실선 빙하중 추정 GUIDANCE NOTE

책 소개

빙해선박은 빙해역을 운항하는 선박으로서, 빙해역을 운항하기 위한 구조강도, 추진, 쇄빙 능력 등을 보유한 선박을 말한다. 빙해선박으로 가장 널리 알려진 쇄빙선을 포함하여 다양한 빙해역 운항 선박들은 극지역의 항해, 운송, 탐사, 구조(Rescue)에 이르는 다양한 목적 수행을 위해 운용되고 있다. 전술한 빙해선박은 과거 북극해 연안의 국가를 중심으로 개발 ? 생산되어 왔으나, 극지방 대륙붕 해역의 석유 및 천연가스 자원 개발, 천연 광물자원의 채취, 서유럽과 동아시아를 잇는 북극 항로의 개척과 같은 극지방 개발 활동이 활발해짐에 따라 빙해역 운항 선박 및 극지 해양구조물에 대한 관심과 투자 역시 늘어나고 있다. 국내에서도 이러한 범세계적 흐름에 궤를 같이하여 정부 부처 및 조선사, 관련 연구단체를 중심으로 다양한 기술 개발 사업이 진행 또는 수행 완료되었으며, 전술한 쇄빙선을 포함한 극지용 해양플랜트 건조실적에 있어서 우수한 경쟁력을 갖고 있으나, 축적된 건조실적, 개발 ? 연구결과 데이터를 보유한 기술선진국에 비해 원천기술 부분에 있어서는 뒤쳐져 있는 실정이라 볼 수 있다. 구조안전성 측면에서 빙해역 운항선박은 저온 영역에서의 구조강도, 빙 충돌 또는 쇄빙과정을 포함한 빙해역 운항 시 발생하는 빙하중에 견딜 수 있는 구조강도가 핵심 고려사항이며, 관련한 연구수행 및 구조안전성 평가법 제시가 여러 연구기관 및 선급단체를 통해 이루어져왔다. 일례로, 전술한 바와 같이 빙해선박 구조안전성 평가를 위한 기본적인 카테고리라 볼 수 있는 빙하중 추정은 각 선급(Classification)을 통해 추정식이 제안되어 왔다. 빙하중 추정을 포함한 빙해선박의 구조안전성 평가를 위해서는 축적된 기술 개발 데이터뿐만 아니라, 빙 재료특성에 관한 실험 및 이론적 연구 역시 요구되며 이미 기술선진국에서는 과거 다양한 분야에 걸쳐 연구가 수행되었으나 국내 관련 연구실정은 실험장비 구축과 같은 여러 제반사항의 한계로 그 수행이 미미하며, 따라서 독자적인 구조안전성 평가 방법 제시 역시 찾아보기 힘들다. 전술한 바와 같이 빙해선박 구조안전성 평가와 관련하여 이미 수집 및 활용이 가능한 많은 자료들이 존재하고 국제적인 기준 또한 마련되고 있으나, 독자적인 원천 기술개발을 위해서는 기초 데이터의 축적과 함께 독자적인 평가 방법의 제시 또는 기존 평가 방법의 개선이 필요하다고 판단된다. 이에 본 지침서에서는 구조안전성 평가 방법 제시의 일환으로 Lab-scale 실험을 기반으로 한 빙하중 추정방법 및 연속쇄빙 모사시험 기반 구조해석방법에 대해 기술하였다. 각 항목들은 순차적으로 기술되었으며, 기 수행 데이터를 제공함으로써 사용자가 이를 직접 활용할 수 있도록 하였다. 더불어 신뢰성 있는 기초 데이터 확보를 위해 빙 재료성능 평가용 실험 방법에 대해서도 기술하였으며, 이 역시 기 수행 실험 결과 데이터를 제공하였다. 본 지침서에서 제공하는 실선 빙하중 추정을 통한 빙해선박 구조 안전성 평가 방법은 Lab-scale 실험을 기반으로 한 방법으로서 한계점을 가질 수 있으나, 기초적인 데이터 및 방법론 제시의 측면에서 의미를 찾을 수 있으며, 향후 개선을 통해 독자적인 구조 평가 방법으로 활용되기를 희망한다. 아울러 본 지침서 개발은 산업통상자원부 산업원천기술개발사업인 ‘빙해선박의 극지항로 안전운항기술 및 극저온 빙성능 시험평가 기법 개발’ 중 ‘빙해선박 선체구조 안전성 평가 기술’ 과제의 지원으로 수행되었으며, 지침서 개발을 위해 지원을 아끼지 않은 산업통상자원부 산하 부처와 편집 및 교정을 맡아준 부산대학교 출판부 관계자 여러분께 감사 드린다.

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