선박의 6가지 움직임 왕복 운동과 회전 운동

 선박은 항해를 할 때 바람과 파도뿐만 아니라 다른 외력들의 영향을 많이 받습니다. 여러 가지 외력과 응력들을 견딜 수 있는 선박을 만들어야 됩니다. 선박에 예상되는 힘을 예상하고 그 힘에 대응하는 선박의 구조를 모두 이해하고 적용하는 것은 쉽지 않습니다. 하지만 항해사로서 적어도 선박에 어떤 현상이 일어나는지에 대한 이해는 필요하다고 봅니다. 선박의 움직임을 이해하기 위해서 중고등학생 시절 배운 좌표에 대해 다시 생각해보겠습니다. 가로축과 세로축으로 표현되었던 X와 Y축이 있습니다. 그리고 3차원의 공간을 표현하기 위해서 수직방향인 Z축도 있습니다. 선박에서도 X축, Y축, Z축이 그대로 적용이 됩니다. 선박의 6가지 움직임을 이해하기 위해서 아래에 파란색으로 강조해 둔 부분을 기억해 주시기 바랍니다.

1. X축은 선수에서 선미 쪽으로 뻗은 길이 방향의 축이 되겠습니다. 

2. Y축은 선박의 횡방향으로 뻗은 축이 되겠습니다.

3. Z축은 선박의 깊이 방향으로 뻗은 축이 되겠습니다. 

Image downloaded from ScienceDirect.com

 위의 그림을 참고하여 세 방향의 축을 잘 기억해주시기 바랍니다. 축을 기점으로 하여 움직이게 됩니다. 한 가지 종류의 움직임이 있는 경우도 있고, 다방향으로 동시 다발적으로 일어나는 경우도 있습니다. 선박의 움직임은 6가지로 정의를 내릴 수 있습니다. 그리고 축을 중심으로 앞뒤로 왔다 갔다 하는 운동인 왕복 운동과 축을 중심으로 회전을 하는 회전 운동으로 구분할 수 있습니다. 

1. 왕복 운동에 대한 이해

  왕복 운동이란 특정한 움직임을 계속 반복해서 보이는 주기적인 운동을 말합니다. 영어로는 Reciprocating Motion이라고 표현됩니다. 왕복운동은 앞서 언급한 X축과 Y축 그리고 Z축을 중심으로 운동이 구분이 됩니다. 

 1) 전후동요

 선수미 방향인 X축 방향으로 선박이 주기적으로 앞뒤로 왕복 직선운동을 하는 것을 말합니다. 영어로는 Surging이라고 표현됩니다.

2) 좌우동요 선박의 정횡 방향인 Y축 방향으로 선박이 주기적으로 좌우로 왕복 직선운동을 하는 것을 말합니다. 영어로는 Swaying이라고 표현됩니다.  

3) 상하동요 선박의 깊이 방향인 Z축의 방향으로 선박이 주기적으로 상하로 왕복 직선운동을 하는 것을 말합니다. 영어로는 Heaving이라고 표현됩니다. 

2. 회전 운동에 대한 이해 

 회전 운동이란 자동차의 바퀴나 팽이처럼 한 정점 주위를 원을 그리면서 회전하는 운동을 의미합니다. 영어로는 Rotational Motion이라고 표현됩니다. 회전 운동도 마찬가지로 X축과 Y축 그리고 Z축을 중심으로 운동이 구분이 됩니다. 

1) 횡요

 선박이 X축을 중심으로 주기적인 왕복 회전운동을 하는 것을 의미합니다. 여러분에게 가장 친숙한 Rolling을 의미합니다. 횡요는 선박의 복원성과 연관이 깊어 가장 중요하게 여기는 운동이기도 합니다.

2) 종요

 종요란 Y축을 중심으로 주기적인 왕복 회전운동을 하는 것을 의미합니다. 슬래밍 현상과 프로펠러와 관련된 Racing현상과 연관이 있으므로 선박 추진에 대한 공부를 할 때 매우 중요한 운동입니다. 영어로는 Pitching이라고 표현됩니다.

3) 선수동요

선수동요란 선박이 Z축을 중심으로 주기적인 왕복 회전운동을 하는 것을 뜻합니다. 선박의 보침성에 대해 공부를 할 때 중요한 부분입니다. 영어로는 Yawing이라고 표현됩니다. 

3. 횡요 감쇠 장치

  위에 언급한 6가지 운동은 모두 중요하고 기억을 하셔야 될 부분이지만 가장 중요한 운동 하나를 고르라고 한다면 횡요를 택할 수 있습니다. 선박의 복원성과 가장 관련이 깊은 횡요가 있습니다. 횡요가 심하면 선원들이 일을 하거나 휴식을 취할 때 불편함을 느낄 수 있습니다. 더 심해진다면 전복이 될 수도 있는 문제입니다. 이러한 이유로 여러분들에게 선박의 횡요를 줄여주는 선박의 구조에는 어떤 것이 있는지 설명드리겠습니다. 

1) 핀 안정기 주로 여객선에서 횡동요를 억제하기 위해 사용하는 장치입니다. 지느러미 모양과 비슷하게 생겨서 붙여진 이름입니다. 핀 안정기는 선박 양쪽의 빌지 근처에 설치되어 있고, 선속이 10노트 이상일 때 효과적으로 사용할 수 있습니다. 

2) 횡요 감쇠 탱크 선박에 U자형 물탱크를 설치하여 횡요가 있을 때 물이 이동하여 횡요를 줄여주는 장치를 의미합니다.

3) 만곡부 용골 선박의 만곡부에 수직방향으로 평판을 붙여서 횡요를 줄여주는 역할을 합니다. 영어로는 Bilge Keel이라고 표현되고, 수동식 횡요 억제 장치로 기억하시면 되겠습니다. 

 이번 시간에는 선박의 6가지 움직임에 대해 알아봤습니다. 아는 만큼 보이고 보이는 만큼 재미있는 승선 생활을 할 수 있습니다. 항상 즐거운 선상 Life를 보내시길 바라겠습니다.