빙 충격 영향에 따른 35 K LPG 선박의 추진축계 과도 비틀림진동 동특성 (Dynamic Characteristics of Transient Torsional Vibration for the Propulsion Shafting System in a 35 K LPG Carrier with Ice Impact Effects)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 46권 / 8호 / 747 ~ 756페이지
· 저자명 : 김양곤, 이지민, 이일오, 배창현, 김희탁

초록

최근 고유가시대와 지구 온난화 현상으로 인해 북극해의 자원개발과 북극해 항로에 대한 관심이 증가되고 있을 뿐만 아니라, 북극해 항로를 통한 물류수송이 증가되고 있다. 하지만 선박이 이 해역을 항해할 경우에는 얼음에 의해서 선체 외판을 비롯한 축계 구성품이 빙 충격에 의해 손상을 입을 우려가 있다. 따라서 해당 해역을 항해하고자 하는 선박은 최저 5노트 이상으로 항해할 수 있는 출력을 갖는 주기관을 갖추어야 하고, 축계 각부 구성품들은 빙 충격에도 견딜 수 있는 충분한 강도를 갖도록 해야 한다. 특히, 얼음에 직접적인 영향을 받는 프로펠러의 경우에는 반복되는 빙 충격에도 피로파괴가 발생하지 않도록 해야 할 뿐만 아니라, 동력전달축은 빙기진 토크를 고려한 안전설계를 해야 한다. 본 연구에서는 대빙 등급이 요구되는 해역을 항해하는 선박을 대상으로 빙 충격에 따른 빙기진 토크를 살펴보고, 축에 작용하는 과도 비틀림진동 동특성과 축 거동 특성을 연구하였다. 빙 블록과 프로펠러 날개가 90° 단일 날개충격과정에서 축에 작용하는 변동토크는 가장 큰 변동토크응답을 보였으며, 위험회전수 영역에서 빙 충격이 발생할 경우에 축 회전수 복귀시간이 가장 긴 것을 확인할 수 있었다.

영어초록

Recently, high oil prices and global warming have increased interest in the development of resources in the Arctic Ocean and in the Northern Sea route and increased marine logistics through Northern Sea routes. However, if a ship navigates through this route, it is concerned that ice impacts will damage the hull structures and propulsion shafting equipment. Therefore, ships that wish to sail on this route with ice must have the main engine with a minimum output of 5 knots or more, and each component of the shafting propulsion system must have sufficient strength to withstand ice impacts. In particular, in the case of propellers directly affected by ice blocks, fatigue destruction should not occur in repeated ice impacts. Still, the power transmission shafts should also be designed to consider ice torques. In this study, we have examined ice-induced torque according to ice impacts for ships sailing in waters requiring ice-class grades and investigated dynamic characteristics of the transient torsional vibration and behavior characteristics in shafts during ice impacts. During the 90° single-blade impact process, the vibratory torque acting on shafts showed the most significant vibratory torque response. It was confirmed that the return time of shafts was the longest in the event of ice impacts barred speed ranges.

참고자료

· 없음