에어포켓을 고려한 수중 침몰체의 인양 실험과 시뮬레이션

Abstract

해양사고 후에는 구난 및 인양 작업이 필수적이다. 침몰체에 대한 면밀한 조사와 인양에 대한 계획은 인양작업을 성공하기 위해서 필수 적이다. 본 논문에서는 선박이 침몰할 때 침수진행구간에서 선체 내부에 물이 차 들어가는 과정 중에 발생하는 에어포켓이 인양작업에 미치는 영향에 관한 논문으로써 예상하는 영향은 다음과 같다. 첫째, 에어포켓이 선체 내부에 존재하면 수중 중량 계산에 오류를 일으킬 수 있다. 수중 중량의 계산은 인양 계획에 있어 중대한 역할을 한다. 전문가들 사이에서도 침몰한 선체의 수중 중량을 계산하는 것은 어려운 일이다. 이는 여러 인양 실패사례에서도 유추할 수 있는데, 비교적 작은 중량 계산의 오차도 인양 실패로 이르게 할 수 있음을 시사한다. 둘째, 에어포켓이 침몰체 내부에서 이동을 하면 해상크레인의 종 또는 횡 모멘트를 발생시킨다. 인양 과정 중 에어포켓이 선체 내부에서 이동하게 된다면 인양 작업 중 여러 인양 로프에 걸리는 인양력이 시간에 따라 일정하지 않은 비정상 상태(Unsteady state)가 되고, 인양 로프 사이의 균형이 깨지게 되며 이는 횡 또는 종 모멘트를 야기한다. 또한 공기는 물에 비해 밀도가 약 1/1000배 이며, 이는 수중에서 부력에 의해 가벼워지는 침몰체를 고려한다면, 그 영향은 더욱 클 것이라 예상한다. 특히 선체 무게가 해상 크레인에 허용 용량 이내라고 할지라도, 횡 또는 종 모멘트에 대한 안정성 고려가 따로 필요함을 시사한다. 셋째, 에어포켓이 침몰체 내부에서 외부로 이탈을 하게 되면 침몰체의 수중무게가 순간 무거워짐과 동시에 해상크레인의 종, 횡 모멘트를 발생시킨다. 인양 과정 중 선체 구조 손상, 수압 감소에 따른 공기 부피의 증가, 선체 자세의 변화 등의 요인으로 에어포켓이 선체 외부로 이탈할 가능성이 있다. 이는 수중 중량의 급격한 증가와 인양 로프 사이의 인양력 변화를 동시에 야기하며, 이는 로프의 구조적 관점에서 취약한 슬랙(Slack)현상과 스냅로드(Snap Load)현상을 일으켜 큰 위험이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 에어포켓에 의한 두가지 영향을 고려하였으며 해상크레인의 안정성에 관한 내용을 수록하였다.