5만톤급 석유화학제품 운반선의 선박 가속 시 엔진 부하에 따른 프로펠러 힘이 추진축계에 미치는 영향 연구
Effect of propeller forces into propulsion shafting system in accordance with engine load of 50K DWT class product oil/chemical tanker during ship acceleration
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초록
선박의 추진축계 안정성확보를 위해 수행된 일련의 축계정렬 연구는 주로 준정적상태(quasi-static)에서 수행되어왔다. 선박의 축계는 축 끝단 프로펠러 하중의 영향으로 프로펠러축을 지지하고 있는 선미관 베어링에 국부하중 증가가두드러지게 나타난다. 이러한 국부하중의 크기와 분포는 축과 베어링간의 상대적 경사각에 의해 결정되는데 수력학적동적 과도상태에서 프로펠러 힘에 의한 추력편심이 하방으로 작용하여 축이 아래로 처지게 되는 경우 하중은 선미관 후부베어링 끝단으로 더 크게 치우쳐질 수 있다. 본 연구에서는 축계 안정성 평가를 위한 축 동적 거동 분석을 5만톤급중형화학제품운반선을 대상으로 수행하였다. 분석결과, 엔진부하의 증가에 따른 프로펠러 힘에 의해 축의 거동이 영향을받는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 프로펠러 근방에서 직접계측을 수행한 선행연구결과와 일관성을 가지고 있으며직접계측의 대체방법으로 유의미함을 확인하였다.
Abstract
The fact that the stability of the propulsion shaft system is crucial when designing a ship has led to many studies on the proper alignment of the shaft, in particular under quasi-static conditions. The propeller weight contributes significantly to increase the local loads of the stern tube bearings supporting the propeller shaft. The relative inclination angle between the shaft and the bearing, in general, determines the degree and distribution of the local loads. When the propeller force in the hydrodynamic transient state that leads the shaft descends, thereby causing the eccentric thrust to act downwards, the local load can be significantly deflected toward the after-end of the after-stern tube bearing. This paper investigates the dynamic behavior of the propeller shafts and evaluates its stability, using a 50,000 dead weight tonnage (DWT) oil/chemical carrier. The results revealed that the behavior of the shaft was influenced by the hydraulic propeller force with increasing engine load. The proposed method proved to be meaningful and practical as it shows similar results to previous studies where direct measuring at the adjacent of the propeller was carried out.
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