선수추진기 (Bow Thruster)
쉽게 풀면
배 앞쪽에서 배를 옆으로 밀어 접안을 도와주는 작은 추진기이다.
왜 중요한가
바우스러스터는 예인선 도움 없이 접이안과 저속 선회를 가능하게 하므로, 페리와 크루즈선, 컨테이너선의 항만 비용과 회전 시간을 줄이는 실질적 장비이며 동적위치유지 선박에서는 선수 횡추력의 기본 원천입니다.
실무에서는 선박 크기와 풍압 면적에 따라 필요한 추력을 산정하고, 터널 위치가 선수 구상선수와 앵커 체인 경로에 간섭하지 않도록 배치합니다. 터그보트 지원 없이 자력으로 접이안할 수 있게 해 항만 이용 비용과 대기 시간을 줄이는 실질적 경제 효과를 냅니다.
어디에 있고 어떻게 생겼나
- 선수 추진기(bow thruster)는 선수 부분 수면 아래를 좌우로 관통하는 터널 안에 프로펠러를 설치하고 좌우로 물을 내보내 선수를 옆으로 미는 보조 추진 장치입니다. 이런 형식을 터널형 추진기라고도 부릅니다.
- 선체 중심에서 멀수록 같은 힘이라도 선체를 돌리는 모멘트가 커지므로 가능한 한 선수 쪽에 설치하며, 선미에 같은 방식의 추진기를 두면 선미 추진기가 됩니다.
- 구성은 프로펠러, 구동용 전동기 또는 유압 모터, 터널, 그리고 추력을 조절하는 제어부로 이루어집니다. 프로펠러가 가변피치인지 고정피치인지에 따라 제어 방식이 달라집니다.
맡은 기능
- 저속 조종: 입·출항, 접안, 좁은 수로처럼 선속이 낮아 타의 효과가 약할 때 선수를 옆으로 이동시켜 조종을 돕습니다. 예인선의 도움을 줄일 수 있습니다.
- 정점 유지: 해양 지원선처럼 한 위치를 유지해야 하는 선박에서 방위각 추진기와 함께 선수의 위치와 방향을 잡는 데 쓰입니다.
- 한계: 선속이 커지면 터널 입구 주변의 흐름 때문에 추력이 떨어지는 것으로 알려져 있어 주로 저속에서 효과적이며, 고속에서는 타가 조종을 맡습니다(Carlton, 2012).
연구에서 다루는 방식
선박 유체역학과 조종성 분야에서 선수 추진기는 다음과 같은 방식으로 다뤄집니다.
- 모형시험과 수치해석으로 터널 안과 주변의 흐름을 해석해, 선속에 따른 추력 손실과 선체와의 상호작용을 평가합니다.
- 터널 지름, 길이, 입출구 모서리 형상, 프로펠러 설계가 추력에 미치는 영향을 비교합니다. 조종성 일반과 추진기 시험법은 Brix(1993)가 정리합니다.
- 논문에서는 시험 선속, 추진기 회전수, 선체 상태(흘수), 측정한 추력의 정의를 밝혀야 다른 연구와 비교할 수 있습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
실제 논문에서
이 용어를 직접 쓴 국내 논문 문장을 아직 수집하지 못했습니다. 수집되는 대로 출처와 함께 싣겠습니다.
예시 문장
아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.
컨테이너선이 협소한 부두에서 선수추진기를 활용해 예선 지원 없이 접안한다.
선수에 옆으로 물을 밀어내는 추진장치가 있으면 저속에서도 배를 옆으로 움직일 수 있어, 별도의 예인선 지원 없이도 입출항 조작이 쉬워진다는 뜻입니다.
조금 더 깊게 보면
바우스러스터는 정지 상태에서 가장 효과적이고 선속이 몇 노트만 넘어도 터널 출구의 유동이 뒤로 휘어 횡추력이 급감하므로, 항해 중 조종에는 쓸 수 없습니다. 또한 터널 개구부는 항해 중 저항을 늘리고 소음의 원인이 되므로 개구부 형상과 격자 설계가 필요합니다.
추력은 선박의 관성에 비해 작아 큰 배에서는 반응이 느리며, 흘수가 얕아 터널이 수면 가까이 올라오면 공기 흡입으로 추력이 더 떨어지는 점을 밸러스트 상태에서 고려해야 합니다.
터널 개구부에 격자(grid)를 설치하면 저항은 다소 늘지만 이물질 유입과 소음을 줄일 수 있어 절충이 필요하며, 최근에는 개폐식 커버로 항해 중 개구부를 막는 설계도 쓰입니다.
추력 방향은 좌우로만 한정되어 아지무스추진기 처럼 전 방향 제어는 하지 못하며, 대형선에서는 선수와 선미에 각각 설치해 저속 횡이동 능력을 더 강화하기도 합니다. 추력 크기는 선박 배수량과 풍압 면적에 비례해 산정되며, 과소 설계되면 강풍 조건에서 접안 자체가 불가능해질 수 있습니다.
동적위치유지 선박에서는 아지무스추진기 와 함께 선수 횡추력을 보완하는 역할로 조합되어 운용됩니다.
주의할 점
선수추진기는 저속에서만 효과적이며 선속이 높아지면 추력 효율이 급격히 저하된다.
헷갈리기 쉬운 용어
| 장치 | 형태 | 특징 |
|---|---|---|
| 선수 추진기(터널형) | 선수를 좌우로 관통하는 터널 속 프로펠러 | 저속에서 선수를 옆으로 밀어 줌, 방향 고정 |
| 방위각 추진기 | 수평으로 360도 회전하는 추진기 | 추력 방향을 바꿀 수 있어 추진과 조종을 함께 담당 |
| 타 | 프로펠러 후류 또는 선속을 이용한 방향 전환 판 | 선속이 있어야 효과가 있고 저속에서는 약함 |
참고 문헌
- Carlton, J. (2012). Marine Propellers and Propulsion (3rd ed.). Butterworth-Heinemann.
- Brix, J. (Ed.). (1993). Manoeuvring Technical Manual. Seehafen Verlag.
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