3.1.1 주요요목(principal particulars)
주요요목은 선박의 길이, 폭, 깊이, 흘수 등을 나타내는 주요치수와 화물적재 능력, 속력, 기관마력 등 선박의 성능을 나타내는 주요 자료를 의미한다. 설계 시 계획된 만재상태에서의 수선(waterline)을 계획만재수선(Designed Load WaterLine, DLWL) 이라고 하며, 여기서 수선은 배가 수평평면인 수표면과 만나는 교선을 뜻하는데 정면도 및 측면도에서는 수평선으로 표시된다. 계획만재수선이 선수재(stem)와 만나는 교점을 지나는 수직선을 선수수선(Forward 또는 Fore Perpendicular, FP), 계획만재수선이 타주(rudder post)의 뒷면과 만나는 교점을 지나는 수직선, 또는 타두재(rudder stock)의 중심선(타주가 없을 경우)을 지나는 수직선을 선미수선(After Perpendicualar, AP)이라고 한다.
1. 각종 길이(length)의 정의
1) 전장(Length Overall. LOA)
선수재의 맨 앞끝으로부터 선미 돌출부의 맨 뒤끝까지의 수평거리를 전장이라고 한다.
2) 수선간길이(Length Between Perpendiculars, LBP)
선수수선(FP)와 선미수선(AP) 사이의 수평거리를 수선간길이라고 한다. 배의 중앙횡단면(midship section)은 FP와 AP를 잇는 길이방향(종방향, longitudinal) 수평선의 이등분점을 포함하는 폭방향(횡방향, transverse) 수직평면과 배의 교선이다.
3) 수선길이(Load Waterline Length, LWL)
계획만재수선의 앞끝으로부터 뒤끝까지의 수평거리를 수선길이라고 한다.
2. 각종 폭(breadth)의 정의
1) 전폭(extreme breadth)
전폭은 선체의 폭이 제일 큰 곳에서 측정하며(일반적으로 중앙횡단면), 한 쪽 외판의 외면으로부터 반대 쪽 외면까지의 수평거리를 말한다. 운하 통과 및 입거(docking) 시에 사용되는 값이다.
2) 형폭(molded breadth)
선체의 중앙횡단면에서, 늑골(frame)의 외면으로부터 다른 쪽 늑골 외면까지 잰 수평거리의 최대값을 형폭이라고 한다. 즉 형폭은 전폭에서 외판 두께의 두 배를 뺀 값이다. 강선의 폭과 깊이의 경우, 외판 안쪽의 표면을 기준으로 한다. 형폭은 강선구조규정, 선박만재수선규정에서 사용되고 있다.
3. 형깊이(molded depth)
중앙횡단면에서 용골(keel)의 윗면으로부터 상갑판(upper deck)보(beam)의 현측 윗면까지의 수직거리를 형깊이라고 한다. 즉 형깊이는 선저나 상갑판의 판 두께를 포함하지 않는다. 용골의 윗면을 지나는 수평면은 정면도에서 기선(base line)으로 정의되며, 따라서 형깊이는 기선으로부터 상갑판 하면까지의 수직거리이다.
4. 흘수(draft)
선체가 물 속에 잠겨 있는 부분의 깊이를 흘수라고 한다.
1) 계획만재흘수(designed full load draft)
기선으로부터 계획만재수선까지의 수직거리를 뜻하며 줄여서 만재흘수라고 부르기도 하는데, FP와 AP에서 측정한 흘수를 각가 선수흘수, 선미흘수라고 한다. 선수흘수와 선미흘수의 차이는 트림(trim)이라고 부르며, 선수흘수가 크면 선수트림, 선미흘수가 크면 선미트림 상태에 있다고 한다. 배의 기하학에 대해 논의하는 경우에는 트림이 없는 경우를 상정하며, 아래의 논의에서도 트림은 없는 것으로 가정한다.
2) 만재흘수선표시(load line mark)용 흘수
용골의 아랫면을 포함하는 수평면과 선수수선 및 선미수선과의 교점으로부터 각각 위쪽으로 만재수선까지 측정한 수직거리를 뜻한다. 이 흘수는 선박의 조종과 만재 시의 화물 적재량 산출에 필요한 것이므로, 선박법 상 그 표시를 규정하고 있다. 한편 만재흘수선표시는 배의 좌우현 양쪽의 중앙횡단면 외판 상에 여러 가지 상태에서의 계획만재흘수를 표시한 것을 뜻한다.
3.1.2 선형계수(ship form coefficients)
수면 아래 선체의 형상에 관한 특성을 나타내는데 사용하는 무차원 선형계수에는 다음과 같은 것들이 있다.
1. 방형계수(block coefficient, Cb)
방형계수는 물 속에 잠긴 선체의 비척도를 나타내는 계수로 방형비척계수라고도 하며, 형배수체적(molded displacement volume)과 각 변의 길이가 L(LWL 또는 LBP), B(형폭), d(만재흘수)인 직육면체의 체적과의 비로 정의된다.
여기서 형배수체적은 형표면(molded surface)으로 둘러싸인 3차원 형상의 체적을 뜻하며, 형표면은 외판의 안쪽 면과 만재수선에 의해서 생성되는 3차원 형상의 경계면으로 정의할 수 있다. 방형계수는 선형에 따라서 대략 다음과 같은 범위의 값을 가진다.
고속선 : 0.50 ~ 0.60, 중속 부정기화물선 : 0.65 ~ 0.75, 대형 전용선 : 0.78 ~ 0.85
2. 중앙단면계수(midship section coefficient, Cm)
형폭과 만재흘수로 만들어진 직사각형 속에, 중앙횡단면의 면적 Am이 어느 정도 차 있는가를 나타내는 계수로 다음과 같다.
중앙단면계수는 선형에 따라서 대략 다음과 같은 범위의 값을 가진다.
고속선 : 0.85 ~ 0.97, 중속선 : 0.98 ~ 0.99, 저속선 : 0.995
3. 주형계수(prismatic coefficient, Cp)
중앙횡단면적 Am과 수선간길이의 곱으로 체적이 주어지는 길이방향 주상체(prism) 속에 선체가 어느 정도 차 있는가를 나타내는 계수로 다음과 같다.
4. 수선면적계수(water plane area coefficient, Cw)
면적이 수선간길이와 형폭의 곱으로 주어지는 직사각형 속에 만재흘수에서의 수선면(water plane)의 면적 Aw이 어느 정도 차 있는가를 나타내는 계수로 다음과 같으며, 여기서 수선면은 수선(waterline)을 경계로 하는 수평면 상의 도형을 뜻한다.
수선면적계수는 선종에 따라 대략 다음과 같은 범위의 값을 가진다.
고속선 : 0.68 ~ 0.78, 중속선 : 0.80 ~ 0.85, 저속선 : 0.86 ~ 0.92
5. 연직주형계수(vertical prismatic coefficient, Cvp)
체적이 만재흘수에서의 수선면적 Aw과 흘수의 곱으로 주어지는 연직방향 주상체(vertical prism)속에 선체가 어느 정도 차 있는가를 나타내는 계수로 다음과 같다.
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