전심(pivoting point)
1. 전심의 의미
선박이 선회운동을 할 때 실제 역학적 회전중심은 선체의 중심 G에 있으나 외관상 원침로상을 그대로 가면서 선체의 종중심선상의 다른 점을 수직축으로 회전하는 것같이 보이는 데 이러한 외관상의 회전중심점을 전심이라 한다.
2. 발생원인
타압의 횡분력(Pncos
3. 전심의 위치
전심은 일반적으로 전진 시 선체중앙에서 약 L/3 정도 전방에 위치하며, 횡이동이 쉬운 둥근형의 선박일수록 선수에 가까워 진다. 또한 전심의 위치(GP)는 타의 횡추력과 선박의 전진추력의 변화에 관계없이 일정하다. 이유는 그림과 같이 G점에 선체운동에 관계치 않는 두 힘 Pncosθ (크기가 같고 방향이 반대)가 작용한다고 가정하면 우측의 Pncosθ는 선체를 횡이동시키고 좌측과 선미의 것은 우력을 형성한다. 이때 선체질량을 m이라 하고, G점을 통하는 수직축에 대한 관성능률을 Iz, 회전반경을 k라 하면; Iz = m k2
P점은 원래의 위치에 있게 되므로 즉 GP의 거리는 G점과 타압점까지의 거리에 반비례하고 회전반경(k)의 제곱에 비례한다. 일반적으로 상선에서는 회전반경 k를 0.35L정도로 보고 있다. 따라서 GP는 횡방향 힘의 작용점 위치에 따라 변하며 회전반경의 크기에 따라 변한다.
4. 전심의 성질
선상의 전심에 서서 보면 그 점보다 전방의 선체부분은 원침로를 기준으로 하여 선회측으로 움직이고 그보다 후방의 선체부분은 선회측과 반대쪽으로 움직이는 것처럼 보인다.
전진시 전심은 일반적으로 선체의 중앙에서 약 ⅓L정도 전방에 위치하게 된다. 횡이동이 쉬운 둥근형의 선박일 수록 전심은 선수에 가까워 진다. 후진시에 전심은 선체의 중심후방으로 이동한다.
선박의 전심의 위치는 타의 횡추력과 선박의 전진추력과의 변화에 거의 관계없이 일정하며 전심거리는 선체 중심에서 타압점까지의 거리(횡방향힘의 작용점까지의 거리)에 반비례하고 회전반경(k)의 제곱에 비례한다. 즉 GP = k2/GC다. 정지중인 선체가 일정의 횡방향 힘을 받아서 회전할 때의 선회각속도는 이 선박에 전진추력을 주면서 선회할 때의 각속도와 같다.
전심의 위치는 보통 선회권중심 O에서 선수미선에 수선을 내리면 그 교차점이 된다.
예선을 사용하던가 부두의 계류색을 선수미 일단에 잡을 때에는 전심의 위치는 반대쪽 ⅔L 지점에 위치한다.
5. 전심의 예
2/3L 전방에 PP가 형성된다.
왼쪽의 경우가 선회반경을 좁힐 수 있다.
전진속력이 있을 때는 전심에서 거리가 먼 point에서 조력을 해야만 선회반경을 줄일 수 있다. 같은 논리로 조타목적의 Tug를 잡을 때도 PP에서 멀리 떨어진 선미가 유리하다.
정선중 Current가 존재한다면 유속을 선속으로 가정하여 Towing or Pulling point를 결정하여야 한다.
Anchor를 이용한 용묘시 PP
향풍성/이풍성을 고려할 때도 PP의 위치를 고려한다.