아지무스추진기 (Azimuth Thruster)

조선해양공학
한 줄 정의: 프로펠러 유닛 전체를 360도 회전시켜 추력의 방향을 자유롭게 바꿀 수 있는 추진 및 조종 장치이다.

쉽게 풀면

프로펠러 전체를 빙글빙글 돌려서 어느 방향으로든 힘을 낼 수 있는 장치이다.

왜 중요한가

아지무스 추진기는 타 없이 추력 방향만으로 조종하므로, 동적위치유지가 필수인 시추선, 해양지원선, 크루즈선과 볼라드풀을 전 방향으로 내야 하는 예인선에서 사실상 표준 추진 방식입니다. 실무에서는 추진기의 배치와 개수가 위치유지 능력과 고장 시 여유를 결정하므로, 동적위치유지 등급 요건과 함께 설계됩니다. 타 없이도 360도 추력 방향 전환이 가능해 동적위치유지 선박의 위치 제어 알고리즘이 이 추진기를 전제로 설계됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

아지무스추진기는 별도의 타 없이도 방향 전환이 가능해 동적위치유지가 필요한 선박이나 예인선에 널리 사용된다.

해양플랜트 지원선에 아지무스추진기를 복수로 배치하여 동적위치유지 성능을 확보한다.

쇄빙선에는 얼음과의 접촉에 강한 내빙형 아지무스추진기가 채택되어 극지 항해 안정성을 높였다.

얼음이 많은 바다를 다니는 배에는 충격에 강하게 설계된 추진기를 써서 안전하게 항해할 수 있게 했다는 뜻이다.

조금 더 깊게 보면

아지무스 추진기는 자유롭게 회전하지만 여러 대가 가까이 있으면 한 추진기의 후류가 다른 추진기에 들어가는 간섭으로 추력이 크게 떨어지므로, 위치유지 해석에서는 방향별 추력 손실 계수를 반영해야 합니다. 또한 선체 바닥 아래로 돌출된 구조라 좌초 시 손상 위험이 크고, 기어 전동 방식은 전동 손실이 있어 재래식 축계보다 효율이 낮습니다. 바우스러스터가 저속에서만 쓰는 보조 장치인 것과 달리 아지무스는 주추진 장치이며, 포드형은 전동기가 수중 포드 안에 들어간 변형입니다. 추진기 배치 설계에서는 최소 이격거리를 두어 후류 간섭을 줄이고, 회전 시 케이블이나 유압호스가 꼬이지 않도록 슬립링 구조를 채택합니다. 전동식은 전동기를 갑판에 두고 베벨기어로 동력을 전달하며, 포드형은 전동기 자체가 수중에 있어 기어 손실이 없다는 차이가 있습니다. 회전 각도에 제한이 있는 모델은 케이블 꼬임 방지를 위해 360도 연속 회전 대신 일정 각도 왕복만 허용하기도 합니다. 추진기 여러 대를 배치한 선박에서는 한 대가 고장 나도 나머지로 최소한의 위치유지 성능을 유지할 수 있도록 여유 대수를 두는 것이 표준 설계 관행입니다.

주의할 점

아지무스추진기는 구조가 복잡해 정비 비용이 높고, 회전 각도 제한이나 오작동시 선박 조종성에 큰 영향을 줄 수 있다.

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