유효마력 (Effective Horsepower)
쉽게 풀면
배가 일정한 속도로 계속 나아가려면 물이 만드는 저항을 이겨내야 하는데, 이때 순수하게 저항을 이기는 데만 필요한 힘을 말합니다. 자전거를 일정 속도로 유지하려고 공기저항과 맞서 페달을 밟는 힘에 해당합니다.
왜 중요한가
유효마력은 선박 저항성능 평가의 기준값으로, 모형시험이나 CFD로 예측한 저항값에 속도를 곱해 산출하며, 여기에 준추진효율을 나누어 실제 필요한 주기관 마력을 역산하는 선박 동력 예측 연구의 출발점이 됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
모형시험으로 추정한 실선 저항으로부터 유효마력 곡선을 작성하고 이를 이용해 필요 주기관 출력을 산정한다.
이 문장은 저항시험 결과가 유효마력을 거쳐 실제 주기관 선정으로 이어지는 표준적 동력 예측 절차를 보여줍니다.
조금 더 깊게 보면
유효마력은 저항과 속도의 곱으로 정의되는 순수한 유체역학적 동력으로, 실제 주기관에서 필요한 축마력은 이를 준추진효율(선체효율, 프로펠러효율, 상대회전효율을 곱한 값)로 나누어 산출합니다. 유효마력은 저항에 속도를 곱한 값이므로 속도의 세제곱에 가깝게 증가하는 경향을 보이며, 이 때문에 설계속력을 1노트만 낮추어도 필요 마력이 크게 줄어드는 것이 감속운항이 연료절감에 효과적인 이유이다. 유효마력은 정수 중 저항만을 기준으로 하는 순수한 유체역학적 동력으로, 프로펠러에 전달되어야 할 전달마력은 이를 준추진효율로 나누어 구하고, 다시 축계 전달효율로 나누어 축마력을 산출한다. 유효마력 곡선은 여러 흘수 조건에 대해 각각 구해 두고 실제 적하상태에 맞는 곡선을 골라 쓰는 것이 정확한 소요 마력 추정의 전제가 된다.
주의할 점
유효마력은 정수 중 저항만을 기준으로 하므로 실해역의 파랑 및 바람에 의한 부가저항은 별도의 여유마력(시마진)으로 반영해야 한다. 유효마력은 정수 중 저항만을 기준으로 하므로 실해역의 파랑 및 바람에 의한 부가저항은 별도의 여유마력(시마진)으로 반영해야 한다. 모형시험으로 추정한 실선 저항에는 환산 과정의 불확실성이 남아 있어, 유효마력 산정 결과도 그 불확실성을 그대로 물려받는다. CFD로 예측한 저항값도 모형시험과 마찬가지로 축척효과를 포함한 환산 절차를 거쳐야 실선 유효마력으로 신뢰성 있게 쓸 수 있다.