An Experimental Study on the Effect of Adoption of Special Rudders on Course Stability of a Ship

특수타의 채택이 침로 안정성에 미치는 영향에 관한 실험적 연구

The paper deals with the effectiveness of various special rudders on course stability of a ship. We adopted five types of rudder, such as one normal rudder and four special rudders, which contain two rudders with concave and convex strips on sides respectively, one flapped rudder, and one rudder with end plates on tips. In the circulating water channel, model test was carried out for measuring lift characteristics of the rudders in open water. And various captive model tests were also carried out for measuring the experimental constants related with helm angle and steering in hull-propeller-rudder system. From the test results, the changes in manoeuvring hydrodynamic derivatives due to adoption of normal and special rudders were predicted. Then course stability performances of a ship with normal and special rudders were evaluated and discussed. As a result, it is clarified that the rudder with concave or convex strips and flapped rudder have no effect on course stability, while the rudder with end plates improves course stability with effect. The result in this study is expected to be used usefully when the course stability is in issue and has to be improved without amendment of hull design at initial design phase or after construction of a ship.

본 연구는 특수타의 채택으로 인한 침로 안정성 개선 효과에 관한 내용을 담고 있다. 구체적으로 여러 특수 형태의 타(본 연구에서는 특수타로서 볼록타, 오목타, 플랩타, 엔드플레이트타를 생각함)를 동일 선체에 설치하였을 때의 침로 안정성 개선 효과를 조사하기 위해서, 먼저 특수타의 타 단독 시험을 실시하여 양력 개선 효과를 조사하였으며, 또한 선체-프로펠러-타 시스템에서의 각종 구속 모형 시험을 실시하여, 특수타가 타수직력과 관련된 실험 정수들에 미치는 영향을 조사하였다. 그리고 실험 결과로부터 특수타의 채택에 따른 조종성 미계수의 변화를 구하고, 침로 안정성을 정량적으로 분석, 비교 및 검토하였다. 그 결과, 볼록타와 오목타 그라고 플랩타는 침로 안정화에 거의 기여하지 못하고, 엔드플레이트타는 침로 안정성을 크게 향상시킨다는 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 초기 설계 단계 또는 선박 건조 후 침로 안정성이 문제시된 선박에, 선미 형상의 설계 변경없이 타의 형상 개조만으로 침로 안정성을 개선시키고자 할 때 유용하게 활용될 것으로 기대된다.