스러스터시스템 (Thruster System)

조선해양공학
한 줄 정의: 선체 하부나 측면에 설치되어 임의의 방향으로 추진력을 발생시킬 수 있는 프로펠러 장치로, 동적위치유지시스템의 실질적인 구동 수단으로 사용됩니다.

쉽게 풀면

스러스터는 배 밑이나 옆면에 달려서 원하는 방향으로 밀어내는 힘을 만들어내는 프로펠러 장치입니다. 배를 앞으로 나아가게 하는 일반 추진기와 달리, 스러스터는 방향을 자유롭게 바꿀 수 있어서 옆으로 밀거나 제자리에서 회전시키는 등 정밀한 움직임을 만들 수 있습니다. 여러 개의 스러스터를 조합해서 쓰면 배를 원하는 위치에 정확하게 유지할 수 있습니다.

왜 중요한가

선박이나 부유식 구조물이 별도의 예인선 없이 스스로 위치를 유지하거나 이동할 수 있도록 하는 추진기 집합체로, 동적위치제어와 결합해 시추선이나 크레인선의 정밀한 위치 유지를 가능하게 합니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"스러스터시스템의 배치 최적화는 각 방향에서 요구되는 최대 추력을 효율적으로 발생시키면서도 스러스터 간 상호간섭을 최소화하는 것을 목표로 하였다."

스러스터를 어디에 몇 개 배치할지를 정할 때는, 어느 방향에서든 필요한 만큼 충분한 힘을 낼 수 있으면서도 옆의 스러스터가 만든 물살이 다른 스러스터의 성능을 방해하지 않도록 하는 것이 목표였다는 뜻입니다.

"한 시추선이 여러 개의 스러스터를 각 방향에 배치하면서 서로의 후류가 간섭하지 않도록 배치를 조정한 결과 예인선 없이도 정밀한 위치 유지가 가능해진 사례는, 스러스터시스템 설계에서 상호간섭 관리가 중요하다는 점을 보여준다."

이 문장은 배를 원하는 자리에 정확히 붙잡아 두는 여러 대의 추진기를 배치할 때, 서로의 물살이 방해하지 않도록 위치를 잘 정해야 실제로 힘을 제대로 낼 수 있다는 뜻입니다.

조금 더 깊게 보면

스러스터시스템은 여러 개의 추진기를 조합해 다양한 방향의 힘을 낼 수 있지만, 각 추진기의 상호 간섭(후류가 다른 추진기 효율을 떨어뜨리는 현상)을 고려하지 않으면 이론적 성능만큼 실제 효율을 내지 못할 수 있습니다. 스러스터는 고정형과 방위각형(아지무스형)으로 나뉘는데, 방위각형은 추력 방향을 360도로 자유롭게 바꿀 수 있어 동적위치유지에 필요한 스러스터 개수를 줄일 수 있습니다.

주의할 점

스러스터시스템이 모든 방향으로 동일한 추력을 낸다고 오해하기 쉬우나, 실제로는 스러스터 간 상호간섭이나 선체 형상에 따라 방향별 유효 추력이 달라질 수 있습니다.

스러스터가 배 밑면에 고정되어 있다고 오해하기 쉬우나, 일부 형식은 필요시 선체 안으로 접어 넣을 수 있는 회수식 스러스터로 설계되기도 한다.

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