세일링 카타마란 설계 - Sailing Catamaran Design

소개

새로운 럭셔리 요트인 멀티헐 슈퍼 요트가 등장하고 있다. 이 대형 레저 보트는 일반적으로 30m (100ft)를 초과하며 항해 시 옆으로 기울어짐이 없이 30 노트 이상으로 풍력 에너지로 항해할 수 있다. 이 요트들은 같은 길이의 모노헐 슈퍼 요트 보다 두 배 크기의 살롱을 특징으로 한다.
넓고 안정적인 플랫폼을 갖춘 대형 카타마란은 럭셔리 슈퍼 요트 뿐만 아니라 챠트용 수상레저기구로도 인기가 높다. 따라서 전 세계적으로 이러한 유형의 슈퍼 요트 카타마란에 대한 수요가 꾸준히 증가하고 있다.
다중 선체가 일반적으로 더 빠르며 사람들이 실제로 항해 시 배 멀미가 적다. 안정적이고 넓은 환경, 낮은 흘수 및 초보 선원들이 더 자신감을 느끼는 사실 등 쌍동선의 장점이 많지만 탑 중량 초과시 성능이 급격하게 나빠지는 단점도 있다.
카타마란은 보통 더 빠르고, 하루에 더 많은 거리를 항해하고, 크루징 시간을 단축할 수 있으므로 친환경 시대에 최대한 효율적으로 항해하는 것이다.
세일링 쌍동선을 이해하고 초기 개념설계를 할 수 있도록 쌍동선의 기본 형태, 특성, 장단점, 멀티헐 평가 및 적절한 선체 및 세일 크기를 추정에 대하여 지침을 제공한다.

목차

1. 구성 및 기본 유형 (Configuration & Basic Types)
1.1 Class 1 – 열린 브릿지데크 (Open Bridgedeck Catamaran)
1.2 Class 2 – 부분 브릿지데크 (Partial Bridgedeck Catamaran)
1.3 Class 3 – 전체 브릿지데크 (Full Bridgedeck Catamaran)
1.4 Class 4 – 슈퍼 요트 카타마란 (Superyacht Catamaran)
2. 멀티헐 장점 (Multihull Advantages)
2.1 속력 (Speed)
2.2 효율 (Efficiency)
2.3 안정성 (Stability)
2.4 안전 (Safety)
2.5 흘수 (Draft)
2.6 기울어짐이 없는 환경 (No-Heel Environment)
2.7 공간 (Space)
2.7 보트 취급 (Boat Handling)
3. 바람직한 속성 (Desirable Attributes)
3.1 내항성 (Seaworthiness)
3.2 구조 (Construction)
3.3 설계 (Design)
4. 중요한 문제 (Critical Issues)
4.1 화물 적재 (Load Carrying)
4.2 비용 (Cost)
5. 멀티헐 선체 평가 (Multihull Evaluation & Coefficients )
5.1 부르스 수,Bruce Number (BN)
5.2 세일 면적 대 침수표면적 비, Sail Area to Wetted Surface (SAWS)
5.3 선체 종횡비, Hull Fineness Ratio (HFR)
5.4 안정성 계수, Stability Coefficient (SC)
5.5 대각선 안정성 및 폭 대 길이 비,
6. 세일링 카타마란 치수
6.1 카누 동체의 길이(Length), 흘수(Draft),및 폭(Beam)
6.2 카누 동체의 선형 계수 (Boat Form Coefficient of the canoe body)
6.3 쌍동선의 만재배수량 (Fully loaded displacement of Catamaran)
6.4 쌍동선의 폭 (Beam of Sailing Catamaran)
6.5 침수 갑판 간격 (ZWD, Wet Deck Clearance)
6.6 EU 크기 인자 (SF, EU Size Factor)
6.7 동력 (Powering)
6.8 세일 (Sails)
6.9. 복원/횡경사 모멘트(Righting/Heeling Moment) (ISO 12215-9)
6.10 범선의 복원성 (Stability on sailing), (ISO 12217-2)
6.11 선체 부가물 (Appendages)
6.12 센터 보드 (Centerboard)
6.13 타 (Rudder)
6.14 성능 (Performance)
6.15 보트 속력 (Boat Speed)
6.16 원가 추정 (Cost Estimation)
6.17 쌍동범선의 변수
7. 주목할 만한 멀티헐
부록 1: 관련 법령(KG, ABYC & ISO)
2: 용어
참고문헌

본문내용

요트 디자인은 시행과 착오(trial and error procedure)의 반복 과정을 통해 내항성(Seaworthiness), 안락함(comfort), 속력(speed), 건조 비용(cost factor) 등의 요구조건들을 최적화하는 과정이다.
이 자료는 쌍동선 설계 과정 중 초기 설계 단계에서 보트의 용도,형태,길이가 결정되면 적절한 형상비율이나 계수를 적용하여 나머지 치수들을 합리적으로 정하기 위한 참고 자료이다.
쌍동선은 선교류갑판의 형태에 따라 크게 3가지, 선교류 갑판 쌍동선(Bridgedeck Catamaran), 부분 선교류갑판 쌍동선(Partial Bridgedeck Catamaran), 열린 날개 쌍동선(Open Wing Catamaran) 이 있고 용도에 따라 크게 계측 경기정(meter type racer), 대양경기정,(Ocean racer), 가족 순항정(Family cruiser)가 있다.
쌍동범선의 치수 중 가장 중요한 것은 길이, 세일 면적, 배수량이다. 이 세가지 주요 치수에 따라 보트의 성능이 좌우된다. 유사한 보트에서 다른 두 가지 조건이 동일하다면 더 긴 수선 길이, 더 큰 세일 면적 또는 더 적은 보트 무게는 더 빠른 배를 의미한다. 보트 전체 배치, 선형(hull shape), 수중 부가물들(underwater appendages), 범장 형태(rig type), 세일의 가로-세로 비, 침수 갑판 간격(Wet deck clearance)등 고려되어야 할 많은 것들이 있다. 이런 것들에는 여러 가지 제약과 하나가 좋아지면 나머지 것들은 희생해야 하는 상호 대체(trade off)가 수반된다. 너무 큰 세일 면적은 미풍에서 보트를 전복시킬 수도 있고, 너무 가벼운 배는 온전하게 서 있지 못할 수도 있다. 너무 날씬한 배는 충분한 거주공간을 제공하지 못하고, 너무 길거나 큰 보트는 건조 자금 능력의 범위를 벗어난다. 또 가볍고 튼튼한 보트는 상대..

<중 략>

참고자료

· Gregor Tarjan , “Catamarans : Complete Guide For Cruising Sailors ”, Adlard Coles Nautical , 2008.
· Robert B. Harris, “ Multihull Design”, Westlawn Institute of Marine Technology, 1987
· Terho Halme, “How to Dimension a Sailing Catamaran? ”, Halme Yacht Design, 2008.
· 최부근, “Sail Yacht Design” , BKC Yacht Design, 2010