페이스북 트위터 이메일 인쇄

조선업

  • 선박의 기원

    고려의 누전선 지구상의 배의 역사는 BC 6000년경에 시작되었다고 한다. BC 6000년경에 인류 문화 문명이 처음으로 나타나게 되었는데 그 발상지는 인도의 인더스강 유역(BC 4500년), 이라크의 티그리스강 유프라테스강 유역인 메소포타미아 지방(BC 4500년), 이집트의 나일(Nile)강 유역(BC 4500년), 중국의 황허(黃河)의 하류평야(下流平野) 유역(BC 3500년) 등으로 알려져 있다. 배(船舶)는 인류의 문화 문명의 발상과 더불어 진화되고 발전하여 왔다.

     
    1. 석기시대
     

    구석기시대 초기는 고인류(古人類)가 발생한 400만 년 전부터 후기는 약 1만 년 전까지의 시기를 말한다. 1만 년 전의 단계에는 사람의 인지가 아직 유치하여 동굴이나 바위굴에서 살았으며 자연석(돌)으로 도끼와 칼 따위를 만들어 썼으며 불을 사용할 줄 알았던 때로서, 강가나 바닷가에서 물고기를 잡고 소라, 전복, 조개를 채취하고 수초, 해조(海藻) 등을 채집하고 숲 속에 사는 동물을 수렵하여 이것들을 구워 먹는 등 생존을 위한 식물(食物)의 조달 활동을 주로 하였다.

    이 시기에는 숲에 자연적으로 쓰러 넘어진 아름드리 통나무를 한두 발 길이로 토막 내어 호수나 강이나 바다에다 이것을 띄워 여기에 올라타고서 손으로 물을 저으면서 이동하고 다녔다.

    신석기 문화에 대한 시대 구분을 구석기 시대 이후 가장 오래된 토기 무리가 나타난 때부터 청동기 사용 이전까지의 사이로 보고 있는데 주로 수렵(狩獵)과 어로(漁撈), 채집(採集)에 의한 먹거리를 구하는 식량 조달의 방편으로 이루어진 손으로 만든 토기 문화를 포괄하는 개념으로 쓰이고 있어서 신석기 문화의 시작이 농경의 시작과 꼭 일치하지 않는다는 것이 학자들의 의견이다. 이 신석기 문화 시대에 원시적인 배(排=나무를 엮은 것)가 발명되어 고기를 잡거나 어디론가 먼 곳으로 이동을 할 때에 이 원시적인 배가 이용되었다.

     
    2. 이동의 시작과 배의 발명
     

    석기 시대의 인간은 유치하나마 동물과 달리 비교적 높은 지능을 가지고 있었기 때문에 강이나 바다(海岸)에서 어로, 채취, 채집 활동을 할 때, 강을 건너야 할 필요를 느낄 때, 바닷가에서 섬으로 왕래하거나 섬과 섬 사이를 왕래할 필요를 느낄 때 또는 가까운 바다에서 좀더 먼 바다로 가려고 이동을 할 때, 물 위에 뜨는 것을 띄워 이것에 올라타고 목적지로 이동도 하고 생산된 식량을 운반도 하였다. 이때가 BC 6000년~4000년경으로서 인류가 처음 뜨는 것을 탈것(乘物, 騎物)으로 이용한 동기이고 시작이라고 할 수 있다.

    스킨디나비아의 암각화 [출전]KEMP [THE HISTORT OF SHIPS] ORBIS 1978 북해의 스칸디나비아 지방의 노르웨이, 스웨덴, 덴마크 등지의 배 그림 암각화는 대개 신석기시대에 그려진 것이지만, 청동기시대 때 그린 배 그림 암각화도 있다. 그런데 근래에 와서 발굴한 바 있는 유트스프링 배(Hjortspring Boat)와 암각화의 배 그림이 비슷함을 알 수 있다.

    우리나라에서도 석기시대와 청동기시대에 그린 바위그림이 1971년에 경상남도 울주군 언양면 태화강 상류의 반구대에서 발견되었다(동국대학교 조사 1971-1972). 반구대 암각화의 그림에는 모두 3척의 배가 보이는데, 가야시대의 배 모양 토용과 신라시대의 배 모양 제사용 토기의 모양과 비슷하다. 또한 스칸디나비아, 이집트, 그리스, 페니키아의 석기시대 배 모양과도 비슷하다. 동서양의 암각화를 서로 비교해 보면 그리는 기법이나 그림의 내용에 있어서 서로 공통되는 점이 있다는 것을 알 수 있다.

    인류의 문화 문명의 발상지가 강하의 유역이라고 하는 것은, 인류가 처음 생활을 시작한 곳이 강가 이었다는 것과 강가에서 생존에 필요한 식물을 포획하거나 채취하며 생활했다는 것을 말해주는 것이다. 또 강하의 유역에는 각종 씨앗을 뿌려 곡식을 생산 할 수 있는 비옥한 땅이 있어서 자연적으로 농경시대로 전환되는 계기가 되었다. 배는 이들의 생활에 있어서 가장 유용하고 편리한 이동의 수단이었고 이기(利器)였다.

     
    3. 배의 진화
     

    동아줄로 봉합한 조립선 [출전]KEAMP [THE HISTORT OF SHIPS] ORBIS 1978 두 아름드리가 되는 굵은 나무를 구해서, 돌과 불을 이용하여 나무의 속을 파내어 Dugout(쪽배)를 만들었다. Dugout(쪽배)에는 다음과 같은 발달 단계를 거치면서 조립선으로 발전하여 갔다. 우리나라에서는 이것을 퉁궁이 또는 매생이라고 하였다.

    통나무 쪽배 다음으로 준 구조선인 봉합선이 발명되었다. 통나무 쪽배의 제6발달 단계에 속하는 것으로서, 외쪽 통나무 쪽배를 바닥 판으로 하고 쪽배의 양현 쪽에 판자를 덧붙인다. 이 때 판자에 구멍을 뚫고 그 구멍에 가죽 끈이나 칡넝쿨로 엮은 동아줄을 꿰어서 조립한 배를 조립 봉합선(Stitched Boat)이라고 한다.

    원시시대에 있어서 물위에 띄워서 타고 다니는 탈것(乘物)이 필요하게 되었다. 이 탈것(乘物)의 이름을 지을 때 그 탈것(乘物)을 만드는 재료의 이름을 그대로 따서 썼다.

    1단계:외쪽배, 2단계:외 쪽배(덧삼), 3단계:쌍 쪽배 , 4단계:두 쪽배, 5단계:세 쪽배

    나일강 유역에서는 ‘암바체’ 가지를 잘라 다발로 엮어서 [암바체 뗏배]를 만들었고, 피지 섬에서는 대나무를 칡넝쿨로 엮어서 [대나무 뗏배]를 만들었다. 인도의 코로만델 해안에서는 서너 개의 나무토막을 칡넝쿨로 엮어서 ‘카타마란’이라고 하는 뗏목배를 만들었고, 우리나라의 동해안에서는 대 여섯 개의 오동나무 토막을 칡넝쿨로 엮어서 ‘토막배’라는 뗏목배를 만들었다. 제주도에서는 구상 나무로 ‘태우’라는 뗏목배를 만들었다.

    [출전] BJORN LANDSTROM [THE SHIP] DOUBLEDAY 1961 티그리스강에서는 동물의 가죽에 바람을 넣은 공기 자루 배를 타고 강을 건넜다. 나무 가지로 소쿠리 모양으로 틀을 짜고 겉에는 동물의 가죽을 씌워 강이나 호수, 해안에서 이것을 타고 낚시를 하였는데 이것을 그린랜드에서는 ‘우미악’, 영국에서는 ‘코라클’, 제주도에서는 ‘비럭’이라고 하였다. 이것은 후에 카누우(Canoe)로 발전되었다.

    통나무의 속을 파내서 만든 통나무 쪽배는 스칸디나비아, 아프리카, 남아메리카, 오스트레일리아, 일본, 우리나라 그 외 세계 여러 지역에서 만들어 사용되었다.

  • 선박의 종류
    3.군함 2.여객선 1.화물선

    선박은 사용목적에 따라 상선, 군함, 어선 및 특수작업선으로 크게 구분할 수 있다. 상선은 여객 또는 화물을 운반하여 운임수입을 얻는 것을 목적으로 하는 선박을 말하며, 이것을 다시 화물선, 화객선, 여객선으로 구분한다.

    1. 화물선
     

    대우조선에서 건조한 30만 톤급 VLCC 화물선은 화물의 운송을 목적으로 하는 선박으로 거주설비를 간소화 하고 선창을 크게 하여 하역설비에 중점을 두어 일시에 대량의 화물을 안전하고 신속하게 운반할 수 있도록 설계되어 있다. 또한, 화물선은 운송화물의 종류에 따라 크게는 원유와 석유 화학물 등을 운송하는 유조선과 철광석·곡물 등을 운송하는 건화물선과 두가지 화물을 동시에 운송할 수 있는 겸용선으로 분류할 수 있다.

    유조선 종류에는 원유를 운송하는 원유운반선(Crude Oil Tanker), 정유한 석유제품을 운송하는 정유운반선(Product Carrier), 특정 화학제품을 운송하는 화학제품운반선(Chemical Tanker), 가스류를 액화시켜 운송하는 가스운반선(Gas Carrier) 등이 있다. 가스운반선은 LPG(Liquefied Propane Gas), 에틸렌, 액화 암모니아 등을 주로 운송하는 배이다. LNG(Liquid Natural Gas)를 운반하는 배는 특별히 전용선으로 만들게 된다.

    건화물선 종류에는 곡물이나 광석 등의 비포장된 건화물을 운송하는 산적화물선(Bulk Carrier), 여러가지 물품을 함께 운송할 수 있는 일반화물선(General Cargo Carrier), 적하역 작업을 보다 편리하고 신속하게 하기 위하여 화물을 컨테이너에 넣어 운송하는 컨테이너선(Container Ship), 각종 건화물과 컨테이너를 함께 운송할 수 있는 다목적 운반선(Multi Purpose Cargo Carrier) 외에 차량운반선(Pure Car Carrier), 냉동선(Reefer Vessel) 등 각종 특별한 목적의 배들이 있다.

    원유운반선

    원유운반선은 천연의 가공하지 않은 원유를 용기에 넣지 않은 상태로 배에 직접 실어서 수송하는 배이다.

    이제까지 유조선의 선체 구조는 화물창 벽이 곧 선체 외판이 되는 단일 구조였으나, 1983년부터 발효된 ‘선박으로부터의 해양오염을 방지하기 위한 국제협약’에 따라 화물 탱크의 보호적 배치가 취해지면서 바닥과 외판의 구조가 변하게 되었다. 또한 1989년 알래스카 연안에서 발생한 초대형 유조선 엑슨발데즈 호의 좌초사고에 의한 다량의 기름 유출 이후, 1990년 미국 연안을 항해하는 유조선에 대해 이중선체화를 의무화시키는 법안이 제정되었고, 국제해사기구(IMO)에서도 새로 짓는 유조선의 경우 이중선체구조 방식을 의무화하였다.

    대우조선에서 건조한 적재용량 78,500 LPG 운반선 유조선은 2차대전 당시만 해도 1만 6,000톤 정도의 원유를 싣는 선박이 가장 컸으나, 그 후 점점 커져 1968년 30만 톤급 유조선 VLCC(Very Large Crude Oil Carrier)가 등장하였고, 이제는 45만 톤급 유조선 ULCC(Ultra Large Crude Oil Carrier)가 등장하였다. ULCC의 경우 전장 380m, 형폭 68m, 깊이 34m 나 된다.

    유조선을 비롯하여 대부분의 화물선에서는 조타실과 거주구, 기관실이 모두 배 뒤쪽에 있다. 전방과 중앙부에는 화물 탱크들을 배치하고, 이 화물구역의 최전방과 최후방에는 안전상 코퍼댐(Cofferdam)을 설치하거나 빈 공간을 만들어 다른 구역과 격리시킨다. 선수부에는 창고, 밸러스트 탱크 등을 배치하고, 선체 중앙부에는 전용 밸러스트 탱크를 배치하여 만재시 선체의 굽힘 모멘트를 감소시키고, 공선 항해시는 이 탱크에 바닷물을 채워 필요한 흘수(吃水)를 얻으며, 또한 선체의 굽힘 모멘트를 줄인다.

    화물구역은 보통 종격벽(縱隔壁)에 의해서 3열로 나누어져 중앙의 센터 탱크 열과 좌우의 윙 탱크 열로 구분되고, 이들 탱크 열은 다시 몇 개의 횡격벽(橫隔壁)에 의해 구획되어 각각 독립된 센터 탱크들과 윙 탱크들이 된다. 화물용 펌프는 대개 2∼4개를 가지며, 이들은 총 합계능력이 만재 화물유를 20시간 내외에 하역할 수 있는 대형 펌프들이다.

    유조선은 수송화물의 청결도에 따라 원유나 중유를 수송하는 더티 탱커(Dirty Tanker)와 가솔린, 경유 등을 수송하는 클린 탱커(Clean Tanker)로 구분하기도 한다. 또한 유조선은 운항해역에 따라 내항 유조선과 외항 유조선으로 분류하기도 한다. 내항 유조선은 정제유 및 화공약품의 연안수송에 사용되는 수백 톤급의 작은 것이 많고, 외항 유조선은 원산지에서 소비지로 수송되는 원유, 정제유 등을 대량으로 실어 나르는 것으로써 그 크기는 수천 톤급에서 수십만 톤급에 이른다.

    가스운반선

    액화 암모니아, LPG, 에틸렌 등을 운송하는 가스운반선은 가스를 비등점 이하의 온도로 낮춰서 액화하여 운송하는 배이다. 암모니아의 비등점은 -33℃, LPG의 비등점은 -42℃, 에틸렌의 비등점은 -104℃이므로, 이보다 낮은 온도를 유지하기 위해 여러 가지 배려가 필요하다. 이러한 가스를 보관하는 탱크는 저온에 강한 니켈강을 쓰게 되며 완벽하게 용접해야 하고, 큰 냉동기와 보온설비도 필요하다.

    LPG선은 석유가스를 액화시키는 방법에 따라 저온식 LPG선과 가압식 LPG선이 있다. 가압식은 선체에 설치된 압력용기에 상온의 가압된 액화 석유가스를 수송하는 것으로 연안수송에 이용되며, 수천톤 이하의 소형선에 이용된다. 저온식은 대기압과 거의 같은 압력에서 냉각시켜 수송하는 것으로 대량 수송에 적합한 방식이다. 오늘날 6만 톤 정도의 수송능력을 가진 저온식 LPG선이 많이 취항하고 있으며, 대형화 되고 있다.

    LNG 운반선

    LNG선은 천연으로 생산되는 비석유계 천연가스를 액화한 것을 운반하는 배이다. LNG는 메탄 성분이 90% 이상을 차지하며, 메탄은 비등점이 -162℃이기 때문에 냉각하여 액화한 메탄을 운반한다. 액화가스를 배 안에 설비된 초(超)저온 탱크 안에 저장해야하므로, 탱크 주위를 두꺼운 방열재로 보호해 주어야 한다. 따라서 LNG선은 만들기가 어려운 선박 중의 하나이다.

    모스 형식(우측)과 멤브레인 형식(좌측) 비교   모스 형식 LNG 운반선, 멤브레인 형식 LNG 운반선

    LNG선에서 액화가스를 저장하는 화물창의 종류에 따라 모스(Mmoss) 형식과 멤브레인(Membrane) 형식이 있는데, 모스 형식은 직경 40m 가량의 둥근 공 모양의 탱크를 두꺼운 알루미늄으로 별도로 만들어 배 위에 설치하는 형태이다. 멤브레인 형식은 별도의 탱크를 만드는 것이 아니고, 화물창 벽에 보온을 잘한 후 그 보온 표면에 특수한 금속판을 붙이는 것이다. 다음의 그림은 모스 형식과 멤브레인 형식의 LNG 운반선을 비교하고 있다.

    탱크를 알루미늄 등 특수 소재로 만드는 것은 극저온 상태에서는 일반 금속의 취성(깨어지는 성질)이 크게 증가하므로 이를 피하기 위한 것이다. 탱크가 선체와 연결되는 지지대나 배관에도 큰 온도차로 인한 수축과 팽창이 우려되므로 잘 만들어야 하며, 이로 인한 균열과 파손도 충분히 고려되어야 한다.

    산적화물선

    산적화물선은 화물을 포장하지 않은 채 그대로 싣고 수송하는 화물선이다. 기름을 싣는 배를 산적 액체화물선이라고 부르기도 하나 이는 일반적으로 유조선이라 부르고, 대부분의 경우 산적화물선이라 하면 곡물과 광석 등을 싣는 건화물선 만을 산적화물선이라 부르고 있다. 보통의 배에서는 하층의 화물이 짓눌리지 않도록 중갑판으로 사이를 막지만 벌크 화물선에는 칸막이가 없고 땅딸막한 형태를 한 것이 특징이며, 따라서 그만큼 배의 가격도 싸다. 또한 원료운반이 주요 임무이기 때문에 수송비를 낮추기 위해 경제속력으로 항행하며, 선체가 점차 대형화 되고 있다.

    STX 조선에서 건조산 52,000톤급 산적화물선

    대부분의 산적화물선은 곡물, 광석 또는 석탄 등의 화물을 함께 취급한다. 예를 들어 곡물의 경우 연중 일정한 화물이 나오지 않고 수확시기에 따라 변동될 수밖에 없으므로 전용선을 가질 수 없다. 따라서 한 종류의 특정화물에 한하지 않고 다양한 산적화물의 물동량에 맞추어 운송한다. 화물의 특성에 따라 싣고 내리는 장치 등을 특별히 설치해야 한다. 그러나 광석의 경우 비중이 크므로 화물의 중심이 낮아져서 동요주기가 짧게 되기 때문에 배의 형상과 강도면에서 특수한 구조로 건조하는 경우도 있으므로 전용선을 두기도 한다.

    또한 공선항해의 비율을 낮추기 위해 편도는 원유, 나머지 편도는 광석을 운반하는 광석·원유겸용선(Ore/Oil Carrier) 등의 겸용선도 있다. 한 예로는 쿠웨이트에서 석유를 유럽으로 운반하고, 배를 아프리카로 회항시켜 철광석을 싣고 한국으로 운반하는 경우와 같은 것이다. 철광석, 석탄, 곡물 등의 산적화물과 원유를 실을 수 있는 다목적 겸용선으로 광석·산적·원유겸용선(Ore/Bulk/Oil Carrier, OBO선)이나 자동차와 각종 산적화물을 함께 실을 수 있는 자동차·산적겸용선(Car/Bulk Carrier)이 출현하기도 하였다.

    컨테이너선

    컨테이너선은 주어진 선박의 갑판 아래와 갑판 위에 컨테이너를 적재하여 수송하는 배이다. 1960년대 후반부터 대규모로 발전한 수송방식으로서 당초에는 주로 미국의 시랜드사(Sealand)와 매트손 내비게이션사에 의하여 개발되었는데, 해상수송의 혁명이라고까지 불리고 있다. 하역시간을 단축하고 하역비용을 절감하기 위하여 잡화 또는 소포를 넣은 규격용기, 즉 컨테이너를 수송할 수 있도록 한 배이다. 컨테이너선의 종류로는 컨테이너를 전문으로 수송하는 특수한 구조의 풀컨테이너선과 선창의 일부를 컨테이너 전용으로 만든 세미 컨테이너선의 두 종류가 있다. 컨테이너를 싣는 방법에 따라서 적재한 차량이 선박의 측면 또는 선미에 설치한 현문을 통해서 선내로 들어와 짐을 부리는 롤온 롤오프(Roll-On Roll-Off) 방식의 선박과 컨테이너를 선박 또는 안벽에 장치한 기중기로 들어서 배에 싣는 리프트온 리프트오프(Lift-On Lift-Off) 방식의 선박으로 나뉜다.

    롤온 롤오프 방식의 배에서는 최상갑판을 포함한 전선창이 다층 갑판으로 이루어져 트레일러나 컨테이너를 실을 수 있는 스페이스로 이용되고 있다. 컨테이너는 트레일러나 포크 리프트에 의해 육상과 해상을 연결하는 램프를 통하여 수평으로 하역된다. 이 선박의 결점은 재래정기선 보다 많은 공간을 필요로 한다는 것이다. 그러나 근거리 운송에서는 하역시간의 단축이나 하역비의 절감으로 이러한 결점을 상쇄할 수 있어 오래 전부터 많이 사용되고 있는 방식이다.

    현대중공업에서 건조한 5,600 TEU급 컨테이너선

    리프트온 리프트오프 방식의 배에는 컨테이너가 전후좌우로 움직이지 못하도록 컨테이너의 네 귀퉁이에 수직으로 레일이 장치되어 컨테이너가 그 안에 격납되도록 설계된다. 또한 갑판상에도 컨테이너를 적재할 수 있는 구조로 건조된다. 이러한 구조의 배에는 자체 크레인이 없으므로 육상의 크레인으로 적하역을 하게 된다.

    컨테이너선의 크기를 나타내는 단위로 TEU를 쓰는데, TEU(Twenty-Foot Equivalent Unit)란 길이 20피트짜리 컨테이너 박스를 뜻한다. FEU(Forty-Foot Equivalent Unit)는 길이 40피트짜리 컨테이너 박스를 말한다.

    맨위로가기
     
    2. 여객선
     

    여객선은 정기항로 여객선과 일반 관광선이 있다. 여객의 안전과 안락한 분위기 조성을 위하여 여러 가지 설비를 갖추고 있으며, 만일에 대비하여 구명설비도 완비되어 있다. 특히 여객이 이용하는 시설과 공간을 흘수선 보다 위에 두기 때문에 상부구조가 대단히 크다. 여객선의 설계 및 건조에는 높은 수준의 조선기술이 요구된다. 일반적으로 여객만을 수송하는 객선, 여객과 화물의 수송을 함께하는 화객선, 여객과 객차를 함께 수송하는 카페리가 있다.

    객선

    주로 여객을 태워 나르는 배로서 사람 외에 부수적으로 소량의 특수 화물과 우편물을 적재하는 설비를 갖추고 있다. 일반적으로 여객선이라 함은 객선을 말한다.

    여객선에는 정기여객선과 관광여객선으로 나뉜다. 정기여객선은 항상 같은 구간을 정해진 시간표에 따라 운항하는 배이고, 관광여객선은 세계 또는 어느 지역의 관광 수역을 두루 돌며 운항하는 배이다. 제2차 세계대전 전까지는 해외도항의 수단이 선박이었기 때문에 고속 정기여객선이 취항하는 정기항로망이 발달하였으나, 항공산업이 발달한 오늘날은 정기여객선 운항은 쇠퇴하였다.

    여객선은 선내 서비스를 포함한 거주성과 외관에 특색이 있다. 여객의 안전과 신속한 운송에 중점을 둬야 하기 때문에 여객설비 외에, 이중저 수밀격벽 구조와 방화설비, 화재경보장치 및 소화설비 등 선체의 안전과 인명안전을 위하여 높은 기준의 선체구조와 설비가 필요하다. 거주성의 특색으로는 각종 쾌적한 객실을 갖추고, 흔들림을 막는 장치를 갖추는 것도 일반화 되어 있다. 또한 배 안에서의 생활을 즐겁게 하기 위해서 각종 오락 프로그램과 일류 요리사에 의한 다채로운 메뉴 등도 마련된다. 외관에도 많은 신경을 써서 비교적 고급스럽고 맵시 있는 형태를 취하고 있다.

    노르웨이 FOSEN 조선소에서 건조한 4만톤급 호화 관광여객선

    우리나라의 정기여객선은 육지와 인근 섬을 연결하는 소형 여객선이 대부분이다. 전에는 선체가 조악하고 설비도 빈약한 것이 많아서 승객사고가 자주 일어났지만, 최근에는 안전하고 쾌적한 객선이 많다. 배 밑에 날개를 붙여서 배가 앞으로 나아갈 때 날개가 받는 양력으로 배를 띄워 나아가게 하는 수중익선(Hydrofoil Ship), 배 아래쪽 전체를 삥 둘러 유연한 고무 덮개인 스커트로 감싸고, 그 안에 공기를 채워 배를 띄운 후 전진하는 공기부양선(Air Cusion Vehicle, ACV), 공기를 채워 띄우되 앞뒤에만 스커트가 있고, 양쪽 옆에는 단단한 판을 댄 표면효과선(Surface Effect Ship, SES) 등이 소형 여객선에 많이 적용되고 있다.

    화객선

    여객과 화물을 동시에 운반하는 배이다. 수면부분 이하의 선창에는 화물을 적재하고, 그 이상의 중갑판 및 상갑판의 선루에는 여객용 설비를 갖추어 여객을 탑승시키는 선박이다. 여객설비는 대체로 대형의 전용여객선에 비하여 호화스러움 보다 편안함을 위주로 하며, 여객용 공간의 전후도 화물창으로 되어 있는 것이 보통이다. 화객선이라고 해도 화물수송이 운항의 주목적이며 세계의 각 해역들을 항해하는 정기선으로 취항하고 있다. 객선 및 화객선은 항구에서 우선적으로 부두를 사용할 수 있기 때문에 통행이 많은 항로에는 화객선을 중심으로 하여 정기항로를 유지하기도 한다.

    현대미포조선에서 건조한 부산 - 시모노세키 간 대형 카페라선 성회호

    카페라선

    여객과 자동차를 함께 싣고 운항하는 배이다. 배와 육지를 잇는 램프를 설비하고, 차량갑판이 있으며, 운전자가 직접 자동차를 배에 싣고 내리게 되어 있다. 자동차 교통의 발달과 함께 보급되기 시작하여, 미국과 유럽에서는 해협, 만구, 하천 등의 도선에 일찍부터 도입되었다. 장거리 트럭 수송과 연계하여, 선박이 지니는 대량수송성과 저렴성에 자동차가 지니는 신속성과 기동성을 조화시킨 수송형태로 발전하고 있다. 현재 우리나라에서도 부산∼제주 간 카페리가 운항되고 있다.

    맨위로가기
     
    3. 군함
     

    군함은 크게 수상함과 잠수함으로 나눌 수 있다. 잠수함도 그렇지만 특히 수상함은 다양한 임무에 적합하도록 무기와 장비, 인원, 연료 등을 탑재해야 하기 때문에 크기가 다르게 건조된다. 수상함에서 소형함은 항구 또는 기지에 대기하면서 항만 방어, 기습공격 등 짧은 기간 동안 제한된 작전을 수행하기 위해 만들어진 함정으로 연안 경비함과 고속정 등을 들 수 있다. 중형함은 선단 호위, 해역 및 연안초계 등 연안작전과 제한된 대양작전을 하기 위해 내항성과 항속성을 고려하여 만들어진 함정으로 호위함과 초계함 등을 들 수 있다. 대형함은 복합적인 작전능력과 함께 지휘통제 능력을 보유하고, 대양에서 장기간 작전이 가능토록 내해성과 항속성, 복합전 수행 능력을 고려하여 만들어진 함정으로 구축함, 순양함, 항공모함 등을 들 수 있다. 여기 실린 내용과 사진들은 우리나라 합참 자료에서 인용하였다.

    항공모함

    미국의 니미츠급 항공모함 항공모함(Multi-Purpose Aircraft Carrier)은 외국 주둔 기지 없이 세계 전역에서 독자적인 전력을 확보하기 위한 군함으로, 전쟁 억제와 분쟁시 공격 거점으로써의 역할을 수행하는 군함이다.

    항공모함을 최초로 개발한 국가는 영국이다. 영국은 1917년 22,700톤인 전함 Furious함 갑판을 개조하여 시험비행에 성공하였고, 이후 상선을 개조한 세계 최초의 전통 갑판형 항공모함 Argus함을 건조하였다. 영국의 항공모함 개발 성공을 관심있게 지켜보던 미국도 곧바로 항공모함을 건조하였으며, 일본도 1921년에 7,470톤의 경항공모함을 취역시켰다.

    항공모함은 2차 세계대전을 전후하여 다양하게 개발되었는데 대체로 2만 톤 전후의 배수량에 20∼30대의 항공기를 탑재하였다. 당시는 프로펠러 항공기용 항공모함이었으나 오늘날은 제트기까지 운용하고 있으며, 추진방식도 증기 추진에서부터 디젤 추진 및 원자력 추진으로 발전하고, 그 크기도 헬기와 수직 이착륙기 만을 탑재하는 2만 톤 이하의 경항공모함부터 90대 이상의 한개 비행단을 탑재하는 니미츠(Nimitz)급 대형 항공모함까지 다양하다.

    최근에는 비행갑판 및 격납고를 대형화함으로써 이착륙시 상호 간섭을 최소화 하고, 상부구조물을 형상을 작게하는 등 스텔스 기술을 적용하고 있다. 스텔스란 상대방의 레이더를 피하기 위해 전투기나 군함의 형상을 특별히 만들고 표면에 특수한 소재를 칠하는 것이다.

    순양함

    함순양함(Cruiser)이라는 이름은 독자적인 전투능력과 충분한 군수품을 적재하여 대서양을 왕복 항해하면서 작전할 수 있는 순양능력을 갖춘 것에서 기인되었다. 순양함은 1만 톤 이상의 대형 전투함으로, 러시아의 Kirov급 순양함은 28,000톤으로써 웬만한 경항공모함보다 더 크다.

    미국의 티콘데로가급 순양함

    러시아 순양함은 수상 전투임무나 대잠수함전 혹은 두 가지 임무를 수행하기 위한 전투함으로 구상되었으나, 미국 순양함은 항모 전투단이나 호송선단 보호임무를 수행하기 위한 것이었다. 현재 미국의 순양함은 대규모 항공위협에 대응하기 위하여 이지스 전투체계와 대량의 대공 미사일을 탑재하며, 고속을 낼 수 있도록 핵추진 체계를 갖추고 있다. 이지스 전투체계란 표적을 정확하게 탐지 및 추적하여 그 정보를 지휘결심 시스템으로 전송하고, 이 정보를 이용하여 공중표적을 정확하게 요격시킬 수 있는 미사일 등을 갖춘 총체적인 대공 방어시스템이다.

    구축함

    구축함(Destroyer)은 대잠전, 대공방어, 항공모함 및 선단호위, 해상교통로 보호, 대잠초계, 해상구조 등 다양한 임무 수행하기 위한 군함이다.

    구축함이라는 이름은 ‘Torpedo Boat Destroyer’라는 어뢰정 구축함에서부터 시작되었는데, 1892년 영국은 당시 어뢰정의 공격으로부터 대형함인 전함이나 순양함들을 보호하는 것이 매우 중요한 임무였다. 1차 세계대전을 거치면서 구축함은 4.7인치 함포와 5인치 함포를 탑재하고 34∼36노트의 고속을 낼 수 있도록 되었고, 배수량은 1,800톤급에서 3,000톤급까지 대형화되었다. 오늘날의 구축함은 대잠, 대공, 대함전 전투능력을 고르게 갖춘 중소형 전투함으로써 3,000톤에서 10,000톤의 배수량을 갖는다.

    우리나라의 공개토왕급 구축함 KDX-I 우리나라가 보유하고 있는 구축함은 배수량 3,000톤의 광개토왕급으로 대공전, 대잠전, 대함전 등 입체적 임무를 수행할 수 있는 명실상부한 다목적 구축함이다. 대공방어를 위해 최신형 미사일을 장착하고 있으며, 대잠무기는 함정에 장착된 소나로 잠수함을 탐지하여 공격하는 어뢰를 보유하고 있고 헬기를 실을 수 있다. 주포로는 127mm 함포가 함수에 장착되어 있는데, 대함 및 대공목표에 분당 45발을 발사할 수 있으며 최대사정거리는 약 23km이다.

    우리나라는 또한 2002년 5월 4,000톤급 구축함 이순신함을 진수시켰다. 광개토왕급에 비해 월등한 무장으로 대함전, 대공전, 대잠전 등 입체적 작전 수행은 물론 전투전단 대공방어 능력까지 갖췄다. 이순신함은 기본적으로 전투체계가 자동화 되어 있고, 지휘통제 장비와 사격통제 장비, 무장 및 탐지장비 등이 모든 자료를 상호 공유, 실시간 처리할 수 있다.

    호위함

    한국형 호위함(FFX:FRIGATE KOREA),우리나라 울산급 호위함 호위함(Frigate)은 주로 대잠전에 운용되나, 대함전이나 대공전 또는 상륙부대나 해상 보급부대의 선단 호송임무도 수행한다.

    호위함이라는 이름을 가장 최초로 사용한 국가는 프랑스였다. 이함은 소형으로써 빠른 속력과 경무장을 하므로 하나의 갑판에 모든 무장을 탑재한다. 경무장이므로 대양에서 최전선 전투임무 수행보다는 최전방 해상전을 수행하는 대형함의 작전을 지원하는 정보수집이나 관측함의 역할이 주 임무였다. 이제는 잠수함 킬러, 대공전, 레이더 전초, 항공기 유도 등의 임무를 맡는 가장 보편화된 전투함으로 배수량 2,000톤∼4,000톤이 주류를 이루고 있다. 특히 오늘날의 호위함은 한 가지 주요 임무를 수행하기에 적합하도록 특별히 설계되기도 한다.

    우리나라의 울산급 호위함은 1978년 기본설계가 완료되었고, 1981년 취역하였다. 선체는 철제이고 상부구조물은 알루미늄으로 되어 있다. 우리나라 해군의 주력 수상함으로서 전투 전대 전력의 기함 역할을 맡고 있다.

    초계함

    초계함(PCC:PATROL COMBAT CORVETT), 우리나라 동해급 PCC 초계함 함초계함(Corvette)은 호위함에 비하여 취약한 대잠전 및 대함전 능력을 갖추고 연근해의 초계임무 수행을 목표로 한 배수량 1,000톤 내외의 군함이다.

    함포와 함대함 미사일을 주 무장으로 하며 특수한 경우 함대공 미사일이나 76밀리 중구경포와 기타의 소구경 함포 및 여타 임무용 무장을 탑재한다. 어뢰발사관을 보유하는 등 배수량에 비해 강력한 무장을 탑재하는 형도 있고, 헬기를 탑재하는 중무장형도 등장하고 있다.

    초계함은 대체로 연안 경비 및 초계임무를 수행하며 해상 상태가 비교적 평온한 상태에서만 작전할 수 있다. 미국은 이런 유형을 거의 운용하지 않으며, 중소형 해군국 및 방어적 해양 전략을 채택하는 대륙국가에서 운용하는 함형이다.

    고속정

    초계함(PCC:PATROL COMBAT CORVETT), 우리나라 동해급 PCC 초계함 고속정(Patrol Boat)은 연안방어 및 항만 방어용으로 운용되는 군함이다.

    현재 세계에 취역중인 고속정은 1,820여 척이며, 해군력을 갖추기 시작하는 신흥 해군국의 실질적인 주력함이다. 고속정은 유도탄정 외에도 대잠정, 초계정, 함포정, 어뢰정 등 다양한 유형이 있으며, 속력을 내기 위해 선형은 활주형, 배수량형, 수중익선, 표면효과선(SES), 해면효과선(WIG) 등 여러 형태로 개발되고 있다.

    연근해용으로 200∼250톤, 연안용으로 500톤 정도이지만 구소련에서는 중무장을 탑재한 700톤 이상의 초계함급 고속정도 개발되었다. 고속정은 속도가 우선이며, 보편적인 최고속도는 30∼40노트이나, 50노트 이상도 있다. 대잠 탐지 및 공격무기체계 탑재로 대함, 대공 방어능력을 보강한 신형함을 개발해 가고 있는 추세이다.

    상륙함

    상륙함(Amphibious Ship)은 상륙부대의 병력과 장비를 수송하고 전투를 위한 상륙작전을 시작하는 군함이다.

    본격적인 상륙전은 2차 세계대전을 통하여 발전되었다. 상륙작전은 적이 장악한 지역에 부대를 투입하는 것이므로 사전에 상륙지역에 대한 공중 및 지역해상 그리고 인근 육상에 대한 충분한 방어 및 방어계획이 확보되어야 한다. 따라서 다양한 인원과 장비를 수송할 수 있는 상륙함이 만들어져야 하는데, 상륙정을 목적지까지 운반하여 인근 해안에서 부대나 중장비를 양륙시키거나 함 자체를 해안에 접안하도록 고안된 LST형 상륙함, 고속 상륙정을 함내에 탑재하여 발진시키는 도크형 상륙함, 헬기에 의한 입체 양륙을 목적으로 하는 돌격 상륙함, 복잡한 상륙전을 일사불란하게 지휘할 수 있도록 설계된 상륙 지휘함 등이 있다.

    상륙함

    기뢰함

    기뢰함(Mine Warfare Ship)은 기뢰부설함과 소해함으로 구분된다. 기뢰는 폭발장치에 따라 음향, 자기, 접촉 및 복합기뢰 등으로 구분되며, 이러한 기뢰를 부설하는 함정을 기뢰부설함, 부설된 기뢰를 탐색하고 소해하는 함정을 기뢰탐색함 또는 소해함이라 부른다.

    기뢰함의 발달은 기뢰의 개발과정과 함께 발전되어 왔다. 기뢰가 처음 사용된 것은 1776년 미국의 독립전쟁 때이며, 1차 세계대전 이후 기뢰전이 대규모화 되어 통상적인 파괴전에 이용되었다. 기뢰함은 기뢰 발전에 대응하기 위하여 각종 부설, 소해, 탐색장비를 탑재 운용하며, 필요시 원해작전도 가능하도록 대형함을 개발하고 있는 추세이다.

    우리나라의 양양급 기뢰함

    지원함

    원해상에서 장기간 작전하는 전투함을 지원하기 위하여 다양한 지원함(Auxiliary Ship)이 필요하다. 유류, 탄약, 청수, 기타 군수물자를 지원하는 함정과 사고함정을 구조하고 수리하는 함정, 해양 및 적의 정보를 수집하는 함정, 기타 특수임무를 수행하는 함정 등 매우 다양한 지원함이 필요하다.

    우리나라의 3,150톤 청해진급 구조·수리함은 잠수함 도입과 함께 1992년에 건조한 것으로, 잠수함의 비상시 구조 및 정비 보급 임무를 지원하는 다용도 구난함이다. 특히, 1999년 3월에는 150미터 수심에 침몰된 북한 반잠수정을 찾아내어 인양에 성공하는 등 뛰어난 성능을 과시한 바 있다. 탑재장비는 잠수함 구조정을 바다에 옮기기 위한 대형 크레인과 잠수정을 조종하기 위한 11,800마력의 견인력을 갖춘 엔진이 있으며, 해난구조용 잠수정을 갖고 있다. 여기에는 3명의 구조요원이 탑승하며 한번에 9명까지 잠수함 승조원을 구조할 수 있다.

    구조/수리함

    잠수함

    잠수함(Submarine)은 적의 잠수함을 탐색하여 공격하고, 기동 전투전대 외곽에 배치하여 적의 수상함을 정찰하고 공격하며, 전략 핵무기를 탑재하여 중요한 전략 임무를 수행하기도 한다.

    잠수함은 수면 아래 숨어 자신의 위치를 노출시키지 않는다는데 가장 큰 장점을 가진 장비로써 1, 2차 세계대전에서 군수품을 수송하는 상선을 공격대상으로 삼아 해상교통로 파괴, 전쟁수행능력 약화 등의 작전을 통하여 유용한 해군 전력으로 자리를 굳혔다. 2차세계대전 후 스노클(Snorkel) 기술의 발전, 핵추진 기술 발전은 잠수함의 수중 작전시간을 증가시켜 새로운 가치를 인식시켰다. 특히, 핵추진 체계는 수상 기동부대와 동일한 속력으로 기동케 하였고, 무제한 잠수능력을 갖추어 진정한 수중무기체계로 발전시켰다. 일반 재래식 잠수함의 수중 최고속력은 20∼25 노트이나, 원자력잠수함은 30∼40 노트까지 가능하다.

    우리나라의 양양급 기뢰함 앞으로 다양한 무장과 고성능 센서 그리고 각종 전자장비 탑재 요구로 대형화 되고, 수중속도를 고속화 하며, 저소음 장비의 개발을 통한 은밀화, 통합 전투시스템 구성 등을 통해 자동화 되는 추세로 발전하고 있다. 또한 재래식 잠수함의 잠수시간을 늘리기 위해 공기 없이 전기를 만드는 AIP(Air Independent Propulsion) 시스템이 개발되고 있다. 이는 연료전지를 이용해 전기를 생산하는 것인데, 연료전지란 수소와 산소를 갖고 다니다가 필요시 결합시켜, 물을 만들고 동시에 전기를 생산하는 장치이다. 이렇게 생산된 전기를 배터리에 충전하면, 잠수함은 상당기간 디젤엔진을 돌리지 않아도 계속 잠항할 수 있다. 디젤엔진만 갖춘 잠수함은 3∼4일에 한 번씩 부상(浮上)해야 하나, AIP를 단 잠수함은 보름에 한 번만 부상해도 된다.

    우리나라 해군은 1970년대 후반부터 잠수함 확보를 추진하여 독일에서 건조한 1호함 장보고함을 1992년 인수후 국내로 도입하였고 2호함 이천함부터 9번함 이억기함까지 국내에서 건조·운용중에 있다.

    맨위로가기
  • 조선산업의 특징
    조선산업의 특징
  • 선박의 건조과정
    5.의장공사, 시운전 4.선각공사 3.선각공사 2.선각공사 1.선박수주, 기본설계
     
    1. 선박수주
     

    고려의 누전선 선박은 일반기계, 자동차, 전자제품과 달리 예측되는 고객을 대상으로 이미 설계된 제품을 생산하는 것이 아니라 선주의 주문에 의해 생산을 하게 되므로 선주의 요구사항(선박의 종류, 크기, 항로, 선속 등)에 따라 조선소에서 개념설계 또는 초기설계를 수행하여 선박의 성능이 만족되고 납기, 가격, 지불 조건 등이 선주와 합의되면, 건조계약을 체결하게 된다. 이어서 기본설계와 상세설계를 수행하여 본격적으로 건조과정에 진입하게 된다.

     
    2. 기본설계
     

    선박의 설계과정은 대체로 개념설계, 초기설계, 기본설계, 상세설계, 생산설계 등으로 구분할 수 있고 이러한 설계업무는 순차적으로 수행된다.

    개념설계 및 초기설계
    계선주로부터 제시된 요구사항, 즉 화물의 종류, 적재능력, 크기, 선속, 선체구조강도, 예상항로 등을 만족시키는 최적 선박의 개념을 도출하는 과정을 개념설계라 칭한다. 그리고 이 개념설계에서 개발된 제반 선박의 성능을 과거에 건조된 선박의 실적, 계산, 실험 등을 통하여 입증하는 과정을 거쳐 선박의 기본 성능과 주요 기자재의 사양을 확정하는 설계를 초기설계라 칭한다.
    기본설계 (기능설계)

    초기설계가 확정되면 선박의 주요 성능은 이미 정해지게 되고, 이후에 이루어지는 기본설계(기능설계라 고도 함)는 선체구조의 구체화, 기관실의 주기관을 비롯한 각종 장비의 배치, 배관계통도, 전기장치의 배치, 전선계통도, 갑판장비의 배치, 항해장비, 거주 설비 등을 구체적으로 정의하는 과정을 말한다.

    이 과정에서 도출되는 각종 도면과 계산서, 사양서 등은 선주의 승인을 받게 되고, 안전성 관련 도면은 선급협회의 승인을 받도록 되어 있다.

    상세설계

    기본설계가 확정되면 생산을 위한 준비단계로 생산현장에서 이해될 수 있는 수준으로 기본설계 결과를 각 서브 시스템별로 도면으로 상세히 표현하는 과정을 상세설계라 하며, 생산에 필요한 원자재의 정확한 수량, 기자재의 발주사항 등이 도출되어 자재발주가 이루어지고 생산계획을 위한 자료가 공급된다.

    생산설계

    상세설계 결과를 작업자나 공작장비의 운전에 필요한 생산정보를 정확하게 도출하는 과정을 생산설계라 한다. 이 작업 중에는 선체선도를 현척(과거에는 거의 선박을 현척으로 현도하였음), 또는 축척으로 현도하거나 전산프로그램에 의해 처리하여 NC 가공정보를 도출하는 과정이 포함된다.

    그리고 공작 순서, 방법, 부재의 연결과 치수 등을 표시한 공작도, 각종 기계장비의 부착 상세도 등이 도출된다.

    맨위로가기
     
    3. 선각공사
     

    선체블록 탑제 작업 선각공사는 강재가 제철소로부터 조선소로 입고되어 강재치장에 보관되어 있다가 공사순서에 따라서 그룹별로 강재 전처리과정을 거쳐 가공공장에 반입되고, 가공공장에서 마킹, 절단, 굽힘 가공작업이 이루어진다. 이어서 절단된 부재는 소조립장에서 부재끼리 조립, 용접되고 조립장으로 이송되어 블록을 형성하게 된다. 블록이 완성되면 선대나 도크 근처에서 기중기에 의해 탑재될 수 있는 크기의 큰 블록으로 다시 프리에렉션(Pre-erection)된 후 탑재된다. 탑재 후 수밀 용접이 완료되면 선대나 도크에서 진수된다. 이 강재의 입고에서부터 진수에 이르는 전체공정을 선각공사라 칭한다.

    가공공사

    선주로부터 제시된 요구사항, 즉 화물의 종류, 적재능력, 크기, 선속, 선체구조강도, 예상항로 등을 만족시키는 최적 선박의 개념을 도출하는 과정을 개념설계라 칭한다. 그리고 이 개념설계에서 개발된 제반 선박의 성능을 과거에 건조된 선박의 실적, 계산, 실험 등을 통하여 입증하는 과정을 거쳐 선박의 기본 성능과 주요 기자재의 사양을 확정하는 설계를 초기설계라 칭한다.

    가공공사는 선체구조를 구성하고 있는 부재(部材)를 제작하는 공정이다. 선체구조 부재는 평면판, 곡면판, 직선형강(直線型鋼) 및 곡선형강 등으로 구성되며, 이 부재들은 강판재와 형강재의 절단작업, 굽힘 작업을 통하여 제작된다.

    마킹

    작업의 정확성과 효율성을 높이기 위하여 공작정보를 가공될 강재표면에 선과 기호로 미리 표시하는 작업을 마킹(Marking)이라고 하며 마킹된 정보에 따라서 가공작업을 수행한다.

    마킹작업은 종래에는 자, 컴퍼스, 먹물, 대붓 등 도구를 사용하여 수(手)마킹에 의하여 수행되었으나, 요즘은 전산기에 의해 마킹 자료가 처리되어 NC(Numerical Control) 절단기에 의하여 자동 마킹되고, 절단되는 NC마킹법에 의하여 수행된다. 이러한 NC마킹 및 절단법에 의하여 강재가 절단됨으로써 재래식 방식에 비하여 가공 정확도는 향상되고, 가공시간과 가공공수가 절감되어 대형 선박의 건조가 가능하게 되었고 건조 원가가 낮아졌다.

    절단

    강재로부터 도면에 표시된 모양과 치수대로 부재를 오려내는 작업을 절단작업이라고 한다. 절단작업은 주로 가스절단에 의존하여 왔으며 절단 토치(Torch)의 이동하는 방법에 따라 수동, 반자동, 자동 절단으로 구분하기도 한다.

    가스절단은 산소-아세틸렌 혼합가스에 의한 것이 대표적인 방식이고, 요즈음은 플라즈마(Plasma) 절단도 사용되고 있다.

    - 가스절단

    가스절단 절단하려고 하는 강재를 가열하여 산화반응이 일어나기 쉬운 800~900℃로 높이고 난 후 고압산소를 공급하면 철(Fe)과 산소(O2)가 결합하여 산화철과 고열이 발생한다. 이와 같은 발열반응시 생겨난 산화철은 순수한 철보다 낮은 온도에서 쉽게 녹아서 액체상태가 되고 고압산소는 이를 불어내어 홈을 만들어 절단작업이 이루어진다.

    가스절단이 가능하기 위해서는 모재와 산화물의 용융온도 차이가 나고, 산화물의 유동성이 좋아야한다.

    이 산화물의 유동성은 철과 산소의 순도가 높을수록 좋으며 주철이나 동, 알루미늄 등은 그 산화물의 유동성이 적어 가스절단이 잘 안된다. 가열하기 위한 연료로는 아세틸렌, 에틸렌, 프로판 등이 주로 사용된다.

    - 플라즈마 절단

    자연 상태에서는 전기적으로 중성을 띠고 있는 기체가 많은 양의 에너지를 얻게 되면 원자와 전자가 유리되어 극성을 가지게 되는데, 이러한 상태를 플라즈마 상태라고 한다. 기체상태의 공기, 수소, 산소가스 등에서 전기적인 아크 방전을 일으키면, 그 기체가 부분적으로 플라즈마화 하는데, 이것을 열적인 방법 혹은 물리적인 방법으로 수축시켜 최고 온도가 약 20,000∼30,000℃ 정도까지 이르게 하고 이를 절단하고자 하는 강재에 닿게 하여 국부적으로 강재를 녹이고 고압가스로 이를 불어내어 강재를 절단한다.

    - 레이저 절단

    레이저 절단은 CO2나 YAG 등 발진관 내에서 반전분포(Population Inversion)상태로 여기(勵氣) 시키면 이들이 안정화 되면서 레이저를 발생하는데 이 빛을 증폭, 집광하여 고밀도화 한 후 필요로 하는 곳에 주사함으로써 국부적으로 모재를 용융, 증발시키고, 고압가스로 용융금속을 불어냄으로써 연속적인 절단을 수행한다. 레이저 절단은 현재로서는 5∼7㎜ 이하 두께의 금속판에 적용이 가능하여 아직은 선박건조 과정에 사용하기에는 좀 더 기술개발이 이루어져야 한다.

    굽힘 가공

    강재로부터 도면에 표시된 모양과 치수대로 부재를 오려내는 작업을 절단작업이라고 한다. 절단작업은 주로 가스절단에 의존하여 왔으며 절단 토치(Torch)의 이동하는 방법에 따라 수동, 반자동, 자동 절단으로 구분하기도 한다.

    가스절단은 산소-아세틸렌 혼합가스에 의한 것이 대표적인 방식이고, 요즈음은 플라즈마(Plasma) 절단도 사용되고 있다.

    벤딩롤러로 곡판가공 작업, 라인 히팅에 의한 곡면 작업

    냉간가공 작업에는 벤딩롤러(bending roller)와 유압프레스가 사용되는데, 벤딩롤러는 3∼4개의 롤러를 위, 아래로 배치하여 위 롤러와 아래 롤러 사이의 틈으로 강판을 넣고 윗부분의 롤러를 유압잭으로 강판에 압력을 가하고 롤러를 굴려 강판을 굽히고, 밀어내면서 원하는 곡면이 형성될 때까지 여러 차례 반복 작업을 한다. 주로 선체의 빌지 부분의 외판과 같은 2차원 곡면판의 굽힘 작업에 적합하고, 3차원 곡면판도 이 기계로 대략 굽힌 후 선상가열법 등으로 원하는 곡면이 되도록 마무리 작업을 한다.

    유압프레스는 강판을 직각으로 굽힐 때 사용하거나 완만한 3차원 곡면판을 만들 때 사용된다. 3차원 곡면가공을 하기 위해서는 여러 차례 램(Ram)으로 강판을 찍어서 곡면 가공한다. 유압프레스는 강판의 굽힘 작업에 다양하게 사용된다.

    근래에는 다수의 유압 실린더가 상부와 하부에 배치되어 있고 각 실린더의 깊이를 조정하여 원하는 곡면판을 찍어 낼 수 있도록 되어 있는 NC 다점 프레스가 개발되어 일부 조선소에서 사용되고 있다.

    가열 성형가공은 강재를 국부적으로 가열하였다가 급속 냉각시키면 그 부위가 수축하는 성질을 이용하여 강판을 굽힘 가공하는 작업방법이다. 국부적으로 선상을 가열하고 뒤이어 물로 냉각시켜서 열의 이동방향과 수직방향으로 수축시켜 궁극적으로 강판을 굽히게 하는 방법인 선상 가열법(Line Heating)이 있고, 강판을 점의 형태로 가열하여 점 주의 360。 방향으로 수축이 일어나도록 하는 점 가열법이 있으며, 이 방법은 강판의 굽힘 효과가 미미하나 3차원 곡면가공에 부분적으로 사용된다. 또한 점 가열법은 용접열 영향으로 변형된 판 부재의 변형과정에 사용된다.

    NC 플레임 벤더
    선체의 횡늑골(Frame)이나 종늑골과 같은 형강재를 굽힘에 있어서 종전에는 열간가공에 의해 수동(手動)굽힘 하였으나, 근래에는 NC 제어로 굽힘의 양을 조절하여 원하는 곡선으로 굽힐 수 있는 전용기계인 NC 프레임 벤더를 사용한다.
    맨위로가기
     
    3. 선각공사
     
    조립공사

    가공공장에서 제작된 선체의 부재는 조립장으로 이송되어 선체 내부구조물에 보강재를 붙이는 소조립 과정을 거쳐 선체 외판재에 늑골을 붙이는 중조립 과정으로 이어지고, 다시 블록을 완성하는 대조립 과정을 거치게 된다.

    대조립된 블록은 경우에 따라서 도크장 주변에서 도크에 탑재되는 크기로 블록 끼리 가조립과정을 거쳐 탑재되기도 한다.

    판넬라인에 의한 평면 블록 조립 작업

    소조립

    소조립은 소조립 정반에서 내부판에 보강재나 브라켓 등을 치부하여 용접하는 과정으로, 여기서 완성된 부재는 중조립이나 대조립 과정으로 이송된다. 소조립 공사는 다양한 형태의 부재를 생산하는 과정으로 주로 인력에 많이 의존하고 있으며, 최근에는 컨베어에 의해 이송되고 치부된 부재의 용접에 자동설비가 사용되기도 한다.

    절단

    중조립은 평판 블록, 곡외판 블록, 상부구조 블록을 조립하는 과정으로 나눠진다.

    - 평판 블록

    선저판, 선측판, 격벽판 등과 같이 평면의 판재에 늑골을 치부하는 평판블록은 콘베어 위에서 판재를 이어 붙여 블록크기로 평판을 조립하고, 그 위에 늑골재를 치부한다. 이 작업은 전용 조립장치를 사용하여 자동으로 치부하고 용접한다. 늑골재를 치부한 후에 늑골재와 직각방향으로 플로어(Floor)를 치부하여 격자형식으로 블록이 보강되도록 한다.

    이 평면블록 조립장을 일명, 판넬라인(Panel Line)이라 칭한다.

    - 곡외판 블록

    곡 블록 조립 작업 선체의 선수부분, 선미부분 등은 외판이 곡면을 형성하고 있다.

    이 부분에 포함된 블록은 곡면을 포함하고 있어서 판넬라인(Panel Line)에서는 조립할 수 없다.

    곡면 블록은 곡면에 따라 높이를 조절할 수 있는 지그가 설치되어 있는 조립장에서 지그(Jig)의 배열 높이를 외판의 곡면과 같게 조절하고 그 위에 외판재를 조립하여 선체곡면을 형성하고 조립된 외판재 위에 늑골재와 플로어(Floor)를 조립, 용접하여 블록을 완성한다.

    - 상부구조 블록

    상부구조 블록은 외판 블록에 비하여 비교적 박판으로 구성되며, 이 블록은 갑판 캠버(Camber)로 인하여 약간의 곡면이 있으므로 곡외판 블록의 조립과 같은 방법을 사용한다.

    대조립

    중조립된 블록은 다시 입체적인 블록을 형성하여 도크에서 탑재될 수 있는 정도의 크기로 조립된다. 그리고 경우에 따라서는 대조립된 블록을 도크 주변에서 탑재하기 전에 더 큰 블록으로 조립하여 탑재하기도 하는데, 이 과정을 프리에렉션(Pre-erection)이라 한다.

    조립공정에서 부재의 이동이나 블록의 이송에 컨베어, 크레인. 자주식 트랜스포터 등이 사용된다.

    조립공정에서의 용접작업은 자동화가 많이 진척되어 있어 판넬라인에서의 용접은 거의 자동용접이 채택되고 있다. 그 외의 조립과정에서도 반자동 용접이 실행되어 용접 자동화율이 가장 높은 공정이라 할 수 있다.

    현대적 조선소에서는 조립공정에 자동화가 많이 적용되고 있어 조립공사 대부분이 옥내 조립장에서 수행되고 있다.

    NC 플레임 벤더
    선체의 횡늑골(Frame)이나 종늑골과 같은 형강재를 굽힘에 있어서 종전에는 열간가공에 의해 수동(手動)굽힘 하였으나, 근래에는 NC 제어로 굽힘의 양을 조절하여 원하는 곡선으로 굽힐 수 있는 전용기계인 NC 프레임 벤더를 사용한다.
    맨위로가기
     
    3. 선각공사
     
    탑재공사

    탑재작업은 조립공정에서 이송된 블록들을 선대나 도크에서 서로 연결하여 선체의 전체 형태를 구성하도록 하는 선체공사의 마지막 공정이다.

    그리고 탑재작업에서는 설계도에 제시된 선체의 형상이 완성되어야 하기 때문에 선체의 치수가 정확한지 점검해야 한다. 그리고 선체가 하나의 대형 중(重)구조물로 완성되면 수면에 떠야 하기 때문에 진수작업을 용이하고 안전하게 할 수 있도록 선대나 도크에서 조립작업을 수행해야 한다.

    선대 탑재 방식

    경사진 선대에서 블록을 탑재하는 방식으로, 선체를 수면과 일정한 기울기를 유지하면서 선체를 탑재한다.

    블록의 탑재에는 기중기가 사용되며, 탑재된 블록을 용접으로 견고히 접합하여, 수밀 작업이 완료되면, 선체와 선대 사이에 진수대를 설치하고 진수대에 기름(fat)을 도포하여 마찰계수를 낮추어 선체의 자중에 의해 경사진 진수대 위로 미끄러지게 하여 물에 진수시킨다.

    이 방식은 종래에 많이 사용하던 방식으로, 아직도 소형, 중형 선박의 탑재 및 진수에 채택하고 있다.

    도크 탑재방식

    선체탑재를 도크에서 수행하는 방식으로, 물이 빠진 드라이 도크에 선체를 수면과 수평하게 탑재하여 선체가 완성되면 도크에 물을 채워서 선체를 뜨게 한 후 도크 밖으로 띄워 진수작업을 수행한다.

    이 방식은 선체를 수평으로 탑재하므로 선체형상을 유지하기가 용이하고, 대형선박의 경우에는 진수작업에 위험요소가 거의 없어, 현대적인 조선소에서는 대부분이 도크탑재 진수방식을 채택하고 있다.

    기중기

    TANDEM 방식 도크 탑재방식 선대나 도크 내에서 블록의 탑재에는 기중기를 사용한다.

    블록의 무게가 가벼운 경우에는 집(Jib) 크레인을 사용하나 중구조 블록의 경우에는 간트리 크레인의 일종인 골리아스(Goliath) 크레인을 사용하여 대형선박의 건조기간을 단축시켜 생산성을 높이고 있다.

    맨위로가기
     
    4. 의장공사
     

    선박을 건조하는 과정은 앞에 설명한 바 있는 선각공사와 의장공사로 구분한다. 의장공사는 선체에 선박의 운항에 필요한 주기관을 비롯한 각종 기계장치, 전기장치들을 부착하고, 이 장치들을 하나의 시스템으로 연결하는 배관공사와 배선공사 등의 작업, 선원의 거주설비 공사, 선체의 표면과 내면에 녹이 슬지 않도록 도장하는 작업 등을 총괄하여 말한다.

    골리아스 크레인종래에 의장공사는 선체공사가 완료되는 시점이나 선대에 블록이 탑재된 이후에 수행하는 것이 관례였으나, 요즈음에는 선행의장 공사방식을 많이 사용하고 있다. 선행의장 방식이란 블록 조립작업부터 의장공사를 병행하여 블록의장을 시행하고 탑재작업이나 진수후에도 의장공사를 시행하는 것이다. 이렇게 선대나 도크에서 혹은 진수 후 수상에서 선체공사와 의장공사를 병행하여 추진함으로써 전체적인 공사기간과 의장 공사량을 줄여서 종전의 방식보다 생산성을 높이고 있다.

    도장공사도 선체 재료를 가공하기 전 단계에서 공장 내에서 숏 블라스팅하여 녹을 완전히 제거하고 일차 도장한 후 가공 공정을 실행한다. 블록이 완성되면 다시 블록 도장을 시행하고, 도크에 탑재하여 최종 용접작업이 완료되면 진수작업 직전에 마무리 도장작업을 실시하는 등 공사 진행과정에 따라 도장공사를 수행한다.

    이와 같이 현대적인 선박건조방식은 선체공사, 의장공사, 도장공사등 모든 공사를 최대한 병행 수행하여 건조기간을 단축하고 작업 편의성이 좋은 단계에서 수행한다. 즉, 공장 내에서나 조립장에서, 선대나 도크에서의 작업을 앞당겨 수행함으로써 선박의 품질과 건조생산성을 높일 수 있는 방향으로 개선되고 있다.

     
    5. 시운전
     

    선체공사가 마무리 되고 의장공사가 완성되면, 선박에 설치된 각종 장비의 성능을 개별적으로 시험한다.

    장비의 성능시험이 완료되면 선박 전체의 성능을 점검하고 설계시 목표로 한 성능이 만족되는지 여부를 확인하기 위하여 선주와 선급기관의 입회 아래 선박의 속력, 연료소비량, 조종성능, 주기관과 추진기의 성능 등을 시험한다.

    이 시험은 공식 시운전(Sea Trial)이라 하며, 이 시험에 합격해야만 비로소 선주에게 완성된 선박을 인도할 수 있다.

    맨위로가기
담당
운영지원과 해양정보화 서대현
전화번호
051-400-4374

현재 콘텐츠 내용에 만족하십니까? 홈페이지 서비스 개선을 위하여 만족도를 평가해 주십시오.

확인
이동 이동 이동 이동