5. 선박의 톤수

선박의 톤수(Tonnage, 줄여서 Ton)에는 중량톤과 용적톤이 있다.

1. 용적톤(Volume Tonnage)

⇒ 용적을 톤으로 표시한 것

◎ 선박의 공간 용적을 계산해서

▶ft 단위는 100을,  ▶m 단위는 2.832을,

1톤으로 산출한 톤수이다.

1) 총톤수(GT, Gross tonnage)

◎ 선박의 안전, 위생 및 항해 등에 필요한 장소를 제외한 선박의 상갑판하의 적재용적과 상갑판상의 객실, 선원용실 등을 합한 용적

◎ 선박의 수용능력을 나타내므로 관세, 등록세, 소득세, 계선료, 도선료 및 각종 검사료 등 세금과 수수료의 기준이 됨

◎ 일반적으로 상선 및 어선의 크기를 나타냄

◎ 선박국적증서에 기재됨

2) 순톤수(NT, Net Tonnage)

◎ 화물이나 여객의 운송에 이용된 실제 용적만을 계산한 톤을 말함.

◎ 총용적에서 공제용적을 공제한 순 용적

공제용적 = (선원실), (밸러스트탱크), (갑판창고), (기관실) 등

◎ 상행위(운송업)를 위한 용적이므로, 입항세, 톤세, 운하통과료, 항만시설이용료 산정의 기준

◎ 보통 총톤수의 0.65배 정도 됨

2. 중량톤(Weight Tonnage)

⇒ 배수량을 중량으로 환산한 톤수를 말함

* 배수량 : 선체의 잠긴 부분이 물을 밀어내고 차지한 부피를 말함

◎ 배수량 에 해수의 비중 1.025를 곱한 것

◎ 1미터톤(metric ton) : 선박에 실을 수 있는 화물의 무게 1,000kg을 말함.

◎ 파운드 단위,  ▶ 1 쇼트톤(short ton, 미톤) : 2,000lb(906kg)를

▶ 1 롱톤(long ton, 영톤) : 2240lb(1,015kg)를  말함

* 1lb(파운드, pound) = 453g

1) 경하중량톤수(Light Ship Weight Ton, LWT)

◎ 선박의 무게, 경하배수톤수라고도 함

◎ 최소량의 연료유, 윤활유, 냉각수와 법정 예비품, 법정 비품 등을 포함하는 무게이며, 빈 선박의 필수 구성 요건 개념

2) 재화중량톤수(Dead Weight Ton, DWT)

◎ 중량톤의 대표적인 단위, 선박에 적재 가능한 최대 중량을 말함

◎ 화물(전체의 90%이상), 연료유, 물, 예비품, 선원과 부수물 등의 합계 중량

◎ 화물의 적재능력을 나타는 톤수로 선박의 건조에서부터 매매와 용선료 산정기준

3) 배수톤수(Displacement, )

◎ 선박 전체의 무게이며, 배수량이라고도 함

◎ 즉,  = DWT +LWT

◎ 기준배수톤수 : 병기, 탄약, 승선원, 식량 등 모든 것을 적재한 상태(연료 및 급수는 미포함)의 톤수이며, 군함 등의 톤수로 사용

◎ 만재배수톤수(Full Load Displacement) : 만재흘수선에 대응하는 배수톤수

4) 순톤수(Net Cargo Weight)

◎ 운임을 받고 날라 주는 순수화물의 중량을 가리키는 톤수.

3. 그 외 톤수

1) 운하톤수(Canal Tonnage)

◎ 운하 당국이 그 운하를 통항하는 선박에 대해 운하통항료 징수 목적으로 정한 톤수

◎ 수에즈(Suez) 운하톤수, 파나마(Panama) 운하톤수

2) 재화용적톤수(Cargo Capacity Tonnage)

선박의 화물창내의 화물을 적재할 수 있는 총용적을 톤수로 환산한 것으로 40를 1톤으로 환산 것이나, 지금은 용적 그 자체로 나타냄

(1) 산적재화용적(Grain Capacity)

◎ 곡류, 광석 등을 화물창에 포장하지 아니한 상태(Bulk)로 적재하는 경우의 화물창의 용적

◎ 돌출물 사이의 공간을 포함한 화물창의 용적

(2) 포장재화용적(Bale Capacity)

◎ 면포, 통 등과 같이 포장된 화물을 적재할 경우의 화물창의 용적

◎ 화물창 안에서 양 현측의 늑골 내면 사이, 선저 내저판 상면에서 갑판보의 하면까지의 용적

4. 용적 계산 요령

◎ 선박의 배수량과 트림(Trim) 및 복원성(Stability)의 계산을 위해서는 수선하부의 부피, 중심, 모멘트 등의 계산이 필요하게 된다.

⇒ 유선형이기 때문에 정형 도형의 계산방식으로는 계산이 용이치 않다.

⇒ 유용한 계산 방식 : 심프슨 공식(Simpson's Formula)

1) 곡면을 가지는 도형의 면적 구하는 일반적인 방식

A

B

C

D

F

G

H

E

그림1 사다리꼴 등분도

○ 사다리꼴 ABCD의 면적 , CDEF의 면적 , EFGH 이라 하면

○

○ 도형의 전체면적 =

2) Simpson 공식의 기본 원리

◎ 곡선 ABC 아랫부분의 면적을 실면적에 더욱 가깝게 계산하는 방법

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

○ 2등분된 구간을 3등분으로 바꾸어 사다리꼴 ADIG, GIJH, HJFC, HJFC로 나눔

○ 사다리꼴 ADIG의 면적 =

○ 사다리꼴 ADIG의 면적 =

○ 사다리꼴 ADIG의 면적 =

○ 위 세 면적을 합치면

○여기서, 이므로

3) Simpson 공식으로 면적을 구하는 적용 예

S	S	S	S	S	S	S	S	S	S	S	S	S	S

1	4	1
		1	4	1
				1	4	1
						1	4	1
								1	4	1
										1	4	1
												1	4	1
1	4	2	4	2	4	2	4	2	4	2	4	2	4	1

○ 연속적인 구획을 정하고 각 구획의 높이가 정해지면 그 구획의 시작과 끝의 높이에는 1을 그 사이의 높이는 짝수 번에는 4배, 홀수 번에는 2배를 반복하게 됨을 알수 있다.

○구획의 높이의 개수가 개 일 경우, 일반적인 식으로 표현하면, 전체면적

4) 곡면으로 둘러싸인 입체부피계산을 위한 심프슨공식의 응용

구획번호	1	2	3	4	5	6	7
면 적
	450	420	400	380	250	120	25

◎ 배수용적(Displacement Volume)은

6. 배수량의 개념

◇기초공부                                         아르키메데스의 원리

-Archimedes :　고대 희랍의 철학자이자 수학자인

-물의 부력(Buoyancy)을 발견

-물 속에 잠긴 물체가 받는 부력의 크기는 배제해 난 물의 무게와 같다.

-물에 떠있는 물체는 부력의 크기와 물건의 무게가 똑같기 때문에 그 평형상태를 유지하게 된다.

100

80

100

80

100

h

100

-철괴의 부피 : 80×80×80 = 512,000㎤

-철괴의 무게 : 512,000×7.85g/㎤ = 4,019,000g

-철괴에 의해 아래 수조로 이동된 물의 무게 : 512,000×1g/㎤ =512,000g

-철괴의 실제 무게 :  4,019,000g-512,000g=3,507,200g

-흘러내린 물의 부피 : 512,000㎤, 수조의 밑면적 :　100,000㎤

따라서,      512,000/100,000=51.2㎝

7. 방형계수

◎ 방형계수(Block Coefficient, ) 또는 비척계수(Coefficient of Fineness)

◎ 문자 그대로 뚱뚱한 정도를 나타내는 계수

◎

: 수선간장(, Length Between Perpendicular)

: 선폭(Breadth),                           : 만재흘수선(Draft)

: 배수용적(, Displacement Volume)

※

◎ 선박별 방형계수 값

선속분류	일반적인 속도	값	선종 분류
초고속선	30kn 이상	0.35～0.5	경비정, 구축함
고 속 선	22kn 이상	～0.6	컨테이너선
준고속선	18kn 이상	～0.7	저속컨테이너선, 페리, 냉동선
중 속 선	16kn 이상	～0.75	중형 화물선(10만톤 이하)
저 속 선	13kn 이상	～0.85	대형 화물선
이 하	7kn 이상	～0.92	바지선, 기타