사람과 바다와 배

[스크랩] Deep V 이야기, 네번째...Hunt의 선형과 설계

어니스트 해마선소 2006. 10. 1. 12:38
Charles Raymond Hunt는 범주 레이서(racer)에서 다수의 명작을 남긴 유명한 디자이너이다.그는 15세때 레이스에서 우승한 요트선수였고,20세에는 이미 미국동부 일류의 스키퍼로 이름을 날렸다.
그는 대학을 나오지 않았다.설계는 20대에 근무하고있던 Frank Paine의 설계사무소에서 배웠다.그는 골치아픈 학문을 배제해버리고 ,가장 간명한 이론으로 사물의 핵심을 관통하는 통찰력을 가진 사람이었다.
연기가 피어오르는곳에 불이 있는것처럼,보트계에 불이 있으면 대부분의 경우 레이몬드 헌트가 발견한것이라고 할정도로 그는 독특한 보트를 설계했고,여러가지의 멋진 성적을 올렸다.

헌트의 기본선형의 선저경사는 22.5도.
이것이 중앙부에서부터 선미까지 동일한 각도로 연속된다.

수조시험에서는,V형 활주체의 선저경사는 평판에 비해 양력계수가 약 67%정도밖에 안된다는 결과가 나온다.재래형의 경우 보통의 고속정선형에선 선미에서 1.5도,중앙부에서 15도,평균하여 8.25도를 잡아서,그 성능이 평균 데드라이즈의 활주면과 동일 특성을 갖는다고 가정하면,그 양력계수는 평판의 약 92% 수준이다.즉 헌트선형은 재래형 고속정과 비교해서 약 83%전후의 양력계수를 갖게되며,따라서 그만큼 활주 침수면적을 많이 요한다는 결과가 나온다.차인폭을 동일하게 잡으면 침수장(浸水長)은 커지며,양력중심은 전방으로 이동한다.중심(重心)위치가 변하지 않는다면 항주트림도 증가한다.그에따라서 총저항은 15~20%증가한다는 계산이 나온다.

실제로 헌트선형의 차인폭은 재래형의 고속정보다 상당히 넓으며,또 종통하는 spray strip이 양력계수에 다소의 좋은 영향을 주기도 하고,항주트림이 늘 동일하지는 않는등의 조건이 있어서,저항증가가 계산결과만큼 나오지는 않는다.

그러나 재래형선형에서는 ,어느 속력을 넘어서면 항주트림이 점점 감소하여 침수면적이 증대하며,따라서 저항도 급격히 증가한다.그 대책으로 나온것이 스탭퍼(stepper)이다.평수성능은 개선되었지만,파랑충격은 여전히 크다.

반면 딥브이에서는 선저에 설치된 spray strip의 영향도 있어서,고속이되면 선체가부상하게 되면서 활주면의 폭을 감소시키고,활주면을 길이방향으로 길게 형성시켜줌으로, 양력의 중심을 적당한 위치로 유지할수있어서 ,적정한 항주트림을 유지할수있으므로 저항의 급격한 증가는 없다.

모형시험에 의하면,저속에서는 선저경사가 적을수록 저항이 작지만,어느 속력을 넘어서면 반대로 선저경사가 큰쪽의 저항이 오히려 작아진다.이것과 반대로 flat한 선형은 spray strip을 취부하더라도 그에따른 침수폭을 감소시키는 효과는 없다. 선저경사가 커지면 파도에도 충격이 적기때문에 고속을 낼수있다 라고하는것이 헌트선형의 근본이라고 볼수있다.


그는 시험수조에서 행해지는 보통의 수조시험에대해 어떤 불신감을 갖고있는것처럼 보인다.1958년에 헌트는 영국의 아메리카스컵 도전정 Sceptre에 대하여"영국인들은 그들이 행한 수조시헌에 현혹되어 잘못된 설계를 했다"라고 말했다.실제로 그 배는 패배로 끝났다.그도 물론 수조시험을 완전히 부정하는것은 아닐것이다.

수조시험과 실정시험과의 상관관계를 정확히 파악하지 않으면 ,시험수조의 시험결과는 오해될 가능성이 많다.시험수조는 푸루드의 법칙이라고하는 상사성에 의하여 실용화된다.이것은 조파저항에 관계되는 상사법칙이다.

마찰저항은 평판의 시험에의해 얻어진 저항계수를 사용하여 별도로 계산되며,모형저항으로부터 공제하여, 실선저항에 가산하게 된다.

반대로 이 상사법칙에 따르지않는 현상이 여러가지 있다.가장 좋은 예로는,물의 표면장력의 영향이다.모형의 스프레이는 보통 시트(박막)형상으로되어 나오지만,실선의 스프레이는 물방울의 짙은 집합체이다.이 차이는 모형시험을 본 사람이라면 쉽게 알수있을것이다.이 표면장력의 영향으로 모형의 스프레이는 선체표면으로부터 떨어지기가 어렵다.가벼운 모형선의경우 이의 영향으로 항주자세가 크게 바뀌는 경우도 있다.이런경우 수조시험의 상사성은 유지되기 어렵게 되는것이다.이런 대표적인 경우가 환형고속정을 가벼운 모형으로 시험하는 경우다.스프레이가 선체표면으로부터 떨어지기가 어려워서 ,속력이 상승하면 선수가 수중으로 자꾸 쳐박게 된다.당연 저항은 상승한다.하드차인정의 경우에도 차인에서 물이 떨어지기 어려워서 ,어느 속력범위에 들어서면 런닝트림이 작아지고 저항은 커지는 현상이 일어난다.

우리들은 경험상 고속정 모형시험의 축척은 1/10정도 되어야 신용할수있다고 본다.그렇게 하더라도 속력범위에 따라서는 이상한 현상이 나타나기도 한다.우리들은 모형시험의 항주상태를 주의깊게 관찰하면서 시험을 행하고,이상한 현상이 나타나면 그 원인을 검토해서 시험성적을 처리한다.수조시험을 수조에만 맏겨놓고 ,그 실정환산한 성적만을 보는것은 당치도 않은 일이다...끝.

자료출처:KAZI magazine1992.1월호
출처 : woodenboat 제작 동호회
글쓴이 : 어니스트 원글보기
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