상반회전프로펠러 (Contra-rotating propeller)
한 줄 정의: 서로 반대 방향으로 도는 두 프로펠러를 앞뒤로 배치한 추진 방식입니다.
쉽게 풀면
프로펠러가 물을 밀어낼 때 물은 앞으로만 가는 것이 아니라 소용돌이치며 회전하는데, 이 회전에 쓰인 에너지는 버려집니다. 상반회전프로펠러는 바로 뒤에 반대 방향으로 도는 두 번째 프로펠러를 두어, 앞 프로펠러가 만든 회전 흐름을 되받아 추력으로 바꿉니다. 그만큼 손실이 줄어 효율이 올라갑니다.
왜 중요한가
회전 손실 회수로 얻는 효율 향상이 수 퍼센트에 이르러, 연료비와 탄소 배출 규제가 강화되는 흐름 속에서 다시 주목받는 방식입니다. 또 두 프로펠러의 반작용 토크가 서로 상쇄되어 선체에 전달되는 회전 반력이 작아지는 이점도 있습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"상반회전프로펠러를 적용한 대상선의 자항시험 결과, 준추진효율이 단일 프로펠러 대비 8.2% 향상되었다."
조금 더 깊게 보면
구조적으로는 동심축 안에 또 다른 축을 넣고 유성기어로 회전 방향을 나누는 방식이 전통적이지만, 축계와 밀봉이 복잡해 신뢰성과 정비성이 실용화의 걸림돌로 지적되어 왔습니다. 이 문제를 피하기 위해 뒤쪽 프로펠러를 포드추진 장치로 구성하는 하이브리드 방식이 제안되어 일부 선박에 적용되었습니다. 회전 손실만 회수하는 더 단순한 대안으로는 프로펠러 앞에 고정 날개를 두는 예선회스테이터가 있으며, 효율 향상 폭은 작지만 구조가 간단합니다.
주의할 점
효율 이득이 분명해도 축계 복잡성과 정비 비용 때문에 채택이 제한적이므로, 경제성 평가가 반드시 함께 이뤄져야 합니다. 두 축에 각각 프로펠러를 두는 쌍축 배치와 달리, 상반회전은 하나의 축선에 두 프로펠러가 앞뒤로 놓인다는 점이 다릅니다.