토트계류 (Taut Mooring)
쉽게 풀면
토트계류는 체인이 바닥에 늘어지지 않고 팽팽하게 당겨진 상태로 구조물과 해저 앵커를 직선에 가깝게 연결하는 방식입니다. 구조물이 밀려나면 이미 팽팽한 라인이 조금 더 늘어나면서 그 탄성으로 저항력이 생겨 제자리로 돌아오게 합니다. 라인이 바닥에 늘어질 필요가 없어 카테너리 방식보다 짧고 가벼운 라인으로도 심해에서 효과적으로 사용할 수 있습니다.
왜 중요한가
긴장식 계류는 라인을 팽팽하게 당겨 축 방향 탄성으로 복원력을 얻으므로, 수심이 깊어 현수선 계류의 체인 무게가 감당되지 않는 심해 FPSO와 부유식 해상풍력에서 채택되며 계류 반경이 작아 해저 배치가 간결해집니다. 실무에서는 폴리에스터 로프처럼 가볍고 탄성이 있는 재료를 쓰고, 라인이 해저에 비스듬히 도달하므로 수직 하중을 견디는 석션파일이나 수직하중앵커가 필요합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
토트계류는 잘 늘어나는 폴리에스터 로프의 성질을 이용해서, 늘어지는 체인을 쓰는 카테너리 방식보다 훨씬 가벼운 라인으로도 구조물을 붙잡을 수 있었다는 뜻입니다.
팽팽하게 당겨진 라인은 구조물이 옆으로 크게 움직이지 않도록 잡아주어서, 공간이 좁은 바다에 설치하기 유리하다는 설명이다.
조금 더 깊게 보면
긴장식 계류의 복원력은 라인의 탄성 강성에서 나오므로 재료의 하중-신장 거동이 곧 시스템 특성이며, 합성섬유 로프는 하중 이력에 따라 강성이 변하는 점탄성 재료라 설치 직후와 수년 뒤의 계류 거동이 다릅니다. 현수선 계류처럼 라인 형상이 바뀌며 하중을 흡수하는 여유가 없어 부유체 운동이 곧바로 장력으로 전달되므로, 파랑 주파수 운동에 의한 장력 변동과 피로가 더 크게 나타납니다. 앵커에 수직 성분이 걸리기 때문에 끌림매설앵커는 원칙적으로 쓸 수 없습니다.
주의할 점
토트계류가 항상 카테너리계류보다 우월하다고 단정하기 쉬우나, 앵커에 수직 인발력이 크게 작용하므로 수직하중앵커 같은 별도의 앵커 형식이 요구된다는 제약이 있습니다.