프로펠러단독시험 (Propeller open water test)
한 줄 정의: 선체 없이 프로펠러만 균일한 흐름 속에서 돌려 성능을 재는 시험입니다.
쉽게 풀면
실제 배에서는 선체가 물의 흐름을 흐트러뜨리기 때문에 프로펠러 고유의 성능을 알기 어렵습니다. 그래서 수조시험에서 모형 프로펠러만 따로 매달아 일정한 속도의 균일한 흐름 속에서 회전시키고, 추력과 토크를 측정합니다. 이 결과를 전진비에 대한 곡선으로 정리하면 그 프로펠러가 어떤 조건에서 가장 효율이 좋은지 알 수 있습니다.
왜 중요한가
프로펠러 단독 성능은 자항시험 결과를 해석해 반류계수, 추력감소율, 상대회전효율을 분리해 내는 기준선 역할을 합니다. 즉 이 시험이 없으면 선체와 프로펠러의 상호작용을 정량화할 수 없습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"모형 프로펠러의 단독시험에서 설계 전진비 0.65 부근의 최대 효율은 0.68로 측정되었다."
조금 더 깊게 보면
측정한 추력과 토크는 각각 추력계수와 토크계수로 무차원화되어 전진비에 대한 선도로 표시되며, 이 선도를 흔히 단독성능곡선이라고 부릅니다. 모형은 실선보다 레이놀즈수가 작아 날개 표면의 마찰 특성이 다르므로, 국제적으로 합의된 절차에 따라 날개 단면의 마찰 보정을 거쳐 실선 값으로 환산합니다. 시험은 프로펠러가 자유수면 영향을 받지 않도록 충분한 깊이에 잠긴 상태에서 수행하는 것이 원칙입니다.
주의할 점
균일 흐름을 가정하므로 실제 선미의 불균일한 반류 속에서 나타나는 주기적 하중 변동이나 프로펠러캐비테이션은 이 시험만으로 평가할 수 없습니다. 선체를 포함해 실제 추진 상태를 재현하는 자항시험과는 목적이 명확히 구분됩니다.