정수중굽힘모멘트 (Still water bending moment)
한 줄 정의: 파도가 없는 상태에서 중량과 부력의 분포 차이로 선체에 생기는 굽힘모멘트입니다.
쉽게 풀면
배는 화물과 자체 무게가 길이 방향으로 고르게 퍼져 있지 않고, 부력도 선체 형상에 따라 분포가 다릅니다. 두 분포가 위치마다 어긋나면 선체는 마치 긴 보처럼 위아래로 휘려는 힘을 받습니다. 파도가 전혀 없는 잔잔한 물에서도 존재하는 이 굽힘 작용이 정수중굽힘모멘트이며, 적재 계획에 따라 크기가 크게 달라집니다.
왜 중요한가
선체 강도 검토는 정수 중 성분과 파랑굽힘모멘트 성분을 더한 값으로 이뤄집니다. 정수 중 성분은 선주와 선장이 적재 계획으로 직접 조절할 수 있는 부분이므로, 선내 적재 계산기는 항상 이 값이 허용 한계 안에 있는지를 확인하도록 되어 있습니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"격창 적재 상태에서 정수중굽힘모멘트는 허용치의 92%에 도달하여 적재 순서 조정이 필요한 것으로 나타났다."
조금 더 깊게 보면
계산은 길이 방향 중량 곡선과 본진곡선에서 얻은 부력 곡선의 차인 하중 곡선을 한 번 적분해 전단력을, 두 번 적분해 굽힘모멘트를 얻는 절차를 따릅니다. 중앙부에 화물이 몰리면 배가 아래로 처지는 새깅, 양 끝에 몰리면 가운데가 들리는 호깅 상태가 되며 부호가 반대입니다. 선급은 선종과 크기에 따라 허용 한계 곡선을 규정하고, 이를 초과하면 단면계수를 키우거나 적재를 조정해야 합니다.
주의할 점
정수 중 값이 작다고 안전한 것은 아니며, 파랑 성분과 부호가 같은 방향으로 겹칠 때가 실제 위험 상황입니다. 파도에 의한 변동 성분을 다루는 파랑굽힘모멘트와 달리, 이 값은 정적인 적재 상태만으로 결정됩니다.