세일 요트 디자인(Sailing Yacht Design)

소개

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목차

1 설계 방법론
1.1 시행과 착오 과정
1.2 요트 디자인 절차
1.3 설계 구성 요소 비율
1.4 초기 검토
1.5 경기정의 등급(Rating) Systems
1.6 개념설계
1.7 외관 설계(Exterior Design)
1.8 인테리어 디자인(Interior Design)
1.9 조선공학(Naval Architecture)
1.10 설계 관리(Design Management)
2 양력(lift) 및 항력(drag)
2.1 양력
2.2 항력
3 세일링의 물리학
3.1 개요
3.2 풍력(Wind power)
3.3 킬(Keels)
3.4 저항력(Resistive forces)
3.5 헐 속도(Hull speed)
3.6 속도 추정(Predicting speed)
4 선체 지오메트리(Hull Geometry)
4.1 주요 치수(Principal Dimension)
4.2 선형 형상계수(Coefficient of Form)
4.3 형상계수 비교
4.4 계수로부터 초기 치수 추정
4.5 선체 형상 설계
4.6 선형이 해상에서의 편안함에 미치는 영향
5 킬(Keel)
5.1 개요
5.2 킬 종류
5.3 킬 설계
6 타(Rudder)
6.1 개요
6.2 타의 종류
6.3 타 설계
8 세일보트 추진 원리- 돛에 작용하는 힘
8.1 개요
8.2 세일보트에 작용하는 힘
8.3 세일에 작용하는 힘
8.4 세일 성능 설계 변수
8.5 측정 및 계산 도구
8.6 세일보트 성능 계산
9 세일(Sail)
9.1 Sailing yacht의 세일을 디자인하는 방법
9.2 Sail Plan
9.3 일반적인 세일 면적 배분
9.4 Main Sail 가로-세로 비(Liff/Foot)
9.5 소형 요트 세일 면적 비
9.6 Cruising Boats Sail 면적 비율
9.7 풍압계수(WPC)로 세일 면적 구하기
9.8 Dellenbaugh 각도로 Sail Plan 적합성 평가
9.9 풍압 중심과 측면 횡 중심의 전후 위치
9.10 Rig Types
9.11 Longitudinal rigging Type
9.12 세일 형상 및 용어
9.13 세일 타입
9.14 세일 작동 방법
9.15 메인세일 다듬기와 및 제어
9.16 AC 요트에 Wing Sail 등장
10 Mast & Rigging
10.1 Empirical 방식 마스트 강도 계산
10.2 Mizzen Mast & Rigging - Design Loads
10.3 Mast Size
10.4 Shrouds 하중 배분
10.5 마스트 강도 계산 예
10.6 Selection Mast size
10.7 Euler의 좌굴 하중
10.8 46’ Catamaran Mast 강성 계산(예)
10.9 Standing Rigging
10.10 Running Rigging
11 세일링 요트 디자인의 최신(2018년) 동향
11.1 선체 디자인
11.2 디자인 요소로서의 선체 부가물
11.3 갑판 레이아웃
11.4 워크 스테이션과 생활 공간의 명확한 구분
12 Solaris yachts 의 건조 및 요트 변천사
13 피가로 클래스 요트 디자인의 역사
14 Solaris yachts 의 변천사

부록 : 용어

참고문헌

본문내용

요트 디자인은 사전에 의도된 요구조건을 만족시키는 시행과 착오(trial and error procedure)의 반복 과정이다. 설계자는 수많은 가정(assumption)에서 시작하여 설계 절차를 통해 요구조건을 만족시켜야 한다. 이것은 한 번의 반복으로 최적화할 수 없으므로 가정의 변경과 절차를 되풀이 해야 한다. 이 실행의 과정을 나선(spiral)이라고 부른다.

디자이너는 요트의 사양 및 요구 성능을 가지고 설계를 시작한다. 설계자의 경험 및 다른 요트 자료를 기초로  선체의 주요 자료를 가정한다. 배수량/길이 비율, 돛 면적/침수표면적 비율, 복원 암(Righting Arm) 및 메타센터 높이 같은 비차원의 매개 변수들을 계산해야 되고 성능의 개략적인 검토는 다른 요트들의 조사를 기초로 작성한다.

조정된 주 변수를 구한 후, 선체, 킬, 타와 Sail plan의 실제 디자인을 시작한다. 초기 중량 예측 및 복원력 계산용으로 필요한 계략 내부 배치도와 외부 배치도 또한 그려야 한다. 이것은 중량뿐만 아니라 복원력도 정확하지 않으므로 요구 조건들을 합리적으로 만족시키기 위해서 여러 번의 나선 절차를 거쳐야 한다.
요트의 적합한 중량과 복원력을 구하면 다음 나선은 상세한 부재 치수(scantling) 결정, 엔진 크기 선택과 rig의 치수 선정을 한다. 이 단계에서 정확한 중량 계산을 할 수 있다. 속도 예측 프로그램(VPP, Velocity Prediction Program)을 이용하여 속도를 예측한다.
유체정역학 및 복원성을 추정한다. 선체가 큰 각도로 경사질 때 적합한 잠김(sinkage)와 트림을 구하기 위해서 필요하다.

참고자료

· Norman Nudelman, Introduction to Yacht Design, Westlawn Institute of Marine Technology, 1990.
· Gerald Tayor White, Stability Problems, Westlawn Institute of Marine Technology, 1990
· John Ammerman, Sailing Yacht Design, Westlawn Institute of Marine Technology, 1990
· Ronald C. Hill, Profiles and Arrangements, Westlawn Institute of Marine Technology, 1990
· Lars Larsson, Principles of Yacht Design (4 edition), International Marine/Ragged Mountain Press, 2014
· B. D. Anderson, The Physics of Sailing Explained, Sheridan House, Dobbs Ferry, 2003
· Fossati, Fabio, Aero-hydrodynamics and the Performance of Sailing Yachts, Adlard Coles Nautical, 2009
· Bryon D. Anderson, The Physics of Sailing, Physics Today, Feb. 2008
· Czeslaw A. Marchaj, Aero-Hydrodynamics of Sailing, International Marine Publishing, 1989
· Czeslaw A. Marchaj, Sail Performance, International Marine Publishing, 1996
· John Kimball, Physics of Sailing, Crc Press, 2009
· J.W. Slooff, The Aero- and Hydromechanics of Keel Yachts, Springer, 2015
· David Vacanti, Keel and Rudder Design, Professional BoatBuilder, June/July 2005