함정 축 지지 스트럿 정렬 각도 변경에 따른 추진기 캐비테이션 초기발생선속(CIS) 개선 연구 (Improvement of Ship Propeller Cavitation Inception Speed by changing the alignment angle of the inclined shaft support strut)

서지정보

· 발행기관 : 국방기술품질원
· 수록지 정보 : 국방품질연구논집(JDQS) / 4권 / 2호 / 116 ~ 123페이지
· 저자명 : 설한신, 백부근, 안종우, 박영하, 정홍석

초록

함정의 스텔스 성능 관점에서 추진기 캐비테이션 초생 선속은 매우 주요하다고 알려져 있다. 추진기 캐비테이션은 선체와 선체 부가물의 영향을 많이 받는다. 대부분의 함정은 추진기 경사축을 지지하기 위하여 스트럿 (I-strut 또는 V-strut)을 가지고 있다. 이 부가물들은 추진기 앞쪽에 설치되기 때문에 추진기 캐비테이션 초생 성능에 큰 영향을 미칠 수 있다. 하지만 함정 축 지지 스트럿은 함정의 추진성능 관점에서 설계가 되어져왔기 때문에 추진기 캐비테이션에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구가 필요하다.
본 연구에서는 스트럿의 정렬 각도에 따른 유동 영향과 이로 인한 함정 추진기 캐비테이션 초생성능을 분석하였다. 수치해석 연구와 결과를 바탕으로 스트럿의 최적 정렬 각도를 도출하였고 대형캐비테이션터널에서 웨이크 분포 측정시험과 추진기 CIS 시험을 수행하여 설계 방법을 검증하였다.
모형 시험 결과 스트럿 각도 조정만으로 추진기 CIS 성능이 최대 2.6노트까지 향상되는 것을 확인하였다. 본 연구에서 제안된 방법은 향후 추진기 CIS 성능향상을 위한 스트럿 및 부가물 설계기법으로 유용하게 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

영어초록

The propeller cavitation inception speed (CIS) is very important to the stealth performance of a naval vessel. Propeller cavitation is heavily influenced by the hull and its appendages. Most warships have struts (I-shaped or V-shaped) to support the propeller inclined shaft. Because these appendages are installed in front of the propeller, they have a great influence on propeller cavitation inception. However, since the strut has been designed in terms of the propulsion performance of the ship, it is necessary to study how it affects propeller cavitation.
In this study, the effect of the flow according to the alignment of the struts was investigated. Based on the numerical analysis results, the optimal alignment angle of the strut was derived. Wake distribution measurement and propeller CIS test were performed in a large cavitation tunnel to verify the design method.
Model tests showed propeller CIS performance improvement of up to 2.6 knots by adjusting only the strut angle. The proposed method will be usefully utilized as a ship strut design technique for improving the propeller CIS performance in the future.

참고자료

· 없음