Multihulls
1. 개요
다수의 작은 선체를 묶어놓고 상부에 구조물을 올린 형태의 배이다. 남태평양의 오스트로네시아인들이 직접적인 발명의 원조로 여겨지며, 카누들 중에 선체 한쪽 혹은 양쪽에 플로트를 장착한 아우트리거 보트나 아예 긴 장대로 선체 두 개를 이어붙인 카타마란[1]을 장거리 항해용으로 쓴 것에서 유래되었다. BC. 3000~1500년 사이의 오스트로네시아 확장기에 동남아, 미크로네시아, 마다카스카르, 폴리네시아 등으로 퍼져나갈 수 있는 원동력이 되었다.선체가 두 개면 쌍동선(Catamaran), 선체가 세 개면 삼동선(Trimaran). 참고로 일반적인 선체는 단동선(Monohull).
수면선 설명을 위한 그림
물에 잠기는 면적(수면선)이 적기 때문에 저항을 적게 받아 속도가 빠르고, 부력을 얻는 선체가 여러 곳이라 파도가 치는 상황에서도 안정적이다. 일반적인 단동선은 배가 쓰러지는 거 아니냐고 기겁할 정도로 상상 이상으로 배가 기울어질 수 있는데, 다동선은 측면 선체가 부력 때문에 수면에 잠길 수가 없어서 배가 기울어지는데에 절대적인 한계가 있으며, 현측 파도가 빈 공간인 배의 중간(아래쪽)을 통과하는 도중에서는 선체에 영향을 줄 수 없다보니 파고에 비해 덜 기울어진다.
다만 단동선은 무게중심을 낮게 두어 균형을 잡기 때문에 원래부터 상당히 기울어져도 극복할 수 있는데다, 설계하기에 따라서는 배가 뒤집혀도 무게중심 때문에 다시 뒤집혀서 정상 자세로 돌아가는 배도 있다. 반면 다동선 선체는 넓이로 버티는 것이다보니 (사람 체중으로 들어올릴 수 있는) 작은 보트급이 아닌 이상에야 한 번 뒤집히면 극복할 수 없다. 파도가 선체 중간을 때릴 정도로 높고 극심한 지역에서는 다동선이 딱히 단동선보다 덜 기울어지는 것도 아니고, 파도 잘못 맞으면 배가 뒤집힐 수 있어서 극한 상황에서는 다동선의 안정성을 오히려 나쁘게 보는 편. 때문에 험한 바다를 항해하는 고위도 지방에서는 다동선이 드물다.
또한 다동선은 갑판의 면적을 늘리기도 간편하다. 이 갑판면적이 다동선을 택하는 알파요 오메가인 이유가 많다. 대신에 같은 규모의 단동선에 비하자면 갑판 아래 공간은 작다. 쌍동선은 동일한 규모의 선체 두 개를 나란히 놓는 것이 주류인 반면[2], 삼동선은 측면 선체는 훨씬 작은 것을 놓는 것이 대부분이라 측면 선체들의 갑판 아래 용량은 매우매우 작은 것이 대부분.
안정성에 있어서도 의외로 삼동선보다 쌍동선이 더 낫다. 삼동선은 중앙 선체를 중심으로 좌우 선체가 위아래로 움직이는 롤링이 더 쉽게 생겨서, 배의 흔들림이 단동선에 더 가까운 성향이기 때문이다. 다만 극심하게 기울어진 상황의 안정성이라는 점에서는 쌍동선보다 단동선이 낫듯이, 선체 한쪽이 수면 위로 올라갈 정도로 심하게 기울어지는 상황에서는 삼동선이 쌍동선보다 더 안정적이다. 애초에 쌍동선에 있어 한쪽 선체를 들어올리는 플래닝을 하는 것은 레이싱 요트에서나 하는 극단적인 곡예에 가까운데(조금만 잘못해도 배가 뒤집힌다), 삼동선은 단동선과 비슷하게 원래 상당한 힐링(선체 기울어지기)을 하는 편이며 그래서 한쪽 선체를 들어올리는 것이 일상적이고, 얼마를 기울어지든 중앙 동체는 항상 물에 닿아 있고 반대쪽 동체가 물에 잠기며 부력 보정을 해 주기 때문에 어지간해서는 배가 쓰러질 걱정을 할 필요가 없을 정도로 안정적이다.
또한 수면선은 삼동선이 제일 작아서, 삼동선이 쌍동선보다 더 빠른 편.
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| 초창기의 대형 쌍동선 중 하나인 프톨레마이오스 4세의 국왕 기함 '40단선' |
위에 나온 헬레니즘 시대의 쌍동 갤리선이 갑판의 면적을 늘려 상륙보병과 공성병기를 탑재하기 위해 만들어졌다. 다만 규모가 커질수록 선체들을 묶는 구조에 부담이 심하게 간다. 파도 등으로 양 선체가 서로 다른 방향으로 움직여 중간 구조에 부담이 가는 것은 쌍동선이 원천적으로 가지는 디자인적 약점 중 하나.
이 때문에 가운데에 선체를 하나 더 집어넣어 삼동선으로 만들기도 한다. 미 해군의 인디펜던스급 연안전투함(LCS)이 이런 형태.
비행기에도 비슷한 설계로 쌍동체 설계를 사용한 기체가 몇몇 존재한다.
매체에서는 메탈슬러그 3D의 해상 보스가 있다.
1.1. SWATH/SWASH
조금 특수한 다동선으로, SWATH(Small Waterplane Area Twin Hull)/SWASH(Small Waterplane Area Single Hull)가 있다. 흔한 선형이 아니다보니 대표적인 번역어가 없으며, 우리말로 번역하자면 최소 수선면 쌍동선/단동선, 또는 저수선면선. 반잠수 쌍동선이라고 부를 때도 있다.해상에서 파도의 영향이 가장 큰 부분은 해수면이고, 수면선이 작을수록 그 영향을 적게 받는다. 애초에 수중에 있는 잠수함은 수면 아래로 조금만 들어가도 파도 영향을 안 받는다. 그래서 수중 조금 깊은 위치에 잠수함 또는 어뢰 형상의 추진부를 넣고, 얇은 수면선을 가진 기둥으로 수상의 주 선체에 연결한 다동선 형태를 취하면, 파도의 영향을 가장 적게 받는 선박을 만들 수 있다.
SWATH는 어뢰형 추진부가 양 쪽에 두 개가 있는 쌍동선 형상, SWASH는 그런 어뢰형 추진부가 중앙에 하나만 있으나, 균형을 잡기 위해 좌우 선체가 더 있어 실제론 삼동선 형상을 띈다. 쌍동선-삼동선 관계와 마찬가지로, SWATH가 더 안정적이고, SWASH가 더 민첩하다고.
주 추진부가 수중에 있기 때문에 물의 항력은 많이 받는다. 그래서 잔잔한 상태에서는 동급의 일반 선박에 비해 상대적으로 느리다. 무게 상당부분을 수중 추진부가 차지하므로, 흘수선 아래에는 아무것도 싣지 못하고, 갑판 아래 탑재 용량도 매우 적다. (소형선이면 갑판 아래 공간이 아예 없는 경우도 있다.) 이런 공간 문제는 카타마란이나 트라이마란보다 심하다.
하지만 파도가 빈 공간인 선체 중앙을 때릴 정도로 높고 강력한 황천이 아닌 이상에야 파도의 영향을 별로 받지 않는다. 잘 만든 SWATH 선박은 sea state 6, 파고 6미터 급, 우리나라 기준으론 황천 2급까지 별로 영향을 받지 않는다.
그래서 작은 배에서 큰 배로 옮겨타는 도중에 파도에 흔들려 빠질 위험이 큰 도선사를 태우는 파일럿 선박, 파도와 바람이 심한 해상 유정이나 해상 풍력 발전소로 사람을 실어나르는 배, 파도에 익숙하지 못한 과학자들을 태우고 파도가 극심한 원양을 오가야 하는 해양탐사선 등에서 주로 쓰인다.
아래의 군용 선박 중 신세기함, 빅토리어스, 임페커블, 히비키 같은 음향측정선과 해양조사함, 해양정보함도 SWATH인 것이 많은데, 음탐 성능을 최대한 확보하려면 SURTASS 예인 어레이가 최대한 직선을 유지해야 하기 때문에, 배가 흔들리지 않는 SWATH 선형이 유리하기 때문. 갑판 아래 공간은 좁아도 쌍동선 형상이니 갑판 위 공간은 넓어서 예인 어레이 드럼을 싣기에도 유리하다.
2. 해당 선박
- 대한민국 신세기함 (SWATH), 다목적 훈련지원정, 근무주정, 선진급 해상시험함 (SWATH)
- 러시아 제국해군, 소련 해군, 러시아 해군 소속 잠수함 구난함 콤무나[3]
- 미국 해군 음향측정함 빅토리어스급, 임페커블급 (둘 다 SWATH)
- 미 해군 연안전투함 인디펜던스급
- 미 해군 실험 연안전투함 Sea Fighter (FSF-1) (SWATH)
- 미 해군 스피어헤드급 고속 수송함 (SWATH)
- 일본 해상자위대 음향측정함 히비키급 (SWATH)
- 중국 해군 후베이급 미사일고속정
- 중국 해군 639A식 소나 연구함/음탐함# (SWATH)
- 남해고속의 카페리호를 제외한 모든 선박. 목포에서 흑산도나 가거도 같은 먼 섬을 왕복해야하다보니 빠른 쌍동선을 사용한다. 예전엔 수중익선도 운항했다.
- 대아고속해운 계열사의 하모니플라워, 엘도라도 익스프레스를 포함한 대부분 선박.
- 대우조선해양 건조, 스위스 Allseas Group 소유의 Pioneering Spirit호, 혹은 개척정신호. 쌍동선이 구조적으로 취약하다는 편견을 깨부순 석유시추 플랫폼 설치/제거용 특수선이다. 무려 만재배수량 1,100,000톤에 달하는 희대의 괴선으로, 최대적재량 48,000톤의 크레인으로 기존 방식과 달리 석유시추 플랫폼을 분해할 필요 없이 통째로 선체 위로 들어올려 옮길 수 있으며, 선체구조물은 13층에 이른다. 2014년에 건조되어 현재까지 북해 유전 구역에서 활발히 활동하고 있다. 한국에서보다 중국에서 관심이 많은 선박으로, 이를 두고 쌍동선형 항공모함의 가능성에 관한 논의가 이루어진 바 있다. 한국에서도 ADD에서 쌍동선 항공모함에 대한 연구를 수행한바 있다.
- 산타모니카: 2024년 9월 기준 유일한 육지~제주 쾌속선이다. 산타모니카 이전에는 오렌지호, 블루나래가 있었다.
- 씨스포빌의 거의 모든 선박. 심지어 씨스타 1호는 국내항로 민간 쾌속선 중 두번째로 빠르다! 최고속도 43노트.[4]
- 씨 셰퍼드 고속정 브리지드 바르도, 애디 길
[1] 남인도 및 스리랑카에 사는 인종 타밀 인의 언어인 kattumaram에서 기원한 말인 듯하다.[2] 좌우 선체 크기가 다른 비정형적인 경우도 있는데, 뗏목에서 쌍동선을 거쳐 아우트리거로 변해가는 과정의 과도기적 형태로 여겨진다.[3] 이 배는 무려 1913년에 건조되어 112년(만 111년)간, 지금껏 현역에 작전에도 투입된다. 사실상의 최초의 현대적 쌍동선인 셈이다. 2024년 4월 우크라이나군의 공습에도 살아남았다.[4] 제일 빠른 쾌속선은 포항-울릉도 구간을 운항하는 대저해운의 썬플라워호. 승선정원이 900명이 넘어감에도 불구하고 최고속도 47노트. 그러나 이 선박은 2020년 2월 선령만기로 인해 퇴역했고, 후계기인 엘도라도 익스프레스가 영업속도 45노트, 최고속도 50.2노트로 최속 타이틀을 방어했다.