종동요 (Pitching)

조선해양공학

한 줄 정의: 선박이 좌우축을 중심으로 선수와 선미가 번갈아 오르내리는 회전 운동이다.

쉽게 풀면

배의 앞뒤가 시소처럼 번갈아 올라갔다 내려갔다 하는 흔들림으로, 파도를 마주 보고 달릴 때 뱃머리가 위아래로 크게 끄덕이는 움직임입니다.

왜 중요한가

종동요는 선수부의 슬래밍 발생 빈도 및 갑판 침수와 밀접하게 관련되어, 파랑 중 항해 속도 감소(부가속도손실) 연구에서 종동요와 상하동요의 조합이 실제 운항 속력 저하량을 결정하는 핵심 변수로 다뤄집니다.

선박이 선수와 선미가 교대로 오르내리는 회전 운동으로, 파랑에 의한 선체 동요 6자유도 중 하나이며 심한 종동요는 프로펠러 공회전이나 갑판 침수를 유발해 내항성능 평가의 핵심 검토 대상이 됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

종동요는 상하동요와 결합되어 선수부의 상대운동을 결정하며, 이는 슬래밍과 갑판침수 발생 가능성을 평가하는 데 핵심적인 응답량이다.

내항성능 해석에서 종동요와 상하동요 응답을 결합하여 선수부 상대운동을 계산하고 슬래밍 발생 확률을 추정한다.

"선수파랑 조건에서의 자항시험 결과, 종동요 진폭이 커지는 파주기 구간에서 부가저항이 급격히 증가하여 유지 가능한 속력이 크게 감소하는 것으로 나타났다."

이 문장은 종동요가 파랑 중 부가저항 및 속력 손실과 직결됨을 보여주는 실험 연구 사례입니다.

조금 더 깊게 보면

종동요는 선박의 세로 관성모멘트와 밀접히 관련되며, 화물 적재 분포에 따라 세로 관성모멘트가 달라지면 종동요의 고유주기와 응답 특성도 함께 변화합니다.

종동요는 선박의 파에 대한 상대적 크기(파장과 선체 길이의 비율)에 따라 크기가 크게 달라져, 동일한 파고라도 선박 크기에 따라 체감하는 종동요의 정도가 상당히 다르게 나타날 수 있습니다. 종동요는 선박의 파에 대한 상대적 크기(파장과 선체 길이의 비율)에 따라 크기가 크게 달라져, 동일한 파고라도 선박 크기에 따라 체감하는 종동요의 정도가 상당히 다르게 나타날 수 있다.

주의할 점

종동요가 커지면 선수부 슬래밍이나 갑판 침수 위험이 함께 증가하므로 종동요 응답만 단독으로 평가하기보다 관련 위험도를 함께 검토해야 합니다. 종동요는 화물을 선수미보다 선체 중앙에 집중시켜 세로 관성모멘트를 줄이면 고유주기가 짧아지고 응답이 급격해질 수 있어, 적재 배치가 종동요 저감에도 영향을 미친다는 점을 고려해야 한다. 종동요가 커지면 선수부 슬래밍이나 갑판 침수 위험이 함께 증가하므로 종동요 응답만 단독으로 평가하기보다 관련 위험도를 함께 검토해야 한다.