선박 프로펠러의 성능 요소

 

나사못이 돌면 나무 속으로 뚫고 들어가는 것처럼 프로펠러도 돌면 물 속 을 뚫고 전진하는 것이라고 이미 설명했다. 프로펠러는 배의 뒤에서 이러한 전진력을 선체에 작용시키며, 이 미는 힘이 Thrust(推力) 또는 Propulsion Force(推進力)가 되는 것이다.

 

한 바퀴 돌 때 앞으로 가는 거리를 Pitch라고 하며 발걸음의 보폭과 같은 것이다.

 

빨리 걸으려면 보폭도 커야 하지만 발을 더 자주 내디뎌야 되듯이 | Pitch를 크게 하고 회전수를 빠르게 하면 배의 속도가 빨라진다.

 

큰 배를 빠르게 추진하기 위해서는 잎(Blade)의 면적과 Pitch가 큰 프로펠러를 써야 하고 회전수를 빠르게 하여야 한다. 따라서 큰 마력의 엔진을 놓아야 한다.

 

 

 

○ 효율이 좋은 프로펠러를 만드는 방법

 

(1) Diameter를 크게 하고 저속으로 돌리면 가장 좋다. 그러나 공선시 낮 아진 흘수선 조건에서도 Blade가 충분한 잠김 (Immersion)을 가져야 하므로 제약을 받는다. 저속 화물선에서 엔진에 감속기어를 붙여서 분당 60회 정도 로 만든 배도 있었다(저속엔진은 보통 분당 80~120회 전임)

 

(2) Blade 두께가 얇으면 좋지만 Thrust에 의하여 휘어지지 말아야 하고 Erosion(마모), Cavitation(공동현상), 또 빙하편이나 나무토막 등 해상 부 유물이 유입될 때 생기는 타격으로부터 받는 충격을 고려하여 어느 정도 두 껍게 만들어야 한다.

 

(3) 전개 면적비(Expanded Area Ratio)가 작으면 좋지만 어느 정도 크지 않으면 Cavitation이 우려되므로 최적점을 찾아야 한다. Cavitation이란 작 은 기포(Cavity)가 많이 생기는 현상인데 그 속은 진공이다. 이 진공 방울 이 원심력에 의하여 Blade면을 따라 이동하다가 끝(Tip) 부분에서 파열되 거나 이탈하여 부유하다가 선미구조나 Rudder 구조에 부딪쳐서 파열한다. 파열이란 주변의 물 분자가 일제히 Cavity 속으로 몰입하면서 강한 운동에 너지를 발생시키고 이 에너지가 금속의 표면을 심하게 침식시키고 또 진동 이나 소음을 유발시킨다.