경사시험의 목적과 원리

1) 경사시험의 목적

경하상태의 중량, 중심위치는 그 선박의 복원성능의 결정적인 역할을 하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 경하상태의 중량 및 무게중심을 찾는 방법으로 경사시험이 실시 된다. 이러한 경사시험은 선박의 건조가 거의 완료되는 시점이나 기존 선박의 큰 개조 공사를 마무리하는 시점에 이루어진다.

선박의 중량중심을 구하는 것은 선박을 구성하는 부재와 장비가 너무 많고 설계도면과 실제 시공과의 차이로 인해 정확한 중심위치를 산정하는 것이 매우 어렵다. 이에 따라, 진수 후 의장공사가 거의 마무리된 상태에서의 중심위치를 경사시험을 통하여 구한다

 

2) 경사시험의 원리

선박의 중량을 △, 이동 물체의 중량을 w, 이동거리를 𝒍

만큼 이동할 때의 무게중심 변화를 GG’라 하면 횡경사

모멘트 원리에 의해       w x l= △x GG'  로 되면,

여기서 △는 이동물체의 중량 w를 포함한다. 경사각이

작다면 선체중심의 이동거리는 GG'=GM x tanθ

로 되고, 따라서 위 두식에 의해

GM=w x l△x tanθ  로 된다. 그러므로 이식을 이용하여 GM을

구하고 횡메타센타의 기선상의 높이 KM을 알면

KG = KM - GM으로 기선상의 중심 높이를 알수있다.

 

 

 

** Note

1)    Inclining unified Test Procedure의 주요 항목 요약(IACS Recommendation No. 31)

 

항 목	내용	비고
미탑재물 (Items to be added)	Lightship weight의 2% 초과하면 안됨
비탑재물 (Items to be unloaded)	Lightship weight의 2% 초과하면 안됨 단, Trim 조정을 위한 Water ballast는 제외
Icing	Icing 허용 안함 (Outer, inner surface)
Filling of Tanks	Full or empty (Preferably). Filling Tanks : 최소화 해야 함 Empty tanks are to be dried.
Inclining Weight	통상 Solid weights 이어야 함. Water ballast transfer 허용(Solid Weight 불가 경우)
경사 각도	최소 1 deg  최대 4 deg 단, 불가 경우 작은 각도 허용가능
Pendulums	최소 2개 설치 최소 이동거리 : 양쪽으로 15 cm
Weight 이동	8 회

 

2)    후속선의 경사시험 면제 (SOLAS MSC Circ.1158)

- 첫 호선의Inclining test 결과를 사용하는 조건으로 후속선의 경우 Inclining Test 생략 가능.

- 해당 관청은 중간 선박에 대하여 Inclining Test를 요구할 수 있으며, 여객선의 경우 각각의 선박에 대하여 요구가능.

- Lightship Weight 측정 결과 : 첫호선 경사시험 결과와의 차이가  아래 요건을 만족하여야 하며, 만족을 못 할 경우 Inclining Test를 실시하여야 함.

 

가) Lightship Weight차이

   -  L ≤ 50 m 선박 :  2% of the lightship displacement of the lead ship.

   -  L ≥ 160 m 선박 : 1% of the lightship displacement of the lead ship.

   -  50 m > L < 160 m 선박 : 보간법 (linear interpolation)에 의해 계산

나)  LCG (Longitudinal Center of Gravity,종방향무게중심)차이

   -  LCG 차이 ≤ 0.5% of LBP

 

 <참조>

가) 운항중인 선박이 수리를  할  경우

    Weight의 증감을 계산하여 아래의 요구사항을 만족할 경우에는 계산된Lightship weight, LCG, VCG를 사용함.

    초과할 경우 Inclining Test 실시하여야 함.

    -  Lightship Weight 차이 ≤ 2%

    -  LCG 차이 ≤ 1 % of LBP

 

 나) 여객선의 경우

     최소 5년에 1번 주기적으로경사시험실시하여야함. 끝.

 

 

<참조> 중.경사시험시 미.비탑재물에대한 견해

중. 경사시험 시 항상 측정 오차는 존재한다.

위에서 보는 바와 같이 미.비탑재물의양을 각각 2%<Lightship weight 로 되어 있으며 Lightship Weight를 10 ,000 Ton으로 가정 하였을 때 그 양은 각각 200 Ton, VLCC의 경우 900 ton 이상으로 우리가 미처 상상하지 못한 상당히 많은 양이 된다.

 

미, 비탑재물 몇 Kg을 가지고 선주 감독들이 문제를 삼는 경우가 가끔 있는데 대형 선박의 경우 Light Weight 또는 Dead Weight가 매우 크므로 이러한 것들은 측정 오차에 들어간다고 간주하면 되므로 크게 신경을 쓸 필요는 없다고 판단된다.

조그만 양의 미, 비탑재물의 양에 신경을 쓰는 것 보다는 Ballasting 되어 있는 Tank들의 Sounding을 정확히 하는 것이 오히려 측정 오차를 줄이는데 매우 중요하다고 할 수 있다.

Suezmax Tanker의 Side Tank의 경우 1cm 에 약 10 ton의  차이이며, Tank의 크기에 따라 차이를 보인다. 

 

또한, Empty Tank의 잔수를 퍼내고 걸레로 닦아내라는 요구를 하는 경우가 있는데 과연 Stability가 전혀 문제가 없는 대형선에서 걸레로 닦아내야 하는지 생각해볼 문제이다. 잔수의 양은 오차의 범위에 포함된다고 보면 되는데 잔수를 모두 제거하는 이유는 중량의 문제보다도 잔수의 경우 본선을 경사시켰을 경우 자유표면효과(Free Surface effect)를 정확히 계산할 수 없는 것이 가장 큰 이유로 판단이며 그 양은 아주 적은 양이기 때문에 걸레로 닦아낼 필요는 없다고 판단된다. 끝.