1. 선수 구조의 형상
선수부는 파도의 충격, 부유물들과 충돌이 있는 부분으로 쉽게 손상되지 않는 강한 구조로 해야 한다. 침수될 경우 제한적으로 방수되야한다. 선박의 맨 앞은 선수재 – 선수 피크 탱크 fore peak tank – 선수 격벽으로 구성해야 한다. 선수의 형상으로는 클리퍼형 선수 (clipper stem, cut water stem), 직선수 (straight stem – 직립형, 경사형), 구상선수 (bulbous bow), 램형 (ram bow)가 있다. 클리퍼형 선수 clipper stem, cutwater stem는 상부가 앞으로 튀어나온 형상 yacht, 어선 등에서 볼 수 있다. 직립형 선수는 선수의 전면이 직선이면서 직립해 있는 선수 형상이다. 구조간단, 과거에 많이 사용. even keel이나 선미 트림일 경우 선수 상부가 뒤로 넘어 가 보인다. 근래 사용 않는다. 경사형 선수 rake stem 는선수의 전면이 직선이면서 앞으로 경사진 형태 직립형 선수에 비해 선박이 앞으로 나아가는 것 같이 보이며 외관상 경쾌한 느낌 경사도는 수선에 대해 10~20°, 20도를 넘는 것도 있다. 경사형 선수의 정부를 약간 앞쪽으로 굽혀서 돌출시킨 것도 등장한다. 구상형 선수 bulbous bow는 수선 water line아래 부분을 구상으로 한 것. 선체의 선수파를 부분적으로 감소시켜 조파 저항 wave resistance를 감소시킨다. 저속에서는 구에 의한 부가적인 마찰 저항과 형상 항력 때문에 전 저항이 커질 수도 있다. 일반적으로 구상선수의 유용한 범위는 V/√L = 0.8~1.9이다 최근 대형선에 많이 적용된다.램형 선수는 과거 군함에서 사용. ram으로 만들어 충돌용으로 제작되었었다. 구상 선수 대신에 대형선의 수선 아래 부분만을 램형 선수로 이용하는 경우가 가끔 있다.
2. 선수 주조의 주요 부재
선수재 stem
선수재는 선박의 맨 앞에 위치한 중요 부재로 양현의 외판을 결합하여 선체 전단부의 구조를 이루고, 충돌 등의 사고에 선체를 보호하는 역할을 한다. 방형 선수재 강판선수재 혼용(복합)선수가 있다.
- 방형선수재 bar stem
재료 : 단강, 단철, 주강, 압연 강재 등
형태 : 각형에 가까운 단면.
적용 : 소형 선박. 방형 용골의 연장이라고 볼 수 있다. 선수를 유선형으로 하기 위해 주강재의 형상을 유선에 적용한 단면으로 하고, 그 안쪽에는 적당한 간격으로 역골재인 rib를 붙인다. 이 선수재의 치수는 만재 흘수선 이하에서는 배의 길이에 의하여 폭과 두께가 결정되고, 만재 흘수 선 상부의 선수재의 단면적은 점차 치수를 줄여서 정상에서는 70% 정도로 한다. 이때 단면적의 감 소는 폭이나 두께 어느 쪽을 줄여도 무방하지만 일반적으로 폭 쪽을 줄이는 것이 보통이다.
- 강판 선수재
보통 둥글게 곡률 된 강판으로 제작되고 흘수선 아래 부분은 특히 두꺼운 판으로 되어있다. 이 두께는 만재 흘수선 이하에서 다음 식 이상으로 한다. 강판 선수재 두께 = 0.085L + 5mm
만재 흘수선 상방에서는 점차 그 두께를 감소하여 상단에서는 선수부 외판의 두께와 같게 할 수도 있다. 강판 선수재에는 1.2m를 넘지 않는 간격으로 수평 리브를 설치하고 곡률 반지름이 큰 부분에는 그 중심선에 상하 방향으로 보강재를 설치한다. 리브는 가급적 종늑골에 연결하거나 이것이 불가능한 경우에는 리브에 충분한 반지름을 주어 외판에서의 으 력 집중을 피하도록 한다.
- 혼용 선수재
선박이 대형화되어 단일재의 각형 선수재는 불가능하므로 2재, 3재를 접합하여 사용하는 방형 선수재 대신에 만재 흘수선 이하를 주강재의 유선형으로 하고, 그 이상은 강판을 구부려 강판 선수재로 한 다음 이들을 접합하여 사용하는 선수재를 혼용 선수재라 한다.
이 강판을 fashion plate라 하는데, 위로 갈수록 곡률 반지름이 커지고 두께는 배의 길이에 비례하여 두꺼워진다. 이 강판재의 선수재를 fashion plate stem이라 한다. 이들 강판제 선수재는 갑판 면적을 증기시킴과 동시에 선수부 외판의 flare와 조화를 이루어 겉모양이 좋으며, 또 배가 충돌할 경우에 방형 선수재에 비하여 손상이 적고 수리하기도 쉽다.
※ 선수재와 용골의 접합
선수재의 하부(후단)는 선수 격벽의 앞에서 그쳐야 하는데, 그 이유는 선수가 충돌 또 는 파손되었을 경우에 손상부를 선수 격벽 전방에 한정시키기 위한 것이다. 방형 용골과 각형 선수재의 접합은 scarf joint로 하지만, 평판 용골일 때는 선수재의 하부를 용골판으로 싸서 접합한다.
※ 선수의 외판 및 갑판
선수 부분의 외판 shell plate은 그 두께를 중앙부의 외판보다 줄일 수 있으나, 국부 강도가 요구되는 장소의 외판에 대해서는 특별히 고려해야 한다. 규정에 의하면 선수단에서 0.3L 사이의 외판의 두께는 다음 식에서 계산한 값 이상으로 하도록 요구하고 있다.
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