준추진효율 (Quasi-Propulsive Efficiency)

조선해양공학
한 줄 정의: 선체효율, 프로펠러 단독효율, 상대회전효율을 모두 곱하여 얻는, 선체와 프로펠러의 상호작용을 포함한 종합 추진효율이다.

쉽게 풀면

배와 프로펠러가 함께 작동할 때 전체적으로 얼마나 효율적으로 힘을 쓰는지를 나타낸다.

왜 중요한가

준추진효율은 선체와 프로펠러가 함께 낼 수 있는 효율을 한 값으로 요약하므로, 유효마력에서 축마력으로 넘어가는 동력 추정의 핵심이며 주기관 선정과 속력-동력 곡선 작성에 직접 쓰입니다. 실무에서는 반류균일화덕트나 전류고정날개 같은 에너지 절감 장치의 효과를 이 값의 변화로 평가합니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

준추진효율은 유효마력을 축마력으로 나눈 값에 근사하며, 자항시험 결과로부터 각 성분효율을 분리하여 산출된다.

자항시험 결과를 이용해 선체효율, 프로펠러 단독효율, 상대회전효율을 각각 산출하고 곱하여 준추진효율을 구한다.

"모형선 시험에서 측정한 선체효율, 프로펠러 단독효율, 상대회전효율을 곱하여 준추진효율을 추정하는 절차를 제시하였다."

준추진효율은 선체와 프로펠러 사이의 상호작용에 따른 손실을 반영하는 종합 지표로 사용된다.

조금 더 깊게 보면

준추진효율은 프로펠러 단독효율, 선체효율, 상대회전효율의 곱으로 분해되므로 하나가 오르고 다른 하나가 내려 총합이 그대로인 경우가 흔합니다. 예를 들어 반류를 줄이면 프로펠러 단독효율은 오르지만 선체효율은 떨어질 수 있습니다. 또한 축계 마찰로 인한 전달효율은 포함되지 않아 준추진효율과 실제 주기관 출력 대비 효율은 다르며, 모형과 실선의 값 차이를 보정하는 상관계수가 시험 기관마다 달라 기관 간 비교에 주의가 필요합니다. 상대회전효율은 프로펠러가 선체 뒤 불균일한 반류 속에서 회전할 때와 균일류 속 단독시험에서 회전할 때의 효율 차이를 나타내는 보정계수로, 대개 1에 가까운 값이지만 선형에 따라 몇 퍼센트의 편차가 생긴다. 준추진효율은 프로펠러 단독효율, 선체효율, 상대회전효율의 곱으로 분해되므로 하나가 오르고 다른 하나가 내려 총합이 그대로인 경우가 흔하다. 모형과 실선의 값 차이를 보정하는 상관계수가 시험 기관마다 다를 수 있어 기관 간 비교에 주의가 필요하다.

주의할 점

준추진효율은 설계속도 부근에서만 유효한 값이므로 다른 속도조건에서는 별도로 재산정해야 한다.

준추진효율은 설계속도 부근에서만 유효한 값이므로 다른 속도조건에서는 별도로 재산정해야 한다. 축계 마찰로 인한 전달효율은 준추진효율에 포함되지 않아, 실제 주기관 출력 대비 효율과는 구분해서 다뤄야 한다.

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