1. 엔진 마력 및 효율
- 도시 마력
증기기관 ·내연기관 등 왕복형 기관의 실린더에 연결한 인디케이터를 사용하여 구한 인디케이터 선도에서 측정한 마력.
- 제동마력, 정미마력 (brake horsepower, BHP)
연소가스가 단위 시간에 피스톤에 주는 일은 도시 마력(圖示馬力)이라고 하며, 그 일부는 기관의 밸브를 움직이기 위해서나 각 부분의 마찰에 견디어내기 위하여 소비되고, 실제로 유효하게 이용되는 동력, 즉 제동마력은 도시 마력보다 작다. 제동마력은 브레이크 또는 동력계로 측정된다.
- 기계효율 (mechanical efficiency)
다양한 기계에서 일을 하기 위해 발휘하는 힘 중의 몇 %가 실제로 이용되는지를 알려 주는 값이다. 이때 힘의 단위로는 마력을 사용한다. MU(machine utilization)은 기계의 유효한 활용 정도를 표시한다. 기관에서 발생하는 마력을 Li라 하고, 실제로 이용되는 마력을 Le라 하면, Le/Li=ηm을 기계효율이라고 한다. 즉, 실제로 이용되는 마력은 기관에서 발생하는 마력 전부가 아니고 기관의 마찰, 그밖에 기관에 부속되어 있는 여러 가지를 움직이기 위해 사용되는 마력을 뺀 값이다.
- 전달마력 (Delivered Horse Power, DHP)
프로펠러에 실제로 공급되는 마력으로 프로펠러 마력이라고도 한다. 제동마력(BHP) 혹은 축마력(SHP)에서 축받침 및 선미관 등의 마찰에 의한 손실 마력을 뺀 것이다.
- 전달효율 (Transmission Efficiency)
전달 효율은 제동마력(BHP)과 전달마력(DHP)의 비로 나타낸다. 선미 기관선에서는 0.97, 중앙 기관선에서는 0.95 정도가 보통이다.
2. 프로펠러 마력 및 효율
- 추진 마력(thrust Horse Power, THP)
프로펠러가 전달 마력(DHP)의(DHP) 공급을 받아서 작동한 결과 선박을 추진시키는 마력으로, 프로펠러가 발생시킨 트러스트와 프로펠러의 전진속도를 이용하여 구할 수 있다.
- 유효 마력(Effective Horse Power, EHP)
선박이 물과 공기의 저항을 극복하고 어떤 속력으로 전진하는 데 필요한 마력이다. 선박의 기관에서 발생한 마력은 지시 마력(IHP : indicated horse power) →제동마력(BHP : break horse power) → 축마력(SHP : shaft horse power) → 전달마력전달 마력(DHP : delivered horse power) → 트러스트마력트러스트 마력(THP : thrust horse power)의 과정을 거쳐 선박을 추진시키는 실제의 마력, 즉 유효마력이 된다.
- 프로펠러 단독효율 (propeller efficiency, open)
프로펠러를 선박으로부터 떼어내서 단독으로 수중에서 작용시켰을 때의 추진 마력과 프로펠러에 공급된 마력(전달 마력)과의 비율.
- 프로펠러 선후 효율(propeller efficiency, behind)
프로펠러를 선박에 설치한 경우의 추진 마력과 전달 마력과의 비를 프로펠러 선후 효율 또는 실제 효율이라 함.
- 효율비 (relative rotative efficiency)
선후 효율과 단독 효율과의 비. 실제로는 선미부근의 선체 형상과 선체 부착물에 따라 상당한 차이가 생김.
- 선체효율 (Hull Efficiency)
선체 효율은 유효 마력(EHP)과(EHP) 트러스트 마력(THP, thrust horse power)의 비로 나타낸다.
- 추진 효율 (propulsion efficiency)
선박을 추진하는 유효 마력과 추진기관이 발생한 정미 마력(축마력( 또는 제동마력)과의 비이다.
3. 선체가 프로펠러에 미치는 영향
- 유선반류 (potential wake)
선체 주위에 발생하는 유선류, 즉 포텐셜 흐름에 의해 생기는 것으로 배수반류라고도 하며, 선형에 관계하고 선수와 선미부에서 양이고 선체현측부에서 음으로 된다.
- 마찰반류 (frictional wake)
선박의 길이, 침수면적, 외판면의 거칠기 정도 등에 관계하고, 선미에 가까워짐에 따라 그 값은 크게 되며 외판으로부터 거리가 멀게 됨에 따라 급격히 감소한다. 마찰반류의 값이 가장 크다.
- 파반류 (wave wake)
선미파 중의 유체 입자가 갖는 절대 속도에 의한 것이며, 선박의 속도에 관계하고 양이 되기도 하고 음이 되기도 한다. 선박의 폭방향으로는 변화가 적으며 깊이 방향으로 감소한다. 다만, 프로펠러 설계상 문제가 되는 프로펠러 위치에 있어서의 파반류는 앞의 두 가지에 비하여 작으므로 문제가 되지 않는다. 그러나 고속의 날씬한 형의 2축선에서는 파반류가 커져서 전 채반류가 음으로 되는 일이 있다.
- 추력감소계수 [Thrust Deduction Coefficient]
임의의 속도로 전진하고 있는 선박의 저항을 R(kg)이라고 할 때, 프로펠러에서 나오는 트러스트 T(kg)와의 사이에는 T=R/(1-t)와 같은 관계가 성립한다. 여기서 t를 추력감소계수라고 하며, 프로펠러가 선박 뒷부분에서 회전함으로써 생기는 저항 증가의 비율을 나타내고 있다. t 값은 프로펠러의 설치위치, 선체와의 간격, 프로펠러 직경, 전진속도, 선미관 보스의 각도 등에 따라 달라진다.
- 슬립 [ Slip]
피치 P(m)인 프로펠러가 수중을 매분 N 회전할 때 프로펠러가 전진하는 속도는 PN(m/min)이며, 프로펠러 스피드라고 한다. 그러나 실제로는 물속에서 전진하는 것이므로 PN만큼 전진하지 못하고 얼마간 늦어진다. 이 늦어진 정도를 슬립이라고 한다. 프로펠러의 슬립이 크게 되는 경우는 선체의 저항이 증가한 경우로서 선체 침수면이 오손되거나 황청시 등과 같이 파랑이 클 때이고, 주기의 회전 수가 증가하거나, 외력의 작용 그리고 침식 등으로 프로펠러 날개의 변형이나 결손을 일으키는 경우로서 프로펠러의 피치를 증가시키거나 중앙 절단 면적과 원판 면적의 비가 증가하거나 날개의 면적 또는 프로펠러 날개의 길이가 감소하였을 때 슬립이 크게 된다. 경 흘수 때문에 프로펠러의 심도가 심히 얕을 때도 크게 되는 경우이다.
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