선박 앞머리 구상선수(bulbous bow)의 역할과 원리

 

커다란 배 앞머리에 돌출된 돌고래 모양의 혹은 구상선수 또는 조선소에서는 코블록이라고 하는 구조물로 선박 앞 수면 아래쪽에 위치해 선박이 받는 물의 저항을 줄여줘 연비를 향상해 줍니다.

 

선박은 마찰저항, 형상저항, 조파저항을 받습니다. 이중 조파저항은 물체 앞부분에서 수면파가 생겨서 생기는 저항인데 구상선수는 마찰저항이 늘어나는 대신 수면파를 중첩시켜 상쇄하여 조파저항을 줄여줍니다. 선박의 형상과 속도에 따라 구상선수로 인한 효율이 달라집니다. 

 

 

구상선수의 역할

이런 원리로 실제 구상선수가 달린 선박들은 항해할 때 아주 스무스하게 항해가 가능한데, 배들이 바다를 가를 때 선수와 선미엔 규칙적인 파도가 일어나는데 이 파도가 배가 전진하는데 저항을 줘 연비에 큰 영향을 주기 때문에 구상선수는 선체가 받는 파도와 반대파장을 지닌 파도를 인위적으로 만들어 파도를 상쇄시켜 연비를 높이고 부드러운 항해가 가능하도록 만들어 줍니다.

 

 

대다수의 선박들은 예상된 운항속도에 맞춘 자기만의 구상선수 모양을 가지고 있습니다. 느리고 뚱뚱한 유조선이나 벌크선은 마찰저항이 조파 저항보다 훨씬 크기에 구상선수의 효과가 적지만 빠르게 항해하는 컨테이너선의 경우 구상선수로 인한 효과를 굉장히 크게 받습니다. 

 

 

군함은 구상선수가 없는 경우가 많은데, 군함의 경우 다양한 속도로 운항하기 때문에 그렇습니다. 대형 군함에도 같은 이유로 구상선수를 채택하는 경우가 많습니다.

 

군함의 경우 이 안에 공간을 내서 음파탐지기(Bow-Mounted Sonar)를 설치하기도 합니다. 소나돔은 이렇게 돌출된 위치일수록 검출이 유리하기 때문에 구상선수가 없는 경우엔 함저에 따로 돌출물을 만들기도 합니다.

 

 

어떻게 만들어지나

구상선수는 압축 프레스나 용접으로 잘라서 만드는 게 아니라 열변형으로 제작합니다. 한국의 대형 조선 3사 현대, 삼성, 대우해양조선에서는 BOSS블록이라고 부릅니다. 요즘은 효율을 위해 두꺼운 철판을 여러 조각으로 만들고 굴곡에 맞게 밴딩하고 붙이는(취부) 조각조각 붙여진 철판 사이 개선된(심) 부위에 용접으로 채워 만들어집니다.

 

최근 초대형 선박이 건조됨에 따라 구상선수 또한 그에 맞게 커져야 하는데 커질수록 무게는 많이 나가고 무게가 많이 나갈수록 연비는 안 좋아집니다. 

 

최근에는 연구결과와 업체동향을 미루어 볼 때, 최근 내연기관과 강력한 추진 성능 개발로 선박자체의 동력이 크게 증가하자 구상선수가 만들어주는 저항의 감소폭이 제작비용대비 효율적이지 못하다는 추세로 초대형 선박에는 구상선수가 없는 배도 존재합니다.

 

 

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