선체(수상선)

Hull (watercraft)
선체 형태, 세로 및 단면

선체, 보트 또는 비행선물샐틈없는 몸체이다.선체는 상단(딩기 등)에서 열리거나 갑판으로 완전히 또는 부분적으로 덮일 수 있습니다.갑판 위에는 갑판집과 깔때기, 데릭, 돛대와 같은 다른 상부구조물이 있을 수 있다.선체가 수면과 만나는 선을 워터라인이라고 한다.

일반적인 기능

선체 전체를 볼 수 있는 상태로 물 위로 운반

다양한 용도에 적합하도록 선택되는 선체 유형은 매우 다양하며, 선체 모양은 설계의 필요에 따라 달라집니다.모양은 오크 바지선의 경우 거의 완벽한 상자부터 레이싱 멀티헐 범선의 경우 바늘처럼 날카로운 회전 표면까지 다양합니다.이 형태는 비용, 정수적 고려 사항(승차, 하중 운반 및 안정성), 유체역학(해상에서의 속도, 동력 요구 사항, 움직임 및 거동), 그리고 쇄빙선의 둥근 활이나 상륙선의 평평한 바닥과 같은 배의 역할에 대한 특별한 고려 사항 사이에서 균형을 맞추기 위해 선택됩니다.

전형적인 현대 철선의 선체에는 방수 갑판과 격벽이라고 불리는 주요 횡재들이 있을 것이다.또한 구조배치에 따라 거더, 스트링거, 웨브 등의 중간부재와 일반 가로프레임, 프레임 또는 종재라고 불리는 마이너부재가 있을 수 있다.맨 위 연속 갑판은 "상부 갑판", "날씨 갑판", "스파 갑판", " 갑판" 또는 단순히 " 갑판"으로 불릴 수 있다.특정 명칭은 선박이나 보트의 종류, 배치, 심지어 항해 장소 등 상황에 따라 달라집니다.

일반적인 나무 범선에서 선체는 가로 프레임(흔히 갈비뼈라고 함)과 격벽에 의해 지지되는 나무 판자로 구성되어 있으며, 이 격벽은 세로 스트링거 또는 천장에 의해 더욱 함께 묶여 있습니다.용골이라고 불리는 중심선 세로 부재가 있는 경우가 많지만 반드시 있는 것은 아닙니다.섬유 유리 또는 복합 선체에서 구조는 어느 정도 나무 또는 강철 용기와 비슷하거나 모노코크 배열일 수 있습니다.대부분의 경우 복합 선체는 가볍지만 상당히 단단한 발포재, 발사 목재, 함침된 종이 벌집 또는 기타 재료의 코어 위에 얇은 섬유 강화 스킨을 끼워 제작됩니다.

아마도 최초의 적절한 선체는 기원전 3000년까지 나무 판자[1]선체로 조립하는 방법을 알게 된 고대 이집트인에 의해 만들어졌을 것이다.

선체 모양

선체는 여러 가지 종류가 있으며 복합 형상(예: 정방향 진입 및 역방향 벨 모양)을 가질 수 있지만, 주로 다음과 같이 분류됩니다.

  • 단단하고 단단하다.예를 들어 플랫-바닥(체인), v-바닥 및 멀티-체인 선체(몇 개 더 부드러운 하드 체인, 여전히 매끄럽지 않음)가 있습니다.이러한 유형은 길이 전체 또는 대부분에 걸쳐 적어도 하나 이상의 돌출된 너클을 가지고 있습니다.
  • 몰드, 둥근 빌 또는 부드러운 체인.이 선체 모양들은 모두 부드러운 곡선을 가지고 있다.예를 들어 원형 빌지, 반원형 빌지 및 s-하단 선체가 있습니다.

평면도 및 변위 선체

영국 해군 제2차 세계 대전 MTB는 잔잔한 물 위에서 빠른 속도로 비행하며 보트 앞부분의 대부분을 물 밖으로 내보낸 채 단단한 선체를 보여주고 있습니다.
  • 변위 선체: 여기서는 선체가 전적으로 또는 주로 부력에 의해 지지됩니다.이러한 유형의 선체를 가진 선박은 물길이로 정의된 제한된 속도로 물을 통과합니다.항상 그렇지는 않지만 종종 대패질 타입보다 무겁습니다.
  • 대패질 선체: 여기서 대패질 선체 형태는 속도가 증가함에 따라 드래프트가 감소하도록 양의 동적 압력을 발생시키도록 구성되어 있습니다.동적 리프트는 젖은 표면과 그에 따른 항력을 줄여줍니다.그들은 때때로 바닥이 평평하고, 때로는 V-바닥이며, 더 드물게 둥근 부리를 가지고 있다.가장 일반적인 형태는 적어도 하나의 치네를 갖는 것으로, 보다 효율적인 평면을 만들고 스프레이를 아래로 뿌릴 수 있습니다.선체를 계획하는 것은 고속에서 더 효율적이지만, 이러한 속도를 달성하려면 여전히 더 많은 에너지가 필요합니다.효과적인 대패질 선체는 양호한 해상 유지와 일치하는 평평한 표면에서 가능한 한 가벼워야 합니다.그 비행기의 돛단배는 바람이 약할 때 변위 모드로 효율적으로 항해해야 한다.
  • 반배치 또는 반평면: 여기서 선체 형태는 적당한 양의 동적 리프트를 발생시킬 수 있습니다. 그러나 선박 중량의 대부분은 부력을 통해 여전히 지탱됩니다.

선체 형태

현재 가장 널리 사용되는 형태는 둥근 빌지 [2]선체이다.

탑재량이 작기 때문에 선체가 수면 아래로 내려가 저항이 적고 속도가 빨라진다.페이로드가 클수록 저항은 더 크고 속도는 더 낮지만 선체의 바깥쪽 굴곡은 파도에서의 성능을 더 부드럽게 해 줍니다.이와 같이 반전된 종 모양은 선체를 [citation needed][clarification needed]대패질할 때 많이 사용되는 형태이다.

단단하고 단단한 선체

체인이 있는 선체는 바닥과 측면 사이에 매끄럽게 둥근 천이를 하지 않습니다.대신, 선체의 대부분 세로 패널이 만나는 날카로운 각도에 의해 윤곽이 흐트러집니다.교차점이 날카로울수록(각도가 예리할수록) 턱이 "더 단단하게" 됩니다.한 면당 두 개 이상의 Chine이 가능합니다.

Cajun "pirogue"는 단단한 턱을 가진 공예품의 한 예이다.

이러한 유형의 선체에는 잠재적으로 낮은 생산 비용과 (보통) 상당히 평평한 바닥이 있어 보트의 평면 설계 속도를 높일 수 있다는 장점이 있습니다.단단한 체닝된 선체는 둥근 빌지를 가진 선체보다 (평활한 물에서) 구르는 것에 더 저항합니다(물 속을 이동할 때 굴림 운동에 저항하는 난기류와 항력을 생성하며, 둥근 빌지는 회전 시 흐름 저항을 더 적게 제공합니다).거친 바다에서, 이것은 처음에 움직임이 아래로, 그리고 위로 끌리면서 보트를 더 많이 흔들게 할 수 있습니다. 그 결과 둥근 빌지 보트는 파도에 더 흔들리게 됩니다.

체닝된 선체는 다음 세 가지 형태 중 하나를 가질 수 있습니다.

  • 바닥이 평평한 선체
  • 멀티체인 선체
  • V-하단 체인 선체하드체인이라고 부르기도 합니다.

이 치네 선체들은 각각 고유한 특성과 용도를 가지고 있습니다.바닥이 평평한 선체는 초기 안정성이 높지만 항력이 높습니다.높은 항력에 대항하기 위해 선체 형태는 좁고 때로는 뱃머리와 [citation needed]선미 부분이 심하게 가늘어집니다.이것은 돛단배를 [citation needed]타고 있을 때 안정성이 떨어집니다.이것은 종종 항해 버전에서 무거운 내부 밸러스트를 사용함으로써 상쇄된다.그것들은 보호되는 연안 수역에 가장 적합하다.초기의 경주용 파워보트는 앞부분은 멀쩡하고 뒷부분은 평평했다.이로 인해 평수에서는 최대한의 리프트와 부드럽고 빠른 주행이 가능하지만, 이 선체 형태는 파도 속에서 쉽게 불안정해집니다.다중 체인 선체는 곡선 선체 형태에 가깝습니다.바닥이 평평한 보트보다 항력이 적다.다중 체인은 제작이 더 복잡하지만 보다 항해에 적합한 선체 형태를 만듭니다.보통 변위 선체입니다.V 또는 원호 바닥의 chine boat는 6°에서 23° 사이의 V 모양을 가집니다.이것을 데드라이즈 각도라고 합니다.6도 선체의 평평한 모양은 바람이나 마력 낮은 엔진으로 비행하지만 파도는 더 심하게 칠 것이다.깊이 V 형태(18~23도)는 고출력 평형 보트에만 적합합니다.그들은 보트를 비행기 위로 끌어올리려면 더 강력한 엔진이 필요하지만 파도에서는 더 빠르고 부드러운 승차감을 제공한다.변위 체닝된 선체는 주어진 변위에 대해 동등한 원형 홀 형태보다 더 많은 표면적이 젖어서 항력이 더 크다.

부드러운 곡선 선체

부드러운 곡선 선체는 곡선 선체, 센터보드 또는 부착된 [citation needed]용골과 마찬가지로 사용하는 선체입니다.

반원형 빌지 선체는 다소 덜 둥글다.세미 라운드의 장점은 S-bottom과[clarification needed] Chined 선체 사이의 멋진 중간이라는 것입니다.반원형 빌지 선체의 전형적인 예는 센타우르호레이저호의 항해에서 찾을 수 있습니다.

세 가지 유형의 선체 비교:
  1. S-하단 선체
  2. 단단한 치네 선체와
  3. 부드러운 치네 선체

S-바닥 선체는 [clarification needed]S-모양으로 된 중간선의 횡단면이 있는 범선 선체입니다.S-바닥은 선체가 둥근 빌지를 가지고 있으며 용골과 부드럽게 결합되며 용골 중심선과 전단선 사이 선체 측에는 날카로운 모서리가 없습니다.이 선체 형태를 가진 보트는 길고 고정된 깊은 용골 또는 내부에 센터보드 스윙 용골이 있는 길고 얕은 고정 용골이 있을 수 있습니다.밸러스트는 내부, 외부 또는 조합일 수 있습니다.이 선체 형태는 19세기 후반과 20세기 [citation needed]초중반에 가장 인기가 있었다.이 S자형을 사용하는 작은 범선의 예로는 Yngling호Randmeer호가 있습니다.

부속품

  • 방향타, 트림 탭 또는 안정화 핀과 같은 제어 장치를 장착할 수 있다.
  • 용골은 횡방향 안정성, 방향 안정성을 높이거나 양력을 생성하기 위해 선체에 장착될 수 있다.
  • 물줄기 아래 앞으로 튀어나온 것을 구근 활이라고 한다.일부 선체에 장착되어 파동을 발생시키는 저항 항력을 줄여 연료 효율을 높입니다.선미에 장착된 전구는 흔하지 않지만 유사한 [citation needed]작업을 수행합니다.

조건.

  • 기준선은 수직 거리가 측정되는 수평 기준선입니다.
  • 은 선체의 앞부분이다.
  • Amidships는 혈관의 전후방향 중간 부분입니다.
  • 좌현(Port)은 선상에서 뱃머리를 마주할 때 배의 왼쪽입니다.
  • 우현이란 선상에서 뱃머리를 마주보고 있을 때 배의 오른쪽을 말합니다.
  • 선체는 선체의 뒷부분이다.
  • 워터라인은 선체가 움직이지 않을 때 수면과 일치하는 선체를 감싸는 가상의 선입니다.

측정 기준

주 선체 측정
"LWL & LOA"

선체 형태는 다음과 같이 정의됩니다.

치수를 정의하는 블록 측도.다음과 같은 것이 있습니다.

  • 빔 또는 폭(B)은 선체의 폭(예: BWL은 워터라인의 최대 빔)입니다.
  • 드래프트(d) 또는 (T)는 용골의 바닥에서 워터라인까지의 수직 거리이다.
  • 프리보드(FB)는 깊이와 용골 구조의 높이에서 드래프트를 뺀 입니다.
  • LWL(Length at Waterline)은 프로필에서 측정된 워터라인의 최단 지점에서 워터라인의 최단 지점까지의 길이이다.
  • 수직 사이의 길이(LBP 또는 LPP)는 선미 기둥에서 스템과 교차하는 지점까지의 여름 하중 워터라인의 길이입니다.('p/p'도 참조)
  • 전체 길이(LOA)는 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지의 최대 길이입니다.
  • 몰드 깊이(D)는 용골 상단에서 [3]측면 상부 갑판 밑면까지 측정한 수직 거리입니다.

형상 및 블럭 측도에서 계산된 도함수를 형성합니다.다음과 같은 것이 있습니다.

  • 변위량(δ)은 선체의 침지 부피에 해당하는 물의 무게입니다.
  • 종방향 부력 중심(LCB)은 변위 부피의 중심 세로 위치로, 종종 기준점(종종 중간)에서 정적 변위 부피의 중심까지의 거리로 지정된다.선체가 평형 상태일 때 무게의 세로 중심 또는 용기 무게의 중심이 LCB와 일치해야 합니다.
  • LCF(longical central of flotation)는 일반적으로 기준점(종종 중간선)에서 정적 수상면 영역 중심까지의 세로 거리로 표현되는 수상면 영역의 중심 위치이다.이는 수면과 선체에 의해 정의된 영역으로 시각화할 수 있다.
  • 수직 부력의 중심(VCB)은 일반적으로 기준점(기준점 등)에서 정적 변위 부피의 중심까지의 거리로 주어진 변위 부피의 중심 수직 위치이다.
  • 부피(V 또는 δ)는 선체에 의해 변위되는 물의 부피입니다.
선박의 블록 계수는 선체(teal)의 수중 부피와 길이, 폭, 높이가 동일한 직사각형 블록의 부피의 비율로 계산한다.

계수[4] 또한 선체 형태를 비교하는 데 도움이 됩니다.

  1. 블록계수(Cb)는 부피(V)를 L × BWL × T로WL 나눈WL 값이며, 선박의 잠긴 부분 주위에 상자를 그리면 선박이 점유하는 박스 부피의 비율이다.LWL, 빔(B) 및 드래프트(T)에 의해 정의된 블록의 어느 정도를 선체가 채우는지를 알 수 있습니다.유조선과 같은 완전한 형태는 C가 높고b 돛단배와 같은 미세한 형태는b C가 낮습니다.
  2. 미드십 계수(Cm 또는x C)는 미드십(또는 C의 경우x 가장 큰 섹션)에서 슬라이스의 단면적(Ax)을 빔 x 드래프트로 나눈 값입니다.선체의 가장 큰 수중 부분과 선체의 수중 부분과 같은 전폭과 깊이의 직사각형 비율을 표시합니다.이것은 언더바디의 완전함을 정의합니다.C가m 낮으면 절단된 중간 단면을 나타내고 C가 높으면m 상자형 단면 형상을 나타냅니다.범선은 중간 부분이b C가 낮고x 화물선은 C가 높기x 위해 C가 높은 박스형 섹션을 가지고 있습니다.
  3. 프리즘 계수(Cp)는 부피(V)를 LxWLx A로 나눈 값이다.선체의 침지부피와 선체의 길이가 같은 프리즘의 부피와의 비율, 단면적이 선체의 최대 수중부피(미드십부피와 동일한 비율을 표시한다.이 값은 차체 하부의 체적 분포를 평가하는 데 사용됩니다.낮음p 또는 높음 C는 전체 중간 섹션과 미세한 끝을 나타내며, 높음 또는 높음 C는p 끝이 더 넓은 보트를 나타냅니다.평탄한 선체 및 기타 고속 선체는 높은p C로 향하는 경향이 있습니다. 낮은 Froude 수치로 이동하는 효율적인 변위 선체는 낮은p C로 이동하는 경향이 있습니다.
  4. 워터플레인 계수(Cw)는 워터플레인 면적을 L x B로WL 나눈WL 값입니다.워터플레인 계수는 워터플레인 전체도 또는 동일한 길이와 폭을 가진 직사각형에 대한 워터플레인 면적 비율을 나타냅니다.C 수치가 낮으면w 끝이 가늘고 C 수치가 높으면w 끝이 더 촘촘함을 나타냅니다.C가 높으면w 안정성과 거친 조건에서의 취급 동작이 향상됩니다.

주의:

컴퓨터 지원 설계

컴퓨터 지원 설계의 사용은 수동 계산과 선 그리기에 의존했던 종이 기반의 선박 설계 방법을 대체했습니다.1990년대 초반부터 해군 건축에 특화된 다양한 상용 및 프리웨어 소프트웨어 패키지가 개발되어 3D 제도 기능을 유체역학 및 유체역학 계산 모듈과 결합했습니다.이것들은 해군 [5]건축을 위한 기하학적 모델링 시스템이라고 할 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 워드, 셰릴고고학에서 "세계에서 가장 오래된 널빤지 보트" (제54권, 제3호, 2001년 5월/6월)미국 고고학 연구소Archaeology.org
  2. ^ Zeilen: 카렐 하이넨의 반 초보자 토 게보르데
  3. ^ "International Convention on Tonnage Measurement of Ships, 1969". International Conventions. Admiralty and Maritime Law Guide. 1969-06-23. Retrieved 2007-10-27., 부속서 1, 선박의 총톤수 및 순톤수 결정 규정, 제2(2)(a)조.둥근 건웨일이 있는 선박의 경우 상단 측정 지점은 갑판과 측면 도금 평면이 교차하는 지점이다.Id., Reg. 2(2)(b)계단식 갑판이 있는 선박은 상부와 평행한 선으로 측정된다.Id., Reg. 2(2)(c)
  4. ^ Rawson, E.C.; Tupper (1976). Basic Ship Theory. Vol. 1 (2nd ed.). Longman. pp. 12–14. ISBN 0-582-44523-X.
  5. ^ Ventura, Manuel. "Geometric Modeling of the Hull Form" (PDF). Centre for Marine Technology and Ocean Engineering. Retrieved 29 March 2018.

레퍼런스

  • Hayler, William B.; Keever, John M. (2003). American Merchant Seaman's Manual. Cornell Maritime Pr. ISBN 0-87033-549-9.
  • Turpin, Edward A.; McEwen, William A. (1980). Merchant Marine Officers' Handbook (4th ed.). Centreville, MD: Cornell Maritime Press. ISBN 0-87033-056-X.