이번 포스팅에서는 해양 과학기술에 대해 포스팅하도록 하겠습니다.
여객선,화물선,어선등 인류의 주요 교통수단인 선박은 한번에 많은 화물과 사람들을 수송할 수 있다는 장점으로 산업 경쟁력을 이끌어가고있습니다. 특히, 연료효율을 높이고 안전을 확보하기위해서는 선박의 겉모양과 부품을 어떻게 설계하느냐가 첫번째 관건입니다. 선형시험이란 시험수조에 선박의 모형을 띄워 동력,추진능력, 프로펠러의 효율등을 조사하는 단계인데요. 낮은 마력으로 높은속력을 내는것이 선박의 성능을 좌우하는 매우 중요한 부분이기 때문에 실험을 통해 가장 효율적인 선박의 안정성을 미리파악하여 실제로 제작 후 나타나는 하자보수를 줄이고있습니다. 선형시험의 몇가지 예를 들자면 선박이 물로부터 받는 힘을 견디는 저항실험, 프로펠러의 추진력을 통해 선박을 움직이게하는 자체 동력실험등이 있고 파도,바람과 같은 변수를 조절하여 실제 바다에서 배가 어떻게 움직이는지를 평가해 실선제작에 적용하게됩니다. 최근에 상선같은 경우에는 친환경, 고효율 선박 기술 개발에 대한 요구가 굉장히 커지고있는 추세이고, 그로인한 추진기에서 발생하는 여러가지 문제가 있는데 그런 문제들을 설계 단계에서 모형시험을 통해 확인하고 친환경,고효율 선박에 대한 기술 개발,연구를 하고있습니다. 프로펠러는 물에서 선박이 달리게하는 추진기입니다. 프로펠러가 회전하면 물을 밀어내면서 그 반동으로 생긴 추진력으로 배가 전진을 하게되는 원리입니다. 그런데 이런 프로펠러를 위협하는 현상이있는데, 바로 캐비테이션 현상입니다. 캐비테이션 현상이란 프로펠러의 회전이 빨라지면 날개면의 기압이 낮아지면서 그 부분에 물이 증발하여 수증기가되고, 또 수중에 녹아있던 공기방울이 날개에 들러붙어 침식을 일으키는 현상입니다. 특히 대형선박의 프로펠러에서는 날새손상 뿐만 아니라 선채의 진동, 고장 등의 원인이 되기때문에 이를 방지하기위해 프로펠러의 설계단계부터 날개모양과 면적등의 주의를 기울이는것입니다. 이러한 프로펠러의 효율만을 연구하는 전용시험관이 있는데, 바로 캐비테이션 터널입니다. 약 2400톤의 물을 순환시켜 프로펠러가 돌아갈떄 생기는 물방울을 관찰하고 터널내부에 압력을 조절해 프로펠러가 느끼는 힘과 주변환경에 따른 캐비테이션 현상을 파악할 수 있게됩니다. 특히 상선같은 경우 캐비테이션 현상을 피할 수 없기 때문에 좀 더 안정적으로 또는 양을 줄이는 방식을 통하여 기술을 개발하고있습니다. 함정 같은 경우 캐비테이션 현상이 발생하면 함정의 기능을 할 수 없기 때문에 캐비테이션 현상을 억제하는 기술을 개발하고 있습니다.
우리나라 서해안과 남해안은 조수간만의 차가 크고 조류 속도가 빨라 이를 극복하기 위해 개발된 해저탐사 로봇이있는데, 바로 크랩스터 로봇입니다. 최대 200m 수심에서 혼탁한 수중에서도 100m이내의 반경을 탐지할 정도로 훌륭한 탐사기능과 동영상 촬영과 주변의 수심,온도,유속 등을 실시간으로 제공받을 수 있습니다. 바다의 광부라 불리우는 미내로 로봇은 무게만 2.5톤에 달하며, 엄청난 수압에도 모양을 유지하는것이 가능할 정도로 튼튼하게 만들어졌습니다. 우리나라 심해 퇴적물 에는 망간단괴가 다량함유 되어있는데, 망간단괴는 철,니켈,구리 등 여러 금속 성분이 포함되어 있는 광물자원으로, 수심 5,000m의 바다에 매장되어있는 광물입니다. 문제는 바닥 밑바닥의 있는 자원을 사람이 직접 건져오는것이 불가능 할 뿐더러 망간단괴 퇴적물에 사람이 발을 디딘다면 늪에서처럼 사람이 빨려 들어갈 수 있기 때문에 로봇의 역할이 필요한것입니다. 로봇의 앞부분에 채집장치가 바닥에 깔려있는 망간단괴를 수중으로 띄우면 로봇의 윗부분에서 망간단괴만 분리해 미내로 내부로 운반하는 시스템으로 채광이 이루어집니다. 미내로는 지면과의 마찰에 강하고 이동이 자유롭기 때문에 해양 뿐만 아니라 지면에서도 원하는 동선으로 이동이 가능한 슈퍼파워 최강로봇입니다. 해양기술의 발전은 앞으로도 쭉 계속될것입니다.
