도장에 관한 이야기 5 - 선박의 개요 및 구조

선박의 개요 및 구조

 

1) 선박의 크기 및 개요

(1) 선박의 주요 치수

Ⅰ. 선박의 길이

(가) 전 장(Length over all, L.O.A)：선수의 최전단에서부터 선미의 최후단까지의 수평거리를 말함. 부두 접안이나 입거 등의 선박 조종에 필요하다.

 

(나) 수선간장(Length between perpendiculars, L.B.P or Lpp)：계획 만재 흘수 선상의 선수재의 전면과 타주의 후면에 각각 수선을 세워 양 수평 거리를 말함. 타주가 없는 선박은 타주재 중심선까지의 거리이다.

 

(다) 수선장(Water line length, Lw)：계획 만재 흘수선상에서 물에 잠긴 선체의 선수재 전면부터 선미 후단까지의 수평거리를 말함. 배의 저항, 추진력 계산에 사용된다.

 

(라) 등록장(Registered length)：상갑판 보(beam)상의 선수재 전면부터 선미재 후면까지 잰 수평거리를 말함. 선박원부에 등록되는 길이로 선박국적증서에 기입된다.

 

그림 1-1. 선박의 치수

 

Ⅱ. 선박의 폭

(가) 전폭(Extreme breadth, B)：선체의 폭이 가장 넓은 부분의 외판의 외면부터 맞은편 외판의 외면까지의 수평거리를 말함. 입거 및 선박 조종 등에 사용된다.

 

(나) 형폭(Molded breadth)：선체의 폭이 가장 넓은 부분의 늑골의 외면부터 맞은 편 늑골의 외면까지의 수평거리임. 선박에 대한 법규 등에서 사용된다.

 

Ⅲ. 선박이 깊이(Depth, D)

선체중앙에 있어서, 용골 상면(base line)부터 건현 갑판(또는 상갑판 빔)의 현측 상면까지의 수직 거리이다.

 

(2) 선박의 톤수

Ⅰ. 용적 톤수

용적을 톤으로 표시하는 것은 , 선박의 용적 2.832m3 (100 ft3)를 1톤으로 환산한다.

 

(가) 총톤수

선박의 밀폐된 장소의 총 용적으로 산정하며, 선박의 안전, 위생 및 항해 등에 필요한 장소를 제외되며, 군함을 제외한 모든 선박의 크기를 나타내는 기준으로 쓰인다.

 

(나) 순톤수

화물이나 여객의 운송에 이용되는 실제 용적을 나타내는 것으로, 화물창의 용적 및 여객의 정원 등으로 산출한다. 직접 상행위를 위한 용적이므로 입항세, 톤세의 기준이 된다.

 

Ⅱ. 중량 톤수

(가) 배수톤수

선박이 물에 잠김으로서 배제된 물의 무게를 배수량이라고 하여 선박의 무게에 해당된다. 이 배수량에 톤수를 붙인 것을 배수톤수라 하는데, 화물, 연료, 청수 등을 적재하지 않은 경하배수량과 만재흘수선까지 화물, 연료 등을 실은 상태의 만재배수량으로 나누며, 주로 군함의 크기를 나타내는 기준이 된다.

 

(나) 재화중량톤수

만재배수량과 경하배수량의 차이며, 상선의 매매와 용선료 산정의 기준이 된다.

 

Ⅲ. 재화 용적톤수와 운하 톤수

(가) 재화 용적톤수

실제로 화물을 실을 수 있는 선창의 용적을 1.133 m3(40 ft3)으로 나눈 것을 재화 용적톤수라 하는데 포장 용적과 곡물 용적을 나타낸다.

 

(나) 운하 톤수

파나마 운하나 수에즈 운하의 통행료의 산정을 위한 톤이다.

 

☞ 톤 수(tonnage)

1. 용적 톤수

2. 중량 톤수

• 총톤수가 100톤일 때 대략 순톤수는 60톤, 재화 중량톤은 150톤, 재화 용적톤수은 170톤, 만재 배수톤수는 200톤 정도 된다.

 

2) 흘수와 건현

(1) 흘 수(draft)

물속에 잠긴 선체의 깊이를 말한다.

 

(가) 형 흘수(moulded draft)：용골의 윗면에서 수면까지의 수직 거리이다

(나) 용골 흘수(keel draft)：용골의 맨 아랫면에서 수면까지의 수직 거리이다. 일반적으로 흘수란 용골 흘수를 가리키며, 선박의 조종이나 재화중량 톤수를 구하는 데 사용한다.

 

① 선수 흘수(Fore draft. df) : 선수 수선에서의 흘수를 말한다.

② 선미 흘수(Aft draft. da) : 선미 수선에서의 흘수를 말한다.

③ 평균 흘수(Mean draft. dm) : 선수 흘수와 선미 흘수의 평균을 말한다.

(dm=df+da/2 )

 

(2) 트림(trim, t)

선수 흘수(df)와 선미 흘수(da)의 차를 말한다. (t = da - df)

 

① 등흘수(even keel)：선미 흘수와 선수 흘수가 같은 것으로 수심이 얕은 해역을 통항할 때 또는 입거 시에 유리하다. (df = da)

② 선수 트림(trim by the head)：선수 흘수가 선미 흘수보다 큰 것. (df > da)

③ 선미 트림(trim by the stern)：선미 흘수가 선수 흘수보다 큰 것. (df < da,)

⊙ 선박 운항 시에 약간의 선미 트림이 좋다.

 

(3) 건현 및 만재 흘수선

Ⅰ. 건현

선박이 안전한 항해를 위해서는 어느 정도의 예비 부력을 가지지 않으면 안 된다. 이 예비 부력은 물에 잠기지 않은 선체의 높이로서 결정되는데, 이를 건현이라 한다.

 

Ⅱ. 만재 흘수선(load draft line or primsoll mark)

여객이나 화물을 탑재 또는 적재하고 안전하게 항행할 수 있는 최대한의 흘수를 나타내는 선이다.

 

그림 1-1. 만재 흘수 선표

 

(가) 만재 흘수선 규정의 적용 선박

① 원양 구역 또는 근해 구역을 항행 구역으로 하는 선박으로서 길이 24m 이상의 어선

② 연해 구역을 항행 구역으로 하는 길이 24m 이상의 선박

 

(나) 만재 흘수선의 적용

만재 흘수선 규정은 세계의 해양을 계절 동기 대역, 하기 대역, 계절 열대 대역, 열대 대역의 4종으로 크게 나누어 각 대역의 만재 흘수를 구분함으로써 선박의 안전을 도모하고 있다.

 

􀁣 동기 : 풍력 계급 8(34 노트) 이상의 바람이 부는 비율이 10% 이상인 해역

􀁤 하기 : 풍력 계급 8(34 노트) 이상의 바람이 부는 비율이 10% 미만인 해역

􀁥 열대 : 풍력 계급 8(34 노트) 이상의 바람이 부는 비율이 1% 이하인 해역

 

(다) 만재 흘수 선표의 종류

① 원양 구역 및 근해 구역을 항행 구역으로 하는 선박

② 원양 구역 및 근해 구역을 항행 구역으로 하고 목재를 갑판적하는 선박

③ 연해 구역을 항행 구역으로 하는 길이 24m 이상의 선박

 

(라) 만재 흘수선의 결정

먼저 건현 갑판을 기준으로 하여 하기 건현 또는 목재 하기 건현을 산정한 다음에 이를 수정하여 동기, 열대 및 담수 건현 등을 결정한다.

 

(마) 구획 만재 흘수선 : 국제 항로를 운항하는 여객선은 만재 흘수선 외에 선박 구획 규정에 따른 구획 만재 흘수선을 표시해야 한다. 이것은 국제 해상 인명안전협약에 근거를 두고 정해진 것으로 구획 사이의 길이를 한정하는 기준이 되는 흘수이며, 일반 만재 흘수선에 부가하여 기호 C로 나타낸다.

 

(바) 만재 흘수선의 적용 대역과 계절

 

 

국제 항해에 종사하는 여객선은 만재흘수선에 구획 만재흘수선을 나타내는 ‘C'를 표시한다.

 

3) 선박의 구조

(1) 선체의 형상과 명칭

(가) 현호(sheer)：선수에서 선미에 이르는 갑판의 만곡을 말한다. 선수와 선미에서 높게 하여 예비 부력과 능파성을 향상시키고 선체의 미관을 좋게 한다. 선수에서 선체 길이의 약 1/50이고, 선미는 약 1/100이다.

 

(나) 선미 돌출부：선미 중에서 러더 스톡의 후방으로 돌출된 부분이다.

 

(다) 캠 버(camber)：갑판의 배수와 선체의 횡강력을 증강을 위해 양현의 현측보다 선체의 중심선 부근을 높도록 원호를 그리고 있는 것인데, 높이의 차를 캠버라 하며, 크기는 선폭의 1/50의 정도이다.

 

(라) 텀블 홈 및 플래어(tumble home and flare)：상갑판 부근의 선측 상부가 안쪽으로 굽은 정도. 플래어는 이와 반대임.

 

(마) 빌 지(bilge)：선 저와 선측을 연결하는 만곡부를 말한다.

 

(2) 선체의 구조와 명칭

Ⅰ. 용골(keel)

선체의 최하부의 중심선에 있는 종강력재로, 선체를 구성하는 기초가 되는 부분이다.

 

(가) 방형 용골(bar keel)

방형 용골은 단면이 장방형이며, 선저의 중앙부에서 돌출하고 있으므로 흘수가 증가하고, 입거 시 손상을 받기 쉬우며 또 선저 내부 구조와의 연결이 불완전하여 종강력이 약한 단점이 있다. 그러나 구조가 간단하고 횡요를 감쇠시키는 역할을 하며 풍압에 의한 압류를 막으며 또한 좌초 시에 선저 외판을 보호하는 장점이 있으므로 주로 소형선, 범선 및 어선 등에 채용되고 있다.

 

(나) 평판 용골(flat keel)

선저 외판의 일부분으로 볼 수 있으며, 선저에 있어서 종강력을 분담하는 중요한 재료가 된다. 평판 용골은 방형 용골처럼 선저에서 돌출하고 있지 않으므로 횡요 방지의 효과가 없고 또 선저 보호의 목적에는 부적합하다. 주로 중∙대형선에 채용되고 있다.

 

Ⅱ. 늑 골(frame)

선체의 좌우 선측을 구성하는 뼈대로서, 용골에 직각으로 배치되어 선체의 횡강도의 주체가 된다. 이것은 갑판보의 양끝을 지지하여 갑판상의 중량을 지탱함과 동시에 수압 등의 외압에 의한 선측 외판의 변형을 막는 역할을 한다.

 

① 종강력재 : 용골(keel), 중심선 거더, 종격벽, 외판, 내저판, 상갑판

② 횡강력재 : 늑골(frame), 갑판보, 횡격벽, 갑판, 외판 일부

③ 종강력재이면서 횡강력재 : 상갑판(갑판), 외판 일부

 

Ⅲ. 이중저 구조(double bottom)

종방향으로 중심선 거더가 용골상을 종통 하며, 횡방향으로 늑골의 위치에 늑판을 배치한다. 그리고 외판에는 선저 외판을, 내저에는 내저판을 덮고, 다시 내저 빌지 부근에는 마진 플레이트 덮어 탱크를 수밀 또는 유밀 구조로 한다. 우리나라 선급 및 강선 규칙은 길이 100m 이상인 선박은 선수 격벽에서 선미 격벽까지 전통 이중저를 설치함.

 

(가) 이중저의 장점

㉮ 선저부가 손상을 입어도 수밀이 유지되므로 화물과 선박의 안전을 기할 수 있다.

㉯ 선저부의 구조를 견고히 하므로 호깅 및 새깅의 상태도 잘 견딘다.

㉰ 이중저의 내부를 구획하여 밸러스트, 연료 및 청수 탱크로 사용할 수 있다.

㉱ 탱크의 주ㆍ배수로 선박의 중심, 횡경사, 트림 등을 조절할 수 있다.

 

(나) 이중저 용재

margin plate, floor plate, side girder, center girder, center strake of inner bottom, inner bottom plating

 

그림 1-2. 이중저 구조

 

Ⅳ. 외판

선체를 수밀로 싸서 부력을 형성시키는 역할을 한다. 갑판과 함께 가장 중요한 종강력 부재이다. 외판의 종류는 선저 외판(bottom plating), 선측 외판(side plating), 현측 후판(sheer straking)이 있다.

 

그림 1-3 일반 화물선의 일반 배치도와 각부 명칭

 

Ⅴ. 갑판(deck)

갑판보 위에 설치되어 외판과 함께 수밀을 유지해 주는 중요한 종강재이다. 갑판을 구성하는 강판 중에서 가장 현측에 있는 것을 갑판 종통재(deck stringer)라 한다. 이것은 갑판과 외판을 연결하는 중요한 종부재로서, 선체 상부의 종강력을 크게 하기 위하여 갑판의 다른 강판보다 약간 두껍고 폭이 정해져 있다. 갑판의 종류는 컴퍼스 갑판, 항해 갑판, 보트 갑판, 유보 갑판, 선수루 갑판, 선교루 갑판, 선미루 갑판, 상갑판, 제2갑판, 제3갑판 등이 있다.

 

Ⅵ. 기타 선체 구조

(가) 보(beam)

양 현의 늑골과 빔 브래킷으로 결합되어 선체의 횡강력을 형성하는 부재로, 횡 방향의 수압과 갑판 위의 무게를 지탱한다. 보에는 갑판 아래에 배치되는 갑판보, 선창 내에 보강을 목적으로 배치되는 선창보, 국부적으로 보강하기 위하여 배치되는 특설보가 있다.

 

(나) 갑판하 거더(deck girder)

기둥은 선창의 이용을 제한시키므로, 기둥의 간격을 넓게 하는 대신 갑판보를 지지하기 위하여 갑판 밑에 설치하는 부재이다.

 

(다) 기둥(pillar)

기둥은 보와 갑판 또는 내저판 사이에 견고히 고착되어, 보를 지지하고 갑판상의 하중을 지탱하는 부재로, 보의 보강과 아울러 선체의 횡강재 및 진동을 억제하는 역할을 한다.

 

(라) 수밀 격벽(watertight bulkhead)

선내의 침수, 화재 등을 국부적으로 제한하기 위한 것으로 유조선, 벌크 캐리어 등에서는 화물을 구분하고 안정성을 가지기 위하여 선체의 전후 방향으로 종격벽이 설치된다.

 

◎ 수밀 격벽의 역할

㉮ 충돌, 좌초 등으로 침수될 경우, 그 구역에 한정시켜 선박의 침몰을 막을 수 있다.

㉯ 화재가 발생했을 때, 방화벽의 역할을 한다.

㉰ 선체의 중요한 횡강력재 또는 종강력재를 구성한다.

㉱ 화물의 분산하여 트림을 조정할 수 있다.

㉲ 화물의 특성에 따라 구별하여 적재할 수 있다.

 

(마) 빌지 용골(bilge keel)

빌지 외판의 바깥쪽에 종방향으로 붙이는 판으로 평판 용골인 선박에서 선체의 횡동요를 경감시킨다.

 

(바) 불워크(bulwark)

상갑판과 선루 갑판의 폭로된 부분의 선측에는 갑판상에 올라오는 파랑으로부터 해치 등의 갑판구를 보호하고 또 통행의 안전을 위하여 설치하는 강판을 불워크라 한다.

 

(사) 선수재(stem)

용골의 전단과 양현의 외판이 모여 선수를 구성하는 골재를 말한다.

 

그림 1-4 선체 중앙 단면도 및 각부 명칭

 

(아) 선미 골재(stern frame)

 

용골의 후부에 연결되고, 양현의 외판이 접합하여 선미의 형상을 이루는 골재를 말한다.

 

(자) 선창(cargo hold)

 

선창은 선저판, 외판 및 갑판 등에 둘러싸인 공간으로, 화물 적재에 이용되는 공간이다.

 

(차) 빌지 웰(bilge well)

 

이중저를 가진 화물선에는 보통 선창 내의 물을 모아 배출하기 위해 선창 내저판의 좌우현 끝 부분에 하방으로 오목히 들어간 빌지 웰이 설치되어 있다. 이 곳에 모인 물은 빌지 파이프를 통해 선외로 배출된다.

 

(카) 디프 탱크(deep tank)

 

물 또는 기름과 같은 액체 화물을 적재하기 위하여 선창 내 또는 선수미 부근에 설치한 깊은 탱크이다.

 

(타) 코퍼댐(cofferdam)

 

다른 구획으로부터의 기름 등의 유입을 방지하기 위하여 인접 구획 사이에 2개의 격벽 또는 플로우(floor)를 설치하여 좁은 공간을 둔다. 이것을 코퍼댐이라 하며, 기름 탱크의 양단에 연료유 탱크, 기관실 및 일반 선창과 접하는 장소에 설치하며 또한 다른 기름을 적재하는 기름 탱크 사이에도 설치한다.