1. 복원력의 영향
복원력에 영향을 주는 요소 외에 자유수의 영향, 만재흘수선 및 건현, 입거와 좌초도 복원력에 영향을 준다. 자유수(유동수)는 액체 화물 중에 탱크 내에 가득 차지 않는 경우 선체가 경사할 경우 액체 화물의 무게 중심이 이동하게 되어 복원성을 비롯한 선박의 안정성에 나쁜 영향을 미치게 된다. 이와 같은 액체를 자유수(FREE WATER)라 한다. 이 자유수가 선박에 미치는 영향은 자유수의 양이 많고 적음에 관계없이 선박의 나비 방향으로 넓게 퍼져 있으면 i값이 커지며 그만큼 GM의 감소량도 커진다. 실제 선박에서는 자유수에 의한 복원력 감소를 최소화 하기 위해서 탱크를 나비 방향으로 나누어 자유수의 표면을 되도록 작게 하고 있다.
다른 복원력의 영향으로 선박의 안정을 위해서는 여러 가지 안전시설이 요구되고, 운항 시에도 안전 항해 방법과 화물 적재 방법 등에 대한 규정이 있다. 선박은 화물을 싣지 않은 상태에서 운항을 하면 배수량에 비하여 무게중심이 지나치게 높아지고, 화물을 너무 관대하게 실으면 경사시에 예비 부력이 작아져 복원 성능이 나빠진다. 따라서 안정성이 유지되는 한도 내에 적당한 흘수까지 화물을 실어야 한다. 화물을 적재할 수 있는 흘수의 한도를 만재 흘수선이라 하며, 선박의 깊이에서 만재 흘수선 까지의 높이를 뺀 수면 상부의 높이를 건현이라고 한다. 선박에서 건현이 크면 만재 흘수가 낮아져 화물을 조금 밖에 실을 수 없으나, 경사에 따른 예비 부력이 커지므로 안전하다고 할수 있다. 건현이 작으면 복원력 범위가 작아지게 된다. 다른 영향으로 입거와 좌초의 상태는 유사한 성질을 갖고 있다. 다만 그 차이점은 입거는 의식적인 행위 이고 좌초는 무의식 적인 해난이다. 일반적으로 배가 선거(DOCK)에 들어갈때는 트림이 있기 때문에 그 용골이 용골 반목과 어떤 각도를 이루게 된다. 선거 속의 물을 배수하며 수면을 낮추어 가면, 배의 용골이 용골반목에 닿게 된다. 보통 배는 선미에 트림이 되어있다. 그런. 경우에는 선미부의 용골이 먼저 닿게 된다. 그 뒤의 순간에 있어서는 용골 반목에 의해서 지지되는 중량은 완전히 떠있을 때의 배수량으로부터 바닥이 닿은 상태에서의 수선까지의 배수량을 뺀 값과 같다. 물이 계속 빠짐에 따라 용골의 경사는 점차적으로 용골 반목의 경사와 같아진다. 용골반목으로부터 전달되는 힘이 유효 GM을 현저하게 감소시킨다면, 완전히 떠 있을때 GM이 작은 배는 불안정 하게 되므로 , 만곡부 반목이 받쳐지게 전에 상당히 큰 각도까지 경사하게 된다. 이와 같은 상태를 피하기 위하여 GM이 작은 배는 될 수 있는 한 입거 전에 용골 반목의 경사에 맞추어 그 트림을 조정한다. 모든. 반목이 동시에 용골에 닿도록 한다.
2. 경사시험
배의 중심의 정확한 수직 위치는 배가 완공되었거나, 또는 거의 건조되었을 때 경사 시험을 실시해서 실험적으로 결정한다. 완공되지 않은 배의 경우에는 그 뒤 완공될 때까지 적재한 중량물과 그의 적재 위치를 정확하게 기록해 두고, 배의 최종 완공 상태의 중심 위치를 산출한다. 선박에서는 경사시험에 의해서 GM값을 구하고 있다. 경사시험의 기본원리는 배안에 있는 중량물을 배에서 가로방향으로 옮겼을 때 경사 위치에서의 평형 조건의 식인 W × t= Δ ×GMtan Ø 에 기초를 두고 있다. 무게를 알고 있는 중량물 W을 그림에서와 같이 선박의 중심선으로부터t만큼 가로방향으로 이동시킨다. 이 때 선박은 중량물의 이동에 의한 횡경사 모멘트(M h)로 인하여 기울어지기 시작하여 선박의 복원 모멘트와 같아질 때 멈추게 될 것이다.. 따라서 선박의 횡경 사각을 Ø 라하면 메타센터높이는 GM=W ×t/ Δ×tan Ø 표시 할 수 있다. 경사시험 실시할 때 주의사항으로는 4가지가 있다. 첫번째는, 경사시험용3-4도를 넘지 않을 정도로 시험용 중량물과 이동거리를 정한다. 두번째는, 경사시험 할 때 이동할 가능성이 있는 물체는 모두 고정할 것이며,, 모든 선원은 시험 중 에는 일정한 장소에 머물러야 한다. 세번째는, 탱크, 기름 같은 액체는 자유 표면을 이루지 못하도록 가득 채우든가 완전히 비운다. 네번째는, 되도록 풍파와 조류가 없는 곳과 때를 택하고, 항 내에서 실시할 때에는 선박의 내왕으로 발생할 물결의 영향이 적은 곳을 선택한다.
3. 복원력을 개선하는 방법
총 5가지를 볼 수가 있다. 첫번쨰로, 선형의 변화가 있다. 설계의 초기 단계에서는 적절한 복원력과 흘수를 얻기 위한 효과적인 방법의 하나로서 선형을 바꾸거나, 폭이나 깊이를 변화시킬 수 있다. 대단히 큰 중량물을 기존선의 상부에 싣고자 하는 경우에는 배의 폭을 증가시키는 효과를 가지는 팽출부(blister or bulge)를 선측에 붙임으로 써 복원력 개선 비대칭적으로 팽출부를 설치하여 고유의 가로 경사를 없애고 복원력을 개선하는 데 성공한 예도 있다. 두번째는, 하중 조정(adjustment of load)이 있다. 복원력의 개선 및 가로 경사의 최소화를 위한 수단으로써 하중을 조정하여 얻을 수 있는 효과는 그 하중과 배의 전체 중량과의 비와 선내 화물 배치에 대한 조정자의 재혼합 적재하는 화물선이다. 화물의 배치 여하에 따라 배의 중심 위치가 광범위하게 변동 계획된 적하가 복원력과 흘수에 미치는 영향을 계산하고 화물을 대칭으로 적재하도록 확인하는 것이 현명하다. 세번째는, 영구 밸러스트(permanent ballast) 복원력을 개선하기 위하여 가로 경사를 없애기 위해 이용될 수 있다. 이들 특성 중의 하나를 개선하기 위하여 설치된 밸러스트는 나머지 특성을 개선하는데 이용될 수 있다. 네번째는, 중량물 제거(weight removal)이다. 위 쪽에 있는 중량물의 제거는 복원력을 개선하는 가장 효과적인 방법이다.그것은 배의 중심을 낮출 뿐만 아니라 대부분의 경우에 배의 경사에 따라 낮아진 쪽으로 부심을 더 멀리 이동시키게 되므로 복원력을 현저하게 증가시킨다. 교차 곡선의 기울기를 조사해보면, 배의 중심이 낮아짐으로 인한 복원정의 증가에 배수량의 감소 때문에 얻어진 복원정 증가가 합쳐진다는 것을 알게 될 것이다. 복원력을 개선하기 위하여 위 쪽에 있는 중량물을 제거하는 것이 특히 유리한 배는 작은 건현을 가지는 배로서 낮은 곳에 밸러스트를 적재하여도 큰 경사각에서는 복원정의 증가를 얻을 수 없는 경우이다. 또한 중량물의 제거는 일반적으로 수선 아래에 손상을 입었을 때에 침몰에 대한 배의 저항을 개선하는데 유리하다. 다섯번째는 적하지시 (loading instruction)이다. 설계 단계에서 복원력과 트림을 검토한 결론으로서 만족스러운 특성을 얻기 위하여 배의 적하에 어떤 제약을 가해야 한다는 것이 밝혀지는 경우가 있다. 이들 제약은 운항자에게 전달되어야 한다. 이들 적하의 제한 조건과 예상되는 가능한 여러 적하 상태에서의 복원력에 대한 자료들은 복원력 책자로 설계자에 의해 선주에게 제공된다.
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