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선박의종류 -고속선에 대하여
고속선은 20세기에 들어와서 군사 목적으로 개발되기 시작하여 제 2차 대전 이후에 상업용으로 이용되고 있다. 화물과 여객의 신속하고 쾌적한 수송을 위하여 고속선의 연구 개발이 끊임없이 이루어 지고 있으며 최근에는 선형을 복합지지선형(hybird)로 변하고 있으며 추진기도 워터 제트(water jet)로 바꾸어 선속을 50 노트 까지 올린 고속선들이 점점 등장 하고 있다.
1.단동형선(mono hull)
반활주형선이란 선저가 둥근(round bottom)형태이며, 선저에 발생하는 동압을 이용하여 선체를 부양하고 선체의 저항을 감소시킴으로써 고속을 얻는 선박을 말한다.
2.활주형선(planing hull)
활주형선은 선저가 각형(hard chine)이며,반활주형선과 같이 선체를 부양시키는 원리는 같지만,선체가 받는 양력이 50%이상 이나 되고,선저 끝의 일부를 수면에 닿게 하여 활주한다.
3.쌍동선형(twin hull)
쌍동선은 두개의 선체를 가진 선박을 말하며 ,물에 잠기는 상사의 몸체를 서로 연결하여 갑판을 두고 이위에 구조물을 설치한 선형을 말한다. 이런 선박의 장점은 주어진 선박의 길이에 비해 넓은 갑판면적을 가질수있으며, 폭방향의 거리가 넓어 복원성이 좋고 공기부양이나 수중익을 설치함으로써 성능 향상을 할수있다.
3-1.보통 쌍동선(catamaran)
항해 속력에 있어서 선체의 중량의 대부분을 정적부력으로 지탱하고 있는 쌀동형선박을 말한다. 보통 쌍동선은 단순한 보통 쌍동선과 파랑 관통형 (wavepiercing type) 쌍동선으로 나눌수 있으며 이선형의 장점은 같은 크기의 단동선보다 넓은 갑판을 제공하며,건조비도 비싸지 않는점이고 단점으로는 침수면적이 커서 저속시 저항이 증가하며 같은 크기의 단동형 선박보다 같은 속도를 내기위해 추진동력이 커야 한다는 점이다. 그리고 이런 선형의 선박은 Rolling과 pitching이 동시에 고유 진동 주기로 되면 인체에 감수하기 어려운 회전운동이 일어나 배멀미를 일으키기 쉽고 또 쌍하 운동이나 pitching이 심하면 파도가 옆으로 칠때 여객에게는 충격을 주고 정밀한 전자제품에 파손을 주기에 이런 선현의 적용범위는 300-400명의 여객을 수송하는 여객선일경우 파도의 높이가 2미터 이하의 항로에서만 운항이 가능하다.
3-2.최소 수선면적 쌍동선(SWATCH)
최소수선면적 쌍동선(SWATH)의 선체를 지지하는 원리는 보통형 쌍동선과 같이 정적부력에 의한 것이지만, 배수량의 대부분은 수면에 침수되어 있고 수면상 갑판부선체와 수면하 원통형 잠수체(lower hull), 그리고 이를 연결하는 스트러트로 구성되어 있다. 이 선형의 장점으로는 파도가 쌍동선체를 연결하는 갑판을 칠 정도로 높아지기 전까지는 내항성능이 우수하여 큰 파랑중에서도 고속을 유지할 수 있고, 수선면적의 적음으로 인해 침하나 트림시 복원력이 적어진다는 점이다. 단점으로는 내항성능을 좋게하려면 갑판까지의 높이를 크게 하거나, 잠수체(lower hull)가 파도의 영항을 받지 않도록 홀수가 커야 함으로 수심의 제약을 받게 된다. SWATH선형은 미해군의 시험선인 Kaimalino가 1973년 건조됨으로써 시작되었지만 상선용으로 개발을 시작한 것은 일본의 Mitsui조선(주)로서, 여객선을 실용화한 바 있고, 1990년초까지 건조된 SWATH선은 20척에 달한다. 또한 선체사이에 central wall을 설치할 수 있어 해양조사선, 레저용으로도 채용되고 있다.
3-3.복합형 쌍동형선
복합형 쌍동형선은 수선면적이 보통형 쌍동선과 SWATH의 중간쯤되는 선형을 가진 FDC선(Fast Displacement Catamaran)과 단동의 길이대 폭비가 큰 쌍동선에 수중익을 부착한 수중의 쌍동선(Foil Catamaran)으로 구별할 수 있다.
3-3-1.FDC선(Fast Displacement Catamaran)
FDC선형은 거의 SWATH선형과 같으나 수선면적이 SWATH보다는 비교적 큰 형을 말한다. 이 선형은 SWATH의 약점인 수선면적을 넓혀줌으로써 복원력이 적음을 보강하고 SWATH의 장점인 내항성을 잃지 않도록 고려된 선형이다. FDC선형의 개발은 FBM Marine에서 수행하였는데 그동안 개발된 선형으로는 15노트급, 여객/승용차 운반선 Stormmaster와 30노트급, 400인승 여객선 Seamaster가 있다.
3-3-2.수중익 쌍동선(Foil Catamaran)
수중익 쌍동선(Foil Catamaran)은 쌍동선체 하부에 수중익을 부착하여 고속에서 얻어지는 양력으로 선체를 수면위로 올려서 항주하는 선형이다. 수중익은 선수부에 각 선체 밑에 전 몰수형(fully-submerged foil)을 부착하고 선미부에는 양선체간에 연결하는 전 몰수형의 것으로 전후 수중익 모두가 자동제어되는flap을 갖는다. 수중의 쌍동선의 개발은 노르웨이와 스웨덴에서 개발되고 있으며,이 선형은 실선 운항성능을현재로서는 알 수 없으며, 수송효율도 논의할 수 없는 실정이다.
4.수중익선(Hydrofoil craft)
수중익선(Hydrofoil craft)은 수중날개(Hydrofoil)가 받는 유체동역학적 양력에 의해 선체중량이 기기되는 것으로 항해중에 선체 자체는 수면위에 떠있게 된다. 이 선형은 수중날개의 형상에 따라, 수중날개 전부가 물속에 완전히 잠겨있는 것을 전몰 수중익선(Fully Submerged Hydrofoil Craft),수중날개가 비스듬한 형상을하여 날개 일부분이 수면위에 돌출되어 있는 것을 수면관통 수중익선(Surface Piercing Hydrofoil/Semi-submergerd Hydrofoil Craft)이라 부른다.
4-1.수면관통형 수중익선(Surface Piercing Hydrofoil/Semi-submergerd Hydrofoil Craft)
수면관통형 수중익선은 수중날개를 수면에 관통시켜 날개의 거동에 따른 양력변화로 복원력을 유지하도록 한 것이다. 이 선형은 Roll시에 경사진 쪽의 수중익이 더많이 잠기게 되고 동시에 양력을 많이 받게 되므로 다시 일어서는 등 Rolling,pitching에 대한 복원력을 갖기 때문에 특수한 제어가 필요치 않고, 소형선으로서 대형선의 내항성능을 얻을 수 있기 때문에 오래전부터 실용화되어 왔다. 또한 수면관통형 수중익선은 전몰 수중익선보다 장치가 복잡하지 않고, 건조비가 싸며, hull-borne mode에서 foil-borne mode로의 전환이 부드럽게 진행되나, 수중날개의 일부가 수면에 노출되므로 파도의 영향을 받아 내항성능이 전몰 수중익선보다 떨어진다. 현재 이 선형은 비교적 잔잔한 연근해를 운항하는데 유리한 것으로 여겨지고 있으며, 현재도 소형 여객선에 많이 이용되고 있다. 이탈리아, 소련에서는 많이 운항되고 있다.
4-2.전몰 수중익선(full submergerd Hydrofoil Craft)
전몰 수중익선은 수중날개가 완전히 수면하에 잠겨있는 것을 말하며, foil-borne mode로 운항시 복원력을 갖기않기 때문에 자세제어가 필요하다. 컴퓨터 기술과 제어기술의 향상으로 이 형식의 개발이 미국의 Boeing사에 의해 군사용으로 개발되었으며 최근에는 미국 Boeing사는 생산을 중단하고 일본의 Kawasaki중공업에서 기술도입하여 Jetfoil이라는 상품명으로 생산하고 있다. 다른 고속정과 비교하면 가격은 비싸지만, 내항성능이 뛰어나기 때문에 수요가 최근 서서히 증가하고 있다. 또한 이 선형은 내항성능면에서는 원리적으로 매우 우수한 형이므로, 건조, 선가, 유지비 등이 낮은 것이 개발되어 진다면 여객선분야에서 많은 수요가 예상된다.
5.공기부양선(Hovercraft)
공기부양선(Hovercraft)은 추진장치와는 별도인 기관 및 장치에 의해 공기를 선체 밑으로 뿜어넣어, 발생하는 부양력으로 선체를 수면이나 지면위로 살짝띄운 상태로 항해하도록 되어 있다. 공기 부양선은 주위를 전부 rhan tmzjxmflexible skirt을 하고 air propeller를 사용하는 ACV(Air Cushion Vehicle)와 side hull을 갖고 선수미에만 skirt가 부착되고, 프로펠러나 물제트 추진장치를 사용하는 SES(Surface Effect Ship)로 구별할 수 있다.
5-1.ACV(Air Cushion Vehicle)
ACV(Air Cushion Vehicle)는 선체 주위를 전부 고무 스커트(flexible skirt)로 둘러싼 형태이며 프로펠러를 공기중에 돌려서 추력을 얻는다. air propeller를 쓰므로 공기중의 소음은 상당히 크지만 수중소음이 작으며, 수중 구조물이 없으므로 수중충격에 강할뿐만 아니라 수륙양용의 임무를 수행할 수 있다. 따라서 소해정이나 고속 상륙정 또는 얼음위를 다니는 특수임무 등에 적용할 수 있으며, 도오버 해협 항로에서는 자동차 탑재 가능한 대형의 ACV가 취항하고 있다.
5-2.SES(Surface Effect Ship)
SES선은 종래에 ACV에서 앞뒤의 스커트는 그대로 두고, 양옆의 스커트를 물에 잠기는 스트러트형의 격벽으로 대치한 선형으로 ACV형은 air screw에 의하 추진력 제한 때문에 대형선의 개발이 어렵고, 큰 파랑중에서 조종성능 및 내항성능이 저하되므로 이러한 단점을 개선하기 위하여 개발되었다. 이 선형의 장점으로는 공기에 의한 부양효율이 ACV보다 우수하며,air cushion chamber의 공기압렵제어에 의한 내항성 향상에도 실효성이 있어 고속 대형선 분야에 유리하다.SES 는 1960년 미해군에서 군사용으로 개발되어 현재 불란서의 Agnes 200, 이태리의 SES 500, 노르웨이 CIRR 120P 등 각국에서 SES 개발에 열중하고 있다.
6.위그선(Wing In Ground)
해면효과익선은 선체에 공중날개를 부착하고 해면을 낮게 항주함으로써 공중날개의 양력과 해면효과에 의한 양력 증가를 동시에 얻을 수 있는 에너지 절약형 선박입니다. 또한 해수면에서 이륙과 착륙이 가능하므로 활주로가 필요없으며,수면을 낮게 항주하므로 레이더에 포착되지 않아 여객수송, 구난, 해양방위 등 다양한 용도로 활용될 수 있습니다. 물위를 스치듯 날아가는 배를 위그(Wing In Ground)선이라고 하는데 최고 시속 500㎞를 낼 수 있다. ‘위그선’이라는 말은 영어 위그(WIG)와 배를 나타내는 한자 선(船)을 합친 말인데,위그선은 최고 시속 500km를 낼 수 있다. 자동차의 평균 속도가 100km라고 본다면 자동차보다는 5배 정도 빠르고, 여객기의 속력이 보통 800km 정도라고 볼 때 거의 비행기와 비슷한 속력이다. 위그선이 이렇게 빨리 달릴 수 있는 것은 바다 위를 2m∼3m 가량 떠서 날아가기 때문이다. 날아다닌다고 해서 배가 아니라 비행기라고 주장하는 사람들도 있지만 국제적으로는 배라고 판정되었다. 세계에서 가장 빠른 위그선은 1965년 구소련에서 군사용으로 처음 개발했다가 1991년 러시아가 군사기술 개방화 정책의 하나로 일반에 공개하면서 세상 사람들이 알게 되었다.

▲ 고속선의 분류
선진 조선산업국에서 초고속선 개발 동향 조사 분석
일본 Techno-Superliner 개발 사업
화물적재 1,000톤급 초고속 화물선, 선속 50노트
'93년 개발 완료, 총연구비 100억 엔 (500억 원)
노르웨이 초고속 여객선 개발 사업
400인승 초고속 여객선 및 초계정 개발, 선속 50노트
'93년 개발완료, 총연구비 1.3억 NOK (146억 원)
미국 대형 표면효과선 개발 사업
배수량 10,000톤급 수송선, 선속 55노트
개발비(개념설계) 5억 달러 (3,600억 원)
프랑스 DCN 개발 사업
배수량 1,400톤급 초고속선, 선속 50노트
독일 SUS 개발 사업
상선: 380인승, 승용차 56대 적재, 선속 50노트
군용선: 720톤급, 선속 50노트, '94년 실선건조
SES Corsar 개발: 선속 52노트로 '92년 완성으로 결과를 SUS에 활용
이탈리아 초고속선 개발 사업
SES 500 개발사업 : 66m급 Ferry, 선속 46노트, Fircan-tieri사에서 개발 중
SEC 개발사업 : 배수량 1,100톤 군용선, 선속 65노트, SEC사에서 건조 중, '92년도 1차 선인도 예정(상용으로도 활용가능)
영국 초고속선 개발 사업
HMI사에서 개발 중
800인승 및 승용차 90대 적재 Car Ferry, 선속 64노트
네덜란드 Seaswift 개발사업
Royal Schelde 사에서 개발 중
436인승 승용차 62대 적재 Car Ferry, 선속 45노트
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