KR101511559B1 - 세일요트 직진 및 태킹시 횡류력을 전진력으로 전환하기 위한 선미구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세일요트 직진 및 태킹시 횡류력을 전진력으로 전환하기 위한 선미구조에 관한 것으로, 선체와, 선체에 고정된 돛을 바람의 방향에 따라 유동시켜 풍력을 통해 추진하는 세일요트에 있어서; 상기 선체의 양측면에 선체의 길이 1/3~1/4 지점으로부터 선미를 향해 연장된 더블차인(Double Chine)을 형성하되, 상기 더블차인은 상기 선체 길이 1/3~1/4 지점부터 형성된 선미를 향해 점점 폭이 커지도록 연장되며, 선체의 높이방향으로는 여러 곡률이 혼합된 형태로 요입되게 형성된 제1차인과; 상기 제1차인의 전체 길이의 1/3 지점부터 선미를 향해 점점 폭이 커지도록 연장되며, 선체 높이 방향으로는 여러 곡률이 혼합된 형태로 요입되게 형성된 제2차인;으로 이루어진 것을 특징으로 하는 세일요트 직진 및 태킹시 횡류력을 전진력으로 전환하기 위한 선미구조를 제공한다.
본 발명에 따르면, 복잡한 별도의 부가 장치를 사용하지 않고도 선체의 자체 형상 개선을 통해 요트의 횡류력을 줄이고 전진력을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

Description

세일요트 직진 및 태킹시 횡류력을 전진력으로 전환하기 위한 선미구조{THE STERN STRUCTURE FOR CHANGING CROSS CURRENT FORCE TO DRIVING POWER WHEN SAIL YACHT GO STRAIGHT AND TACKING}

본 발명은 세일요트 직진 및 태킹시 횡류력을 전진력으로 전환하기 위한 선미구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보다 상세하게는 세일요트의 선미부 형상을 개선하여 선미부에 더블차인을 특정형상과 크기 및 길이로 형성함으로써 횡류력을 전진력으로 전환하고, 이를 통해 세일요트의 전진력을 향상시킬 수 있도록 한 세일요트 직진 및 태킹시 횡류력을 전진력으로 전환하기 위한 선미구조에 관한 것이다.

일반적으로, 요트(Yacht)란 상선, 어선, 군함 등과 같이 업무수행을 목적으로 하는 업무용 배를 제외한, 놀이나 스포츠에 이용되는 오락용 배로서 사람이 비교적 힘을 덜 들이고 쾌주할 수 있는 배를 총칭하는 말이다.

이를 크게 나누면, 엔진의 힘으로 추진하는 모터 요트, 돛에 바람을 받아 운항하는 세일링 요트(세일요트)로 구분된다.

이 중에서, 세일요트는 선실을 갖추지 않은 작은 보트에 돛을 단 세일링 보트와, 선실에 주거시설을 갖춘 비교적 큰 범선 형태인 세일링 크루저가 있으며, 세일링 보트는 연안이나 호수에서 스포츠 또는 레저용으로 이용되고, 세일링 크루저는 태평양 횡단 등 원거리를 항해하는 요트를 말한다.

이때, 비교적 작은 크기의 세일링 보트를 통상 딩기(Dinghy)라고 부른다.

이러한 요트, 특히 세일요트의 추진력은 돛(세일)이 바람을 받을 때 생기는 풍압과 양력에 의해 생기는데, 풍압이 추진력의 주가 되는 풍하범주와, 양력이 추진력의 주가되는 풍상범주로 구분된다.

예컨대, 풍하범주는 도 1의 예시와 같이, 요트가 바람을 뒷쪽에서 받아 움직이는 것으로 바람에 의한 압력이 돛을 경계로 하여 풍상측에서 높고 풍하측에서 낮게 되는데, 압력이 높은 풍상측에서 압력이 낮은 풍하측으로 나아가려는 힘(총합력), 이 힘은 평행사변형 법칙에 의해 요트를 앞으로 추진시키는 전진력과 옆으로 밀리게 하는 횡류력으로 분해되며, 횡류력을 줄임으로써 전진력을 높여 요트를 추진시킬 수 있게 된다.

이 경우, 횡류력을 줄이기 위한 수단으로 센터보드나 킬(Keel)과 같은 수단이 사용된다.

한편, 풍상범주는 도 2의 예시와 같이, 요트가 바람을 거슬러 올라가는 경우로서 통상 비행기의 날개에서 양력이 생겨 뜨게 되는 원리와 유사하다.

즉, 비행기 날개와 비슷한 모양을 하고 있는 돛의 주위에 공기가 흐를 때 돛을 경계로 하여 풍상측의 공기 속도는 느리고 풍하측의 공기 속도는 빨라진다.

그러므로, 베르누이의 정리(A는 속도가 느리고, B는 속도가 빠름)에 의해 풍하측으로 흡인력이 발생하게 되는데, 이를 총합력이라 하고, 이 총합력은 풍하범주와 마찬가지로 전진력과 횡류력으로 분해되며, 횡류력은 상술한 도 1의 예와 같은 수단을 이용하여 상쇄시킴으로써 전진할 수 있게 된다.

그런데, 이들 모두 횡류력을 상쇄하기 위해 센터보드나 킬과 같은 복잡한 구조를 갖추어야 하는 단점이 있다.

때문에, 선체(Hull)의 형상 자체의 구조 개선을 통해 비교적 간단하면서도 횡류력을 방지하기 위한 노력들이 개시되어 왔다.

이와 관련하여, 공개특허 제2005-0006637호, 등록실용 제0366231호 등에서는 흘수를 기준으로 차인라인(chine line)에 에어포일을 두거나 혹은 그 형상을 킬(keel)과 함께 변형한 예들을 개시하고 있지만, 이는 요트와 전혀 다른 개념인 고속정(고속보트)에서 횡요를 방지하기 위한 것이기 때문에 본 발명에서 추구하는 요트의 횡류력을 전진력으로 전환하는 것과는 개념이 전혀 다르다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 복잡한 구조물을 별도로 갖추지 않고도 세일요트의 선체(Hull)의 형상 자체만을 가지고 횡류력을 전진력으로 전환할 수 있도록 개선된 세일요트 횡류력 방지를 위한 선미의 선측형상을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 선체와, 선체에 고정된 돛을 바람의 방향에 따라 유동시켜 풍력을 통해 추진하는 세일요트에 있어서; 상기 선체의 양측면에 선체의 길이 약1/3 지점으로부터 선미를 향해 연장된 더블차인(Double Chine)을 형성하되, 상기 더블차인은 상기 선체 길이 약1/3 지점부터 형성된 선미를 향해 점점 폭이 커지도록 연장되며, 선체의 높이방향으로는 여러 곡률이 혼합된 형태로 요입되게 형성된 제1차인(상부차인)의 하단부 라인은 요트가 중풍이상의 대각도 횡경사시에 사용되는 것이며, 제2차인(하부차인)은 미풍에서 소각도 경사시에 성능을 발휘할 수 있도록 고안되었으며, 트랜섬을 기준으로 요트의 횡방향 수평선과 이루는 각도가 제1차인과 제2차인의 하부라인을 기준으로 각각 약 15도, 5도 정도의 높이를 가지는 것이 특징이다.

또한, 이 하부라인의 높이는 선형설계시 요트를 횡경사 시켜 횡경사 시의 수선라인과 평행을 유지하게끔 라인의 높이를 설정해야 하며, 상기 제1,2차인의 경계선은 삼각파형을 갇도록 뵤족하게 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 세일요트 횡류력 방지를 위한 선측, 선미 구조를 제공한다.

또한, 상기 제1차인은 높이방향으로 제1,2,3곡률이 혼합연결되어 형성되되, 상측인 제1곡률이 가장 큰 곡률로 이루어지고, 하측인 제3곡률이 가장 작은 곡률로 이루어지며; 상기 제2차인도 높이방향으로 상부곡률, 중간곡률, 하부곡률을 이루되, 상측인 상부곡률이 가장 큰 곡률로 이루어지고, 하측인 하부곡률이 가장 작은 곡률로 이루어진 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 복잡한 별도의 부가 장치를 사용하지 않고도 선체의 자체 형상 개선을 통해 요트의 횡류력을 줄이고 전진력을 높이는 효과를 얻을 수 있다.

도 1 및 도 2는 세일요트의 추진력 생성예를 보인 설명도이다.
도 3은 본 발명에 따른 세일요트의 선체에 구현된 선미 구조를 보인 모식도이다.
도 4는 도 3의 측면도이다.
도 5는 도 3의 배면도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세일요트 직진 및 태킹시 횡류력을 전진력으로 전환하기 위한 선미구조는 기존처럼 세일요트 추진시 횡류력 상쇄를 위해 별도의 횡류력저감장치를 구비하지 않고, 선체(Hull)의 선미 구조(형상)을 최적화시키도록 설계함으로써 간단 용이하고 편리하면서 저렴하게 횡류력 방지 효과를 얻을 수 있도록 구성된 것이다.

이를 위해, 본 발명에서는 세일요트를 구성하는 선체(100)를 포함한다.

상기 선체(100)는 통상적으로 잘 알려진 요트, 특히 딩기 형태를 갖는다.

이때, 도시된 도면은 선체 구조를 설명하기 위해 판상의 상태를 포밍하는 예를 보인 모델링 도면으로서, 실제 세일요트가 완성된 예는 아니다.

도시된 바와 같이, 본 발명에서는 선체(100)의 양측면에 선수측에서 선미를 향한 선체 길이의 1/3~1/4 지점으로부터 선미까지 제1차인(110)과 제2차인(120)이 더블차인(Double Chine) 형태로 형성된다.

여기에서, 상기 제1차인(110)의 형성시점을 선체 길이의 1/3~1/4로 한정하는 이유는 상기 지점부터 선체(100)의 선폭이 급격히 증가하므로 도 1,2에서 설명한 횡류력과 전진력의 영향이 가장 커지는 지점이기 때문에 이 지점에서부터 횡류력의 발생을 억제해야 하기 때문이다.

그리고, 상기 제2차인(120)은 상기 제1차인(110)의 하측에 경계선(130)을 사이에 두고 연하여 형성된다.

뿐만 아니라, 상기 제2차인(120)은 상기 제1차인(110) 전체 길이의 1/3 크기를 갖도록 형성된다.

특히, 도 2에서와 같이, 측면에서 봤을 때, 상기 제1,2차인(110,120)이 형성하는 더블차인의 형태는 삼각형상을 이루도록 하여야 하며, 각 차인마다 형상은 굴곡진 곡률을 가져야 한다.

다시 말해, 상기 제1,2차인(110,120)의 각 선단에서 후단을 향해 점점 폭이 커지는 형태로 차인 형상이 형성되는 것이다.

또한, 상기 제2차인(120)의 후단은 상기 선체(100)의 선미 선저와 경계를 이루는 부분까지 하향 형성되도록 함으로써 횡류력 발생시 선저로부터 선상을 향해 선체 높이방향으로 유동류가 물결치듯이 발생되게 하여 횡류력을 상쇄시키도록 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 제1,2차인(110,120)은 선미에서 선체 높이방향으로 형성되는 곡률이 각각 서로 다르게 구현되는데, 제1차인(110) 자체의 곡률 및 제2차인(120) 자체의 곡률도 각각 다르게 구현된다.

즉, 도 5와 같이, 제1차인(110)의 경우, 제1곡률(112), 제2곡률(114), 제3곡률(116)이 혼합된 형태, 다시 말해 곡률반경이 다른 다수개를 연결시켜 하나의 차인라인을 형성하되, 제1곡률(112)이 가장 크고, 제2곡률(114)이 그 다음, 제3곡률(116)이 가장 작게 구현된다.

마찬가지로, 제2차인(120)의 경우도, 상부곡률(122), 중간곡률(124), 하부곡률(126)로 서로 다른 곡률반경을 갖는 차인라인이 연결 분포되게 구성되며, 상부곡률(122)이 가장 큰 곡률반경을 가지며, 하부곡률(126)이 가장 작은 곡률반경을 갖도록 설계된다.

또한, 트랜섬을 기준으로 요트의 횡방향 수평선과 이루는 각도가 제1차인(110)과 제2차인(120)의 하부라인을 기준으로 각각 약 15도, 5도 정도의 높이를 가져야 전진력을 향상시키는데 도움을 준다.

아울러, 상기 제1차인(110)과 제2차인(120)의 경계선은 삼각파형과 같이 뾰족하게 돌출된 구조를 가져야 하는데, 이는 양 차인의 경계를 이루면서 횡류력을 발생시키는 파가 제2차인(120)의 상부곡률(122)을 따라 이동하다가 1차 소멸되게 하고, 이어 발생된 2차 파가 삼각파형과 같은 첨단 부위에서 제1차인(110)의 오목 홈 쪽으로 급속히 이동하면서 파력을 재차 상실하게 함으로써 종국적으로는 제1차인(110)의 상단인 제1곡률(112)에서는 파력이 거의 상실하도록 유도하기 위한 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 세일요트 직진 및 태킹시 횡류력을 전진력으로 전환하기 위한 선미구조는 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

도시된 도 1, 도 2와 같은 관계에 의해 세일요트에 총합력이 발생할 때, 세일요트에 걸리는 총합력은 합력의 평행사변형 법칙에 따라 전진력과 횡류력으로 분해된다.

이때, 횡류력을 최소화시키면 전진력이 커져 세일요트의 전진성이 좋아지고, 반대로 횡류력이 커지면 저항이 높아지므로 세일요트의 전진력이 낭비되어 요트가 횡방향으로 떠밀리는 경향이 커지게 된다.

하지만, 본 발명에서는 선체(100)의 양측면에 선체 중간으로부터 선미를 향해 흘수 아래까지 연장된 더블차인, 즉 제1,2차인(110,120)이 서로 다른 곡률을 갖고 요입형성되어 있기 때문에 횡류력을 발생시키는 유동류가 급격히 줄어 들어 횡류력의 크기를 줄이고, 이로 인해 전진력이 커지게 되는 결과를 낳게 된다.

특히, 앞서 설명하였듯이 제1차인(110), 제2차인(120) 각각이 서로 다른 다수의 곡률반경을 갖는 차인라인들의 조합으로 이루어져 있고, 또 제1,2차인(110,120)의 경계선은 첨단을 이루면서 제1,2차인(110,120)의 오목 홈에 비해 상대적으로 현저히 높게 돌출되어 있으므로 그 끝단을 따라 유동하는 유동류는 반경방향을 따라 이동하려는 성분과 끝단을 뛰어 넘어 오버플로우하려는 성분이 분해서되면 파력이 급격히 줄어 들게 된다.

또한, 이후 첨단을 지나면서 첨단을 기점으로 하는 또다른 파가 생성되고, 이 파는 이전 파들과 중첩되면서 소멸간섭을 일으켜 파력을 급격히 감쇄시키게 된다.

결국, 횡류력을 극대화키는 요인은 전진력에 대항하여 선체(100)의 양측면에 접촉하면서 걸리는 유동류의 저항력이라고 볼 수 있는데, 그 저항력이 상기 제1,2차인(110,120), 즉 더블차인에 의해 급속히 줄어 들기 때문에 전진력이 커져 주행성능이 향상되게 된다.

이와 같이, 본 발명은 선체(100)의 선미부 구조를 개선하는 것에 의해 기존처럼 별도의 횡류력 저감장치를 구비하지 않고도 전진력을 향상시키는 효과를 얻을 수 있게 된다.

100: 선체 110: 제1차인
120: 제2차인

Claims (3)

1. 선체와, 선체에 고정된 돛을 바람의 방향에 따라 유동시켜 풍력을 통해 추진하는 세일요트에 있어서;
   상기 선체의 양측면에 선체의 길이 1/3~1/4 지점으로부터 선미를 향해 연장된 더블차인(Double Chine)을 형성하되,
   상기 더블차인은 상기 선체 길이 1/3~1/4 지점부터 형성된 선미를 향해 점점 폭이 커지도록 연장되며, 선체의 높이방향으로는 여러 곡률이 혼합된 형태로 요입되게 형성된 제1차인과;
   상기 제1차인의 전체 길이의 1/3 지점부터 선미를 향해 점점 폭이 커지도록 연장되며, 선체 높이 방향으로는 여러 곡률이 혼합된 형태로 요입되게 형성된 제2차인;으로 이루어지되,
   상기 제2차인의 후단은 상기 선체의 선미 선저와 경계를 이루는 부분까지 하향 형성되고,
   트랜섬을 기준으로 요트의 횡방향 수평선과 이루는 각도가 상기 제1차인과 상기 제2차인의 하부라인을 기준으로 각각 15도, 5도 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 세일요트 직진 및 태킹시 횡류력을 전진력으로 전환하기 위한 선미구조.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서;
   상기 제1차인은 높이방향으로 제1,2,3곡률이 혼합연결되어 형성되되, 상측인 제1곡률이 가장 큰 곡률로 이루어지고, 하측인 제3곡률이 가장 작은 곡률로 이루어지며;
   상기 제2차인도 높이방향으로 상부곡률, 중간곡률, 하부곡률을 이루되, 상측인 상부곡률이 가장 큰 곡률로 이루어지고, 하측인 하부곡률이 가장 작은 곡률로 이루어진 것을 특징으로 하는 세일요트 직진 및 태킹시 횡류력을 전진력으로 전환하기 위한 선미구조.

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