보트 선형의 이야기 5 .. 롤링에 관하여

라덴씨 입니다. 

드디어 블로그를 열고 처음으로 시리즈 업데이트에 들어갑니다. 시간나는 대로 사브작사브작.. 

오늘은 롤링에 대하여 글을 써 보겠습니다. 

롤링이란 무엇일까요.

대개 롤링 하면 떠오르는 것은 파도에 배가 좌우로 뒤뚱뒤뚱 흔들리는걸 생각하시게 됩니다. 

뭐... 이런 느낌입니다.구토를 유발하죠  ^^

롤링이란 것은 앞뒤로 롤링할 수도 있고 좌우로 롤링할 수도 있습니다만. 일반적으로 횡파를 만나 좌우로 움직이는 것을 이야기합니다. 

하지만 롤링이라는 것은 이렇게 생각해 볼 수도 있습니다. 어자피 이것도 자연현상의 일종이니까요. 

저는 이렇게 말씀드리고 싶습니다. " 파도에 배가 적응하는 과정 " 이라고 말이죠. 

보통 파워보트의 경우 엔진이 꾸준히 밀어줄 때는 거의 롤링이 발생하지 않습니다. ( 물론 파도가 심한 경우 말구요 )

멀미하는 경우도 많지 않은데.. 보통 정선하면 여지없이 찾아오죠. 

롤링은 유체인 물에 떠 있는 이상 절대 피할 수 없습니다. 그리고 롤링이란 것은 지극히 자연스러운 물리적인 작용이기 때문에 

설계를 기똥차게 잘 해서 롤링을 줄였다고 한다면.. 분명 다른 단점이 생기게 마련이죠. 다만 우리는 롤링 자체가 위험하고 메스껍기 때문에

그만큼 다른 단점이 생기더라도 상관없다고 하는 것입니다. 

일반적으로 롤링은 파도라는 외부환경에 가장 영향을 받지만 같은 환경이라면 아래와 같은 점들에 영향을 받습니다. 

1. 선폭 - 선심.

2. 배의 중량

3. 무게중심

4. 헐 모양

입니다. 

배가 원래 서있는 그림 ↑

기우뚱 했을 때 ↑ 

위 그림을 보면서 이야기 해보지요..

우선 1. 선폭과 선심에 대해서.. 

일반적으로 배의 깊이가 비슷하다면 선폭이 넓으면 배는 롤링의 영향을 덜 받습니다.  즉.. 1번보다는 2번이 롤링이 훨씬 덜한 것입니다. 

이유는 아주 간단한데.. 제가 전편에 부력이라는건 어떤 물테가 물을 밀어내는.. 즉 물 속으로 들어가는 중에 저항을 받는 것으로

이해할 수도 있다고 말씀드린 적이 있습니다. 

배가 파도를 타며 기우뚱 할 때 아래 사진을 보시면 .. 

같은 각도로 기울었다고 했을때 선폭이 넓은 2번 배가 물속에 들어가는 부분이 많은것을 볼 수 있습니다. 

이것은 무엇을 뜻할까요.. 2번 배가 훨씬 부력을 더 받을거고. 실제 흔들리는 각도는 훨씬 덜할것입니다. 

혹은 같은 각도가 기울어지려면 더 많은 에너지가 필요하다 = 같은 힘이라면 흔들리는 폭이 좁다. 라고 이해할 수도 있습니다. 

선심에 대해서는 3~5번을 보시면 되는데.. 역시 같은 각도로 배가 기운다고 가정하면.. 선심이 깊을 수록 더 많은 저항을 받게 됩니다.

역시 같은 원리로 같은 파도의 에너지가 왔다면.. 선심이 깊을수록 롤링의 정도는 줄어들 것입니다. 

대개 세일 요트는 거대한 킬이 있는데.. 직진성을 확보하고 역풍을 뚫고 올라가기도 하고.. 그만큼 롤링에도 강합니다. 

선심은 무게와도 관계가 있는데 배 전체 무게가 무거우면 ( 엔진의 무게가 아니구요 ) 당연히 선심이 깊어지게 되므로 

건조중량이 무거운 쪽이 롤링이 덜 할것으로 예상할 수 있습니다. 

 

무게중심의 경우 무게중심이 배 아래쪽에 있을 경우 흔들려도 오뚜기 같이 일어서는 복원력이 강하겠습니다만.. 

위쪽에 있다면 롤링이 더 심해지겠죠. 흔들리는 각도의 중심에 선저가 있기 때문입니다. 

예를들어.. 오도바이도 리터급 크루저는 무게가 500kg 이 훌쩍 넘어가는데 다루기 어려울것 같지만 중심이 낮아 운전하기 아주 쉽죠.

스즈끼 인트루더 1800 입니다. 이런 스타일 운전하기는 정말 편합니다. 

반면 무게중심이 높은 R차는 코너웍을 위해 적극적으로 하중이동을 해주어야 합니다. 

이것도 재미있지만 아무튼 생각보다 많은 스킬이 필요하다는 사실!!

다음 헐 모양의 경우 .. 6번과 7번을 보시면 되는데.. 

나중에 단동선(Mono hull) - 쌍동선( Catamaran ) - 삼동선 ( Trimaran ) 에 대하여 별도로 말씀드릴 계획이 있습니다만. 

단동선의 경우 가운데 킬을 중심으로 기우뚱거리지만 쌍동선의 경우 양 헐의 부력인해 단동선에 비해 롤링 및 

고속안정성에 있어 압도적으로 유리합니다. 

 또한 RIB = 콤비 보트의 경우에도 튜브 공간이 우리가 쓰기 어렵기는 하지만 그 튜브로 인해 선폭이 넓어지고 튜브라는 

강력한 부력체가 양쪽을 받쳐주고 있기 때문에 FRP 모노헐에 비해 롤링이 상당히 줄어듭니다. 

보통 미국배들은 헐이 상당히 무겁습니다. 전체적으로 튼튼하게 보강을 하는 편인데. 그 무거운 무게를 버티기 위해서

선폭이 넓고 선심이 깊은 편입니다. 물론 주행도 상당히 안정감이 있고 롤링에도 강합니다. 

단.. 이러한 보트는 그만큼 높은 마력수의 엔진이 요구되며 트레일링도 힘들고.. 아무튼 많은 경비가 요구되는 것이죠.

일본배들은 전에 말씀드렸듯 꼭 필요한 부분만 보강하는 만큼 가볍고 선폭-선심이 미국배에 못미칩니다. 

정확히는 그만한 부력이 필요없기 때문입니다. 곧 파도에 영향을 많이 받고 롤링에는 약하지만 작은 엔진으로 운용이 가능하고 

폭이 좁아 적은 출력으로도 물을 가르며 갈 수 있습니다. 

역시 콤비는 롤링에 강하지만 튜브로 인한 저항을 많이 받고 내부공간이 협소한 단점이 있구요. 

개중에 보면 헐을 잘 설계에서 활주중에는 튜브를 안닿게 하였다.. 우와.. 하시는 분도 있지만.. 

그렇게 되면 무게중심이 높아셔 고속 직진 안정성이 많이 떨어지게 됩니다.

보통 FRP 보트의 선수는 뽀족하고 날카롭지만 뒤쪽은 거의 평평한데 이러한 이유는 

엔진으로 인한 여부력을 확보하고 정선시 롤링을 피하고자 함입니다. 

혹은 롤링을 줄이기 위해 배 안쪽에 밸런스 탱크를 만들어 인위적으로 물을 넣고 다니기도 합니다. 

그럼 무게중심이 내려가고 무게가 늘어나면서 안정감있는 주행을 합니다. 

대신에.. 최고속이 떨어지거나 활주가 안되는 단점이 있죠..

제가 항상 강조하듯.. 물리학의 기본중 하나는 =에너지 보존의 법칙입니다. 얻는것이 있으면 잃는 것이 있습니다. 

오늘은 짤막하게 롤링에 대해서 생각해 보았습니다.  계속 임시저장만 할 수는 없어서 일단 끊도록 하겠습니다.  ^^

다음 시간은 선체의 형태에 대해서 생각해 보도록 하겠습니다. 

감사합니다.