[교과내용]선박구조

[상선어선]

 

1. 선박의 종류

⑴ 사용 목적에 의한 분류

ꊱ 상선(Merchant ship) : 여객 또는 화물을 수송하여 운임 수익을 얻을 목적으로 운항되는 선박

  ① 여객선(Passenger ship)

   ㉮ 여객의 운송이 주 업무(+ 소량의 특수 화물 및 우편물 적재 설비 구비)

   ㉯ 정기선으로 안전과 신속한 여객 운송에 중점

   ㉰ 일반 선박보다 높은 수준의 구조 규격과 조건 요구¹⁾

   ㉱ 종류 : 페리 보트, 순항 여객선, 정기 여객선 등

  ② 화객선

   ㉮ 여객과 화물을 함께 운반하는 선박.

   ㉯ 여객이 13인 이상이면 여객선(선박안전법)

  ③ 화물선

   ㉮ 화물의 운송이 목적

   ㉯ 하역설비(대량의 화물을 안전 신속하게 운송)를 갖추어 안전과 신속에 중점

   ㉰ 주거 설비 공간 최소, 선창 설비 공간 최대

   ㉱ 종류(일반 화물선, 전용선)

    ㉠ 컨테이너선 : 선창 안쪽과 갑판 위에 최대한 많은 컨테이너를 적재․수송

     ⓐ LOLO선²⁾ : 풀 컨테이너선(대부분의 방식)

     ⓑ RORO선(트레일러선) ≒ 카페리

     ⓒ LASH선³⁾ : 대형 부선⁴⁾에 화물 적재 → 부선을 본선에 적재 → 운송

    ㉡ 액체 화물선⁵⁾ - 유조선(tanker)⁶⁾, LPG선, LNG선, 케미컬 탱커

    ㉢ 벌크선 - 곡물 운반선⁷⁾, 광석 운반선⁸⁾, 석탄 운반선

    ㉣ 자동차 전용선 : 선체의 크기가 큰 것이 특징

    ㉤ 초전도 전자 추진선

    ㉥ 목재 운반선, 유광석 겸용선, 냉동선, 중량화물 운반선 등

ꊲ 어선

  ① 어업에 종사하는 선박

  ② 어장, 어획물의 종류, 어획방법에 따라 다양

     (특수어선, 운반선, 공모선, 어로선 등)

ꊳ 특수선 : 연습선, 순시선, 해양 탐사선, 준설선, 예인선, 측량선, 소방선, 도선선, 요트, 통선, 청소선 등

ꊴ 군함 : 전투를 목적으로 하는 선박(운송선, 공작함 등)

   ☞ Vessel(배) : ship(큰 배), boat(작은 배)

⑵ 선박의 정의

① 일반적 정의 : 사람이나 물건을 싣고 물에서 항해하는 구조물

② 해상법상 정의 : 상행위를 비롯한 기타 영리를 목적으로 항행에 사용되는 것

③ 선박법상의 정의 : 부양력을 가지는 구조물로서 인명과 재화의 적재능력 및 해상을 스스로 항행할 수 있는 것

④ 해상 교통법상의 정의 : 운송수단으로 제공되거나 제공될 수 있는 가동력을 총칭

2. 선박의 주요 치수

⑴ 선체와 관련된 주요 명칭

① 선수(bow) : 앞쪽 끝 부분을 선수라 하고, 그 방향은 어헤드(ahead)

② 선미(stern) : 뒷쪽 끝 부분을 선미라 하고, 그 방향은 어스턴(astern)

③ 선체 중앙(midship) : 길이의 중앙부를 선체 중앙, 선수미선과 직각을 이루는 방향을 어빔(abeam)

④ 우현 및 좌현(starboard and port) : 선수를 향해 오른쪽을 우현, 왼쪽을 좌현

⑤ 수선(water line) : 선체와 수면이 만나는 선

⑥ 용골(keel) : 선체에 가장 밑바닥에 위치한 구조재⁹⁾

⑦ 늑골(frame) : 선체의 빌지 굴곡부까지 용골에 대해 직각으로 뻗어 있는 강철재¹⁰⁾

⑧ 늑판(floor) : 이중저에서 횡방향으로 거더와 교차하여 설치

⑨ 외판(shell) : 선체 외부의 철판

⑵ 선박의 치수¹¹⁾

ꊱ 선박의 길이

  ① 전장(length over all ; LOA)

   ㉮ 선수의 최전단에서부터 선미의 최후단까지의 수평거리

   ㉯ 부두 접안이나 입거 등의 선박 운용에 참고

  ② 수선간장(length between perpendiculars ; LBP or Lpp)

   ㉮ 계획 만재 흘수선¹²⁾상의 선수재의 전면과 타주의 후면에 각각 수선을 세워 양 수평 거리¹³⁾

   ㉯ 일반적인 선박의 길이

  ③ 수선장(length on load water line : LWL)

   ㉮ 계획 만재 흘수선상에서 물에 잠긴 선체의 선수재 전면부터 선미 후단까지의 수평거리

   ㉯ 배의 저항, 추진력 계산에 사용(선박의 운동)

  ④ 등록장(registered length)

   ㉮ 상갑판 보(beam)상의 선수재 전면부터 선미재 후면까지의 수평거리

   ㉯ 선박원부에 등록되는 길이(선박국적증서 기입)

ꊲ 선박의 폭

  ① 전폭(extreme breadth ; B)

   ㉮ 선체의 폭이 가장 넓은 부분의 외판의 외면부터 맞은 편 외판의 외면까지의 수평거리

   ㉯ 입거 및 선박 조종 등에 사용

  ② 형폭(molded breadth)

   ㉮ 선체의 폭이 가장 넓은 부분의 늑골의 외면부터 맞은 편 늑골의 외면까지의 수평거리

   ㉯ 선박에 대한 법규 등에서 사용

   ㉰ 일반적인 선박의 폭

ꊳ 선박의 깊이

  ① 형심(moulded depth ; D) 또는 깊이(Depth ; D) : 선체중앙에 있어서 용골상면¹⁴⁾(base line)부터 건현갑판(또는 상갑판 빔)의 현측 상면까지의 수직 거리

⑶ 선박의 톤수 : 화물 적재능력은 중량이나 용적으로 표현

ꊱ 용적톤수¹⁵⁾

  ① 총톤수(gross tonnage)

   ㉮ 모든 선박의 크기를 표시하는 기준(군함 제외)

   ㉯ 각국의 선박 통계, 등록세, 선박검사료, 입거료, 도선료 등의 기준

  ② 순톤수(net tonnage)

   ㉮ 국제 톤수 증서에 기록되는 톤수

   ㉯ 여객 또는 화물의 운송에 사용되는 장소를 표시하는 톤수

   ㉰ 항만시설 사용료, 등대사용료 등의 기준

ꊲ 중량 톤수¹⁶⁾

  ① 배수 톤수(displacement tonnage) = 배수량(displacement capacity)

   ㉮ 배수 용적을 중량으로 나타낸 것

   ㉯ 배수 용적 : 수면 하부에 잠겨진 선체가 차지하는 용적

   ㉰ 화물의 적재량 계산시 사용

   ㉱ 주로 군함의 크기 표현

  ② 재화 중량 톤수(dead weight tonnage)

   ㉮ 만재 배수 톤수¹⁷⁾와 경하 배수 톤수¹⁸⁾와의 차

   ㉯ 선박에 적재할 수 있는 최대 무게

   ㉰ 상선 매매와 용선료 산정의 기준

  ③ 운하 톤수(canal tonnage)¹⁹⁾

   ㉮ 독자적인 측정법에 따라 계산(수에즈․파나마 운하)

   ㉯ 운하 통과료의 산정 기준

  ④ 국제 톤수 : IMO 주관하에 제전된 국제 통용 톤수(1969년)

ꊳ 각종 톤수 간의 상호 관계

화물선에서 총톤수 100톤(기준) ≒ 순톤수 60톤 ≒ 재화 중량톤 150톤

≒ 배수톤수 200톤 ≒ 재화 용적톤수 170톤

<참고사항>

※ 재하 용적 톤수 : 실제로 화물을 적재할 수 있는 용적을 40ft³(=1.133 )로 나눈 것

㉠ 곡물 용적 : 산적 화물을 적재할 경우에 빈 공간이 채워진므로, 공간을 포함한 선창의 용적을 나타낸다.

㉡ 포장 용적 : 선창 안에서 양현 쪽의 늑골 내면 사이, 선저 내저판 상면에서 갑판보의 하면까지의 용적임. 곡물 용적의 90～93％정도이다.

< 용적 톤수 >

산정기준	톤  수	해        설	세액 책정	비   고
배의 용적 2.832m3(100ft3)를 1톤으로 환산	총톤수	선박의 밀폐된 용적에서 제외적량을 제외한 총용적을 단위가 meter이면 2.832m3을 ft이면 100ft3를 1톤으로 산출한 톤수 (총적량=밀폐된 총용적-제외적량)	등록세, 관세, 소득세, 도선료, 계선료, 입거료, 부두사용료, 검역수수료	군함 이외의 모든 선박의 크기를 표시하는 기준이되는 톤수
	순톤수	총적량에서 공제적량을 공제한 순적량, 즉 화물 및 여객운송에만 사용되는 공간의 용적을 단위가 meter이면 2.832m3을 ft이면 100ft3를 1톤으로 산출한 톤수 (순적량=총적량-공제적량)	입항세, 톤세, 운하 통과료	총톤수와 함께 선박 원부에 등록되며, 선박국적증서에 기재되는 중요한 톤수
	운하톤수	스에즈 및 파나마 운하에서 독자적인 측정방법에 따라 적량을 측정하여 운하 통과료의 기준으로 삼는 톤수
	갑판하 톤수	갑판 이하의 전 용적을 2.832m3(100ft3)를 1톤으로하여 산출한 톤수
화물 용적 2.832m3(100ft3)를 1톤으로 환산	재하용적 톤수	선박에 적재되는 화물의 용적으로 각 선창의 용적과 특수화물창의 용적을 1.133m3(40ft3)를 1톤으로하여 산출한 톤수

< 중량 톤수 >

산정기준	톤  수	해   설	비  고
(선박의 중량) ∙M/T:1000kg(2204.62파운드)를 1톤으로 함 ∙L/T:1016.05kg(2240파운드)를 1톤으로 함 ∙S/T:907.18kg(2000파운드)를 1톤으로 함	만재배수 톤수	선체 침수부의 용적(배수용적)에 상당하는 물의 중량, 즉 배가 배제한 물의 중량을 말한다. 이 물의 중량을 배수량 또는 배수톤수라 한다.	하기만재흘수선에서 있어 해수의 표준밀도 1.025에 대한 배수톤수를 만재배수톤수라한다. 배수톤수라 할 때는 만재배수톤수를 가르킨다.
	경하배수 톤수	화물, 여객, 연료, 음료수, 식료품 등을 전혀 적재하지 않은 공선 상태의 배수량을 말함	공선 배수톤수라고도 함
	기준배수 톤수	군함이 완성되어 병기, 탄약, 승조원 식량 등을 일체 탑제하고 연료와 청수만을 청수만을 적재하지 않은 상태의 배수톤수	군함의 크기를 표시
화물의 중량 (톤수 환산단위는 상기와 동일)	재화중량 톤수	만재상태의 배수량과 경하상태의 배수량과의 차를 말하며, 선박이 적재할 수 있는 화물의 최대중량	선박의 매매, 용선료의 기준

⑷ 흘수(draft, draught)²⁰⁾

① 흘수 : 선박의 수면에서 용골까지의 깊이(물 속에 잠긴 선체의 깊이)

② 흘수 ≒ 부력 ⇒ 선박의 안전 유지(적당한 흘수 확보)

③ 선박의 화물 과적 방지 ⇒ 일정한 흘수 유지 규정(만재 흘수선표²¹⁾)

④ 형 흘수(moulded draft) : 용골의 윗면에서 수면까지의 수직 거리

⑤ 용골 흘수(keel draft)

  ㉮ 용골의 맨 아랫면에서 수면까지의 수직 거리

  ㉯ 일반적인 선박의 흘수

  ㉰ 선적량 계산시 사용(선박법)²²⁾

⑸ 속력²³⁾

① 선박의 속력 : 노트(knot)

② 1knot : 1시간에 1해리(nautical mile : 1,852m)를 항해하는 속력

⑹ 건현 및 만재흘수선

ꊱ 건현(freeboard)

  ① 물에 잠기지 않은 선체의 높이(선박의 중앙부의 수면에서부터 갑판선의 상단까지의 수직 거리)

  ② 선박이 안전하게 항해하기 위한 예비부력

ꊲ 만재 흘수선(load draft line) : 안전하게 항행²⁴⁾할 수 있는 최대한의 흘수

ꊳ 만재 흘수선표(load line mark) 또는 건현표(freeboard mark)

  ① 평수구역 항행을 제외²⁵⁾하고 선체 중앙부 양현에 만재흘수선 표시(선박안전법)

  ② 국제 만재 흘수선 조약 제정 ⇒ 인명․재산 보호

  ③ 건현표 : 국제 규격 통일

⑺ 갑판과 화물창

ꊱ 갑판(deck)

  ① 선박의 현측에서 현측까지 이어진 수평 표면(바닥판)

  ② 상갑판, 하갑판, 주갑판

ꊲ 화물창(cargo hold) : 화물 수송을 위하여 설계된 공간

<참고사항>

① 만재 흘수선표의 표시 : 폭 25mm의 선으로 양 현측에, 어두운 색의 선측에는 백색 또는 황색으로, 백색 선측에는 흑색으로 표시한다.

② 만재흘수선표는 갑판선, 원표, 및 각종 만재흘수선을 표시하는 열쇠형의 세 부분으로 되어 있다.

  ▶ 갑판선(건현 갑판선 또는 법정 갑판선) : 배 길이의 중앙에서 건현 갑판의 위치를 나타내며, 건현 측정의 기준이 되는 선이다.

  ▶ 갑판적재 목재화물선 : 만재흘수선, 건현 및 기호는 일반기선이 표시하는 6종의 만재 흘수선, 건현, 및 기호의 앞에 각각 목재와 L자를 첨부하여 나타낸다. 예를 들면 하기 목재 만재흘수선(summer timber load line) LS로 나타낸다.

  ▶ 원표 : 외경이 300mm, 이를 관통하는 길이 460mm의 수평선을 그리고 선박의 기호는 선급협회 표시를 한다.

③ 만재 흘수선표의 적용 : 국제 만재 흘수선의 협약에서는 세계의 수면을 네 종류로 대별한다.

  ㉠ 열대  

  ㉡ 계절 열대

  ㉢ 하기대

  ㉣ 계절동기대

  국제 항해에 종사하는 여객선은 만재 흘수선에 구획 만재 흘수선을 나타내는 C를 부가하여 표시한다.

<만재 흘수선의 적용 대역과 계절>

종   류	기호	적용 대역 및 계절
하기 만재 흘수선 (Summer load line)	S	하기대에서는 연중, 계절 열대 및 계절 동기대에서는 각각 그 하기 계절동안 해수에 적용
동기 만재 흘수선 (Winter load line)	W	계절 동기대에서 동기 계절동안 해수에 적용
동기 북대서양 만재 흘수선 (Winter north Atlantic load line)	WNA	북위 36도 이북의 북대서양을 그 동기 계절간에 횡단하는 경우, 해수에 적용
열대 만재 흘수선 (Tropical load line)	T	열대에서는 연중, 계절 열대에서는 그 열대 계절동안 해수에 적용
하기담수만재흘수선 (Fresh water load line in summer)	F	하기대에서는 연중, 계절 열대 및 계절 동기대에서는 각각 그 하기 계절 동안 담수에 적용
열대담수만재흘수선 (Tropical fresh water load line)	TF	열대에서는 연중, 계절 열대에서는 그 열대 계절동안 담수에 적용

3. 선체의 각부 명칭 및 주요 선체 도면

⑴ 선체의 각부 명칭

① 선체(hull) : 연돌, 마스트, 키 등을 제외한 선박의 주된 부분

② 선체 중심선(ship center line) : 선폭의 가운데를 통하는 직선(선수미선)

③ 현호(sheer)

  ㉮ 선수에서 선미에 이르는 갑판의 만곡

  ㉯ 선수와 선미에서 높게 하여 예비부력과 능파성을 향상, 선체의 미관 양호

  ㉰ 선수에서 현호를 선체 길이의 약 1/50, 선미는 약 1/100

④ 캠버(camber)

  ㉮ 양 현의 현측보다 선체의 중심선 부근이 높도록 원호를 그리고 있는 것의 높이 차(갑판의 배수와 선체의 횡강력을 증강을 위해)

  ㉯ 크기(표준) : 선폭의 1/50

⑤ 텀블 홈(tumble home) : 상갑판 부근의 선측 상부가 안쪽으로 굽은 정도

⑥ 플래어(flare) : 텀블 홈과 반대

⑦ 빌지(bilge) : 선저와 선측을 연결하는 만곡부

⑧ 선저 경사(rise of floor)²⁶⁾ : 중앙 단면에서 선저의 경사도

⑨ 선미 돌출부(counter) : 선미 중에서 러더 스톡의 후방으로 돌출된 부분

⑵ 주요 선체 도면 : 선박의 구조를 이해하기 위해 참조

① 일반 배치도

② 중앙 횡단면도

③ 선체 종단면도 또는 구조도

④ 외판 전개도

4. 선박의 구조

⑴ 선박이 가져야 할 구조

① 견고한 구조

② 가볍고 간단한 구조 ⇒ 건조 용이

③ 복원성 유지

④ 수밀 구조, 치밀한 구조

⑤ 하역 시설(전용선 예외) 구비 ⇒ 화물의 취급 용이

⑥ 선형성 및 추진 기관 ⇒ 연료 절약, 고속 항행

⑵ 선체의 구조 형식

ꊱ 종늑골식 구조

  ① 종강도 부재를 중심으로 배치된 구조²⁷⁾

  ② 적용 선박 : 액체 화물 적재 선박(유조선)

  ③ 장점 : 배의 중량 감소

  ④ 단점 : 복잡한 구조(건조 작업 난해), 공간 활용 비효율

ꊲ 횡늑골식 구조

  ① 횡강도 부재를 횡단면 내에 중점적으로 배치한 구조(늑판, 늑골, 보 등)

  ② 적용 선박 : 중소형 선박, 일반 화물선 등

  ③ 장점 : 간단한 구조, 선내 공간 효과적 활용

  ④ 단점 : 종강도 약화, 배의 중량 증가²⁸⁾

ꊳ 혼합 구조

  ① 종늑골식(선저부)과 횡늑골식(선측부)의 장점을 조합

  ② 종․횡늑골식 구조 부분의 경계부(강도의 불연속 발생)

     ⇒ 삼각형 브래킷 부착²⁹⁾