KR970006351B1 - 단선체 쾌속선 - Google Patents

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Description

단선체 쾌속선

제1도는 본 발명에 따른 선박 우현(右舷)의 정측면도.

제2도는 제1도에 나타난 선박의 상부 평면도.

제3도는 제1도에 나타난 선박의 선수(船首)로부터 본 정면도.

제4도는 뱃머리부의 1/2과 선미(船尾)부의 1/2인 제1도에 나타난 선체의 길이에 따른 측점에서 다른 윤곽선으로 나타내는 선체부를 설명하는 도면.

제5도는 데크(deck)의 배열을 나타내도록 제1도에 도시된 선체 중앙부의 횡단면도.

제6도 및 제7도는 제1도에 나타난 선박 워터 추진/가스 터빈장치의 배열을 나타내는 각각의 개략 측면도 및 평면도.

제8a~8d도는 가스 터빈 및 기어 박스의 다른 실시예를 나타내는 제7도와 유사한 개략적인 평면도.

제9도는 약 380,000의 마력(DHP)의 배에서 배수량과 속도 사이의 관계를 나타내는 그래프.

제10도는 아래에 기술된 MFS에 대한 선박의 속도와 주어진 마력(DHP) 사이의 관계를 나타내는 그래프.

제11도는 본 발명의 프리깃함과 종래의 프리깃함 사이의 샤프트 마력/속도 특성의 비교를 나타내는 그래프.

제12도는 선박의 길이에 대한 종래 선박의 톤/노트당 특정 마력과 본 발명의 톤/노트당 특정마력을 비교한 그래프.

제13도는 각 수선(waterline)길이에 관하여 보트, 선박 및 군함의 속도 범주 및 0.42-0.9(V/√L=1.4-3.0)의 프라우드(Froude)수의 범위내에 있는 MFS 선체형상의 유용성을 설명하는 그래프.

제14도는 동일한 길이, 선폭 및 배수량의 테일러 스탠다드 시리즈(Taylor Standard Series)의 종래의 배수 선체와 비교하여, 본 발명의 679피트 워터라인 길이 MFS가 증가된 절대속도, 속도길이비 및 프라우드(Froude)수에서 감소된 항력을 제공하는 것을 설명하는 선박 속도 대 특정 잔류 저항력의 그래프.

제15도는 제1도~제3도에 나타난 선박에 사용된 워터제트 추진 시스템을 나타내는 개략도.

제16도는 워터제트 추진 시스템에 대한 변경된 가스 터빈/전기 모터 구동을 나타내는 것을 제외하고는 제6도와 유사한 개략도.

제17도는 MFS 선체의 트림(trim)이 다른 선박의 속도에 흡수된 유효 마력(E.H.P.)을 최소화하기 위해 횡좌표상에 숫자 0으로 표시된 선체 중앙의 전,후에(제4도의 측점 5) 피트의 단위로 중력의 세로중심(L.C.G.)을 이동하므로써 얼마나 최적화되는가를 나타내는 배수량 2870톤의 MFS 선체인 90미터의 실제 크기의 모델 탱크 테스트에 의거한 그래프.

제18도는 최적화된 트림이 사용되는 흡수된 E.H.P.내에서 감소를 나타내는 상기에 참조된 본 발명의 배수량 2870톤의 MFS 선체인 90미터의 실제 크기의 모델 탱크 테스트에 의거한 그래프.

제19도는 본 발명에 따른 MFS내에서 트림을 최적화하는 연료 운반 시스템의 실시예의 개략도.

본 발명은 쾌속선에 관한 것으로, 특히 그 선체가 워터제트(waterjet)추진 시스템과 결합이 가능하고, 10,000톤까지의 화물 수송 용량을 가진 배수량 약 25,000 내지 30,000톤의 선박으로, 높은 파도나 역파도 상태에서 안정되어 있고 또는 화물수송용량이 크고, 또는 상업적으로나 군사적으로 이용할 수 있는 만큼 엄청난 비용으로 제작된 선박에서 달성할 수 없는 37 내지 50노트까지의 대양횡단속도가 가능한 쾌속선에 관한 것이다.

미국 특허 제2,185,430, 제2,342,707 및 제4,079,688에서 개시된 것처럼, 배가 물에 떠 있을 때, 적절한 내부용량 및 수용시설, 구조의 강도, 안정도, 내항성을 갖고, 또 고속의 추진력을 사용하기 위해 매우 작은 저항력을 가진 선박을 설계하고 제작하는 것이 조선 기사의 오랜 목표였다.

전통적인 수상선의 단선체 설계는 대개 속도, 안정도 및 운항관리의 상호관계와 관련되는 확립된 설계원칙 및 가정으로부터 개발되어 왔다.

지금까지보다 더 좋은 성능을 달성하기 위하여 현재의 유효 배수량의 단선체 수상선 속도의 향상이 필연적으로 저하되는 희생이 있어야 한다.

예를 들면, 오늘날의 선체 배수량의 주요한 한계는 주어진 크기(배수량 또는 용적)에 대하여, 최대 실제 속도를 증가시키기 위하여 더 긴 길이로 신장됨에 따라 내항성과 안정도가 감소된다는 것이다.

전통적인 선체 설계는 대형 화물선이 한계속도에서 발생하는 항력(drag) 상승 때문에 대양을 횡단할 수 있는 속도를 본질적으로 제한한다.

이것은 선박의 길이(피트)의 제곱근과 같은 속도(노트)이다.

예를 들면, 약 600피트 길이의 중간 크기의 화물선은 약 20노트 또는 설계된 한계 속도이하의 4노트의 경제적인 운항 속도를 가진다.

상업적인 화물을 가지고 더욱 높은 운항 속도를 달성하기 위해서, 선박의 길이와 크기(혹은 용적)를 비례하여 증가시키거나, 넓이나 선폭(船幅)을 축소시키면서 길이를 증가시키고, 같은 크기와 용적을 유지하는 것이 필요하지만, 안정도는 낮아진다.

조선 기사들은 오랫동안 길이의 증가나 선폭의 감소없이 항공 기술에서의 소리장벽의 파괴와 같이 보다 빠른 선박의 속도를 달성하는 문제를 심사숙고하여 왔다.

19세기에, 프라우드 박사는 최초로 길이 프라우드 수 0.3에 대응하는 한계 속도에서 발생하는 거대한 항력 상승 때문에 보다 빠른 선박의 속도를 위해 길이의 증가가 요구되는 현상을 정확하게 측정하여 규정하였다.

속도 길이 비율(V/√L)을 길이 프라우드 수 0.298에 맞추는 관계에 의해 규정되고, 여기서 V는 노트단위의 선박의 속도이고, L은 피트단위의 선박의 수선길이이다.

따라서 프라우드 수 0.298은 속도 길이의 비 1.0과 같다.

프라우드의 이론에 따르면, 같은 용적의 선박이 더 빨리 가기 위해서는 더 길게 제조되어야 하기 때문에, 고속일 때까지 이러한 항력 상승을 재촉한다. 그러나, 같은 용적에 대하여 길이가 증가되면, 선박은 더 좁아지고, 안정도는 낮아지며, 더 큰 응력을 받아, 구조 중량이 과대하게 되지 않으면, 더 비례적으로 가볍고 강하게 되어야 하는(그리고 더욱 경제적으로) 구조로 된다.

게다가, 주어진 배수량에 대해 보다 긴 선박이 고속을 달성할 수 있는 동안, 고유 세로 진동 주파수는 낮아지고, 운항관리는 소형화된 선박과 비교하여 높은 파도 또는 역파도의 상태에서 저하된다.

쾌속선을 달성하기 위한 다른 수단은 평면 선체이다.

오늘날까지, 이 통상의 개념은 매우 작은 선체 형태, 즉 전형적으로 100피트 이하, 100톤 이하로 제한되어 왔다.

50피트 길이의 선박만이 60노트 이상의 속도(2.53의 프라우드수 혹은 8.5의 속도 길이 비율)를 달성할 수 있다.

이것은 이용가능한 동력이 물결을 가로질러 미끄러지는 수면위로 간단히 보트를 밀기 때문에 가능하고, 이와 같이 보통 비율의 순수 배수 보트가 같은 길이의 선체에 대하여 약 9노트 이상 가는 것을 방해하는 거대한 항력 상승을 제거한다.

그러나, 5~25노트의 중간 속도에서는 이 50피트 보트가 수면에서 떠오르기 전 불균형으로 대량의 파워를 필요로 한다.

만약 50피트의 부상(浮上) 보트(planing boat)가 300피트의 프리깃함의 길이로 확대되면, 이들 속도는 12~60노트의 정확한 범위로 확대한다.

이와 같이 확대되어, 최소한 실제의 속도(60노트)를 달성하기 위해 300피트의 부상 프리깃함에 대해 요구된 힘은 약 50만 마력이다.

그러나, 현실적으로 작은 크기와 저배수량의 선박에 그것을 전용하는 것도 어렵고, 상기 마력을 만들어낼 수 없다.

더구나, 이 300피트 선박의 계속되는 승선은 훨씬 작은 부상 선박이 그러하듯이 너무 느려서 물결을 가로질러 수면에 떠오를 수 없기 때문에 큰 편평한 선체 표면이 대양의 파도에 계속해서 고속으로 놓이게 될때 부품의 약화를 발생시킨다.

부상 선체를 이용하는 선박은 또한 워터제트 추진으로 제조되었다.

그러나, 크기, 적량 및 요구되는 마력의 제한 때문에, 수선 길이가 100피트가 넘고, 혹은 배수량이 100톤을 넘는 선박에 대한 워터제트 추진 부상 선체의 선박의 이용을 진지하게 고려하지 않았다.

부상 선체는 매우 고속으로 증강된 미끄러지는 능력과 고도의 안정성을 주는 깨끗한 흐름 분리를 필요로 하는, 측면부분과 밑부분의 결합에서 각진 단면 또는 홈과, 종종 구부러진 표면을 가지는 고동력, 평평하거나 움푹한 V자형의 저면들의 결합을 보통 가진다.

또한 특징으로서 나무, 알루미늄 또는 섬유 유리의 경량 구조의 특징을 이룬다.

미국 특허 2,185,430(W. Starling Burgess)은 이 형태의 선체의 많은 예중의 하나로, 발명자는 제일 목적은 최고속으로 작동할 수 있는 선체형의 제공에 있다라고 주장한다.

그는 길이 선폭의 비율을 6 대 7.5로 2.5와 7.3 사이의 특성 속도 길이비, 47과 51 사이의 배수 길이 비를 규정하고, 30~45피트의 길이를 가지는 고속 선체에 대한 속도 마력 공식을 다음과 같이 규정한다.

이때, 시간당 V=노트라면, C=27,150이다.

버제스(Burgess)에 의하여 규정된 가장 큰 크기까지 확대되면(약 250피트의 길이로), 선체의 주된 특성은 33-42피트의 선폭, 39~115노트의 설계 속도, 734~797톤의 배수량이다.

버제스는 39노트의 최소한의 속도에 대하여 요구되는 힘이 734톤의 최소 배수에서 약 3의 특정한 힘에 대하여 90,000 축마력의 범위내에 있다는 것을 보여준다.

유체 역학 부상의 개념을 이용한 선체 설계는 더 작은 선박, 예를 들면, 미국 특허 2,242,707에 나타낸 것과 같은 종래의 프로펠러 추진에 의하여 동력이 공급된 200피트 혹은 600톤 이하의 선박과 관련하여 알려져 있다.

이 선체의 형태는 고압이 유체 역학 부상을 제공하기 위하여 특정 형태를 가지는 영역내의 선체 아래에서 유발되도록 한 것이다.

단선체 쾌속선(MFS)은 선체의 후미 부분아래에서, 그리고 또한 제16도에서 나타낸 워터제트에 대한 유입관의 상면에서 고압으로 인하여 일정한 한계 속도이상 유체 역학적 부상이 일어난다.

그러한 선체는 다음에 설명되는 제11도와 제14도에 나타낸 바와 같이 물에서의 선체의 잔류 저항을 감소시킨다. 따라서, 힘과 연료의 요구량이 감소한다.

유체 역학 부상이 속도의 제곱으로 증가하기 때문에, 부상 선체는 프라우드수 0.42 이상의 속도 혹은 1.4의 속도 길이비로 가라앉는 경향이 있는 종래의 선체보다 고속을 얻을 수 있다.

MFS형을 이용하는 작업선이 바다에서 혹은 세계의 많은 항구 부근에서 사용되어지고 있다.

이 선체형도 지금까지는 역시 쾌속 파이롯트 보트, 경찰선, 구조선 및 구명선, 세관선, 정찰선, 그리고 심지어는 16~200피트(2~약 600톤)의 모터 요트와 쾌속 어선 보트를 일정한 크기로 제한하여 고려하였다.

이러한 크기 때문에, 보트들은 부상 보트보다 훨씬 더 무거우며 튼튼하다.

5~25노트의 속도 범위에서, 그들은 훨씬 더 부드럽게 달린다. 그것들은 또한 크기에 비하여 3.0보다 낮은 속도 길이비에서 부상 선체보다도 훨씬 더 적은 동력을 이용하고, 매우 기동적이다.

비록 이 형태의 선체의 실질적인 이용이 아주 작은 선박에 제한된다고 일반적으로 주된 해양 기사들에 의해 주장되어 왔지만, 그러한 선체는 600톤 요트에 대해서도 사용되어 왔다. 그러나, 2,000톤 이상의 상업용 혹은 군사용 선박에 대하여는 지금까지 고려되지 않았다.

미국 특허 2,342,707(트로이어)와, 4,079,688(디이리)는 선체형과 운영면에서 본 발명과 다른 쾌속 배수 선체의 다른 예를 보여준다.

트로이어는 주장된 더 우수한 해상 지침 특성들을 결합하기 위하여 부상 선미 혹은 비록 속도가 어떤 면에서도 한정되지는 않지만 보트가 보다 적절한 속도에서 가라앉는 것을 방지하기 위해 필요한 부상 특성을 가지는 카누선미를 가지는 앞뒤가 없는 보트를 보여준다.

선미에 유체 역학 부상을 발생시키는 트로이어 선체의 가능성이 어떠하든지간에, 그러한 선미는 본 발명에 대하여는 특히 600톤의 배수량보다 크고 40~50노트의 운항 속도의 선박에는 후에 서술될 본 발명에 의하여 나타나는 효율적인 워터제트의 장착을 위하여 넓은 트랜섬 선미(트로이어가 특히 그의 설명에 배제한)가 기본적으로 필요하다는 사실 때문에 적합하지 않다.

더구나, 본 발명이 의도하는 속도(즉, 1.4~3.0의 속도길이비)에서는 과다한 선폭이나 그에 따른 항력의 증가에 의지하지 않고 트로이어 보트로부터 얻을 수 있는 것보다 더 큰 부상 면적이 요구된다.

트로이어의 발명에서는 크기, 비율, 배수량, 속도 혹은 동력에 관계된 정보, 혹은 이들의 상호 관계에 어떠한 설명도 없기 때문에, 선박의 크기나 형태 혹은 그 선박의 목적이 결정될 수 없다. 그러나, 그는 뾰족한 선수와 선미 비율을 가지는 보트에 대해 선미 설계의 특정 한계를 설명한다.

트로이어 선미는 특히, 둥글거나 뾰족한 평면 형태, 저면부와 수선아래 측면과의 접점에서의 뾰족한 각; 그리고 10°보다 더 큰 선미에서의 구배각(勾配角)을 가진다.

이들 중요한 특징에서 그것은 후술할 본 발명의 설계 특징으로부터 파생된다.

미국특허 4,079,688(다이리)도 역시 0.6과 1.20 사이의 프라우드수로서 보여준 적절한 속도를 주는, 증가된 속도를 수반하는 항력을 발생시키는 파도에서의 빠른 증가를 극복하도록 한 배수형 선체를 보여준다. 그는 또한 다수 선체 선박을 보여준다.

다이리가 보여준 주요한 특징은 길이의 실질적인 부분이 일정하고 완전한 단면의 평행한 중앙부으로 구성되는 고속 배수 선체이다.

프로펠라 구동의 캐비테이션과 진동 문제점을 실질적으로 감소시키는 워터제트 추진 시스템이 미국특허 2,570,595; 3,342,032; 3,776,168, 3,911,846; 3,995,575; 4,004,542; 4,276,035; 4,611,999; 4,631,032, 4,713,027; 및 4,718,870에 나타나 있다.

거슬러 올라가서 그들은 특히 고속으로 더 큰 선박을 추진하기 위해 유용한 것으로서 인식되어 있지 않고, 일반적으로 너무나 비효과적이라고 생각되는데 그 이유는 그들이 오히려 대표적으로 큰 배수 선체의 부분에 일반적으로 존재하는 저압보다는 물에 잠긴 선체의 후미 부분에서의 물 유입구에서 고압을 요구하기 때문이다.

미국특허 4,276,035(코바야쉬)는 작은 보트에 적용되고 있는 이들 특허의 표본이 된다.

코바야쉬는 보트의 중심선의 후미 부분을 따라 세로로 나란히 또는 다른 것 뒤에 다른 하나가 배치된 두개의 유입구 파이프를 가지고 있는 워터제트에 대한 배열을 보여준다.

그는 특히 중심선의 한 측면에 서로 나란히 놓인 워터제트 유입구는 보트가 전환하는 동안의 각도로 바로 뒤를 따라 갈 때 환기되거나 물밖으로 올라오는 가능성을 제거하는 것이다는 것을 나타낸다.

선박의 균형 변경은 미국 특허 4,843,993(P. 마틴)의 목적이다.

그러나, 마틴은 물의 다양한 깊이에서 단일 나사선(screw ship)성능을 최적화하는 목적으로 이것을 사용하는 것을 보여준다.

특히 증가하는 세계적인 정확히 시간에 대는 물품목록의 승인과 저장수단의 관점에서, 값비싼 화물, 고가 가치 상품, 군사적 전략 해상 화물, 항공 운송에는 적합하지 않는 치수나 비중의 화물, 그리고 다른 시간에 민감한 화물의 안전하고 빠른 대양수송에 대한 상업적 요구 때문에 빠른 속도로, 예를 들면 40 내지 50노트 범위에서, 그리고 높은 안정도로 대양을 횡단할 수 있는 수면 선박에 대해 요구가 증가되었다.

오늘날의 화물선은 감소된 화물 톤-마일 비용에 대해 동시에 컨테이너에 싣은 화물을 25,000톤까지 운송하도록 대형화되는 경향이 있다.

화물을 싣고 내리기 위하여 대양 횡단의 양측에서 많은 항구를 들릴 것을 필요로 한다. 이것은 시간을 소비하며 또한 큰 선박이 일년에 상대적으로 한정된 횟수의 대양 횡단을 착수할 수 있다는 것을 의미하며, 따라서 상당한 투자비에 대하여 가능한 재정적 반전을 제한한다.

40 내지 50노트에 운항하는 훨씬 빠른 그러나 보다 작은 선박은 대양 횡단의 각 측면에서 단지 한 항구에서만 매주 대서양 횡단의 왕복여행을 착수할 수 있다.

비록 화물을 10,000톤까지만 운반한다고 하더라도, 더 작고 더 빠른 이 선박은 항구에서 완전히 적재되지 않아서 다시 적재하기 때문에 각 콘테이너가 보다 통제된 가종 수송기관을 통합하여 이용하는 기술들을 이용하는 배달시스템 및 더욱 통제된 부속품을 갖는 큰 선박보다 약 60% 이상의 화물을 매년 운반할 수 있다.

따라서, 각 콘테이너(호별마다)의 픽업에서 배달까지 걸리는 시간은 중대하게 감소될 수 있다.

이러한 서비스로 인해서 코스트 프리미엄(cost premium)은 항공화물에 현재 충당되는 것처럼 충당될 수 있고, 현재의 해상 및 항공화물관세 사이의 어딘가에 놓이게 된다.

이러한 프리미엄은 각 선박상의 훨씬 더 큰 화물전향과 함께 대부분의 현재의 큰 콘테이너 선박의 속도의 두배로 운항하기 위해 요구되는 증가된 연료 소비를 더욱 보상한다.

이미 주어진 이유로 인해서, 콘테이너 선박을 매우 크게 만드는 종래의 방법에 의한 그러한 속도증가는 실현하기에 비실용적이다. 왜냐하면 프라우드의 법칙에 따른 한계 속도를 증가시키기 위해서 그들의 길이를 늘림에 따라, 그의 화물적재량과 안정성이 감퇴되기 때문이다.

매우 복잡한 기어박스를 필요로 하는 중간속도에서 블레이트 피치(blade pitch)를 최적화하는 문제들과 그의 비실용적인 크기, 캐비테이션의 설치에 의하여 그의 기능이 감소되기 때문에 필요동력을 전달하는 프로펠라의 능력에 대한 심각한 문제들이 또한 제기된다.

본 발명의 목적은 다음의 특징들을 갖는 단선체 쾌속선박을 제공함으로써 상기 언급된 선행기술의 문제점을 해결하는 것이다.

1. 단선체 쾌속선에서 프라우드의 법칙에 따른 한계속도로 발생하는 엄청난 항력 상승은 그 속도에서 침하(squatting)나 침몰(sinking) 하기 보다는 오히려 중대하게 부상하는 선체에 의해 감소된다.

2. 단선체 쾌속선에서 추진시스템의 효율은 그러한 고속에 의해 감소되지 않고, 그러한 이유 때문에 워터제트가 제안된다.

3. 단선체 쾌속선에서 한계속도 이상으로 선체의 아래에서 야기된 고압의 선체를 부상할 뿐 아니라 최적 워터제트 유입구의 효율에 대한 요구와 상호 작용적이다.

4. 단선체 쾌속선에서 워터제트 유입구를 통과하는 물의 흐름은 그러한 수송관내에서 작용하는 유체역학힘에 의해서 생성되는 추가된 부상(lift) 때문에, 40~50노트와 같은 동작속도에서의 선박의 저항에 유리하다.

5. 단선체 쾌속선에서 선체 형상의 특성들은 고속으로 선체의 감소된 저항 뿐 아니라 운항관리의 질에 기여한다.

6. 단선체 쾌속선에서 동력은 오늘날 소형의 쾌속선박에서 효율적이고 실용적인 것을 제공하는 것에 기초한 워터제트 추진기와 결합한 선박용 가스 터빙 기계를 이용하여 공급될 수 있다.

7. 단선체선 쾌속선반에서 구조, 동력장치, 추진기 기어박스 그리고 장비의 중량과 가격은 컨테이너에 실리고(실리거나) 롤온/롤오프 화물들을 대양 건너편으로 운반하는 것이 상업상 실행될 수 없을 정도로 그렇게 비싸지는 않다.

제13도에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일반적인 MSF 설계는 가장 힘든 속도 체계에서 동작하고 있으며, 그 체계에서의 선체 형상은 본 발명의 상기 특성들을 달성하는 데에 중요하다.

속도는 선박을 완전히 해상에서 미끄러지게 하거나 가도록 하기에는 불충분하다. 그러나, 반대로, 속도가 너무 빠르면, 대표적인 배수선체에 대한 시험을 거친 설계기술이 사용될 수 없다.

마찰저항을 감소시키고 엄청난 잔여저항 또는 웨이브를 형성하는 저항의 개시를 지연시키는데 필요로 되는 그러한 기술들은 한정된 한계속도내에서 그리고 그 이상으로 선체와 워터제트의 양쪽 효율의 요구조건에 사실 상당히 반대된다.

이는 특히 단길이 선폭 비율, 넓은 트랜섬(transom) 그리고 높은 배수 비율을 갖는 본 발명의 선박에 적용된다. 40~50노트 사이에서와 같은 이러한 중간 속도 체계에 있어서 선체형상의 특징들은 본 발명의 기술적이고 상업적인 실행 가능성에 중요하다.

본 발명은 2000톤(ton)을 초과하는 쾌속 상업선과 600톤(ton)을 초과하는 유람선에 대한 선행기술 선체 설계와 추진시스템이 부딪히는 문제점들과 한계들을 극복할 수 있다.

본 발명에 의하면 엄청난 동력을 가지지 않는 고속에 의해서, 보다 높은 자본과 작동 가격을 차감 계산하여 투자상의 더 큰 전환을 얻는 2000톤(ton)을 초과하는 화물선 또는 차량 운반 연락선과 같은 빠르고 큰 상업선을 얻을 수 있다.

본 발명은 개방된 대양조건에 있어서 현재의 상업선과 유람선 설계의 그것보다 우세한 내항성을 달성한다.

본 발명에 의하면 횡단시간을 상당히 감축하는데 요구되는 고속을 달성하기 위해서 필요한 충분한 길이와 크기의 선박위에 적재된 화물을 증가시키기 위해서 대양의 각각의 측면상에 있는 몇몇의 항구들을 두를 필요가 거의 없으며 선박마다 더욱 자주 서비스가 제공된다.

본 발명은 좀더 가변적인 일정과 더욱 시간에 맞출 수 있는 신뢰성을 가질 수 있도록 하는 보다 폭 넓은 동작속도를 획득한다.

본 발명에 의하면, 키(ruddes)나 프로펠라(propellers)와 같은 종래의 수중 부가물보다는 워터제트와 조립식의 트리밍 또는 연료 운반 시스템을 가지기 때문에, 종래의 유사한 선박보다는 더 큰 기동 가능성을 갖고 더 작거나 얕은 항구에 접근할 수 있는 상업선을 얻는다.

본 발명에 의하면, 상업선의 형태는 약 680피트의 수선길이(L)와, 약 115피트의 전체 선폭(B)과, 약 25,000~30,000톤의 전하중배수를 가지게 된다. 그러나, 그것은 600톤과 200피트를 초과하는 유람선과 2000피트를 초과하는 상업선에 일반적으로 적용할 수 있다.

조타의 목적을 위해서, 윙 워터제트를 이용하는 시스템이 사용될 수 있다. 더욱, 윙 워터제트는 역전 시스템을 구체화할 수 있다.

그 결과, 본 발명 개념을 사용하는 선박은 정지시에 기동 가능할 것이다.

본 발명은 고유의 유체역학 부상과 낮은 길이 대 선폭(L/B)비율을 가지는 공지의 MFS 설계를 사용하지만, 선체를 들어올리기 위해 고압이 발생되는 MFS의 선미 영역에 대응하는 워터제트의 유입구에 최고의 효율을 위해 고압을 요구하는 지금까지 알려져 있지 않는 워터제트추진과 가스 터빈 동력의 조합을 사용한다.

MFS 선체내의 워터제트 추진 시스템의 이점은 30노트 이상의 속도와 높은 추진율로 많은 양의 동력을 전달하지만 배를 빨리 멈추도록 감속시키는 역량이다.

시스템은 또한 프로펠라의 진동, 소음 및 케비테이션이라는 주요 문제점들을 많이 제거한다.

통합 MFS와 워터제트시스템의 주요한 이점은 흡입구에서 가속화된 흐름이 심지어 더욱 항력을 감소시키기 위해 더 높은 압력과 더 큰 부상(lift)를 역시 생산하는 반면, 선체의 형상과 부상 특성은 워터제트시스템의 흡입구와 추진율에 대해서 이상적이다.

물 유입구 부근에 고압 영역을 갖는 것은 워터제트 추진 시스템에 이롭고 더 넓은 편평한 트랜섬 영역은 제트장치를 설치하기 위해 필요하기 때문에, MFS 선체는 워터제트추진에 이상적으로 적합하다.

가스 터빈의 주 엔진(gas turbine main engines)으로 결합된 매우 능률적인 추진 시스템은 크고, 쾌속선에 필요한 고동력 수준을 맞추기 위해 제공될 수 있다.

본 발명의 낮은 길이 대 선폭 비율은 더욱더 이용가능한 화물중량과 공간 및 향상된 안전성을 제공한다.

워터제트추진시스템은 전방속도가 없는 높은 기동력의 적용과 윙 워터제트의 지향성의 추진에 의해 프로펠라가 있는 것보다 더 큰 기동성을 제공한다.

본 발명의 선박용 가스 터빈 장치에 의해 구동된 워터제트 추진 장치나 펌프(pumps)는 프로펠라구동에 있어서의 본래의 크기, 케비테이션 및 진동의 문제가 없는 충분한 동력의 축방향이나 혼합 류를 생산한다.

새로운 선체 설계와 워터제트 추진 시스템으로 인해서, 발생된 소음은 감소되고 항적(航跡) 표시는 본 발명에 의해 생성된다.

MFS 선체는 이용가능한 상업적인 조선소에서 경제적으로 생산될 수 있다.

본 발명에 의해 사용되는 선박용 가스 터빈 엔진은 현재 생산되고 있거나, 프로펠라 구동에 동력 공급된 디젤이나 스팀에 유용했던 것보다 더 낮은 비례중량, 용적, 가격 그리고 일정한 연료소비를 위해 더 큰 동력을 생산하도록 개발되고 있다.

MFS 선체 수중 형태는 상선에서 종래의 항력상승을 피한다.

본 발명의 MFS 선체 형태로 인하여, 선박의 선미는 종래의 선체의 선미가 침하하거나 침몰하기 시작하는 속도로 부상(그에 의해 트림(trim)이 감소됨)하기 시작한다.

본 발명은 종래의 선체가 침하하는 속도로 부상하도록 만들어진 MFS 선체의 유체역학 효율과, 워터제트의 추진적 효율과, 선박용 가스터빈의 동력과 중량효율을 조합한다.

본 발명은 대략 200피트의 전체 길이, 대략 28피트 선폭과 15피트 흘수(吃水)(draft) 그리고 대략 600톤 배수량을 초과하는 해상 공업 선박에 대해서 특히 유용하다.

본 발명에 따르면, 상선은 지정된 LM 5000이나 LM 6000 하에서 제너럴 일렉트릭(General Electric)에 의해 제조된 현재의 8개의 종래 선박용 가스 터빈 유형과 리바 칼조니(Reva Calzoni) 또는 카메와(KaMeWa)에 의해 제조된 현재의 4개의 워터제트 일반형을 활용한다.

워터제트 추진 시스템은 트랜섬에 탑재된 펌프 임펠러(pump impellers)와 트랜섬의 바로 앞쪽의 선체 저면에 있는 유입구를 통하여 선미 아래로부터 임펠러에 덕트(ducted)된 물을 가진다.

유입구는 워터제트 시스템의 추진 효율의 상승을 위해 고압 영역에 배치된다.

유입구 관내의 펌프에 의해 생성된 흐름 가속은 선체의 효율을 역시 증가시키는 부가적인 동적 부상을 생성한다.

결론적으로, 약 30노트의 속도로 시작하는 추진효율에서 가장 크게 향상된 종래의 프로펠러 추진 시스템의 선체와 비교하여, 전체 추진효율을 향상시킨다.

기동성은 2개의 윙 워터제트로 달성되며, 각각의 윙 제트는 수평으로 회전되는 노즐로 설비되어서 조타를 위해 각도가 있는 추력을 제공한다.

전향장치(deflector)판은 제트추진을 앞쪽으로 향하도록 해서 정지와 감속제어를 한다.

조타와 역전기계는 트랜섬의 뒤에 있는 제트장치상에 위치한 수압실린더(hydraulic cylinders)에 의해 작동한다. 선택적으로 종래의 키(rudders)가 사용될 수 있다.

본 발명에 의한 선박은 10퍼센트의 예비연료용량으로, 5까지의 해상상태에서 약 3-4일내에 대서양을 횡단하여 37-45노트의 평균속력으로 화물을 10,000톤까지 운송할 수 있다.

통합제어시스템은 가스 터빈 연료 흐름과 동력 터빈 속도, 및 가스 터빈 가속과 감속을 제어하고, 가스 터빈 출력 토크(torque)를 감시하고 제어하며, 워터제트 조타각, 그러한 각의 변화율, 최적 정지기능을 위한 워터제트 역전 기계를 제어할 수 있다.

그러한 시스템은 선박속도, 축 속도(shaft speed), 가스 터빈 동력출력(또는 토크)를 포함하는 출력 파라미터로써 사용될 수 있다.

상술한 제어시스템은 약 20노트의 선박속도에 대응하는 인가된 가스 터빈 동력에 전 조타각을 허용한다.

그것은 더 높은 동력과 선박속도에 자동적으로 인가된 조타각을 점차적으로 감소시킬 것이며, 더 나아가서 대략 20노트의 선박속도에 대응하는 인가된 가스 터빈 동력에 워터제트 추진 전향장치의 완전한 역방향으로 바꿀 수 있는 것이다.

게다가, 제어시스템은 더욱 큰 동력에서 워터제트 역전 전향 장치 운동과 운동비를 자동적으로 제어하며 고선박속도에서 가장 효과적으로 되는 가스 터빈동력과 속도를 제어할 것이다.

요약적으로, 본 발명은 다음과 같은 이점을 가진다.

1. 같은 크기와 비율의 종래의 상선 선체와 비교되는 고선박속도의 더 낮은 선체저항.

2. 상업적인 화물이 비싼 경량의 구조에 의지하지 않고 운반될 수 있도록 하는 충분하게 높은 배수 길이비.

3. 많은 양의 화물이 안전성의 적당한 역전을 가진 주 데크(main deck)위에 운반되도록 하는 높은 고유의 안전성.

4. 연료가 소모되었을 때 밸러스트를 실어야 하는 선박에 대한 필요조건이 없는 효과를 가지게 되어서, 이동된 거리로 일정한 동력에서 증가하는 최고속도를 제공하는 높은 고유의 안정성.

5. 비슷한 배수량의 고속의 종래 선박과 비교되는 사용가능한 큰 내부 용적을 제공하는 낮은 길이 선폭 비율.

6. 손상 안정성의 잠재적인 큰 역전.

7. (a) 지나친 선체길이의 문제를 야기시키지 않고 (b) 반대되는 특정한 움직임을 가지고 (c) 지나친 선체의 충돌과 갑판이 젖어 있는 역 기후 조건에서 고속으로 작동하는 능력.

8. 선체, 워터제트 및 가스 터빈 특성들의 유리한 조합으로 인해서 2,3 또는 4개의 워터제트에 효과적으로 그리고 효율적으로 작동하는 능력.

9. 선박 트랜섬을 가로지르는 4개의 큰 워터제트를 수용하고 그들의 흡입구에 충분한 저면 영역을 제공하는 능력.

10. 후미 단면 선체 형태에 의해서 최적화되는 워터제트/가스 터빈 추진 시스템의 통합.

11. 크고, 복잡하고 덜 효율적인 프로펠러시스템보다는 오히려 워터제트를 사용하는 것에 의해서 40-50 노트의 속도범위의 유사한 배수량의 종래 선체 형태보다 더 낮은 기술상의 위험.

12. 저속과 고속으로 더 우세한 기동가능성과 훨씬 짧은 거리에서 멈추는 능력.

13. 얕은 물에서 작동하는 것과 같은 다른 효용과 수륙 양용의 목적을 위해서, 전속도와 배수로 경도의 최적 세로 중앙을 보장하는 설계에서 합병될 때, 연료 트리밍 시스템을 활용하는 능력.

14. 키나 프로펠라 그리고 관련된 부가장치 없이 얕은 물에서의 수중에서의 손상의 가능성을 감소시키고, 수륙 양용의 동작을 기동시킨다.

이러한 목적으로 본 발명의 주요한 물리적이고 작동적인 특성들을 설명하는 것이 필요하다. 즉,

1. 0.4-0.9까지의 프라우드수의 길이에서 동작을 위해 최적화되는 선체.

2. 5와 7.5 사이의 길이 대 선폭 비율(최대 수선 넓이에 의하여 나누어진 피트단위의 수선길이 혹은 L/B로서 표현되는 피트단위의 선폭.)

3. 60과 150 사이의로써 표현되는 피트에 있어서 수선길이의 1%의 3제곱으로 나누어진 톤에서의 배수 길이 비율 또는 배수.

4. 1.0 보다 적은 특정한 동력(SHP/DxV로 표시되는 영국 톤의 배수량과 노트로 나타난 속도의 곱으로 나누어진 샤프트마력)

5. 세로측면도는 선박의 중심부분에 비해 볼록하지 않고, 등고선은 선박의 정상적인 동작속도 및 배수량에 좌우되며, 선체의 세로중심의 최대 길이 전방점으로부터 선미(船尾) 또는 트랜섬에서 최소깊이점까지 떠오르는 선체의 저면 부분을 갖으며, 상기 최소 깊이는 최대깊이의 60% 미만이다.

6. 기준 수선에서 트랜섬 폭은 기준수선에서 선체의 최대폭의 적어도 85%이다.

7. 전방수직식(또는 기준수선을 가진 축의 연결)의 선박의 깊이 후미의 약 30%에서 선미까지, 선체의 횡단면은 선체의 측면에 관련하여 둥글고 용골(龍骨)(Keel) 또는 중심선의 각 측면의 단면에서 오목하지 않고, 선박 길이의 전방 약 25%의 횡단면을 제외하면, 그 단면은 너클(knuckle)내의 선체의 측면에서 만나고 오목하다.

8. 선체내에서 측면은 기준 수선에서 평면 형상으로 오목하지 않다.

9. 트랜섬에서 데드라이즈(deadrise)의 최대 각도(저면 횡단면의 위쪽 경사와 수평선 사이의 각도)는 10°미만이다.

본 발명에 따른 상기 특징의 모든 결합은 특정 속도 제도의 일치하지 않는 많은 요구를 만족시키며 선체는 40에서 50노트 사이에서 동작하도록 의도된다.

효과적인 상업, 군용, 또는 레크리에이션 운영을 위해 요구되어진 구조, 안정도, 부하수송능력, 내항성과 실용성의 필수적인 효율적 사용과 상기 속도를 결합시키는 것은 어떤 선행기술 선박 설계를 거쳐서 나온 본 발명의 주요한 이점이다.

본 발명의 MFS 선박의 매우 다른 특성들의 지적으로써, 버지스(Burgess)에 의해 보여진 동일한 최대길이의 250'로 비례화되고 선행기술을 참조하여 상술한 본 발명의 MFS 선박이 다음과 같은 특성들, 즉 33 내지 50피트의 선폭; 22 내지 47노트의 설계 속도; 938 내지 2344톤의 배수량을 나타낸다.

미국특허 2,185,430의 최소 설계 속도에 대해 본 발명은 탱크 테스트에 의거하여, 0.922의 특정동력을 주는 938톤의 배수량에서 33,716축 H.P.를 단지 필요로 한다.

따라서, 28% 보다 큰 배수량임에도 불구하고, 본 발명은 동일한 비례속도에서 버지스(Burgess) 선체에 나타난 동력의 1/2미만을 필요로 한다.

이것은 단지 버지스(Burgess) 선체가 본 발명, 즉 상당히 작은 선박을 제외한 현대적 추진용 시스템의 가능성을 넘어선 속도보다 꽤 높은 일정 비율의 속도에 있어서 효과적이라는 사실을 반영한다.

본 발명의 679피트와 25 내지 30,000톤 MFS의 비율에서, 버지스(Burgess) 선체는 단지 14,136톤의 최대 배수량을 나타내지만 65노트의 최소 설계 속도를 위해 약 3,000,000 축 H.P.를 여전히 요구하며, 초기 실시예에 있어서와 같이 동일한 특정 동력을 가정한다.

상기의 설치된 동력이 유용하다면, 버지스(Burgess) 선체의 보다 작은 트랜섬 폭은 전달될 수 있는 동력의 양을 크게 제한할 것이다.

비교하여 보면, 440,000 축 H.P.에 이르기까지의 최대출력을 가지고, 현존의 서비스 장치로부터 획득된 워터제트시스템과 결합된 일반적으로 유용한 가스 터빈 기계를 사용하면, 본 발명은 그것이 의도하게 되는 실행 제도내의 속도를 잘 이루며, 게다가 필수적인 상업 화물을 운반한다.

측면에서 보면, 본 발명은 최대 깊이점에서 최소 깊이점까지 나타나는 선체의 물속에 잠긴 부분을 보여주며, 트랜섬에서, 그것은 단지 최대의 약 20% 뿐이다.

버지스(Burgess)는 매우 고속에서 필요한 것처럼 그리고 그의 텍스트에서 논의된 것처럼, 거의 한결같이 선체의 물에 잠긴 부분의 측면을 보여주며, 즉 그것은 선체중앙의 후미에서 멀리 떨어진 부력의 세로 중심을 유지하고자 하는 필요성에서 시작된다.

프로펠라 또는 워터제트 추진 시스템을 가지고, 선박의 선체의 최대치수내에서 프로펠링 수단 전부를 조절하는데 바람직하다.

이것은 폭 넓은 트랜섬이 본 발명의 필수적인 특징이기 때문이고; 트랜섬 폭이 크기를 제한함으로 워터제트의 동력과 프로펠라의 동력도 제한하기 때문에 트랜섬 폭은 40 내지 50노트와 같은 바람직한 동작속도를 제공하는데 본 발명의 주요한 물리적인 요구이다.

버지스(Burgess)가 그의 최대의 선체폭과 비교하여 상당히 좁은 트랜섬을 보여주나, 본 발명의 제도내에 있는 속도에서 상당히 많은 동력을 필요로 하므로, 그 선체는 작은 선박위의 어떤 크기에서 워터제트 추진에는 부적합하다.

버지스(Burgess) 선체의 횡단면은 보다 빠른 추진 동작 속도나 길이비로 의도된 선체로부터 기대된 바와 같이, 본 발명의 횡단면과 다르다.

그 단면은 수중단면을 통해서 용골의 어느 한쪽 측면위에서 오목한 저면단면과 결합된 단단한 등뼈(chine)를 가진다.

평면도형내에서 그 수선은 기준에서 함몰부 또는 그가 그것의 묘사한 것과 같은 찌르는 것과 같은 중앙부상갑판으로 나타난다.

버지스(Burgess)선체의 선미에서의 데드라이즈(deadrise) 각도는 본 발명의 약 두배이다

요약하면, 동작조건에서와 같은 물리적 조건에 있어서, 버지스(Burgess) 선체는 그의 선체가 보다 작은 비율 및 발명보다 더 빠른 비례되는 속도로 전체적으로 다른 목적에 사용되도록 의도된다는 점에서 본 발명의 선체와 다르다.

다이리(Diry)의 선체를 본 발명의 선체와 비교함에 있어서, 그것은 계속적으로변화하는 선체의 단면을 특징화하고; 사실상, 선체의 길이 부분은 어떤점에 있어서도 단면내에서 일정하지 않다.

다이리(Diry)는 역시 선박의 입구가 특히 독특한 방식으로 형성됨으로 보여준다.

그것은 선수에서 수선을 향한 선체 저면의 중심선으로부터 위쪽으로 경사진 경사로에 의해 규정된다.

이 경사로의 경사도는 1 : 16과 1 : 12 사이에 있는 바람직하다.

그 경사로는 입구 단면의 적어도 1/2 길이 이상으로 연장한다.

이 특징은 본 발명의 입구 단면도와 일치하지 않은 곳에 있고, 그것은 측면(다이리(Diry) 교지의 제4도에 의하여)에서 일정한 직선으로의 경사로는 아니지만, 선박의 세로 중심선에 비례하는 측면에서는 볼록한 곡선이다.

본 발명의 선수 단면은 선박의 세로중심선에 비례하여 오목하고 용골에서 날카롭게 뾰족하게 되며, 즉 오히려 다이리(Diry)의 제5도에서와 같이 용골에서 볼록하고 편평하기 보다는 전방 수직면의 선박의 길이 선미의 약 30% 영역내에서, 그것은 다이리(Diry)의 입구 길이에 비례하여 유사하다.

다이리(Diry)의 선체와 본 발명은 이러한 3가지의 중요한 관점에 있어서는 서로 다르다.

결국, 다이리(Diry)는 그의 선체가 0.6 내지 1.20의 프라우드(Froude)수 범위내에서 작동하도록 보여준다.

이것은 본 발명이 최대로 활용되고 679피트 수선길이의 MFS 규모에서 35와 52노트사이의 속도를 같게 하기 위해 0.42 내지 0.6의 매우 중요한 보다 낮은 프라우드(Froude)수 범위를 제외하고, 화물을 컨테이너로 수송함에 따라 바람직한 상업 동작을 위해 충분히 줄 수 있고, 안정하며, 실용적인 선체에 유용한 충분한 동력일 것같기 때문에 대체적으로 최대이다.

제11도는 동일한 길이/선폭비의 MFS 프리게이트(원형의 데이터점을 가진 곡선 A)와 대표적인 프리게이트 선체(삼각형의 데이터점을 가진 곡선 B) 사이의 축 마력 비교를 나타낸다.

약 15노트와 대략적으로 29노트 사이에서 양쪽 선박은 비슷한 동력을 필요로 한다.

38노트에서 60노트까지 MFS는 유체역학 부상로부터 증가하여 그것의 큰 효과와 이점의 영역내에서 동작한다.

이 속도범위는 배수 선체의 길이가 속도 길이비를 감소시키기 위해서 실제적으로 증가되지 않거나 선폭비에 대한 길이가 실질적으로 증가되지 않는 한 대표적인 배수 선체에 대한 실용성을 넘어서 커진다.

MFS 설계내에서 유체역학 부상은 거대한 힘에 의해 커진 평면위로 증가되는 평면 선체보다 고속 동작범선과 유사하다.

MFS는 전체적으로 편평하지 않기 때문에 고속으로 파도에 대항하여 소란스럽게 움직이는 문제점을 막는다.

게다가, 현대식 큰 선박은 디젤동력으로 구동되는 프로펠라를 대표적으로 가진다.

그러나, 프로펠라는 크기에 있어서 본질적으로 제한되며, 그들은 본 발명의 케비테이션과 진동 문제점을 또한 가지고 있다.

일반적으로 60,000마력이 대체적으로 상한인 그 기술의 상태를 축마다 종래의 고정된 피치 프로펠러에 적용한다는 것을 인식하게 된다.

더욱이 보다 고속인 필수 동력을 생성하기 위해서 크기에 따라 배열된 디젤엔진은 무게, 크기, 비용 및 연료소비를 고려하기 때문에 비실용적이다.

제13도에 나타난 수선 길이에 관련한 속도 범주가 예시된다면, MFS는 쾌속 상업선을 제공한다.

하기에 기술된 제13도는 반부상선체(semi-planing hulls)의 크기의 연속체를 작은 것에서 매우 큰 것까지 나타낸다.

MFS는 작은 선박으로 오늘날 광범위하게 사용된 MFS와 선체형태에서 비슷한데 그 이유는 배수 선체의 가능성에 접근된 배수 길이비와 평편 선체의 가능성에 접근된 최대 속도를 사용하도록 제공하기 때문이다.

본 발명은 두개 또는 그 이상의 유입구 파이프가 세로로 배치될 때 각 파이프로 유입된 평균유입량을 이루기에 불가능하기 때문에 코바야쉬(Kobayashi)에 의해 보여진 배열을 사용하지 않는다.

게다가 본 발명의 선박의 경사각 크기는 매우 적당하며, 코바야쉬(Kobayashi)가 보여준 그러한 작은 보트와 비교하여; 선미아래에 높은 수압과 선박밖의 유입구는 그러한 환기의 가능성을 더 감소시킬 것이다.

그러므로 선박의 선미부분의 아래에서 발생된 고압영역내에 가장 알맞은 점에 병행하여, 워터제트 유입구 파이프가 서로 나란히 배치되어 있는 것이 본 발명의 특징이다.

본래의 폭넓은 선폭 또는 낮은 길이 선폭의 비 및 폭넓은 트랜섬 설계에 기인하여, 이 배열을 충족시키기에 적당한 보다 큰 공간이 있으므로, 워터제트에 의해 주어진 비례적 한계 최대 동력을 증가시킨다.

이는 본 발명의 중요한 특징이다.

코바야쉬(Kobayashi)에 의해 보여진 세로로 나란히 선 유입구 배열이 본 발명에는 유용하지 않다.

이제 같은 참조 부호가 전체를 통하여 동일한 부분을 지정하는 도면을 참조하면, 특히 제1도를 참조하면, 일반적으로 참조부호(10)으로 표시되고, 반-배수 혹은 반-부상의 원형 빌지부(bilge)를 가지며, 40~50노트 범위의 속도에서 대서양 횡단 운항을 위한 10,000톤의 유료 하중에서 유체역학 부상을 이용하는 낮은 길이 선폭 비율(L/B) 선체형태를 가지는 선박이 나타나 있다.

L/B 비율은 약 5.0~7.5인 것이 바람직하다.

선박은 제4도에 나타낸 바와 같이 215피트 이상의 수선 길이를 가지며, 679피트의 기준 수선 길이와 60~150의 배수 길이비를 가진다.

선박(10)은 노천 갑판(12)을 가지는 반-부상의 원형 빌지 형으로 잘 알려진 선체(11)를 가진다.

타취실(pilot house) 상부 구조(13)는 화물 그리고/또는 헬리곱터 착륙을 위한 큰 전방 갑판을 제공하기 위하여 선체 중앙의 후미에 위치하고, 후술된 것처럼 기타 장비뿐만 아니라 숙박 시설, 생활 공간 그리고 선박의 조정실을 포함한다.

상부구조(13)는 중력의 세로 중심에 역영향을 주지 않도록 위치하고 있다.

비록 상업 선박이 20,000~30,000톤으로 제한되는 2000톤의 배수량을 초과하는 화물 선박의 형태로 묘사되지만, 본 발명은 600톤을 초과하는 유람선에도 역시 적용 가능하다.

선체의 종단면(11)은 제1도에 표시되어 있지만, 몸체의 평면은 제4도에 표시되어 있다.

제1도에서의 대시선으로 표시되는 기본선(14)은 선체의 저면(15)이 최대 깊이의 지점으로부터 선미(17)를 향하여 어떻게 나타나며 트랜섬(30)에서 어떻게 평평하게 되는지를 보여준다.

선체의 저면(15)은 최대 깊이(66)로부터 최소 깊이(67)까지의 기본선(14)과 관련하여 비-볼록 종단면을 가진다.

이 등고선은 또한 제4도에서 단면 형태로 표시되어 있고, 더 낮은 길이 프라우드 수에서 거대한 트랜섬 항력을 발생하지 않고 한계 속도를 초과하는 경우 필요한 고압을 제공하기 위하여, 깊이(66)의 60% 보다 적은 트랜섬에서 최대깊이(제4도 66)로부터 최소 깊이(제4도 67)까지 연장한다.

버저스나 다이리의 훨씬 더 높은 프라우드 수와 비교해볼 때 제13도에 표시된 것과 같이 적어도 0.4, 바람직하게는 0.42와 0.9프라우드 수 사이에서 일반적으로 작동하는 본 발명의 필요한 속도를 제공하는 것이 본 발명의 주요 특징이다.

제4도는 선박의 전방 단면에서의 형태를 나타내는 우측면과, 후방 단면에서의 형태를 나타내는 좌측면을 가지는 679피트 기준 수선 길이의 MFS 선체 형태의 단면을 보여준다.

도면은 선폭 센터 라인으로부터 미터 단위로, 또한 전방 수직선(68)으로부터 후미 수직선(75)까지의 선박의 길이의 10단위로 MFS 선체의 단면을 표시한다.

MFS 선체는 전방 단면에서의 용골과 후방의 단면에서 편평한 저면을 가지는 전통적인 배수 선체 형태를 나타낸다.

더 작은 선박에서는, 제1도에서의 팬텀 라인으로 나타낸 중심선 수직 용골 혹은 스케그(skeg)(65)가 적합하고, 전방 빌지의 대략 가장 깊은 지점으로부터 트랜섬(30)의 선박의 길이 전방의 약 1/4~1/3 지점까지 연장한다. 이러한 용골 또는 스케그는 소형 선박에서 방향 안정성과 회전 제동을 향상시킨다.

제14도에 나타낸 바와 같이 종래의 배수 선체와 관련하여 항력을 감소시키기 위해 후미 단면하에서 한계 속도에서 유체 역학 부상을 산출하는 선체 형태이다.

트랜섬(측선 혹은 등고선(10))에서, 선박의 중심선(68)과 선박의 측면(69)과의 연결 거리는 중심선(68)과 최대 선폭(70)의 지점간의 거리는 최소한 85%이다.

이것은 워터제트 유입구 혹은 프로펠러를 위한 충분한 공간을 수용하고, 선박 크기와 배수 길이 비가 버저스나 다이리와 같은 선행 기술에 의한 것보다 훨씬 큰 선박에서 특히 프라우드 수 0.42~9의 속도에 필요한 마력을 전달하기 위한 것이다.

제4도에서 0~2로 표시된 측선 혹은 등고선은 제1도에서의 우측으로부터 좌측까지 나타나는 선수 단면(16)에서 너클과 결합한 선체형의 비-볼록형을 나타내는데 반하여 측선 혹은 등고선 3~10은 후미 단면(17)의 빌지가 제1도에서 볼 수 있듯이 우측으로부터 좌측에까지 어떻게 점차 볼록해지고 평평하게 되는지를 보여준다.

비록 이 선체의 크기와 모양의 결과로 유체역학 부상이 개시의 정확한 속도를 결정하기 위한 일치된 방법은 없지만, 이것은 이들 단면을 편평함으로써 그러한 부상을 보조하고 그것의 개시가 1.0의 속도 길이비에서 혹은 0.298의 프라우드 수(혹은 679피트 MFS인 경우 22,000톤의 배수에서 약 26.06노트의 한계속도)에서 발생한다는 것이 주장되어 왔다.

평면도에서(제2도에서 참조부호(71), 선체의 수선은 선박 중심선(73)과 관련한 모든 비-볼록지점에 있어 버저스나 혹은 다른 선행기술에 의하여 나타난 것보다 더 높은 배수 길이비에서 작동하기 위한 최대 수면면적을 보유하면서 전방부에서의 슬래밍을 감축시킨다.

수평 횡단 기준선과 교차하는 지점에서의 등고선(10)(트랜섬)간의 정확한 각도는 최대 10°이다.

제4도에 나타난 바와 같이 선박은 34.5노트 이상의 최대 운항 속도를 가지며 600톤 이상의 최대 배수량을 가진다.

이와 같이 원형 빌지 선체(11)는 알려진 바와 같이 일반적으로 직선의 입구 수선과, 빌지의 회전 지점에서 전형적으로 둥글게 되는 원형 후부선체 단면과, 트랜섬에서 예리하게 끝나는 비-볼록 후미 버턱라인에 의하여 특징지워지는 선체형으로부터 결과되는 유체역학력에 의해 산출되는 부상트랜섬 선미(17)를 가진다. 이 형태의 선체는 부상 선체는 아니다.

그것은 선미하의 고압의 작용에 의하여 선체 후부에서 유체역학 부상가 한계속도 범위내에서 약 0.42~0.6의 적절한 프라우드 수에서 거대한 트랜섬 항력없이 발생하는 것에 의하여 0.40, 바람직하게는 약 0.42이상과 0.9 이하의 프라우드 수 범위에서 최대 속도로 운항하도록 설계된 것으로 더 큰 프라우드 수를 위한 버저스나 다이리의 것과 비교해 볼 때 선체가 특징적이다.

수선에서 그리고 수선 아래에서 가느다란 선수 단면과 선수의 너클라인상의 깊은 전단부(혹은 전방 용골)와 전체 단면의 결합은 강풍의 해상 상태에서 선수에서의 슬래밍 가속과 스프레이 발생을 감축할 수 있는 주요한 요소이다.

선미에서의 고압은 또한 과도한 피칭을 줄여서, 선체 거더(girder)상에서 종방향 응력을 감축시킨다.

선체(11)는 또한 우현(右舷)의 측면상의 선체 중앙부에 접근 경사로(18)를 그리고 롤-온/롤-오프 경사로(19)를 포함하며, 제5도에 나타난 배중앙의 단면에서와 같이, 노천 갑판(12)의 아래에 상호연결 부상(도시되지 않음)를 가지는 3개의 내부 갑판(21,22,23)에 적재된 화물이 동시에 짐을 싣고 내리기 위하여 접근될 수 있다.

다른 접근 경사로는 우현의 선미에서 제공되는 경사로(20)와 같이 전략상으로 위치될 수 있다.

짧은 선체 설계 때문에, 선체는 주어진 배수량에 대해 길고 홀쭉한 선박보다 더 늦추어진 요구되는 구조의 강도를 달성한다.

MFS 선체에서 유체역학 부상을 산출하는 형태는 잘 알려져 있고, 그 치수는 유료하중, 속도, 이용가능한 동력 및 추진 형태의 요구에 의하여 결정될 수 있다.

상업적으로 이용 가능한 형태의 3차원 선체 모델링 컴퓨터 프로그램은 입력으로서 상기 요구조건으로 기본 MFS형을 발생할 수 있다.

일단 기본 선체 파라미트가 결정되면, 배수량의 견적은 예를 들면 표준 선대 브레이크다운 구조 레퍼런스(Shipwork Breakdown Structure Reference 0900-Lp-039-9010)으로부터 중량 코드로 2자리 분석을 하여, 만들어질 수 있다.

또한, 짧은 선체는 이후 설명될 추진 시스템과 결합하여 40~50노트 범위내의 속도를 달성하면서, 파도에 의해 발생하는 동적인 응력으로 인하여 딱딱한 선체를 만들고 고장이 덜 일어나기 쉬운 보다 높은 고유 주파수를 생성한다.

현존 혼합 흐름, 저압, 200톤 주문의 매우 높은 추력을 발생하기 위해 고용적 펌프 기술을 이용하는 워터제트 추진기가 본 발명을 구성하는 선박에 내장되어 있다.

워터제트 추진기는 요구된 높은 동력을 얻기 위한 크기의 종래의 선박용 가스 터빈에 의해 구동된다.

현재 사용하려는 워터제트 추진기는 구성에 있어서 복잡하지 않은 단일 단계 설계이고, 100,000Hp를 초과하는 추진력에서 고효율과 저수중 노이즈를 발생한다.

제6도와 제7도는 워터제트/가스 터빈 추진 시스템의 일실시예를 개략적으로 나타낸다.

특히 4개의 워터제트 추진기(26,27,28,29)(그중 하나가 제15도에 도시되어 있음)는 고압의, 개별 선체 설계에 의하여 결정된 영역에서 트랜섬(30)의 바로 전방 선체 저면에 배열된 각각의 유입구(31)를 가지는 트랜섬(30)에 실장되어 있다.

고압의 물이 유입구(31)로부터 워터제트 펌프(32)의 임펠러(impeller)로 향한다.

해수의 흐름은 4개 워터제트(26,27,28,29)의 펌프(32)에 의하여 유입구(31)에서 혹은 그 근처에서 가속되고 이 흐름의 가속은 항력을 감소시킴으로써 선체 효율을 증가시키는 부가적인 위쪽으로의 동적 부상을 발생한다. 2개의 바깥쪽의 워터제트(26,27)는 기동용 윙 워터제트이고 전압으로의 추력이다.

각 윙 워터제트(26,27)에는 수평 축선회 노즐(34,35)이 각각 제공되어 있고, 그것은 조타를 위해 각도가 있는 추력을 제공한다.

전형장치판(deflector plate)(도시되지 않음)은 알려진 방법으로 정지, 서행 조정 및 역전을 제공하기 위하여 제트 추력을 앞쪽으로 향하게 한다.

조타와 역전의 기계장치는 트랜섬뒤의 제트 장치상에 위치된 유압 실린더(hydraulic cylinders)(도시되지 않음) 등에 의하여 작동된다.

유압 실린더는 선박에서 다른 어느 곳에 제공되어 있는 전원 팩에 의하여 동력이 공급된다.

워터제트 추진 및 조타 시스템은 선박이 정지상태에서 기동되게 하고 또 신속히 감속되게 한다.

General Electric사의 LM 5000에 의하여 예시된 선박용 가스 터빈은 단지 2개의 터빈을 필요로 하고, 각각은 종래 조합형 전동장치 설비를 통하여 축선당 각각 80℉ 대기 상태에서 51,440 HP로 평가되었다.

8개의 쌍으로 이루어진 종래의 선박용 가스 터빈(36/37,38/39,40/41,42/43)은 결합된 기어 박스(44,45,46,47)와 카아던 축(cardan shaft)(48,49,50,51)을 통하여 각각 워터제트 추진 장치(26,27,28,29)에 동력을 공급한다.

4개의 공기 흡입기(단지 2개(52,53)만이 제1도와 6도에 도시되어 있음)는 터빈(36~43)에 제공되고, 주노천갑판위에 수직으로 솟아 있으며, 후단면에 제공되어 있는 상부구조(13)에서의 포트 및 우현에 측면으로 개방되어 있다.

각각의 가스 터빈을 위한 8개의 수직 배기 굴뚝(54,55,56,57,58,59,60,61)(제2도와 6도)이 또한 타취실 상부구조(13)를 통하여 연장하고, 배기가스의 재흡입을 최소화하기 위하여 대기내의 위쪽으로 배출한다.

배기 굴뚝은 스테인레스 스틸로 구성될 수 있고, 조타실 아래의 상부구조(13)에서의 공간을 통하여 그 주위에 공기를 제공한다.

가스 터빈 배열은 다른 설계 특징을 얻기 위하여 몇가지 형태를 취할 수 있다.

제8a~8d도에서 제7도에 표시된 것과 유사한 부분은 같은 번호로 표시되었으나 프라임부호(')화되어 있다.

예를 들면, 제8a도는 네 쌍의 인-라인 가스 터빈만이 더욱 작은 장치 폭을 얻는 일실시예를 나타낸다.

기어박스는 인-라인 터빈의 각 쌍의 중간에 제공된다.

이 배열로 인하여 약간 더 긴 장치 길이와 각 축에 대한 더 높은 기어박스와 추력 베어링 중량의 결합이 생긴다.

제8b도는 장치폭이 절대 필요하다고 생각하지 않는 장치길이를 줄이는 실시예이다.

축당 기어박스와 추력 베어링 중량의 결합은 장치폭이 제8a와 8c도의 실시예 전후에 있는 제8d도의 실시예와 같은 양을, 최소한으로 감소된다.

제8c도의 실시예는 약점을 줄이기 위하여 두개의 분리된 방에서 가스 터빈을 가진다.

제9도는 노트의 선박 속도와 톤의 배수량과의 관계를 나타낸다.

일정한 DHP와 워터제트 효율에서, 배수량이 감소함에 따라 속도는 증가한다.

그러나, 제10도는 일정한 속도에서 네가티브 추력 공제의 일정 퍼센트를 추정하면서 배수량 22,000톤의 선박에 대하여 주어지는 마력과 선박 속도간에 35노트 이상의 스피드에서 선형 관계가 존재함을 보여준다.

예를 들면, 41노트의 선박 속도를 얻기 위하여, 요구된 전달 마력은 본 발명의 탱크 시험에 의하면 약 380,000이다.

제12도는 30노트에서 본 발명에 따른 선박이 길이와 크기에 따라 특정 동력에 의하여 측정된 실험에서 (여기서 HP=전달된 마력, D=큰 톤의 배수량, V=노트 속도)저속도의 해상 선박의 여러 다른 등급과 비교가능하다는 것을 나타낸다.

그러나 본 발명은 45노트의 속도에서 독특한 속도 단계를 갖는 선박을 제공한다.

버저스의 선행 기술은 본 발명의 679피트 MFS와 같은 크기에서 최소한 65노트의 속도에서 3.0의 특정동력을 나타낸다. 이것은 45노트에서 본 발명의 특정 동력의 7배이며, 혹은 30노트에서 같은 크기의 인정된 현대 해상 선체의 특정 동력의 10배이다.

이것은 현재 군사적 혹은 상업적 목적으로 사용되는 어떠한 것에 있어서도 그러한 속도에 대해서 막대한 동력 손실을 초래할 것이다.

제13도는 본 발명이 활용되는 최소한의 프라우드 수(3)와 버저스(1)와 다이리(2)에 의하여 설명된 최소한의 프라우드수간의 차이를 보여준다.

MFS의 최적의 속도 범위는 유체 역학 부상과 트랜섬 항력의 관계, 배수 길이비와 같이 선폭 비 그리고 선행기술에 의하여 주어지지 않는 다른 문제점들과 같은 매우 다른 문제들을 제기하는 낮은 프라우드 수이다.

본 발명에 따르면 MFS는 속도 및 배수량에 따른 흡수된 E.H.P에 의하여 최소한의 선체 저항을 얻기 위하여 최적의 트림 혹은 중력의 세로 중심(L.C.G.)에서 선박이 운항할 수 있는 연료시스템을 포함한다.

이것은 연료가 타버리면서 결과적으로 속도가 증가될 때, LCG가 점차 후미로 이동하는 방법을 연료 탱크를 조정함으로써 혹은 선박의 속도와 배수량에 따라 LCG를 조정하기 위한 종래 구조의 연료 운반시스템에 의하여 선체 중앙부(제4도의 측선 5)의 앞뒤로 연료가 펌프되는 제19도에서 개략적으로 나타낸 바와 같이 배수량과 속도 입력의 모니터에 의하여 작동되는 연료 운반 시스템에 의하여 달성된다.

이 연료 운반은 이동되기 전의 연료 가열의 필요를 감소시키는데 사용되는 가벼운 정수(精粹) 연료에 의하여 가스 터빈 기기로 신속히 달성되며, 특히, 정상 운항시에 다양한 속도 상황을 맞게 되는 선박에 유용하다.

연료 운반 시스템의 이점은, 여기에 설명되는 MFS에 사용될 때 제17도와 제18도에 보여지는 90미터와 2870톤의 종래의 소형 추진 MFS 선체에 대한 실험적 모델 탱크 시험 결과에서 더욱 명백하게 이해된다.

제17도는 일반적으로 피트 단위로 선체중앙(제4도의 측선 5)앞뒤로 중력 세로 중심(L.C.G.)이 이동함으로써 트림의 최적화가 일정한 속도에서 얻어진 효과적인 마력을 어떻게 감소시키는가를 설명한다.

횡자표는 피트로 어림되고, 선체 중앙은 횡자표 0상에 위치한다. 선체 중앙의 전방은 제로 지점의 좌측으로 마이너스 표시(예를 들면 -10피트)에 의하여 선행되는 숫자로 표시되고, 선체 중앙의 후미는 제로 지점의 우측으로 양수(예를 들면 10피트)로 표시된다.

곡선 A는 24.15노트에서 LCG가 흡수된 EHP를 17,250으로 최소화하기 위하여 선체 중앙의 전방 10피트지점까지 이동함으로써 최적의 트림이 얻어진다는 것을 나타내고, 곡선 B는 20.88노트 속도에서 E.H.P.가 약 8750에 있도록 LCG가 약 13피트 전방에 있을 때 최적의 트림이 발생하며, 곡선 C는 16.59노트 속도에서 LCG가 약 17~18피트 전방에 있을 때, 최적 트림이 발생하며, 곡선 D와 E는 각각 11.69노트와 8.18노트 속도에서 LCG가 선체 중앙의 약 20피트 전방에 있을 때 최적 트림이 발생한다는 것을 나타낸다.

선박의 배수량이 감소함에 따라, 즉 연료의 많은 양이 소모되고 그 결과 속도가 증가할 때, L.C.G가 선체 중앙의 후미로 이동하여 후미가 과다하게 부상되는 것을 방지하고 따라서 저항을 증가시키도록 선수 단면을 수중 아래로 밀어넣을 때 최적의 트림이 발생한다.

제18도는 L/B 비율이 약 5.2인 전술한 형태의 선박으로 어떻게 최적 트림이 특히 저속도에서 상당한 E.H.P.를 절감하는지를 설명한다.

문자 E로 표시되는 점선 곡선은 약 7.5노트에서 약 27.50노트까지의 속도 범위이상, 40노트의 속도에 대해 최적일 때, 선체 중앙부의 후미 약 13.62피트에 고정된 선박에 필요한 E.H.P.를 표시하고, 문자 F로 표시되는 곡선은 제17도에 표시된 방법으로 속도와 배수량에 따라 L.C.G. 전방 또는 후미로 이동함으로써 트림이 최적화될 때 필요한 E.H.P.를 표시한다.

예를 들면, 이 형태의 선박에 대해 10노트의 속도로, 최적 트림을 사용하여 E.H.P.가 약 50% 감소되고, 15노트의 속도에서 요구된 동력이 약 37%로 감소된다.

비록 E.H.P.감소비가 제18도에서 보여지는 결과만큼 높지 않더라도 L/B 비율이 다소 높은 본 발명에 따른 선박에 의해 유사한 결과를 얻을 수 있다.

이 관계에서, 고정된 L.C.G.를 사용하는 1600 E.H.P.에서 최적의 트림을 사용하는 850 E.H.P.로 감소하는 것을 보여주는 제18도에서의 12.5노트 속도는 본 발명의 SPMH에 대하여 20노트 속도에 대응하며, 그 속도는 상업적인 목적으로 실용적이고 경제적인 속도이다.

게다가, 제18도에 나타낸 결과는 같은 수선 길이와 L/B 비율의 선박만큼 높지는 않으나 낮은 배수량의 선박만큼은 된다.

선박 속도와 배수량에서의 변화에 따른 트림의 최적화는 적절한 펌프 시동으로 정지 상태에서 선박과 같이 출발할 때 출구 파이프의 최대 직경이 수선의 레벨로 되도록 요구하는 워터제트 파이프의 최적 침하를 보장하는데 유용하다.

특히 천수항만을 사용할 때, 그러한 트림 최적화 시스템의 몇몇의 운항상의 이점이 있다.

본 발명에 따른 선체는 높은 유료하중 운송 가능성을 제공하면서 뛰어난 해상유지와 안정도를 가지는 선박 설계를 이루기 위하여 약 5 대 1과 7.5 대 1 사이의 길이 선폭 비율을 가진다.

탱크 시험은 이 새로운 선박 설계가 상관관계 또는 (1+X), 1 이하의 인자를 가진다는 것을 나타낸다. 상관 인자는 대개 종래의 선체(제14도 곡선, A,B 참조)에 대해 1 이상이고, 정상적으로는 1.06~1.11의 값이 요구된다.

이것은 실물 선박에서의 실제 저항력에 접근하기 위해 탱크 저항 결과에 가해진다. 이리하여, 유체 역학 부상과 결합되는 1 이하의 상관 인자는 제14도의 곡선 C,D로 표시되는 본 발명에 따른 45노트 선박에서 저항이 약 25% 감소하는 결과를 기대하게 된다.

본 발명의 원칙에 따라 건조되는 선박은 다음 형태의 특징을 가진다.

주요치수

전체 길이 774' 0

수선 길이 679' 0

몰드된 선폭 116' 5

수선 선폭 101' 8

선체중앙부 깊이 71' 6

흘수(전하중) 32' 3

길이 대 선폭 비율 6.673

배수량

과부하 29,526

전하중 24,800(long tons)

반 연료상태 22,000(long tons)

도착상태 19,140(long tons)

경선박 13,000(long tons)

배수 길이 비 94.32(과부하)

79.2(전하중)

속도

반 연료 상태에서 40~50노트

항속시간

항속 시간은 10% 예비 여유의 3500해리

거주설비

총 이십(20) 선박 처리 선원

모든 거주설비와 운용영역에는 공기가 조절되고 있다.

추진기계장치

8개의 선바용 가스 터빈, 각각은 80℉의 기온에 50,000HP 정도의 출력 동력을 형성.

4개의 워터제트, 2개의 조타와 역전기어.

4개의 조합 속도 감축 기어박스.

전원

3개 주요 디젤 구동 a.c. 발전기와 1개의 비상발전기.

본 발명이 상기 설명된 상세한 설명에, 특히 바로 위 단락에서 설명된 특성에 제한되지 않고 본 발명의 원칙으로부터 이탈함이 없이 변경과 조정이 가능하다는 것은 명백하다.

예를 들면, 제16도는 하나 또는 그 이상의 발전기(61)를 구동하는 가스 터빈(60)이 주요 전원으로 사용되고, 제6도 실시예보다 선박에서 더 높이 운반되는 것을 묘사하고 있다.

터빈(60)에 의하여 발생된 전원은 발전기(61)를 통하여 제6, 7 및 15도와 관련하여 설명된 워터제트와 동일한 다른 워터제트(26',27',28',29')를 기어 박스(46,47)를 가지고 혹은 기어박스 없이 구동하는 모터(62)를 턴하기 위하여 사용된다.

이러한 설비는 가스 터빈(60)이 화물 운송, LCG 혹은 안정도 기타 다른 이유에서 선박에서 가장 편리한 위치에 놓이도록 하는 것이 가능하다.

이것은 또한 무겁고 비싼 기어박스에 대한 요구를 감소시키며, 발산되는 기계 소음도를 감소시킨다.

초전도 기술의 발달은 또한 이 설비의 실행가능성을 증가시켰다.

따라서 여기에 설명된 상세한 설명에 제한하지 않고 첨부된 청구항의 영역내에서 모든 변화와 조정을 포함할 의도이다.

Claims (27)

1. 선체의 세로 중심의 전방의 최대 깊이 지점으로부터 최대 흘수의 60% 보다 작은 최소 흘수의 트랜섬(선체의 최후미의 외판)에서의 최소 흘수 지점까지 떠오르는 선미의 선저부에서 고압 영역을 발생하는 선체와; 길이 프라우드 수 0.40 이상 한계 속도에서 선미의 유체역학적 부상(lifting)을 발생하는 기준 수선에서 상기 선체의 최대 폭의 적어도 85%가 되는 기준 수선에서의 선미폭과; 선체의 현측(舷側)과 연결 지점에서 선박의 기저선(基底線)에 대해 선미의 전방이 볼록하게 둥글게 되고, 너클(기계이음매)에서 선박의 현측에 오목하게 접하는 전방 수직선으로부터 선박 후미 길이의 25% 이내의 부분을 제외하고 용골의 각 현측상의 부분에서 선박의 기저선에 대해 볼록하지 않은 횡단부를 가지는 선저부(船低部)를 구비하고, 상기 기준 수선에서 선체의 현측은 선박의 중심선에 대해 평면으로 볼록하지 않고, 상기 선미에서의 단면의 선구배(船勾配)의 최대각이 최대 10°인 것을 특징으로 하는 선박.
2. 제1항에 있어서, 기준 수선에서 선 길이 대 선폭 비율은 5 대 7.5이고, 배수량 대선 길이 비는 연료를 운반하는 선체의 운항시에 100으로 나누어진 길이의 3제곱에 의하여 나누어진 선체의 배수량과 동일하고, 유료하중은 60~150 사이이고, 최대 운항 프라우드 수는 0.42~0.9 사이인 것을 특징으로 하는 선박.
3. 제2항에 있어서, 상기 선박은 215피트 이상의 수선 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 선박.
4. 제3항에 있어서, 선박 속도와 배수량의 변화에 따라 선체의 세로 트림(trim)을 제어하는 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 선박.
5. 제4항에 있어서, 상기 트림을 제어하는 수단은 선체내에 배치된 연료 탱크와 선체에 대하여 중력의 세로 중심을 후미로 이동하기 위하여 연료 탱크내에서 연료를 운반하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 선박.
6. 제4항에 있어서, 상기 트림을 제어하는 수단은 선체내에 배치된 연료 탱크와 중력의 세로 중심을 변화시키기 위하여 연료 탱크내에서 연료를 운반하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 선박.
7. 제4항에 있어서, 선체내에 배치된 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 상기 적어도 하나의 워터제트의 유입구는 10°의 최대 선구배각을 가지는 선미의 고압 영역에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 선박.
8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 워터제트의 유입구로 물이 흡입되도록 상기 적어도 하나의 워터제트를 구동하기 위한 동력을 공급하는 상기 적어도 하나의 워터제트에 연결되고 상기 적어도 하나의 워터제트로부터 물이 배출되게 하는 가스 터빈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 선박.
9. 제8항에 있어서, 상기 적어도 하나의 워터제트는 축과 기어박스에 의하여 상기 가스 터빈에 연결된 날개바퀴를 가지는 것을 특징으로 하는 선박.
10. 제9항에 있어서, 적어도 하나의 선외(船外) 워터제트는 전방 추진력을 제공하고 선박의 조타와 제어를 위한 수단을 가지는 상기 트랜섬의 반대측상에 배치되고, 단지 전방 출력만을 제공하는 적어도 하나의 부가적인 분출은 상기 트랜섬의 반대측상의 적어도 하나의 워터제트 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 선박.
11. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 워터제트의 유입구로 물이 흡입되도록 상기 적어도 하나의 워터제트를 구동하기 위한 동력을 공급하는 상기 적어도 하나의 워터제트에 연결되고 상기 적어도 하나의 워터제트로부터 물이 배출되게 하는 전기모터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 선박.
12. 제7항에 있어서, 상기 선체는 600~700피트의 수선 길이를 갖고, 최대 운항 속도는 0.42를 초과하는 길이 프라우드수로 34.5노트 이상인 것을 특징으로 하는 선박.
13. 제7항에 있어서, 배수량이 600톤 이상인 것을 특징으로 하는 선박.
14. 제1항에 있어서, 선체내에 배치된 상기 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 상기 적어도 하나의 워터제트는 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생하는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9 이하인 것을 특징으로 하는 선박.
15. 제2항에 있어서, 선체내에 배치된 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 상기 적어도 하나의 워터제트는 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생하는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9이하인 것을 특징으로 하는 선박.
16. 제3항에 있어서, 선체내에 배치된 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 상기 적어도 하나의 워터제트는 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생하는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9이하인 것을 특징으로 하는 선박.
17. 제4항에 있어서, 선체내에 배치된 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 상기 적어도 하나의 워터제트는 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생시키는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9이하인 것을 특징으로 하는 선박.
18. 제5항에 있어서, 선체내에 배치된 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 상기 적어도 하나의 워터제트는 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생하는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9이하인 것을 특징으로 하는 선박.
19. 제6항에 있어서, 선체내에 배치된 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 상기 적어도 하나의 워터제트는 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생시키는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9이하인 것을 특징으로 하는 선박.
20. 제7항에 있어서, 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생하는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지는 상기 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9 이하인 것을 특징으로 하는 선박.
21. 제8항에 있어서, 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생하는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지는 상기 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9 이하인 것을 특징으로 하는 선박.
22. 제9항에 있어서, 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생하는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지는 상기 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9 이하인 것을 특징으로 하는 선박.
23. 제10항에 있어서, 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생하는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지는 상기 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9 이하인 것을 특징으로 하는 선박.
24. 제11항에 있어서, 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생하는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지는 상기 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9 이하인 것을 특징으로 하는 선박.
25. 제12항에 있어서, 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생하는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지는 상기 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9 이하인 것을 특징으로 하는 선박.
26. 제13항에 있어서, 선박의 운항시에 고압력 영역을 발생하는 기저선에 대해 선저부의 볼록하지 않는 부분에서 유입구를 가지는 상기 적어도 하나의 워터제트를 더 구비하고, 최대 운항 프라우드 수는 0.9 이하인 것을 특징으로 하는 선박.
27. 제1항에 있어서, 상기 선체는 최대 깊이 지점의 기저선 후미에 대해 볼록하지 않는 세로 윤곽을 가지는 것을 특징으로 하는 선박.