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논문KCI 등재

선박 좌현 전타 조건에서 프로펠러 편심추력이 추진축계에 미치는 영향 연구

Effects of propeller eccentric forces on propulsion shafting system under hard port turning conditions

김정렬|이재웅|김부기
한국마린엔지니어링학회 (The Korean Society of Marine Engineering)|2018.11|한국마린엔지니어링학회지 (Journal of Advanced Marine Engineering and Technology)|제42권 제9호|pp. 682-689|DOI https://doi.org/10.5916/jkosme.2018.42.9.682

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선박 좌현 전타프로펠러 편심추력유체 유도 불안정불평형 진동Port rudder turnPropeller eccentric forcesFluid induced instabilityImbalanced vibration
주제분류기계공학

초록

일반적으로, 선박 축계는 프로펠러 중량의 영향으로 선미관 후부베어링의 국부적인 지지하중 증가가 현격하게 나타나 잠재적인 축계 베어링 손상의 위험성을 가진다. 이를 방지하기 위한 추진축계 정렬연구는 대부분 준정적 상태(quasi-static condition)에서 프로펠러축과 선미관 후부베어링간의 상대적 경사각을 감소시키는데 중점을 두어 진행되어 왔다. 그러나 보다 완전한 축계 안정성 평가를 위해서는 동적상태에 대한 고려가 필요하다. 본 연구에서는 동적 상태에서 선박 좌현 전타시 과도적으로 변동되는 프로펠러 편심추력이 선미관 내에서 유체 유도 불안정 상태와 스톨(stall)현상을 발생시키는 것을 확인하였다. 따라서 향후 추진축계 정렬 관련 연구에는 축계 안정성 확보를 위하여 과도상태시 편심추력에의해 발생하는 불평형 진동 특성을 추가적으로 고려해야 할 필요가 있음을 확인하였다.

Abstract

Normally, a ship’s propeller weight significantly increases the support load of bearings in the ship’s shafting system, which increases the potential risk of bearing failure. To prevent this, a series of studies on shaft alignment are conducted with a focus on reducing the relative inclination angle between the propeller shaft and after stern tube bearing under quasi-static conditions. However, to achieve a more complete stability evaluation of the shafting system, the dynamic state of the shaft alignment must be considered. Our results revealed that propeller eccentric forces, which fluctuate in a hard port turning, demonstrated fluid-induced instability and contributed to stall phenomena in the stern tube. In addition, depending on the specific ship being considered, the opposite results from those in previous studies could be derived. Therefore, the imbalanced vibration characteristics that originate from the propeller eccentric forces in the transient condition must also be considered.

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