• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.132-145
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• 1991

캐비테이션 터널내에서 프로펠러 축 주위의 난류유동 특성을 레이저 유속계(LDV)를 이용하여 측정하였다. 우선 캐비테이션 터널의 시험부에서 유동의 균일도 및 난류유동 특성을 조사하였으며, 다음은 프로펠러 축 주위의 난류유동 장을 축 주위의 난류경계층 및 후류에서 조사하였다 프로펠러 축주위의 경계층 유동 내에서는 일반적인 축 대칭 난류경계층 유동장의 특성이 잘 나타난 반면, 축 후류의 반류유동장에서는 복잡한 유동장이 발견되었다.

• 선박안전기술공단연구보고서
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• 통권1호
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• pp.1-146
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• 2007

본 연구의 목적은 STS 304 프로펠러축의 육성가공 및 STS 630 프로펠러축의 열 가공에 따른 강도 및 내식성 등의 재질특성변화 등을 조사 분석하여 선박기관기준 제8조 제2항에서 규정하고 있는 ‘용접수리 불가’에 대한 근거자료 제시(동조동항의 단서조항에 대해서는 일반적으로 알려진 스테인리스강의 용접에 대한 적정방법 이외에 연구결과를 바탕으로 적정 기준을 제시할 수 있는지에 대한 부분도 동시에 검토 하고자 함)는 물론, 선박기관기준 제65조 제1호(총 톤수 20톤 이상의 경우는 제59조 제1항 적용)에서 규정하고 있는 석출경화계 스테인리스강의 제1종축으로써의 인정 여부에 대한 유효성을 제시하여 프로펠러축의 가공(육성․열)과정에 필요한 기본 방향을 제시하고자 함. 따라서 본 연구에서는 STS 304, STS 630 프로펠러축의 가공에 따른 결과를 바탕 으로 위에서 언급한 사항들에 대한 근거자료 확보 및 프로펠러축의 가공에 따른 방향을 제시하기 위한 일환으로 ‘스테인리스강 프로펠러축의 가공에 따른 재질 특성에 관한 연구’를 실시함으로써 프로펠러축 검사와 관련한 평가 기준 정립의 근본적인 지침 자료를제시하고자 함. 또한 본 연구과제는 스테인리스강 프로펠러축에 대한 가공(육성․열) 특성을 살펴 봄으로써 기존에 이미 발표된 판 형태의 스테인리스강 용접에 대한 연구와는 다소 구별되는 과제일 뿐만 아니라 단순한 스테인리스강의 용접특징을 나타낸 실험들과는 다르게 스테인리스강 프로펠러축에 대한 특징들을 분석하고 평가함으로써 현장중심의 연구가 될 수 있도록 하였음. 이번 연구의 결과는 일반적으로 알려진 스테인리스강의 용접관련 특성들을 통해어느 정도의 결과 추정은 가능하나 앞에서 언급한 기준들에 대한 구체적인 근거자료를 확보하여 필요시 적절하게 활용할 수 있는 자료가 될 수 있도록 하고자 하였음.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.50-59
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• 1997

선박의 시운전 수행 이전에 엔진 및 프로펠러의 작동상태를 체크하기 위하여 때때로 안벽계류 중에서 주기 및 발전기의 성능시험을 수행하는 데, 이때 주기관을 100% 작동시키는 것은 계류용 로프 및 안벽 비트의 강도 문제등의 여러가지 위험 부담을 갖게 된다. 본 연구는 이러한 시험에 대한 안전성 검토를 위해 필요한 프로펠러의 추력의 추정을 목적으로 하고 있다. 대상선은 최근에 건조한 대형 컨테이너선이며, 실선시험은 안벽계류 상태에서 수행되었기 때문에 프로펠러는 수면위로 노출되어 있는 상태에서 작동되었다. 이러한 낮은 프로펠러 축 몰수 수심에서 작동하는 안벽계류 상태에서의 프로펠러의 특성을 조사하기 위해 모형시험을 수행하였으며, 이들 시험결과로부터 안벽계류 시험중의 프로펠러의 추력에 관한 약산식이 도출되었다. 그 결과 프로펠러의 특성은 축 수심에 따라 크게 달라지는 것을 알 수 있으며, 특히 축 수심이 작아 프로펠러가 수면위에 노출되어 있는 경우에는, 같은 축 수성에서도 프로펠러 회전수에 지배되는 특성이 파악되었다. 한편 심수 중에서 작동하는 프로펠러에 대해서도 추력에 대한 추정식을 도출하여 실선 시험 담당자가 사용하기 쉽게 하였으며, bollard pull에서의 FPSO(Floating Production Storage and Offloading tanker based system) 의 프로펠러의 추력 계측값과 비교 검토 하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권3호
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• pp.291-294
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• 2011

프로펠러와 프로펠러축이 슬립(Slip)되는 사고가 발생하면 추진력 상실로 인한 안전과 경제적면에서 막대한 문제가 할 수 있다. 본 연구에서는 대형선박에서 슬립사고(Slip damage) 발생 원인을 사고 선박 승선원 면담, 신조선의 도면검토, 보험사 조사관 사고 보고서 등을 통해 조사하였다. 추가로 프로펠러의 재질에 대한 충격강도를 확인하기 위하여 압축시험을 실시하였다. 본 연구 결과는 키가 없는(Keyless type) 프로펠러의 접촉강도 설계 기준에 적용 할 수 있고, 나아가 프로펠러보스와 축이 슬립하는 사고를 방지하는데 유용한 자료를 제공 할 것으로 판단된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.48-55
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• 2001

본 논문에서는 선박 추진축계의 중간 축과 프로펠러 축 직경 변경시에 추진축계 고유진동특성을 효율적으로 산정하고, 선박 주기관 연속운항 금지구간 설정에 영향을 미치는 비틂공진점의 최적 설계를 도모할 수 있는 추진축계 종 비틂 연성 고유진동 감도해석방법을 제시하였다. 제시된 방법의 타당성과 효율성은 2척의 실선 추진축계을 대상으로 중간 축 프로펠러 축 직경에 대한 고유진동수 감도해석을 수행하여 검토하였다. 아울러, 선급 규정을 충족시키는 범위 안에서 중간축 및 프로펠러 축의 인장강도와 축경을 변화할 경우의 종 비틂 연성 고유진동수 변화량을 고찰하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권3호
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• pp.30-44
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• 2021

동축 반전 프로펠러는 기존의 단일 프로펠러와 달리 추가적인 설계 변수의 증가로 인해 실험적 성능평가에 비용과 시간 측면에서 여러 제약이 따른다. 또한 상/하단 프로펠러 사이의 상호 간섭으로 인하여 수치 해석에 있어서도 많은 시간과 자원이 요구된다. 본 연구에서는 시간 효율적인 수치해석기법인 actuator 기법을 활용하여 제자리 비행하는 동축 반전 프로펠러의 공력 성능에 관한 수치적 연구를 수행하였다. 상용 CFD 코드인 ANSYS Fluent 결과와 비교하여 해석기법의 정확성을 검증하였다. 해석 변수로는 동축 반전 프로펠러의 축 간극과 회전속도를 선정하였으며, 다양한 조건에서 동축 반전 프로펠러의 공력 성능을 획득하였다. 획득한 공력 성능을 바탕으로 단일 프로펠러와 동축 반전 프로펠러의 제자리 비행 효율 계수를 획득하고, 단일 프로펠러의 성능으로 동축 반전 프로펠러의 성능을 예측할 수 있는 예측 인자를 도출하여 actuator 기법의 활용성을 평가하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권4호
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• pp.412-418
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• 2020

선박 축계를 구성하는 프로펠러축은 엔진출력, 프로펠러 하중 및 편심추력의 영향으로 인해 거동의 양상이 달라져 선미관 후부베어링의 국부하중 변화를 일으킴으로써 선미관 베어링 손상의 위험을 증가시킨다. 이를 방지하기 위해 수행된 추진축계 정렬연구는 선급강선규칙을 중심으로 주로 축과 지지베어링간의 상대적 경사각과 유막유지를 최적화 하는데 중점을 두어 진행 되어왔다. 그러나 보다 상세한 평가를 통한 추진축계의 안정성 확보를 위해서는 전타와 같은 급격한 선미유동장 변화에 기인한 과도상태를 포함한 동적상태의 고려가 필요하다. 이러한 관점에서, 본 연구는 50,000 DWT 선박을 대상으로 스트레인 게이지법을 이용하여 밸러스트 흘수 상태에서 정격회전수로 운전 중 대표적 동적 과도상태인 우현 전타상태에서의 프로펠러 축 거동이 추진축계에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 변동된 프로펠러 편심추력은 프로펠러축을 일시적으로 강하게 내려 누르는 힘으로 작용하여 선미관 베어링의 국부하중을 증가시켜 축계 안정성에 부정적 영향을 미침을 증명하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권4호
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• pp.482-488
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• 2018

선박 축계는 프로펠러 하중의 영향으로 선미관 후부베어링의 국부하중 증가가 현저히 나타나 축계 선미관 베어링 손상의 위험이 증대된다. 이를 방지하기 위해 수행된 추진축계 정렬연구는 주로 준정적 상태(quasi-static condition)에서 축과 지지베어링간의 상대적 경사각을 감소시키는데 중점을 두어 진행되어 왔다. 그러나 보다 상세한 평가를 위해서는 동적상태를 추가로 고려하는 것이 필요하다. 4,700 DWT 선박을 대상으로 NCR로 운전중 급속으로 우현 전타할 때 추진축계가 받는 영향에 대해 연구하였다. 연구결과 선미 유동장 변화에 의해 프로펠러 편심추력이 과도 상태가 되어 프로펠러에 불평형 진동이 유발되는 것을 확인하였다. 우현 전타시의 프로펠러 편심추력은 NCR 조건대비 축을 선미관 베어링으로부터 들어 올리는 힘으로 작용하여 선미관 베어링 하중완화에 기여하고 있음을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.1082-1087
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• 2021

프로펠러축은 프로펠러 하중 및 편심추력의 영향으로 인해 정적, 동적, 과도상태 각각 거동의 패턴이 달라져 선미관 후부베어링의 국부하중 변화를 일으킴으로써 선박 축계의 안정성에 큰 영향을 미치며, 결과적으로 축 지지 베어링의 손상위험을 증가시킨다. 이를 방지하기 위한 일련의 축계정렬연구는 선급강선규칙과 조선소 지침을 기반으로 준정적 상태에서 축과 선미관 베어링간의 상대적 경사각과 유막유지, 선체변형에 따른 영향평가를 최적화 하는데 중점을 두어 진행 되어왔다. 그러나 보다 진일보한 형태의 추진축계의 안정성을 보장하기 위해서는 조타장치의 전타시 발생하는 급격한 선미유동장 변화와 같은 과도동적상태변화 조건에서의 상세 연구가 필요하다. 이러한 관점 하에 본 연구에서는 50,000 DWT 중형 유조선을 대상으로 스트레인 게이지법과 변위센서을 이용하여 선박운전 중 대표적 과도상태인 좌현 전타시의 프로펠러 축 거동이 선미관 베어링에 미치는 영향을 교차검증한 결과, 프로펠러 편심추력변동이 선미관 베어링의 하중을 일시적으로 저감시켜 베어링 하중을 완화시키는 것을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권1호
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• pp.135-140
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• 2022

대부분의 기계는 여러 종류의 금속으로 구성된다. 특히 선박의 축계는 프로펠러 날개의 황동과 스테인리스로 된 축으로 이루어져 있다. 이 이종금속이 바닷물의 전해액에 들어가면 볼타 전지를 이루고, 기전력이 발생된다. 이 기전력은 축계를 받치고 있는 베어링과 축을 전기부식 시키는 원인이 된다. 선박에서는 이 부식을 막기 위해 선박에서는 축 접지 시스템을 설치하여 운용하고 있다. 본 연구는 가변피치 프로펠러의 축기전력을 측정하기 위하여 추진축의 전압과 주기관의 회전수를 동시에 측정하였다. 측정장치는 내셔널인스트루먼트사의 24bit A/D컨버터를 사용하여 측정하였고, 프로그램은 LabVIEW를 사용하였다. 주기관의 회전수와 축기전력의 발생, 블레이드 각도에 따른 기전력과, 배의 항해 방향에 따른 축기전력을 측정하고 분석하였다.