past four years have occurred in fishing boats and small-sized boats. Negligent behavior resulting from not looking outside and non-compliance with navigation laws are the primary reasons behind ship collisions. Although safety education and training are reinforced to prevent such accidents, they still occur frequently. Hence, technical methods are continuously being developed to reduce ship collisions caused by human cause. The objective of this study is to reduce ship collisions by employing the WAVE communication system, which has short transmitting and receiving periods that can be incorporated for high-speed small-sized vessels. In this study, the suitability of the communication range was examined, and the appropriate range and timing for avoidance motion were accordingly selected, and a control algorithm based on the same was thereby designed. Consequently normal operation of the collision avoidance system was verified by connecting and simulating the proposed WAVE communication router-controller-steering equipment.

Effects for reduction of roll motion by the control of steering gear (조타장치 제어에 의한 횡동요 감소 효과)

  • Choi, Chan-Moon;Lee, Chang-Heon;Ahn, Jang-Young;Yoshimura, Yasuo
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.47 no.1
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    • pp.37-45
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    • 2011
  • Reduction of ship's rolling is the most important performance requirement for improving the safety of the crew on board and preventing damage to cargo as well as improving the comfort of the ride. It is a common experience for mariners, to see that steering with a rudder generally induces rolling of the ship, though the original aim of the rudder is to keep the ship's heading to the required course. At the first stage, when a rudder is steered, usually a ship heels in an inward direction, due to the roll moment acting on the rudder. At the next stage in steering, the main heel may change to an outward. This coupling between rudder and roll motion has become an attractive problem from the point of view of roll stabilization using the rudder, because it is a natural in sight that if the rudder action is skillfully related to the change of roll as well as to the course deviation, the roll can be reduced to a certain degree. The main aim of this paper is to discuss the results of the actual full-scale sea trials carried out on steer gear No.1 and No.1 2, the individual quartermaster and to make clear their statistical properties, using the actual data which included measurement of roll angle, roll rate and the comparative tests were carried out immediately after each other, in order to minimize any statistical variation in sea conditions. It can be concluded that the steer gear No. 1 2 reduced the roll motion on average by about 21% in comparison with the No.1 and confirmed the some difference as per a ability of quarter-master's maneuver.

Effects of EPS Assist Torque on On-center Steering Feel Indices (EPS 어시스트 토크에 의한 온 센터 조타감 성능지수 영향도 분석)

  • Kim, Sang Sup;Kyeong, Jin Sil
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.22 no.3
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    • pp.186-193
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    • 2014
  • On-center handling feel indices are the important numerical factors that meaning performance of manuability and stability felt by drivers. They should be considered to suspension design. The major factor that affect to these indices is the shape of assist torque curve. This paper presents the variables that meaning the shape of the assist torque curve and analyze the effect of each variables. And using interaction formulas, it is proposed that the method to extract the variables that satisfy the goal indices. The result of simulation that applied assist torque curve extracted by the method demonstrate the capability of this method with error under 8%.

A Study on a Control of Hydraulic Steering Gear by Using Three-Position Solenoid Valve (3위치 솔레노이드 벨브를 이용한 유압 조타 장치의 제어에 관한 연구)

  • Shim, Sung-Hyo;Lee , Hak-Do
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.34 no.2
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    • pp.231-237
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    • 1998
  • Generally, the three position solenoid valve has veen used for the hydraulic steering gear on account of it’s low cost, simplicity in device, etc. But, there is some off-set because of dead-zone which exists in on-off valves. In this paper, we proposed a combined controller which was added an integral controller to an only on-off one in hydraulic steering gear control system used low speed three position solenoid valve. Experimental results show that the off-set is removed, and the number of valve switching is reduced considerable. The validity of proposed method comparing with an only on-off control was proved by the response experiments.

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Development of Auditory Icon in Ship Bridge Alarm Management System (선교알람관리시스템의 청각아이콘 개발을 위한 연구)

  • Oh, Seung-Bin;Jang, Jun-Hyuk;Kim, Hong-Tae
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2012.10a
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    • pp.5-7
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    • 2012
  • 선교에는 항해사에게 정보를 전달하기 위하여 다양한 신호가 존재한다. 항해 및 통신 장비로부터 나오는 음향 신호 등 다양한 청각 신호들이 존재하지만 이러한 청각 신호, 청각 경고음에 대한 인간의 인지능력에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 청각 경고음은 크게 음성(speech), 함축적 소리(abstract sound), 청각 아이콘(auditory icon)으로 구분 할 수 있다. 본 연구에서는 청각 경고음 중 청각아이콘을 활용하여 5가지의 경보상황(엔진, 화재, 조타, 전기, 충돌)에서 청각아이콘에 대한 감성평가를 통해 각 상황에 적합한 청각아이콘을 선별하였다. 본 연구 결과는 선교 내 청각표시장치와 통합선교알람관리시스템을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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A Study on the Development of Hall Effect Sensor for Hydraulic Locking Alarm in Ship's Steering Gear (선박용조타기의 Hydraulic Locking Alarm용 Hall Effect Sensor 개발에 관한 연구)

  • Lee, Jung-Min;Chung, Won-Jee;Lim, Dong-Jae;Choi, Kyung-Shin
    • Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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    • v.18 no.1
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    • pp.116-121
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    • 2019
  • The LVDT (Linear Variable Displacement Transducer) type sensor used for the existing ship's steering gear is simple on / off that does not perform proportional control operation to the control & unloading device. When the main spool is located at both extremes, It is reflected in the price by using an expensive sensor for import. In this paper, the Hall Effect Sensor is applied to Hydraulic Locking Alarm to analyze classification rules, structure, characteristics and operation principle of valves, and research on localization development in terms of cost reduction. The comparative analysis of the existing prototypes and the cause analysis of the problems were carried out, and the structural analysis showed satisfactory results within the allowable stress range. In addition, it was verified through experiments that the actual operation is realized by applying the actual developed product, and it was confirmed that the load on the maximum value exceeds the allowable maximum load even in the case of the universal tensile test in preparation for the departure of the rod casing.

A Study on Optimized Rudder Design by Comparison and Analysis of Design Process of Rudder Device. (대형 조선소 타 장치 설계 프로세서 비교 및 분석에 의한 표준 타 장치 설계 프로세서 제안)

  • Kim, Sang-Hyun;Kim, Hyun-Jun;Jun, Hee-Chul;Yoon, Seung-Bae
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.47 no.1
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    • pp.99-111
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    • 2010
  • Recently, a very large vessel's maneuvering performance, rudder performance and rudder design's importance is considered to be an important subject. There have been few studies on the design process of rudder device before. The aim of this paper is to investigate a design process of rudder device and to propose a generalized design process of rudder device. Firstly, we investigated the rudder device design process of Korean major shipyards. And the differences of a torque calculation method, rudder section design, maneuvering performance examination method, etc were analyzed theoretically. Secondly, the design process of rudder device was divided into concept design, initial design and detail design. In concept design, a rudder area was estimated and its validity was examined. In initial design, rudder profile and design method has been selected through rudder form determination process. And principal dimension and steering gear capacity were determined. Maneuvering performance was also examined by simulation tool. In detail design, design criteria considered in rudder initial design has been investigated thoroughly. Also a rudder torque, rudder cavitation performance and rudder structure analysis were estimated. And maneuvering performance was also examined by model test. Finally, based on the results of investigation, the design process of rudder device was generalized and proposed.

Failure Detection Filter for the Sensor and Actuator Failure in the Auto-Pilot System (Auto-Pilot 시스템의 센서 및 actuator 고장진단을 위한 Failure Detection Filter)

  • Sang-Hyun Suh
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.30 no.4
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    • pp.8-16
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    • 1993
  • Auto-Pilot System uses heading angle information via the position sensor and the rudder device to control the ship direction. Most of the control logics are composed of the state estimation and control algorithms assuming that the measurement device and the actuator have no fault except the measurement noise. But such asumptions could bring the danger in real situation. For example, if the heading angle measuring device is out of order the control action based on those false position information could bring serious safety problem. In this study, the control system including improved method for processing the position information is applied to the Auto-Pilot System. To show the difference between general state estimator and F.D.F., BJDFs for the sensor and the actuator failure detection are designed and the performance are tested. And it is shown that bias error in sensor could be detected by state-augmented estimator. So the residual confined in the 2-dim in the presence of the sensor failure could be unidirectional in output space and bias sensor error is much easier to be detected.

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Effect of Propeller Eccentric Thrust Change on Propusion Shafting System (프로펠러 편심추력변동이 축계안정성에 미치는 영향 연구)

  • Lee, Ji-woong;Lee, Jae-ung
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.27 no.7
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    • pp.1082-1087
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    • 2021
  • The propeller shaft has different pattern of behaviors at each static, dynamic, and transient condition to a ship shaft system due to the effects of propeller weight and eccentric thrust, which increases the potential risk of bearing failure by causing local load variations. To prevent this, the various research of the shafting system has been conducted with the emphasis on optimizing the relative slope and oil film retention between propeller shaft and stern tube bearing at quasi-static condition, mainly with respect to the Rules for the Classification of Steel Ships. However, to guarantee a stability of the shafting system, it is necessary to consider the dynamic condition including the transient state due to the sudden change in the stern wakefield during rudder turn. In this context, this study cross-validated the ef ect of propeller shaft behavior on the stern tube bearing during port turn operation, which is a typical transient condition, by using the strain gauge method and displacement sensor for 50,000 DWT medium class tanker. And it was confirmed that the propeller eccentric thrust change showing relief the load of the stern tube bearing.