지그재그시험 (Zigzag test)
한 줄 정의: 타를 좌우로 번갈아 꺾으며 배의 응답 속도와 오버슈트를 측정하는 시험입니다.
쉽게 풀면
배를 직진시키다가 타를 오른쪽으로 10도 꺾고, 뱃머리가 10도 돌아가면 곧바로 타를 왼쪽으로 10도 꺾습니다. 이 과정을 반복하면 뱃머리 각도가 목표치를 넘어갔다가 되돌아오는 모습이 나타나는데, 얼마나 더 넘어가는지(오버슈트 각도)와 얼마나 빨리 반응하는지를 측정합니다. 이것이 지그재그시험이며, 타를 꺾는 각도에 따라 10도/10도 시험, 20도/20도 시험 등으로 부릅니다.
왜 중요한가
선회권이 크게 돌았을 때의 능력을 본다면, 지그재그시험은 침로를 바꾸고 유지하는 일상적인 조타 응답을 봅니다. 국제해사기구 조종성 기준은 오버슈트 각도의 상한을 정해 두고 있어, 신조선의 시운전에서 반드시 수행하는 법정 시험입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
"10도/10도 지그재그시험에서 제1 오버슈트 각도는 11.2도로 기준값 이내였으나, 20도/20도 시험에서는 기준에 근접하였다."
조금 더 깊게 보면
시험 결과는 흔히 배의 회두 응답을 1차 지연계로 근사한 노무토 모형의 두 계수, 즉 선회성을 나타내는 K와 응답 지연을 나타내는 T로 정리됩니다. K가 크면 잘 돌고 T가 크면 반응이 느리다는 뜻이며, 두 계수의 조합으로 침로안정성과 조타 응답을 함께 해석할 수 있습니다. 실선 시운전뿐 아니라 자유항주 모형시험과 수치 시뮬레이션에서도 동일한 절차를 재현해 조종 모형의 타당성을 검증합니다.
주의할 점
오버슈트 각도는 시험 개시 속력과 흘수 조건에 민감하므로, 기준 판정에는 규정된 조건에서의 계측값만 사용해야 합니다. 원 궤적의 크기를 보는 선회권 시험과 달리, 이 시험은 시간에 따른 응답 특성을 보는 것이 목적입니다.