3. 선박 용어의 정리(2)

3.1.3 배의 크기

선박의 설계 시에는 주로 기하학적인 선체의 치수, 체적 또는 중량 등의 값이 필요하지만, 화물선의 경우에는 배가 적재할 수 있는 화물의 중량 및 체적(또는 용적) 등이 용선, 매매, 운항 통과료의 부과 등에 사용된다. 아래에서는 중량과 용적 등에 대해 차례로 생각하기로 한다.

 

1. 중량

1) 배수량(displacement, ∇)

배수량은 배가 밀어낸 물의 중량이며, 아르키메데스의 원리에 따르면 배수량은 배의 중량과 같다. 배수량은 통상 톤(ton)으로 표시하며, '배가 밀어낸 물의 체적'(배수 체적)과 물의 비중(specific gravity)의 곱으로 얻어진다.

1톤은 북미에서는 2000lbf(=907kgf), 영국에서는 2240 lbf(=1016 kgf)를 뜻하므로 잘 구분하여 사용해야 하며, SI 단위계에서는 1000kg의 질량을 나타내는데 톤을 사용하므로 혼동하지 말아야 한다. 한편 군함에 대해서는 배수 체적 35ft3을 배수량 1톤으로 취하는 것이 관례이다.

 

2) 형배수량(molded displacement)

형배수량은 선박의 형표면을 기준으로 하여 얻어지는 형배수체적에 물의 비중을 곱하여 얻어지는 양이다.

 

3) 만재배수량(full load displacement)

만재배수량은 계획만재흘수에서의 배수량이며, 아래에서 정의하는 경하중량과 재화중량의 합과 같다.

 

4) 경하중량(light weight)

조선소에서 건조가 완료된 상태의 배의 자체 중량을 뜻한다. 경하중량 상태에서 선원과 선원의 소지품, 연료, 물, 식량 등을 탑재하고 운항할 수 있는 상태를 밸러스트 상태(ballast condition)라고 한다.

 

5) 재화중량(deadweight, DWT)

만재흘수까지 적재할 수 있는 선원, 승객, 화물, 연료, 물, 식량 등의 중량을 의미한다. 만재배수량에서 경하중량을 뺀 값이며, 매매, 용선 등의 기준이 되고, 원유탱커의 경우에는 대부분 재화중량을 사용한다.

 

 

2. 용적

1) 총톤수(Gross Tonnage, GT)

배의 용적(capacity)을 환산하여 얻어지는 양으로 선각으로 둘러싸인 선체 총용적으로부터 상갑판 위의 추진, 항해, 안전, 위생에 관계되는 공간 등, 지정된 면제공간을 뺀 전체 용적 Vc를 2.83으로 나눈 값이며 뒤에 GT를 붙이고, 일반화물선의 경우에는 대부분 총톤수를 사용한다. 국재해사기구, 국제선박톤수 측정 협정을 채택하여 1982년 후에는 다음식으로 GT 값을 얻도록 하고 있다.

 

이 식을 사용하면 전체용적을 2.83으로 나누어 얻는 값, 즉 0.353을 곱하여 얻는 값보다 항상 작은 값을 얻는다. 이는 현재 지구 상에 있는 배 중 용적이 가장 큰 배의 Vc가 10의 7 제곱을 넘지 않으므로 위의 식 우변의 괄호 안의 양이 항상 0.353보다 작기 때문이다.

 

2) 순톤수(Net Tonnage, NT)

총톤수를 얻을 때 사용한 전체용적에서 선박 운항에 이용되는 부분의 용적(선원실, 해도실, 기관실, 밸러스트 탱크 등)을 공제한 순용적으로 2.83으로 나눈 값이며, 보통 GT의 약 0.65배 정도의 값을 가진다. IMO는 위에서 언급한 규정에서 NT의 계산도 위의 식과 유사한 식을 사용하여하도록 규정하고 있다.

 

3) 보정 총톤수(Compensated Gross Tonnage, CGT)

CGT는 세계 각국의 선박건조량을 보다 합리적으로 비교할 수 있도록 고안되었다. 선종이 다른 경우 배를 짓는데 필요한 공수(manhour)가 모두 다르므로 단순히 건조한 배의 톤수만으로 각국의 건조량을 비교하면 공정한 비교가 될 수 없기 때문이다. CGT의 값은 2007년 OECD가 채택한 식에 따라 각종 선박의 GT에 보정계수를 곱하여 얻고 있으며, 10K GT 일반화물선을 기준으로 삼으므로 이 경우에는 GT와 CGT의 값이 같으며, 예를 들어 150K GT 이중선체(double hull)인 VLCC의 보정계수는 0.3이므로 45K CGT가 된다.

 

 

3. 기타

1) 적재할 수 있는 컨테이너의 수

컨테이너선 경우에는 20ft 컨테이너를 나타내는 TEU(Twenty-foot Equivalent Unit)로 수송능력을 나타내며, 근자에는 10K TEU 이상의 컨테이너선도 건조되고 있다.

 

2) 적재할 수 있는 자동차의 수

자동차운반선(car carrier)의 경우, 적재할 수 있는 승용차 또는 화물차의 수로 수송능력을 표시한다.

 

 

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3.1.4 속력(speed)

배의 속력을 나타내는 통상적인 단위는 kts(노트, knots)이며, 1kt는 1시간에 1해리(nautical mile, 1852m = 6080ft)를 이동하는 것을 뜻하므로, SI 단위계로는 0.5144 ㎧이다. 또한 배의 속력을 척도하는 무차원 상수로 다음과 같이 정의되는 프루드 수(Froude Number, Fn)가 사용되고 있으며, Fn는 모형시험(model test) 시 모형선의 속력을 결정하는 중요한 역할을 한다.

 

1. 항해속력(service speed)

배가 취항하여 실제로 항해할 때의 속력이다. 설계 시 기준은 만재상태, 주기관출력은 상용 출력, 해상 여유(sea margin)는 15%를 택한다.

 

2. 시운전최대속도(maximum trial speed)

배를 선주에게 인도하기 전 해상시운전(sea trial)을 하는데, 여기서 얻어진 최고 속력이다. 시운전 상태는 계약 시 협의 결정하지만 밸러스트 상태로 시운전하는 경우가 대부분이며, 단 원유 탱커(crude oil tanker)는 해수로 화물창을 채워 만재 상태로 시운전하는 경우도 있다.

 

 

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3.1.5 기관동력(main engine power)

움직이는 선박은 물과 공기의 저항을 받으며, 이 저항은 주기관-추진기에 의해 생성되는 추진력과 상쇄된다. 주기관의 동력(power), 또는 출력(output)의 크기는 다음과 같이 구분하여 표시한다.

 

1. 연속최대출력(Maximum Continuous Rating, MCR)

기관으로부터 안전하게 지속적으로 얻을 수 있는 최대 출력이다.

 

2. 상용출력(service power)

항해속력을 얻기위한 출력으로 주기관의 효율이 최대가 되도록 설계되는 출력이다. 디젤기관에서는 MCR의 85%, 터빈에서는 90% 정도의 값을 가진다.