스텝 활주정

소개

고속 활주정의 역사와 개선/진보 과정을 알아 보고 스텝 선체 설계에 대해서 알아본다

목차

1 개요
1.1 활주선의 스텝 정의
1.2 수상비행기(Seaplane)
1.3 스텝 작동 원리 및 장점
1.4 스텝 선체의 단점
2 첫 번째 활주 보트- 활주선의 역사
2.1 첫 활주 및 활주를 배운 방법
2.2 주교(Right Reverend) 라머스(Ramus)
2.3 초기보트의 속도(Early Speed)
2.4 날씬한 슬림(Slender Slim)
2.5 속도-길이 비율(The Ratio of Speed)
2.6 터보(Turbo)
2.7 고속 경쟁 (High-Speed Hijinks)
2.8 강력한 동력/대가가 큰 동력
2.9 올바른 콤보 (The Right Combo’)
2.10 런어바우트(Runabouts)의 등장
3 활주보트
3.1 윌리엄 헨리 포버(William Henry Fauber)
3.2 메이플 리프 IV (Maple Leaf IV)
3.3 Miss America
3.4 Thorny 보트
3.5 바운스(bounce)하는 미랜더 III
3.6 올바르게 활주하는 미란다 IV
3.7 최고의 활주 보트
3.8 스텝 보트 경쟁
3.9 스텝 활주정(Stepped Hydros)
3.10 스텝 보트의 오늘날 속도
4 스텝 선체 역학
4.1 스텝 선체(Stepped Hull) 형상
4.2 스텝 장점
4.3. 스텝 선체 단점
5 차인 통풍(Chine Venting)
5.1 정체압력 분산으로 전체 양력 증가
5.2 선저에 공기 통풍 및 쿠션으로 침수 면적 감소
6 활주선의 동적 불안정성과 트림 조정
6.1 차인 워킹(Chine walking)
6.2 포오포이징(Porpoising)
6.3 고속에서의 조종
6.4 스텝 선체 고속에서 선회 시 문제점
6.5 트림 조정
6.6 어군탐지기 트랜서듀서
7 스텝 설계
7.1 Pivot 위치와 선저 경사
7.2 국부 선저경사
7.3 스텝의 위치와 보트 무게 중심
7.4 스텝 크기
7.5 받음각(angle of attack)
7.6 스텝 높이 및 스텝 각도
7.7 국부 트림각(Local Trim Angle)
7.8 스텝 성능 분석
7.9 적정한 Step의 수
7.10 다중 스텝(Multiple Steps)
8 스텝 적용 활주정 리뷰
8.1 Black Madia
8.2 Black Maria
8.3 Intrepid
8.4 Cigarette Racing 보트 스텝 부착 전후 비교
8.5 P56 High Speed Offshore Patrol Vessel
8.6 36ft Offshore tournament sport fisherman
8.7 Stabilized step hull utilizing a ventilated tunnel
8.8 Zodiac 11m RIB
9 스텝 선체 한계
10 스텝 선체의 추진기
10.1 스피스 드라이브
10.2 아웃 보드(outboards)
10.3 스턴드라이브(Sterndrives)
10.4 추진기 별 효율
11. 스텝선체 보트
11.1 XSR 48 Interceptor
11.2 H940 MACH II – Military Air Channeled Hull
11.3 ZH-1300 OB Hybrid Durarib™ foam collar
Aluminum MACH II Hull
11.4 C.855 Interceptor
11.5 CCM Mk.1
11.6 USMI CCM
12 파랑관통형 선형의 스텝선체
12.1 XSV20
12.2 WP18 – Tactical Strike Craft

본문내용

스텝은 물과 접촉하는 선저 표면의 양을 줄이기 위해 선저에 계단을 만들어 보트의 바닥을 횡으로 단절한 것이다. 스텝은 선체를 가로 질러 똑바로 뻗어 나갈 수도 있지만 구조적으로 종강도가 약해지기 때문에 정점이 앞이나 뒤로 향하게 하여 V자 혹은 둥근 모양으로 가로지르는 것이 일반적이다. 스텝 선체는 선측에는 큰 구멍이 있어 공기가 스텝에 흡입되어 통풍이 된다. 일반적으로, 스텝 선체는 동일한 동력 전달 장치를 사용하는 스텝이 없는 선체보다 약 10~15 %의 속도가 증가한다. 스텝 선체가 더 효과적인 이유는 침수 표면적이 길이와 비교하여 폭이 큰 여러 개의 작은 영역으로 나뉘어 표면적이 감소도기 때문이다. 스텝 선체는 Deep V형 선체의 개량형이다.
선체 측면의 공기

양력 분포

흡입구를 통한 스텝 통풍

세 표면에 분포된 양력 = 안정적인 주행 및 높은 양력

침수표면 분포

스텝이 없는 보트보다 적은 총 침수표면, 동일한 양력을 생성한다.

그림 1-1 스텝 활주선의 양력 및 침 수면 분포

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BKC Yacht Design

스텝 선체는 하드 차인 선체와 거의 같은 시기에 실용적인 개발을 시작했다. 선체 바닥의 스텝은 바닥면의 일부를 부상시켜 더 이상 물에 닿지 않도록 한다. 줄어든 침수 면적과 활주 표면은 넓은 범위의 속도에서 거의 최적의 받음 각도로 물을 만나게 된다. 스텝 선 체는 침수면을 분활 하여 활주면의 종-횡비를 개선하여 유체 역학적으로 매우 효율적이다.

효율적인 속도일때 monohull

고속일때 monohull

스텝 선체

그림 1-2 활주정 항주 자세

참고자료

· Norman Nudelman, High Speed Power Boats , Westlawn Institute of Marine Technology, 1990.
· Daniel Savitsky, Hydrodynamic Design of Planing Hulls, Marine Technology 1, 1964
· Daniel Savitsky, Planing Craft , Naval Engineers Journal, February, 1985.
· Dave Gerr, First To Fly-How We Learned to Plane, Gerr Marine, Inc. 2014
· John Teale, High Speed Motor Boats , Nautical Publishing Company, 1969.
· Morley S. Smith, Speed Boat Developments from the Past Into the Future, Freeville, NY, 2010
· Michael Peters, Peters On (Fast) Powerboats-Part 1, Professional BoatBuilder, August/September 2010
· Michael Peters, Peters On (Fast) Powerboats-Part 2, Professional BoatBuilder, October/November 2010
· Odd M. Faltinsen, Hydrodynamics of High-Speed Marine Vehicles, Cambridge University Press. 2005.
· Roger Marshall, All about Powerboats , International Marine/McGraw-Hill, 2002