축마력 (Shaft Horsepower)

조선해양공학

한 줄 정의: 주기관에서 축계를 통해 실제로 프로펠러에 전달되는 동력이다.

쉽게 풀면

엔진이 만들어낸 힘 중에서 기어박스나 축계를 거치며 일부 손실된 뒤, 실제로 축을 통해 프로펠러 쪽으로 전달되는 동력을 말합니다. 자동차로 치면 엔진 출력에서 변속기 손실을 뺀 뒤 바퀴로 전달되는 힘과 비슷합니다.

왜 중요한가

축마력은 실제 운항 중 축계에 설치된 계측기(토크미터)로 직접 측정할 수 있는 값으로, 선박 실선 성능평가 연구에서 설계 단계의 예측 마력과 실제 운항 마력을 비교하는 검증 지표로 널리 사용됩니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

축마력은 제동마력에서 감속기·베어링 등 전달손실을 제외한 값으로, 축계에 설치된 토크미터를 통해 실측되며 유효마력과의 비로 준추진효율을 산정하는 기준이 된다.

해상시운전에서 토크미터를 이용해 축마력을 실측하고 이를 설계 예측치와 비교하여 검증한다.

"실선 해상시운전에서 축계에 부착한 토크미터로 계측한 축마력을 설계 단계의 예측치와 비교한 결과 약 3% 이내의 오차로 일치하는 것으로 확인되었다."

이 문장은 축마력 실측치를 통해 설계 단계 성능 예측의 정확도를 검증하는 연구 절차를 보여줍니다.

조금 더 깊게 보면

축마력은 주기관 출력인 제동마력에서 기어 및 베어링 손실을 뺀 값이며, 여기서 다시 축계 및 프로펠러 손실을 뺀 것이 실제 추진에 쓰이는 유효마력이 됩니다. 축마력과 제동마력 사이의 손실은 통상 1~3% 수준이지만 감속기가 있는 선박에서는 그보다 커지며, 이 손실률은 계약속력 시험에서 실측 토크와 회전수로 검증된다. 축마력은 제동마력에서 감속기·베어링 등 전달손실을 제외한 값이며, 여기서 다시 축계 및 프로펠러 손실을 뺀 것이 실제 추진에 쓰이는 유효마력이 된다. 축마력 실측치는 해상시운전 성적서의 핵심 항목으로, 계약속력 미달 여부를 판정하는 근거 자료로도 함께 활용된다. 토크미터로 계측하는 축마력은 축의 비틀림 변형률과 회전수로부터 산출되므로, 계측 위치가 감속기 앞인지 뒤인지 명확히 해야 한다.

주의할 점

축마력은 축계 손실을 반영한 값이므로, 주기관 카탈로그상의 제동마력을 그대로 축마력으로 사용하면 실제 추진성능을 과대평가하게 됩니다. 축마력은 축계 손실을 반영한 값이므로, 주기관 카탈로그상의 제동마력을 그대로 축마력으로 사용하면 실제 추진성능을 과대평가하게 된다. 해상시운전에서 토크미터로 실측한 축마력과 설계 예측치의 차이가 크면 축계 손실 가정 자체를 재검토해야 한다. 감속기가 있는 선박에서는 이 손실률이 더 커지므로, 축마력 산정시 감속기 형식별 표준 손실률 자료를 참고해야 한다.