승선실무 실습목차1. 주기관2. 보일러3. 유수분리기4. 조수기5. 소각시6. 방식장치7. 유청정기8. 공기압축기9. 냉동 및 조화장치선박엔진의 유형출처: 한국원양산업협회MAN B W TypeSulzer TypeCamshaft 구동방식: Chain Fuel Pump Type : 보쉬형선박엔진MAN B W TypeSulzer TypeMarket ShareCamshaft 구동방식: Gear Fuel Pump Type : 스필뱅브형선박엔진선박엔진의 동작원리연소실에 압축공기를 넣고 압축공기를 분사 폭팔시켜 피스톤을 움직이고 연접봉을 통해 크랭크와 연결 회전에너지로 바꿔준다.선박의보일러AUX.BOILER선박에서 사용되는 연료는 점도가 높기 때문에 효율을 위해 보일러의 스팀을 이용 적정 점도를 유지 시켜준다. 선박이 운항 중 일시에는 사용되지 않고 정박 중 일때만 사용된다.선박의보일러ECONOMIZER일명 배기 보일러라고도 불리우며 선박의 운항 시 배기가스의 폐열을 이용 하여 스팀을 생산하는 장치이다선박의 유수분리기출처: 한국원양산업협회Oil water separator빌지 또는 탱크 세정 작업시 발생하는 폐수와 같이 유분이 포함된 물을 선외로 배출시킬 때 기름성분을 분리해주는 장치로 평행 판을 사용한 중력 분리법 특수필터에의 한 분리 방법 및 원심 분리법 등이 있다 .선박의 조수기LOW .PRESS FRESH WATER GENERATORL.P조수기의 동작원리이젝터라는 펌프를통해 장치내에 진공을 형성 낮은 온도에서 물을 끓여 CONDENSOR에서 응축 청수를 얻는다.선박의 조수기REVERSE OSMOSIS FRESH WATER GENERATORR.O조수기의 동작원리역삼투는 삼투압보다 높은 압력을 가할떄 용액으로 부터 순수한 용매가 반투막을 통해 빠져 나오는 현상이다. 이현상을 이용한 것이 RO조수기의 기본원리이다.선박의 소각기INCNERATOR선박내부의 슬러지나 폐유 및 쓰레기를 소각하기 위한 소각 기로 기관구역에서의 기름 오염 방지시설기준에 의하면 총톤수 400톤이상의 선박으로 슬러지를 선박에서 소각하고자 하는 선박의 경우에는 소각 설비를 설치하도록 되어 있다선박의 방식장치ICCP SYSTEM방식장치원리방식 대상 금속체를 음극이 되도록 전류를 통함으로써 부식을 방지하는 것. 음극에 전류를 통하는 방법에는 2종류가 있다. 외부 직류 전원으로부터 내식성 양극을 대극으로 하여 음극에 전류를 통한다. 금속의 이온화 경향을 이용하는 것으로, 방식의 대상이 되는 금속에 그 금속보다 이온화 경향이 큰 금속(Mg, Zn과 같은 금속)을 연결하고 이것을 희생 금속으로 방식 대상 금속 대신 부식시키는 방법선박의 방식장치ICCP SYSTEMICCP SYSTEM 원리(1) CONTROLLER(A)는 REFERENCE ELECTRODE CELL(기준전극) 각각의 직류전압 신호치를 감지하여 POWER SUPPLY (B) 로 보내준다. POWER SUPPLY는 수신된 신호치를 기준으로 하여 최적의 (+)직류전류를 ANODE(C)와 해수(전해액의 역할)을 통해 선체로 흘려 주어 선체를 보호하게 한다. (2) ANODE(C)는 WATER LINE 아랫 부위의 HULL(D)을 뚫어 설치하고 선체와 전기적 절연이 되어야 한다. 이곳에서 실지 방식전류(PROTECTIVE CURRENT)가 방출된다. (3) REFERENCE ELECTRODE(E)도 WATER LINE 아랫부위의 HULL(D) 을 뚫어 설치하고 선체와 전기적 절연이 되어야한다. 이 장치는 선체가 보호되고 있는지를 감지하는 기준전극으로 감지된 전위는 끊임없이 CONTROLLER로 이송되어 적정 방식전류를 방출하게끔 해준다. (4) ANODE와 REFERENCE ELECTRODE는 선체와 절연상태여야 하며 이를위해 F.R.P RIGID PLATE 또는 EPOXY PUTTY 작업이 이행되어야 한다.선박의 방식장치선박의 방식장치출처: 한국원양산업협회사용전사용후선박의 유청정기PURIFIER선박용 연료유는 불순물을 많이 포함하고 있기때문에 그대로 사용 하면 기기에 파손을 초래 할수 있어 청정기를 이용 불순물을 걸러 준후 사용된다.비중이 다른 분리작용선박의 공기압축기AIR COMPRESSOR압축공기의 용도선박용 압축공기는 주로 주기관 및 발전기 기관으로 사용되는 디젤 기관의 시동용 공압식 제어기기 구동용 갑판보조기의 구동용 각종 작업용으로 사용된다.선박의 냉동 및 조화장치냉동 및 조화장치냉동장치는 위와 같이 구성되어 있으며 조화장치는 온도 습도 같은 것을 유지하는 역할을 한다.{nameOfApplication=Show}
SPM(Scanning Probe Microscope 주사 탐침 현미경)SPM은 주사탐침현미경 Scanning Probe Microscope의 약자이다. 주사탐침 현미경이란, 주사탐침 현미경이란 원자스케일에까지 날카롭고 뾰족하게 한 침(Probe)을 시료인 고체 표면에 직접 접촉 또는 근접시켜 위에서 고체 표면을 왕복하며 쓸 듯이 스캐닝하여 그 고체 표면의 형상을 알 수 있는 현미경의 총칭이다.이런 원자 현미경원 3세대 현미경으로 불리우고 있으며 1세대는 광학 현미경 2세대는 전자현미경등이 있다. 예전의 전자 현미경 SEM은 최고 배율이 수십만배정도 여서 원자 단위 까지는 관찰이 불가능 하였지만 SPM의 개발로 인해 최고 수천만배 까지 배율을 늘릴수 있어하나의 원자 까지 관찰이 가능해 졌다.SPM의 종류로는 대표적으로STM(Scanning Tunneling Microscope)주사 터널링 현미경 (원자 계열 중 처음등장)AFM(Atomic Force Microscope)원자력현미경 부도체 시료까지 측정가능이렇게 두가지가 있으며 기타 아래와 같은 종류의 현미경들이 있다.MFM(Magnetic Force Microscope)LFM(lateral Force Microscope)FMM(Force Modulation Microscope)EFM(Electrostatic Force Microscope)SCM(ScanningCapacitance Microscope)EC-SPM(Electrochemistry SPM)NSOM(Near-fieldScanningOptical Microscope)SThM(Scanning Thermal Microscope)현재 IT분야등에서 나노 기술 원자 크기의 작은 것들을 대상으로 하는 것이 늘어감에 따라 원자현미경의 수요가 증가 하고 있다. 반도체 산업에서는 원자 현미경을 차세대 정밀 계측장비로 인정을 하고 있다.원자는 그 크기(0.1∼0.5nm)가 너무 작아서 어떠한 기존의 현미경으로도 볼 수 없다는 기존의 통념이 SPM의 등장으로 바뀌게 되었다. 그 배율은 수천만배까지 가능하며 수평분해 0.1nm, 수직분해능 0.01nm의 3D 입체영상이 가능하게 되었다. 기존 전자현미경의 배율보다도 100배 우수하고, 개개의 원자의 수직정보, 플로이드상태에서 관찰 가능하며 시료의 전처리가 없고, 관리 경비가 저렴해 상대성의 우위로 이제 나노 테크놀로지의 보편적 장비가 되어가고 있다. 또한 현미경의 역할만이 아닌 원자 및 분자의 특성 관찰, 유전자 조작, Nanoindent, Heating system, SCM, NSOM 등의 개발로미세분야로서의 물리적 기술적 접근이 용이하게 되었다. 이제 나노 테크놀로지는 과학전쟁의 최첨단 경쟁력 있는 도구로서 SPM을 그 기초로 하게 되었다. SPM은 STM과 AFM을 통칭이다.STM(Scanning tunneling microscope)원자 현미경중 STM은 최초로 개발된 주사탐침 현미경으로서 이 현미경의 개발로 그 전에는 볼 수 없었던 원자 단위 정도의 아주 작은 물질까지도 관찰할 수 있게 되었으며, 결과적으로 원자, 분자 관련 연구에 큰 기여를 하게 되었다. 그런데, 이렇게 관찰 목적으로 주로 쓰이던 주사 터널 현미경이 원자나 분자를 조작할 수도 있다는 사실이 알려지면서 이 현미경에 대한 관심이 더욱 커지고 있다. 원리는 생각 보다 간단하다. 가는 텅스텐 선을 전기화화적처리를 거치면 끝이 뾰족하게되며 그끝에는 원자 몇 개만이 있게된다. 이처럼 예리한 바늘을 고온에서 강한 전기장으로 더욱 예민하게 하고 부식 중에 생긴 산화막을 없애면 훌륭한 STM 탐침(探針)이 된다. 이러한 탐침을 전도체인 시료 표면에 원자 한 두개 크기의 간격(~0.5nm)으로 가까이 접근시키면 비록 두개의 도체가 떨어져 있지만 그 간격이 아주 작아서 양단간에 적당한 전압을 걸어주면 전자가 에너지벽을 뚫고 지나가 전류가 흐르는 양자역학적 터널링(Tunneling) 현상이 일어난다. 이는 마치 우리가 땅바닥의 작은 틈새를 뛰어넘을 수 있는 것과 비슷한 이치이다. 이 틈새가 점점 멀어지면 뛰어넘을 수 있는 확률이 급격히 낮아지는 것과 마찬가지로 STM의 탐침과 시료 간격이 멀어지면 전자의 터널링 확률이 급격히 낮아져 전류가 급격히 줄어든다. STM의 탐 침은 피에조 세라믹으로 만들어진 구동기(scanner)에 의해 상하, 좌우, 전후로 움직여지며, 이 구동장치는 0.01nm 이상의 정밀도를 가지고 있다. 탐침을 통해 흐르는 전류가 일정한 값이 되도록 탐침의 높이를 조정하면서 좌우, 전후로 주사(走査)해 가면 탐침이 시료 위를 저공 비행하듯이 따라가게 된다. 이 때 각 지점에서 탐침을 상하로 움직여준 값을 기록하여 얻어진 수치를 컴퓨터 화면에 밝기로 나타내면 시료의 지형을 나타내는 사진이 된다. 일단 이 사진이 얻어지면 위에서 본 형상뿐 아니라 각 부분의 굴곡도는 물론 단면도, 입체도 및 각종 통계자료를 얻을 수 있다.AFM(Atomic Force Microscope)STM의 가장 큰 결점은 전기적으로 부도체인 시료는 볼 수 없다는 것인데, 이를 해결하여 원자현미경을 한층 유용하게 만든 것이 AFM이다. 가장 보편적인 원자현미경으로 AFM에서는 텅스텐으로 만든 바늘 대신에 마이크로머시닝으로 제조된 캔틸레버(Cantilever)라고 불리는 작은 막대를 쓴다. 캔틸레버는 길이가 100μm, 폭 10μm, 두께 1μm로서 아주 작아 미세한 힘에 의해서도 아래위로 쉽게 휘어지도록 만들어졌다. 또한 캔틸레버 끝 부분에는 뾰족한 바늘이 달려 있으며, 이 바늘의 끝은 STM의 탐침처럼 원자 몇 개 정도의 크기로 매우 첨예하다. 이 탐침을 시료 표면에 접근시키면 탐침 끝의 원자와 시료표면의 원자 사이에 서로의 간격에 따라 끌어당기거나(인력) 밀치는 힘(척력)이 작용한다.Contact mode의 AFM에서는 척력을 사용하는데 그 힘의 크기는 1~10 nN 정도로 아주 미세하지만 캔틸레버 역시 아주 민감하므로 그 힘에 의해 휘어지게 된다. 이 캔틸레버가 아래위로 휘는 것을 측정하기 위하여 레이저 광선을 캔틸레버에 비추고 캔틸레버 윗면에서 반사된 광선의 각도를 포토다이오드(Photodiode)를 사용하여 측정한다. 이렇게 하면 바늘 끝이 0.01nm 정도로 미세하게 움직이는 것까지 측정해낼 수 있다. 바늘 끝의 움직임을 구동기에 역되먹임(feedback)하여 AFM의 캔틸레버가 일정하게 휘도록 유지시키면 탐침 끝과 시료사이의 간격도 일정해지므로 STM의 경우에서와 같이 시료의 형상을 측정해낼 수 있다. Non-contact mode의 AFM에서는 원자사이의 인력을 사용하는데 그 힘의 크기는 0.1- 0.01 nN 정도로 시료에 인가하는 힘이 contact mode에 비해 훨씬 작아 손상되기 쉬운 부드러운 시료를 측정하는데 적합하다. 원자간 인력의 크기가 너무 작아 캔틸레버가 휘는 각도를 직접 잴 수가 없기 때문에 non-contact mode에서는 캔틸레버를 고유진동수 부근에서 기계적으로 진동 시킨다. 시료표면에 다가가면 원자간의 인력에 의해 고유진동수가 변하게 되어 진폭과 위상에 변화가 생기고 그 변화를 lock-in amp로 측정한다. 원자간에 상호 작용하는 힘은 시료의 전기적 성질에 관계없이 항상 존재하므로 도체나 부도체 모두를 높은 분해능으로 관찰 할 수 있다.원자간력과 거리와의 관계도AFM의 구조도.AFM의 구조도 : 캔틸레버라고 불리는 작은 막대 끝부분에 달려있는 탐침과 시료표면의 원자 사이의 힘에 의해 캔틸레버가 아래위로 휘게 되는데, 이때 레이저 광선이 캔틸레버 윗면에서 반사되는 각도를 포토다이오드로 측정함으로써 표면의 굴곡을 알아낸다.Contact AFM탐침이 시료의 표면과 접촉했을 때 캔틸레버가 받는 힘은 시료의 표면에 수직하게 반발력을 받는다. 이러한 반발력은 시료와 탐침 끝에 있는 원자 사이의 거리가 매우 가까울 때에만 작용하며, 거리에 따라 그 힘의 크기가 변하게된다. 따라서 AFM을Contact Mode에서 작동 시에 탐침과 시료의 거리가 매우 작기 때문에 수평분해능(lateral resolution: 탐침과 시료 사이의 거리와 탐침의 유효 반경에 의해 결정) 이 매우 좋다. 하지만 contact mode에서 탐침이 시료 표면에 positive force를 인가한다. 만약 탐침이 시료 표면에 인가하는 힘이 시료표면의 원자 또는 분자들의 결합을 파괴할 수 있을 정도라면 측정하는 동안 시료가 손상될 수 있으며, 표면의 형상을 계속 변화 시키므로 원래 표면 형상을 측정하기는 어렵다. 따라서 캔틸레버의 spring constant (k)를 매우 작은 값을 선택한다면, 탐침이 시료 표면을 지나갈 때 탐침이 받는 힘의 대부분이 캔틸레버가 휘어짐으로 나타나며 시료의 변형을 상대적으로 줄일 수 있다. 그러면 캔틸레버의 휘어지는 정도의 변화는 전적으로 표면의 굴곡변화에서 기인한다고 볼 수 있다.또한 contact mode에서 무시할 수 없는 힘은 탐침이 시료에 인가하는 lateral force 이다. 이러한 lateral force는 탐침이 시료에 인가하는 vertical force와 탐침이 scan 하는 속도에 관계된다. 즉, 캔틸레버에 인가한 힘 (set-point or set force)이 크면 클수록 lateral force 는 증가하며, scan 속도가 증가하면 커진다. 따라서 시료가 받는 수직 및 수평 힘은 contact AFM image에 직접적인 영향을 준다고 할 수 있다. 따라서 가능한 시료가 받는 힘을 줄이기 위해 contact mode에서는 cantilever spring constant를 1 N/m 이하로 하는 것이 좋다. 물론 큰 구조를 갖고 딱딱한 시료인 경우에 1 N/m 이상의 캔틸레버를 선택하여도 큰 구조는 쉽게 i형상화할 수 있다. 하지만 미세한 구조가 변형 없이 형상화 되었다고 말하기는 어렵다. 일반적으로 contact AFM에서 원자단위의 미세한 구조를 형상화할 때는 Micro-lever (k=0.01 ~ 0.05 N/m)가 적당하다. 그리고 캔틸레버에 인가하는 힘을 낮추고 이미지를 형상화하기에는 기술적인 한계가 있기 때문에 부드러운 시료인 경우에 non-contact AFM이 적합하다.액체표면위에서의 contact / non-contact mode
1.상선영리를 목적으로 수상 수송업무에 종사하는 배의 총칭이다.1-1일반화물선 (General Cargo Ship)1-2 컨테이너선 (Container Ship)화물선의 기본형이라 할수 있으며 가장 일반적인 화물선으로써 선창내에 잡화를 혼합적재하며 해치커버 상부에 컨테이너를 적재할수 있다.컨테이너 선으로 인해 사용이 줄긴 했지만크레인의 설치로 하역설비가 없는 항구에서도 하역이 가능 하기 때문에 아프리카,남미등에서 중요한 역할을 수행하고 있다.주로 쌀보리 옥수수등의 곡물을 비롯하여 나화물또는 포장된 상태의 화물을 수송하차량적재용 갑판을 설치하여 자동차운반선의 역할도 수행할수 있다.다양한 화물을 국제 규격의 컨테이너에 수납하여 운반하는 전용선으로 화물선중에 속도가 가장 빠른 속도를 자랑하며 국제 정기 항로에서 잡화 수송을 효율화하였으며 LOLO(lift-on lift-off)선으로 불리우며컨테이너를 수직으로 포개올릴수 있는 구조를 가지고 있다.20ft사이즈의 컨테이너를 기준으로 적재가능한 컨테이너 수를 선박의 크기로 표현한다.20ft짜리 컨테이너 5000개를 적재할수 있는 컨테이너 선의 경우 5000TEU급 컨테이너 전용선이라고 한다.1-3중량물운반선(HeavyCargo Carrier)1-4모듈선(Module Carrier)일반화물선에서 수송이 불가능한 화물플랜트 (Plant) 부품등과 대형 건설 기계와같은 중량물을 전문적으로 운송하는 선박으로서 구조적으로는 일반 화물선과 유사하다. 하지만, 무거운 화물을 자력으로하역 할 수 있도록 강력한 장치를 갖추고있는 점이 다르다.규격이 크므로 대형 선창 (선박의 창고) 안에 들어가지 않는 화물을 갑판 위에 그대로 적재하기 때문에 갑판은특히 견고하게 만들어져 있으며, 중량물의 하역 중에 선체가 크게 기울어지는 것을방지하기 위해 벨러스트 탱크 (Ballast Tank)가 양현에 설치되어있다.플랜트 화물을 전문적으로 운송하는 선박으로서 사용자 측에서 건설을 쉽게 할 수있게 하기 위해 사용 전에 완성한 플랜트를 어느 정도의 크기로형 화물선 (Sailing Bulk Carrier)1-10석회석 전용선 (Limestone Carrier)에너지 절약형으로서 일본에서 개발된 컴퓨터 컨트롤 돛을 가진 현대의 범선이다.추진력의 중심은 물론 엔진이지만, 돛에의해 얻어지는 추진력 만큼 엔진 출력을떨어뜨리는 것에 의해 항해 중의 연료 소비를 적게 하는 것이 가능하다 이로 인해 통상의 조건에서의 항해에서는 종래의 선박과 비교하여 약 10% 정도의 에너지 절감 효과를 실현시킨 것과 아울러 돛에 의해 항해를 하므로 선체의 좌우 요동과 타의 조작이 적어지는 부수적효과도생겼다.석회석을 전문적으로 운송하는 선박이다.벌크선과 같은 형태의 선박도 있지만, 최근에는 셀프 언로더 (Self Unloader) 타입이 많아지고 있다. 이것은 벨트 컨베이어 방식의 적재 장치를 선저에 가지고 있으므로 호퍼(Hopper) 방식의 선창으로부터 떨어지는 석회석을 그대로 육상으로 운반하는 방식의 선박으로서 하역시 거의 사람의 손이 필요 없는 장점을 가지고 있다.1-11 자동차 전용선 (Car Carrier)1-12 원유 탱커선 (Crude Oil Tanker)자동차를 전문적으로 운반하는 선박으로서 화물인 자동차를 전문적인 운전자가 운전하여 현측의 램프(Ramp)를 통하여 선내에 적재한다.선내는 몇 층의 갑판으로 분류되어 있어 마치 옥내 주차장과 같은 구조로 되어 있으며, 버스 등 대형 차량 을 적재하기 위해 갑판을 차체의 높이에 맞도록 상하 조정이 가능하다. 대형 선박으로는 13층의 갑판을 가진 6500대까지 적재 가능한 선박도 있으며, 최근에는 현지 생산용 부품을 운송하는 선박도 많아지고 있다.자동차는 크기에 비하여 중량이가벼운특수한 화물이므로 자동차 운반선은자동차를 선적하기 적당하게 많은 차량용 갑판을 설치하고 있으며,수선상에 보이는 선체의 크기가 크다.차량은 각각의 적재갑판에 격납되며, 적재되는 차량이 많고 갑판의 높이가 낮아 상당히 복잡한 구조를 가진다.원유를 운송하는 전용선으로서 탱크 형태는 가로와 세로로 나뉘어져 있어 선하고 있으며, 이를 위한 하역 장비를 갖추고 있다.유통기지에서 내려지는 시멘트는 시멘트 사일로(Silo)에 격납되며, 그 후 자루에 포장되거나 벌크의상태로 탱크 로리에 적재되어 수요자에게 운반된다.미시시피 강에서 발달된 바지 라인(Barge Line)을 참고로 일본에서 개발된것으로서 엔진을 가진 압선 (푸셔 :Pusher)에 의해 바지를 전방으로 밀어 전진한다. 이 방식이 개발되기 전에는 예인선 방식이 주류를 이루었으며, 거의 항만내에서 만의 사용으로 한정 되었다.압선은 먼 바다에서의 이용도 가능하므로 현재에는 내항 해운의 중요한 분야를 형성하고 있다.1-17 크루즈선(Cruise Ships)1-18 페리(Ferries)해외 및 국내의 아름다운 바다를 두루 돌아다니는 레저를 위한 여객선이다. 5~6층으로 분류되어 있는 갑판에는 객실, 레스토랑, 라운지, 극장 등 다양한 설비가배치되어 있다. 항해 중에는 매일 쇼와 이벤트가 개최되는 등 간단한 이동 수단으로서만이 아닌 승객을 즐겁게 하는 설비와 서비스가 특징이다. 새로운 레저로서 최근 인기가 높아지고 있다.우리나라에서도 크루즈의 취항을 유치하고 있으며 최초의 한국선적 크루즈선인 클럽하모니가 취항하여 운행중에 있다.짧은 거리를 운항하는 선박으로서 주로 사람들이나 낙도 등지에 생필품을 공급하며 몇 대의 차량도 함께 수송이 가능 하다.거제도와 부산을 왕복하는 선박을 예로 들수 있으며 현재에는 거가대교로 인해 사업에서 철수한상태이다.또한 페리선중에 대형으로 카페리선이 있는데 자동차와 사람을 함께 수송하며 가까운 노선으로 진해에서 거제도로 가는 노선이있다.2.군함해군에 소속되어 있는 배로 흔히 전투에 참여하는 모든배를 이르는 말이다.2-1 항공모함(aircraft carrier)2-2 전함(bettleship)함의 상층부는 비행 갑판으로 되어 있으며 상부에 비행기를 통제할수 있는 아일랜드가 위치하며 아일랜드의 위치가 처음 항모를 만들때에는 함의 중앙부에 있었으나 항공기의 이착륙에 방해가 되어 현측 밖으로 이동 하였고 그런아덴만 작전으로 유명한 충무공급(5500톤)이지스체계를 갖춘 세종대왕급(7500톤)이 도입되었다.구축함보다 작은 함이라 할수 있으며 구별이 애매하다.일반적으로 800톤급 이상 5000톤급 이하는 호위함이라 칭하는데 나라마다 그 기준이 조금식다르다.주로 연안방어에 사용되며 연안에서 구축함과 같은 대형함을 사용 할때는 수심에 따른 제약 조건등이 따르고 한척당 1조원 이상하는 이지스함등을 여러척 건조하여 상시 작전을 수행 할수 없기 때문에 그보다 저렴한 호위함등을 여러척 건조하여 연안방어에 활용된다.주로 연안방어에 사용되기는하지만 항공모함등과 선단을 이루기도 한다.우리나라의 호위함으로는 울산급 호위함이 있으나 취역한지 오래 되었고 대공방어가 취약하여 위의 사진에 나오는 인천급으로 교체 중이며 개함대공방어가 가능하고 대잠헬기 탑제로 대잠전또한 가능 해졌다. 크기또한 만재3200톤급으로 기존의 울산급에 비해 커졌다.2-5 초계함(Corvette)2-6 상륙함 (Amphibious assault ship)초계함은 대체로 연안 경비나 초계임무를 수행하는 하며 비교적 평온한 상태에서만 작전을 수행할수 있는 1000톤내외의 작은 군함이다.우리나라의 초계함은 포항급(1200톤) 으로소나가 장착되어 있어 대잠전이 가능하나 그기능은 제한적이다.포항급 초계함은 서해교전 당시 북한경비정을 격침시크는 등 활약을 보였으나 그성능에 한계가 있서 천안함사건과 같은 안타까운일이 발생하기도 하였다.앞으로 좀더 좋은 성능의 군함이 배치되어다시는 이런일이 발생하지 않았으면 한다.상륙함은 크게 두가지로 분류하는데 직접 해안가근처까지 가서 상륙군을 상륙시키는 함과 수평선 밖에서 상륙군을 호버크레프트와 같은 선박에 실어 보내는 것이 있다. 2차대전중 처음 개발되어 사용되 었으며 노르망디.인천상륙작전등에 활용되었다.우리나라는 고봉준급 상륙함과 독도함급 강습상륙함이 있는데 위의 사진은 독도함이다. 고봉준 급은 해안가까지 다가가야 하기 때문에 적군으로부터 상륙전 공격을 받을 가능성이 있지만 독도함의 경우 헬기가 정장으로써 지휘를 한다.총배수량은 170톤이며 코리아타코마와 대우조선해양에서 다양한 모델로 건조되었다.현재는 75척 정도가 현역으로 있으며 초기형은 필리핀으로 공여 되었다.참수리급의 노후로 윤영하급고속함이 건조 되고 있으며 4척이 취역하였으며 윤영하급은 제2연평해전 당시 전사한 357호 정장이였던 윤영하소령의 이름을따 윤영하급으로 명명되었으며 후속함들도 당시 전사한 전사자들의 이름으로 지었다.특이점은 사연이 있는 함이라서 그런지윤영하급함이 취역하는 날이면 어김없이 비가 내린다고 한다.현재 총 6척의 윤영하급이 취역중개인적으로 당시 아군 전사자가 발생한 상황에서 월드컵 결승전을 보러간 대통령의 행동이 어이없기도 했다.부산자와 난파선을 원조 하고 그들을 치료하고 수송하는 것을 유일한 목적으로 건조된 함으로서 적십자 마크가 있는 병원선을 군용병원 선이라 할지라도 절대 공격하거나 나포해서는 안된다는 국제규약이 있다고 한다.우리나라는 현재 낙도등지의 의료봉사를 하는 병원선이 있을뿐 군용병원선은 없다.우리 나라에서 군용병원선이 활동했던 전례는 6.25당시 태종대 앞바다에 덴마크 선적 병원선이 의료 구호활동을 했던적이 있다.2-11 탄약 운반함(Ammunition ship)2-12 수리함(Repair ship)군함에 탄약을 보급해주기 위한 함으로 유류를 보급해주기도 한다.우리나라에는 천지함이 있다.아군 함정이 작전중 고장으로 인해 깁급 수리리를 요할대 필요시되며 평시에는 해군관할구역내 민간인 선박을 돕기도 한다.2-13해난구조함(Salvageand rescue ship)2-14 첩보함각족 해난 사고시 필요한 함으로 아함이 피격 당하여 침몰 하거나 침몰중,각종 사고 발생시 출동한다.우리나라는 해난구조와 잠수하구조가 가능한 청해진 함을 보유하고 있으며 이 청ㅎ진 함에는 500m가지 잠항이 가능한 구조용 잠수정, 최대 9명까지 수용이 가능한 챔버를 보유하고 있다.청해진 함은 제2 연평해전 당시 침몰한 참수리- 357호정을 인양한 적도 있다.평시에 일반 상선으로 위장한체 적진다.
복합재료복합재료차 례1.실험 목적2.실험방법-2.1 Hand ray-yp-2.2 Autoclave Process-2.3 Vartm(Vacuum Assisted RTM)-2.4 Tensile test1.실험목적복합재료의 여러 성형 은 그 성형 방법에 따라 차이를 보이며 이번 실험에서는 성형 방법 중 가장 오래되고 보편적으로 쓰이는 Hand Lay-up과 열처리를 하는 Autoclave 를 이용하여복합 재를 만들고 각 성형방법으로 만들어진 일정 크기의 시편으로 만들어 인장 시험 을 하여 각각의 성형 방법에 따른 항복강도, 인장하중 연신율 탄성계수 등을 구해 비교 한다.최종적인 목적은 Basalt fiber와 Epoxy Resin 유리섬유를 이용한 Hand Lay-up, Autoclave 두 가지 성형 방법의 차이와 의미를 아는 것이다.2.실험방법2.1 Hand Lay-up-가장 오래된 성형 법 중의 하나로 매우 간단한 공정이나 비중이 높은 성형법이며 일반 적으로 나무나 유리 성유강화 복합재료 금형을 사용 하나 치수 안정성 등이 요구될 때에는 알루미늄이나 steel 금형을 사용하는 인건비가 대단히 높은 성형법이다.실험을 할 때에도 손이 많이 가는 것을 느낄 수 있었다. 판재에 이형제를 바르고 한 개 층씩 적층 시키며 경화에는 통상 8~10시간이 소요되며 이번 실험에서 사용한 Epoxy Resin의 경우 3~7일 정도의 시간이 소요된다.-실험과정제품의 표면을 매끄럽게 기위해 얇은 mat를 적층 판상에 이형제를 바른다. 이유는 수지가 경화 되었을 때 바닥면과 붙는 것을 방지하기 위해서 이다. 표층위에 mat or fiber 을 한 층씩 적층하며 적층한 다음에는 수지를 도포 한다 수지는 섬유가 충분히 흡수 할 수 있을 정도를 도포하며 한층 한 층을 역방향으로 적층해서 강도를 더운 증가 시킬 수 있으며 기포 제거를 위해 롤 같은 것을 이용 기포를 제거 한다 기포가 있을 때에는 재료의 물성에 영향을 미치기 때문에 제거 해주는 것이 좋다.2.2 Autoclave Process다이의 표면에 필름을 발라 수지가 다이와 붙는 것을 방지하고 b스테이지 상태의 섬유를 사용 하며 b스테이지 상태를 사용 하는 이유는 기계를 이용 하기 때문에 일반 사람이 작업을 하는 것보다 섬유의 함유율이 높아서 이것을 사용 한다. 강도또한 더 좋게 나온다. 대신 단가는 고가이다. 또 경화성이기 때문에 택기가 더 강하다 섬유에 붙어 있던 비닐을 이용 해서 섬유 표면을 한번더 밀어 준다. 그후 차례대로 적층할 한다 주변은 실란트 를 이용 하여 진공을 잡기 편한 형태로 해둔다. 이상태에서 섬유와 수지의 부피비가 약 7:3이다 Autoclave내에서 열을 받게 되면 수지가 약간 밖으로 빠져 나오게 되며 최종 적으로 8:2이 나온다 Hand Lay-up의경우는 많게 나와도 6:4정도가 나온다. 최종적으로 적층후 이형필름을 이용해서 위를 덮는다. 또 솜을 위에 덮어 주므로써 뽀족한 부분으로 인해서 진공을 잡고 있는 필름이 찢어 지는 것을 방지하며 잉여 수지를 흡수한다. 또한 안쪽의 공기까지 빠져 나오기 때문에 보이드가 생기지 않는다 (공공)진공을 걸수 있는 장비를 설치 하고 진공을 이용 해서 수지를 반대 편에서 빨아 당김으로써 수지의 함침을 유도 한다. 후에 Autoclave를 이용 해서 열처리를 한다.-실험 순서-Autoclave는 일종의 열처리이기 때문에 열가소성 복합재료에는 사용 치못하며 주로 항공기나 우주 왕복선과 같은 열가소성 재료에 사용된다. 고가의 장비를 사용 하여야 하기 때문에 단가가 상당히 고가인 편이다 .백 성형의(bag molding)의 일종인 가압성형의 한 방식이다. 경질의 웅형 또는 자형의 어느 것이나 1개를 사용하여 시트상의 적층성형재료를 소요의 두께로 얻기까지 적층한 뒤 그 위에서 고무 또는 그 외의 재료로 만든 탄성 있는 유연한 백(bag) 내지 시트로 덮고 그 전체를 오토클레이브 안에 삽입하고 증기를 불어 넣어 가열 가공하거나 또는 압축공기를 송입하여 가압함으로써 플라스틱 재료를 경화시키는 방법이다. 주로 불포화 폴리에스테르수지와 유리섬유를 사용하는 강화플라스틱의 성형 응용한다.2.3 VARTM(Vacuum Assisted RTM)VARTM은 양쪽면이 모두 금형으로 되어있는 RTM과 달리 한쪽 면의 금형과 진공백으로 금형을 이루고 몰드 내부와 대기압과의 압력차를 이용하여 금형 내부에 적층된 preform에 수지를 신속하게 함침시켜 복합재료 구조물을 성형하는 방법이다. VARTM 공법은 RTM 및 Autoclave 공법에 비해 성형비용이 적게 들며, Hand lay-up 공정보다 더 좋은 품질의 제품을 생산 할 수 있다. 이 공정에서 preform은 한W고의 몰드와 또 다른 쪽의 진공백 사이에서 성형 되어진다. 진공은 preform과 몰드의 결합을 위하여 적용되어지며 두 가지 목적을 가진다.첫 번째 목적은 preform을 압축하기 위하여 대기압인 몰드 내부의 압력을 낮추어 몰드 내부에 존재하는 공기와 주입되어지는 수지에 포함되어있는 기공을 제거하여 완성된 구조물 내의 결함을 제거하기 위해서이고, 좋은 특성을 가지는 복합재료를 만들기 위해 요구되어지는 높은 섬유 체적 함유율을 위해서이다. 두 번째 목적은 몰드 내부의 압력이 몰드 외부의 대기압보다 낮게 되어 몰드에 장착되어 있는 수지 주입부로부터 preform을 통하여 수지가 원활하게 주입되어질 수 있도록 하기 위해서이다.2.4 Tension test만들어진 재료의 강도를 알아 보기 위하여 인장 시험기를 이용 하여 실험을 진행 하였고 실험 초기 조건은 10.000kgf, 거리범위는 crosshead, 시험속도는 1.0mm/min으로 설정하여 시험하였다.
전기의장전기의장은 선박에 필요한 항해,통신,경보 및 각종 시스템을 하나로 묶은 것을 말한다.1.항해시스템옛날의 선박들은 운항자가 직접 브릿지의 계기들을 보면서 운항자의 경험과 지식을 이용하여 배를 조종하게 된다. 이러한 경우는 운항자의 능력에 따라 선박조종 성능이 결정적으로 좌우되며, 항시 선박의 계기를 관측하고 있어야 하기 때문에 선박의 운항자들에게 과중한 업무 부담을 줄 수밖에 없다. 근대의 마이크로프로세서 기술과 센서기술이 발달함에 따라서 센서로 계측된 신호를 마이크로프로세서가 자동 처리하여 운항자에게 처리 결과를 알려주어 운항자가 그 결과를 토대로 선박을 운항하는 자동화 선박이 건조되고 있다.1.1 방위측정 장비자이로 컴퍼스와 자기 컴파스로 dvl등이 있다.1.1-1자이로 컴퍼스3축의 자유도를 가진 자이로(로터)의 지북(指北)작용과 제진(制振)작용을 주어 지표면상에서 자이로 축을 남북방향으로 계속 향하게 하는 장치. 고속 회전하는 로터를 어느 방향으로나 자유로이 향할 수 있게 지지하면 로터의 축은 그대로 맨 처음의 방향을 계속 유지한다. 여기에 지북작용을 주기 위해서, 예컨대 그림과 같이 추를 달아서 1축을 구속한다. 지구의 자전에 의해 최초의 (a)상태에서 (b)의 상태로 이행하면 추가 지북축을 지상에 대하여 수평위치로 되돌리려 한다. 이것으로 말미암아 로터는 세차(precession)를 일으키고 (C)와 같이 북을 지시한다. 안정하게 지북시키기 위해서 보통 기름 등을 사용하여 댐핑이 걸린다. 항해계기로서 자기 컴퍼스와 함께 널리 쓰이고 있다.1.1-2자기 컴파스자석이 지구의 자기장에 이끌리는 것을 이용하여 자기나침반과 자이로스코프를 이용한 전륜나침반 2종류가 있다1.2 위치 측정 장비1.2-1 GPS인공위성네트워크를 이용하여 지상에 있는 목표물의 위치를 정확히 추적해내는 시스템미국GPS러시아GLONASS유럽GALILE0GPS의 기본원리3차원 지구 좌표계를 이용(위도,경도,고도)시간변수까지 고려하기때문에 4가지 식필요한바다 GPS DISPLAY한바다호 TIME (sec)[m](2) 음의 성질가) 전파 속도수중 전파 속도는 해수의 염분, 온도, 깊이에 따라 다소 차이가 있으나 통상 1,500 m/sec로 한다.나) 감쇄해수중을 음파가 전파할 때 확신하거나 해수 및 미생물등에 흡수되기도 하는 등의 감쇄가 생기며 또 이 감쇄는 동일한 음파에서도 장소에 따라 차이가 있고, 또 주파수가 높을수록 감쇄가 많다. 따라서 심해 측심을 목적으로 하는 음향 측심의는 주파수가 낮은 음파를 사용한다. 또한, 전파 도중에 기포가 있으면 음파는 사방으로 반상하여 감쇄가 현저해 진다.다) 반사와 흡수음파가 해저 에 도착하면 그 일부는 반사되고 나머지는 흡수된다 .해저면의 질에 따라 반사의 정도가 다르며 기록지의 진한 정도에 의해 대략 해저 의 질을 알 수가 있다.라) 지향 특성가청 음파는 사방으로 확산되지만 초음파는 어느 일정 방향으로만 전파시킬 수가 있다. 주파수가 높을수록 지향 특성은 예민해지며 이 지향 특성은 작동하는 방향으로 결정된다. 통상 음압 반 감각으로 표시하며, 측심용은 10˚~30˚, 어탐용은 30˚~80˚ 정도이다.1.4 속도측정 장비LOG란 배의 속력 및 항정을 측정하는 계기를 말하며 옛날에 배의 선수에서 통나무 조각을 던져서 갑판상의 일정한 거리를 통과하는 시간을 측정함으로서 속력을 측정한데서 유래하여 통나무라는 의미의 LOG가 현재까지 선속지시기로 전해지고 있다. LOG 종류에는 옛날부터 여러 가지 형태가 사용되어 왔지만 여기서는 주로 최근에 사용되어 온 종류에 대해서만 언급하기로 한다.SPEED LOG 시스템에 의해 발생하는 Speed와 Distance 신호는 선박 항해에 중요한 영향을 미치는 RADAR, POSITION FIXING EQUIPMENT, AUTO PILOT 및 FUEL ECONOMIZER 등에 공급된다1.4-1 속도 일지(speed log)[1] 종류 및 구성가. 전자 LOG (E.M LOG)“자계중에서 전기도체를 움직이면 기전력이 발생한다“라는 Faraday의 전자 유도 법칙을 이용한 것이이며 대지 속도 측정 장치에 응용한 것이 DOPPLER SONAR이다.(2) 실체 측정 원리그림과 같이 송수파기가 선저를 향하여 초음파를 발사한다. 그 다음 송수파기는 해저면 흑은 일정 깊이의 Water Mass(Plankton 등)로 부터 발사된 반사파를 받는다. 여기서, 음파가 발사되어 해저면이나 Water Mass에 도달될 때 까지는 송수파기가 운동체로, 반대로 반사파가 되돌아 올 때는 송수파기가 정지체로 해저면이나 Water Mass가 운동체로 대응된다.즉, 송수파기로부터 발사된 음파가 반사되어 되돌아 올 때는 2 x f의 주파수 편차를 가진다. 여기서, 속력과 항정은 다음과 같이 구해진다.항정 D = ∫ v.dt(3) 위에서 해저면에서의 반사파를 이용할 때는 대지속도가 측정되고 Water Mass에 의한 반사파는 대수 속도가 된다. Maker에 따라 조금씩 다르지만 일반적으로 150M 정도까지는 대지속도, 그 이후에서는 대수 속도가 계측된다.1.5 지형.지물탐색 장비1.5-1 radarRADAR란 'Radio Detection and Ranging'의 머리글자를 사용한 것으로 전파에 의해서 물표를 탐지하고 그 방향과 거리를 아는 계기로서 선박용으로 주로 사용되는 것으로 S-BAND와 X-BAND가 있다.radar의 원리 전파의 직진성,전파의 등속성,전바의 반사성을 이용 하여 전파가 반사되는 시간 등을 계산 해서 물체와의 거리 나 크기등을 파악할수 있다x-bands-band파장/주파수3.2cm/9357MHz10cm/3000MHz화면선명도좋음약간떨어짐방위및거리 정확성정확함부정확함작은물체 탐지 능력쉽게 탐지함어려움큰물체 탐지 능력늦게 탐지함조기탐지가능탐지 거리가까운 거리원거리용눈,비 등의 기상 탐지어려움좋음해면반사의 영향심함덜 심함맹목구간넓음좁음RADAR영상의 방해현상해면반사, 눈, 비, RADAR의맹목구간, 타선의 RADAR간섭붉은 원으로 표시된 부분이 레이더의 맹목구간으로 선박의 구조물로 인해 스캐너에서 발사된 전파가 차단될때 발생(범위결정: 크기 및 함2.1-1 DSCMMSI 해상이동업무식별부호(Maritime Mobile Service Identity Number)선박국, 선박지구국, 해안국, 해안지구국과 같은 집단호출을 식별하기 위해 무선경로를 통해 통신되는 9개의 숫자로 구성된 번호해상식별부호(MID : Maritime Identification Digits) ex) 한국: 440 일본 : 431 중국 : 412 413 미국 : 366 367 368 우리나라 선박에 부여되는 선박국 식별번호 (ship station Identities) ex) 440012340 440*************67MF, HF, VHF의 무선설비에 부가된 것으로 일정한 형태의 디지털 신호로 처리된 부호(MMSI)를 사용하여 개별, 그룹, 해역호출 등 각종 호출 및 응답을 자동으로 처리할 수 있도록 하는 장치조난호출을 조난통신 버튼의 조작만으로 처리할 수 있도록 함으로써 조난 통신을 손쉽게 할 수 있도록 함2.1-2 NBDP 2.1-3 VHFMF 및 HF대를 사용하는 무선텔렉스(배에서 육지로 통신을 보냄)키보드를 조작하여 송신하며 통보는 수신자가 없어도 자동적으로 수신되어 기록 보관인근 해역의 해사안전정보(선박에 방송되는 항행 및 기상 경보, 기상 예보 및 긴급 안전 관련의 통보) 및 긴급신호 등을 자동적으로 수신가장 기본적인 통신설비로서 비교적 근거리의 통신에 적당통화 시 에 전계강도의 변동이 큰 이동무선에 적당VHF채널 70(156.525kHz)에 의한 DSC와 채널 6, 13 및 16에 의한 무선전화의 송수신이 가능하나 통신거리가 약 30마일 정도로 짧음2.1-4 MF무선설비2.1-5 MF/HF 무선설비중단파대 2,187.5KHz의 DSC 및 2,182KHz의 무선전화로 송수신이 가능하고, 선박의 통상 조선 위치에서 조난경보신호를 발신할 수 있어야 하고, 2,187.5KHz로 DSC청수 당직을 계속 유지할 수 있는 장치가 있어야 한다.또한 MF대(1,606.5~4,000kHz)에서 무선전화나 NBDP로 일반 무선통신통신의 송/수신이 가능해야 한다.INMARSAT 선박지구국 장비로서는 전화, 텔렉스, 팩시밀리 및 데이터 통신을 할 수 있는 표준-A형과 텔렉스통신만 할 수 있는 표준-C형이 많이 보급되고 있는데, 앞으로는 표준-A형보다 성능이 더 우수한 표준-B형, 전화와 팩시밀리 및 데이터통신을 할 수 있는 표준-M형도 많이 보급될 전망이다.NAVTEX는 SAR정보, 항행정보, 기상정보와 긴급정보를 선박에 제공하는 새로운 국제적인 자동화된 직접 인쇄 서비스이다. NAVTEX 송신소에 전송되어진 이들 정보는 곧 바로 수신기가 탑재된 각 선박에 자동적으로 전송된다. 공해상이나 원양해역 및 NAVTEX 업무가 제공되지 않는 해역을 항해하는 선박을 위한 해사안전정보의 방송에는 단파대의 NBDP(8개 주파수가 지정되어 있다.) 또는 INMARSAT가 제공하는 고기능 그룹호출(EGC) 시스템을 이용한다.2.1-8 EGC 수신기2.1-9 비상위치지시용 무선표지설비(EPIRB)INMARSAT가 시행하는 EGC(Enhanced Group Call)는 독특한 전세계 자동업무제도로서 전 해역 또는 특정 해역의 항행경보, 기상경보와 기상예보 및 육상대 선박의 조난경보를 자동수신하는 장치이다. EGC 시스템은 대양의 중앙부분은 물론이고 NAVTEX업무가 제공되지 않거나 선박밀도가 너무 낮아서 시행하기 곤란한 연안수역에서도 자동업무를 제공할 수 있다.EPIRB(Emergency Position indicating Radio Beacon)는 선박이나 항공기가 조난상태에 있고 수신 시설도 이용 할 수 없음을 표시하는 것으로, 수색과 구조작업시 생존자의 위치결정을 용이하게 하도록 무선표지신호를 발신하는 무선설비로서, GMDSS에서는 다음의 3가지 형식이 사용되고 있다.① VHF (156.525MHz) EPIRB② INMARSAT 시스템(1.6GHz) EPIRB③ COSPAS-SARSAT 시스템(406 MHz) EPIRB특히 이들 3가지 GMDSS EPIRB는 선박이 4미터이하 침몰하거나 45°이상 전복