세월호를 좌우현 25도 넘어 뜨릴 수 있는 외력은 약 477.4 ton이라고 했습니다.
꼭 외력은 잠수함 충돌만이 아닙니다. 배가 선회를 할 때 선체가 받는 수저항이나 파도도 외력입니다.
이것을 풀고 가야지 그 다음 논의가 되는 것입니다.
물리학을 전공하신다는 분들도 많았지만 너무 계산이 단순해서인지
심지어 자로님도 ^^하기만 할 뿐 계산하시는 분들이 아무도 없어
수포자이지만 제가 해 보겠습니다. 곱셈만 할 줄 알면 누구든지 이해할 수 있으니까 조금만 끈기를 가지고 봐주세요.
아래 그림에서 1의 관성력을 계산해도 되고 선체가 받는 유압력을 계산해도 됩니다. 둘 다 같은 값이 나와야 합니다.
관성력이 간단하니까 1의 식으로 해보겠습니다.
계산의 편의를 위해 모든 수치를 보수적으로 단순화 하겠습니다. 속력은 작게 잡고 모멘트도 늘렸습니다.
1) 세월호 무게는 물의 저항을 감안한 가상질량: 10,000톤
2) 세월호 무게 중심 높이 즉 KG: 10m
3) 세월호 속력은 14노트 정도: 초속 7m
4) 유체가 받는 힘은 선속의 제곱이므로 계산의 편의를 위해서 세월호를 25도 넘기는 모멘트490m-ton으로 하고 KG가 10m니까
그림의 1에 49톤의 관성력이 작용해야 합니다.
즉 세월호가 선회하면서 49톤의 관성력 즉 25도 기울기위해서는 선회반지름을 얼마나 하면 되는가 입니다.
1의 식에서 R선회반경을 구하면 됩니다. 중력가속도는 10m로 합니다.
49 ton= 10,000 X7x7/Rx10 에서 선회 반경은 1,000미터가 나옵니다.
그럼 선회반경(선회권의 반지름)1,000m를 그리려면 세월호가 분당 몇도 돌아야 할까요.
선회률(변침량/분)= 선속(kts)/R(마일)X(57.3/60)을 계산하면
분당 24.8도가 나옵니다. 초당 0.4도 조금 넘는군요.
보통 컨테이너선이 최고 속력에서 타를 최대한 돌리면 분당 70도 정도 배가 돌아갑니다.
그래서 어짜라고!!!!
제가 그리는 시나리오는 이렇습니다. 아래 상황은 제가 배를 타면서 숱하게 경험한 것을 반영했습니다.
세월호 3항사가 조타수에게 145도로 돌리라고 합니다.그런데 조타수는 착각을 하여 좌현쪽으로 틉니다.
좌현 5도정도 타를 사용했겠지요. 배가 반대로 돌아가자 3항사는 말합니다.
"아저씨 반대로"
당황한 조타수는 다시 우현으로 5도 돌립니다. 배가 잘 돌지 않습니다. 다시 10도를 돌립니다.
GM이 낮은 선박의 특징은 한번 선회관성이 붙으면 쉽게 경사가 지고, 수저항을 받는 면적이 커지므로 (그림의 Fh)
타를 중앙에 놔도 점 점 선박은 가속이 붙는 특징이 있습니다. 가속으 붙으면 기울어지고 또 가속이 세지고...
그래서 분당 25도의 각가속도에 이르겠지요. 배는 이 상태에서 25도 정도 기울었을 것이지만
가속도가 천천히 붙었기 때문에 배안의 화물을 그대로 있었다고 생각됩니다.
문제는 다음에 발생합니다.
세월호는 지금 25도 좌현으로 경시진 채 계속 돌아가고 있습니다.
당황한 조타수는 배를 정침시키기 위해서 타를 좌현으로 그것도 믾이 사용하게 됩니다.(그림 3의 방향)
그림의 2방향에서 관성력을 줄여주던 타의 역할이 반대편으로 쓰는 순간 반대방향의 모멘트를 주게 됩니다.
긴 의자 양 끝단에 두 사람이 균형을 잡고 있다가 한쪽이 일어나버린다면 다른 한쪽이 넘어지듯이.
이것이 짦은 시간에 일어난다면 가속도는 시간에 대한 속도의 변화률이므로 급가속을 주게 됩니다.
그러면 화물 중 고박이 터지는 일부 화물이 좌현으로 몰릴 것이고 배는 더 경사지므로 수저항는 Fh는 더 커지고 또 화물이 더 쏠리고...
세월호가 Floodig Angle에 이르자 물이 들어 오기 시작합니다.
(저는 세월호의 침수각이 몇도인지는 잘 모르겠습니다. 이것도 아주 중요합니다.)
외력에 의해 배가 넘어가는 것을 Heel이라 하고 선박 내부 화물. 평형수의 이동으로 배가 기우는 것을 List라고 합니다.
세월로는 외력와 내력의 합력에 의해서 전복되었다고 봅니다.
이것이 제가 생각하는 세월호의 전복원인입니다.
재미없다고요? 죄송합니다. 원래 합리적 추론은 재미없습니다.
2. 세월호 조사 보고서의 문제점.
1. 아르키메데스가 부력의 원리를 안 뒤 모든 선박은 만재흘수선까지 짐을 싣게 되었습니다.
세월호는 만재흘수선 이하로 짐을 실었습니다.
2. 대항해 시대에 접어 들어 범선들이 거친 바다에 전복되자 또 다른 기준이 필요했습니다.
그것이 GM입니다. 세월호는 GM 0.6으로 기준을 만족합니다.
사실 GM의 의미는 10도 경사각에서 실지로 배를 복원시키는 지렛대인 GZ의 기울기 값에 지나지 않고 역학적으로
아무 의미가 없습니다. 아래 세월호의 GZ곡선에서 세월호의 GM이 0.6 이상임이 확인됩니다.
3. 다음 동복성원성입니다. 역시 GZ면적이 법적 기준에 만족합니다.
선장인 저도 이 세가지만 보고 배를 운항합니다.
왜냐하면 세월호가 불합격받은 나머지 기준은 위 세가지만 만족해도 항상 만족하게 되어 있기
때문입니다.
그런데 세월호가 불합격받은 나머지 기준은 선박의 형상(바람받는 면적)과 관계있는 것으로 승인받은 복원성 자료대로 짐을 실었는데
이 기준이 안맞다면 복원성 자료를 다시 승인받아야 하는 것입니다.
이 부분은 세월호 특별보고서에도 자세히 언급되어 있지 않습니다.
즉 세월호는 정부에서 승인받은 기준대로 짐을 실었을 뿐이었고 사고 후 승인도 받지 않은 기준을 들이대면서
선원들의 잘못이라 하는지고 살펴 봐야 합니다. 세월호 X에서 이 부분은 자세히 나오지 않나 생각합니다.
제가 세월호 X를 보고 기뻐한 것은 고의 침몰에 대한 반론과 딱 이까지입니다. 잠수함 충돌은 아닙니다.
글을 안쓰겠다고 했지만 결말을 내야되겠기에 부케 만들어서 마지막으로 씁니다. 많은 분들이 읽도록 했으면 좋겠지만 묻혀도 할 수 없지요.
진실은 언제나 단순합니다. E=MC2처럼. FINIS-
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