1000톤이나 차이나는 것은 오차가 좀 많이 크긴 한데 그만큼 저런 중량물의 무게 계산하는게 쉬운 일은 아님. 감정한다는 영국회사가 ALE인 모양인데 얘네들이 저런 중량물 load-out, lifting 전문 회사고 같이 일해본 바로는 애들이 잘하기는 하는데 정확하게 계산할 수 있을 지는 의문임. 제가 겪었을 때도 쟤네들 처음에 계산틀려서 프로젝트 일정이 좀 지연되었음;; 아무튼 쉽게 진행될 것 같아 보이진 않음.
아무튼 조선소에서 쓰는 복원력 계산 프로그램에다가 이 형상만 정의해서 넣으면 계산은 컴퓨터가 직접하죠. AutoCAD 나 조선소 설계에서 쓰는 CAD에서 계산할 수도 있구요. 수계산하려면 계산하기 쉬운 삼각형, 사각형 등으로 쪼개야 하는데 이 방법은 쓸 일이 거의 없죠.
좀 민망하지만 간단한 듯 간단치 않은 방법을 씁니다. 그 방법은 바로 도면 보고 직접 따는 방법이죠;; 아주 간단한 방법이지만 시간이 좀 많이 걸리죠;; 일반 선박은 비교적 쉬운 편입니다. 시추선같이 상부가 복잡한 놈은 죽음이죠. 가끔 어려우면 보수적으로 간단하게 따고 가는 경우도 있고요.
보통은 선급 아니면 선주감독관과 같이 하죠. 우리같은 조선소 종합설계 사람들이 측정합니다만 사기 칠 수도 있는거니 감독관들이 지켜보죠. 세월호 경사시험 때 만일 탱크 계측을 조선소에 온전히 맞겼다면 사기쳤어도 추적이 안되는거고 감독관 입회 하에 상호 확인했다면 Sounding table 이 엉터리거나 아니면 근본적으로 tank table 이 엉터리였어야 하는거죠. 이게 엉터리인지 아닌지는 도면만 보고 모델링해서 계산만 하면 되는거라서 상대적으로 쉽죠.
1. 탄젠트 커브가 직선이 아니고 곡선 형태를 뛰거나 2. 경사시험 상태의 조건에서 뺄 놈과 더할 놈이 제대로 카운트가 안 된 것
1번 같은 경우는 경사시험을 다시 해야해는 케이스고 2번 같은 경우는 굳이 다시 할 필요없이 경사시험 당시의 컨디션에서 경하상태로 가기 위해 뺄놈 더할놈이 얼마고 위치가 어디인지 추적하면 되는거죠.
경사시험 결과를 다시 검증하려면 우선 커브부터 제대로 그려졌는지 확인해봐야하고 그게 맞으면 2번이 맞는지 봐야하는데 증개축한 것이 눈으로 보이는거니 그렇다치지만 경사시험 당시의 주수상태는 과연 얼마나 정확히 알 수 있를런지 모르겠네요. 경사시험 때 DWT 로 들어가는 놈들이 이게 대부분을 차지하고 있는지라...
개인적으로 왜 이런 댓글이 왜 달리는지 모르겠네요. 나강냉님 글 계속 읽어봤지만 파파이스나 자로 의견에 동의하지 않으나 해심원 보고서도 문제있다고 계속 말 하는데요. 결론이 유사하다고 정부입장 동조자가 되는건가요? 그 결론이 맞는지 안 맞는지는 모르겠으나 아무리 봐도 이 분의 판단은 이 분이 가진 경험과 지식에 기반해서 나온 의견 같은데요?? 본인이 이 분 의견에 동의하지 않는다면 어느 부분에 있어서 이러한 저러한 이유로 동의하지 않는다고 쓰면 되는 일 아닙니까? 이렇게 사람을 몰아갈게 아니라요.
복원성 계산은 선박 그 자체만 두고 하지 않습니다. 선박에 가해지는 외력, 그 중에 가장 큰 부분을 차지하는 바람에 의한 풍하중으로 발생하는 횡경사도 고려하구요. 물론 풍속이 언제나 일정하지 않으니 당연히 기준 풍속이란게 있구요. 저도 여객선은 안해봐서 그동안 몰랐지만 여객선은 선회로 인해 발생하는 경사도 고려하더군요. 해심원 보고서를 보니까 김관묵 교수 계산과 비슷한 GoM 에서도 이 기준을 만족 못 합니다. 그래서 복원력이 부족하다고 그러고 있고 이걸로도 현상이 설명이 안되니까 욕 먹기 좋은 자연감소분이라는 가장 들고 왔고 그거로도 설명이 부족해서 자기들도 모르는 북원력 감소 요인이 있을 것이다 이러고 있죠. 계산에 사용된 인풋값이 맞는지? 계산에 실수는 없는지는 모르겠으나 계산에 사용된 방법론은 자체는 맞습니다. 제가 이렇게 썻다고 해서 제가 해심원 보고서 자체를 절대적으로 믿는다는 의미는 아닙니다. 보고서의 허접한 면이 분명 있습니다.
반대로 김관묵 교수는 이론에 대한 이해도 부족으로 복원정(GZ), 선회에 의한 외방경사각 계산 등이 관계식에서부터 틀려 버렸고 그러다보니 복원력은 부족하지 않다는 결론이 나와버렸죠.
KG를 직접 구할 수 있는 방법은 없구요. 경사시험이란 걸 통해서 추정합니다. 방법은 먼저 선박에 인위적으로 횡경사 모멘트를 주고 이 값을 변화시켜 봅니다. 횡경사모멘트 = 배수량 * GZ = 배수량 * GoM * tangent(횡경사각) 의 관계를 가지므로 횡경사모멘트와 탄젠트값은 정비례 관계를 가집니다. 횡경사모멘트를 바꾸어가며 횡경사각을 측정하면 이 직선의 기울기를 알 수 있고 이 기울기와 배수량을 알면 GoM을 구할 수 있죠. 이 조건에서의 자유표면효과를 알면 GM을 알 수 있죠. 물론 GoM은 작은 각도 범위에서 상수이므로 시험 시 횡경사각 변화가 커서도 안되고 너무 작으면 오차가 커져 너무 작아서도 안됩니다. 아무튼 이렇게 GM 값을 구하고 배의 형상에 따라 결정되는 KMT 에서 GM 값을 빼주면 KG를 알 수 있는 것이죠.
아무튼 세월X 의 복원력 부분을 계산한 장본인인 김관묵 교수나 해심원 보고서나 논란이 된 자연감소분 3% 고려 안하고 계산한 GoM 은 0.6m 정도로 거의 같죠. 근데 이게 복원력에 대한 모든 것을 설명하는 값도 아닌데 김관묵 교수는 그게 모든 것인 것처럼 오해한 면이 있더군요. 아무튼 해심원 보고서 쓴 애들이 계산 제대로 했는지는 모르겠지만 GoM 0.6m 케이스에서도 Stability criteria 3개 정도인가 만족 못했는데 이랬으면 출항시키지 못 하게 했어야 했죠.
횡요주기를 이용해서 GoM 계산한다고 들고 온 공식은 근사치 계산법이고 좀 더 정확히 계산하려면 선박의 관성반경을 사용해야 하죠. 관성반경은 폭 방향의 중량 분포에 따라 결정되고요.
램프 중량 추정을 통한 GoM 계산은 위의 횡요주기를 이용한 계산법과 다른 방식으로 구한거고 실제로 세월X에서도 두 방법론은 구분하고 있죠. 이 방법은 램프 중량에 의해 발생하는 횡경사모멘트에서 GoM을 구하는 방법으로 조선소에서 경사시험 통해서 GoM 추정하는 것과 거의 같은 방법론입니다. 나름 일리있는 접근이나 램프 중량과 횡경사각에 불확실성이 있었죠.
조선소에서 복원력 계산하다보면 만재흘수선까지 안 가더라도 Stability criteria 만족 못 하는 컨디션은 얼마든지 만들 수 있어요. 그리고 DWT는 단순히 만재배수량에서 경하중량 뺀 값에 불과하니 마찬가지이유로 그게 안전을 보장해주는 것은 아니죠. 그때도 안전한지 보라고 GoM 계산하는거고 GZ curve 그려주는 거고 그러는 거죠. 그리고 만재흘수선 넘어가도 배가 죽는 것은 아닌데 그 조건은 설계에서 계산을 안 하기 때문에 보장을 못 해주죠.
맞습니다. 선장님께서 말씀하신대로 운동과 에너지는 사실 한 몸입니다. 거기까지 갈 필요도 없다고 생각해서 그렇게 말씀드린건데 죄송합니다. 에너지 보존의 법칙으로 봐도 본문의 내용은 오류가 있습니다. 선장님께서 위 댓글에서 말씀하신 관계식이 그대로 적용될 수 없다 이거죠. 저 관계식이 적용되려면 물체에 작용하는 연직 방향 하중이 중력만 있는 경우일 때 입니다. F=mg 일 때 성립하는 것이죠. 선장님께서 본문에 말씀하신 부분에는 부력에 의한 포텐셜 에너지 부분이 빠져있다 이거죠. 위치에 따른 부력을 B(h) 라고 표현하면 -B(h)dh 의 적분값으로 부력에 의한 포텐셜 에너지를 표현 가능한데 이 값이 빠져있다 이거죠. 그러니 동일한 수직 변위로 물체가 이동해도 공기 중보다 물 속에서가 더 적은 에너지가 필요하다 이거죠. 그리고 GM 은 유체정역학에서 나온 값이지만 동역학에서도 사용되는 값이라는 의미에서 댓글 단 것 입니다. 근데 별 상관없는 GM 얘기는 왜 꺼내신 건지 잘 모르겠네요.
아무튼 저도 선장님 덕분에 학부생 이후 접었던 내용들을 다시 한번 되새길 수 있어서 감사합니다.
