조선공학(교양으로 읽는)

"우리가 학교에서 배에 관해 조금이라도 배웠더라면

최근 대성공을 거둔 영화 〈명량〉을 제대로 비판했을 것이다."

- 그 까닭은 조선의 배와 일본의 배의 구조적 차이를 정교하게 이용한

이순신 장군의 전술이 전혀 드러나지 않았기 때문이다.



이처럼 영화의 흥미 여부가 판가름 나는 것에서부터

지구가 둥글다는 것을 증명해 보인 것도, 신대륙을 발견한 것도

배가 있었기에, 배를 이해했기에 가능했다!



인류 문명의 발달은 모두 물이 있는 곳에서 시작되었던 만큼 배는 고대에서부터 인류의 꿈과 함께 발달해왔다. 미지의 세계를 향한 인간의 호기심이 있는 곳에는 언제나 배가 있었기 때문이다. 기원전 3000년경에 통나무배, 뗏목을 이용한 인류의 첫 번째 항해가 시작되었고, 최초의 돛은 약 5000년 전에 사용된 종려나무 잎이었다고 한다.

배! 선박이 없었다면 콜럼버스가 아메리카 대륙을 발견할 수도, 마젤란이 세계일주 항해를 훌륭하게 성공하지도 못했을 것이다. 그리고 예나 지금이나 무역의 중심에는 언제나 배가 있었다. 하지만 오늘날에는 여행을 위해 배를 타는 사람들이 점차 늘어나고 있다. 좀 더 넓은 세상을 보고 배우기 위해, 꿈을 실현하기 위해 배를 타는 사람들, 이 책의 저자는 바로 이런 이들까지도 독자의 대상으로 삼았다.



소형 배에서 잠수함에 이르기까지,

배, 그녀(she)의 모든 것!



미국이나 유럽에서는 특정 선박을 지칭할 때 대명사 'she'를 사용한다. 그 어떤 것도 예측할 수 없는 바다라는 변화무쌍한 공간에서 치밀함(섬세함)이 필요한 구조물이어서일까? 아무튼 이 책은 배, 즉 그녀(she)에 대한 모든 것을 담았다. 저자의 말처럼, 이 책은 관련 업계 전문가나 종사자뿐만 아니라 이 분야의 꿈을 키워가는 고등학생, 심지어 조선공학자의 아내까지 배려했을 만큼 쉽게 쓴 조선공학 입문서이다.

'배' 하면 가장 먼저 연상되는 것은 무엇인가? 우리나라 사람이라면 아마도 조선시대의 거북선이나 판옥선을 떠올릴 것이다. 최근에 개봉한 영화 〈명량〉에서는 안타깝게도 이순신 장군이 우리나라 배의 구조나 특성 또는 적함의 특성을 잘 파악하고 활용해서 전공을 세운 점을 제대로 보여주지 못했다.

일본 전함은 빠른 속도를 내기 위해 선체가 작고 배 밑바닥을 V자 형태로 만든 반면, 두툼한 합판으로 만든 조선 수군의 판옥선은 배의 밑부분이 평평하여 포를 발사하는 데 안정감이 있고, 방향 선회에도 탁월했다. 또한 학이 날개를 펼친 듯한 이순신 장군의 학익진(鶴翼陣) 전술도 바다를 제대로 파악한 토대에서 배의 기능을 활용한 것이다. 이와 같은 조선 수군의 판옥선 특성을 영화를 만든 사람이나 보는 사람들이 이해했다면 이 영화가 더욱 강렬한 인상으로 우리의 마음을 사로잡지 않았을까 싶다.

조선시대 배의 특성이나 기능이 이러할진대, 거대한 규모를 자랑하는 오늘날의 선박의 기능과 원리는 훨씬 다양하지 않겠는가. 이 책은 이러한 선박의 설계도에 감춰진 다양한 원리와 기능 그리고 그 종류 등에 관해 쉽게 이해하고 제대로 습득할 수 있도록 한 조선공학 교양서이다.

독자 여러분은 어쩌면 이 책을 읽고 나서 배의 프라모델을 만드는 자신을 발견하게 될지도 모른다.



과학과 예술이 융합된 학문, 조선공학의 세계―

조선공학의 기초 개념을 습득하기 위한 책!



"조선공학은 과학과 예술이 보기 좋게 융합된 학문이다."

이 책을 번역한 서울대학교 조선해양공학과 교수이자 지금도 활발한 연구와 저술활동을 하고 있는 이신형 교수와 김효철 명예교수는 조선공학에 대해 이와 같이 정의하면서 과학적인 지식만으로 선박을 설계할 수도, 예술적 감각만으로 선체의 외형을 만들 수도 없다고 강조한다. 조선공학은 그야말로 중용(中庸)이 필요한 매력적인 학문이며, 따라서 선박을 설계하는 조선공학자들은 과학과 공학의 기본 지식은 물론, 예술적인 심미안과 중용의 덕을 함께 갖추어야 한다는 뜻이다.

거대한 선박을 움직이려면 여러 가지 과학적 원리와 구성요소들이 톱니바퀴처럼 맞아떨어짐으로써 완벽한 체제를 갖추어야 한다. 그러한 조건이나 환경을 갖춘 선박을 설계하기 위해서는 예술의 경지에 비유할 만한, 조선공학자의 과학적 판단이 필요하다. 항해 중에 만날 수 있는 어떠한 기상 상태에서도 전복되지 않고 대응할 수 있는 내항성과 안정성, 며칠 몇 달이든 운항 중 선박 안에서 연료나 식료품, 물 등을 부족함 없이 사용할 수 있는 자급자족력, 승조원이나 승객들이 생활하는 데 불편함이 없는 편리함과 쾌적함 그리고 친근함, 거기에 탄성을 자아낼 만한 멋진 외형까지 선박의 모든 구성요소들을 완벽하게 갖추려면 그야말로 예술적 경지에 오른 과학이 있어야만 가능하다.

거대한 부유 구조물인 선박이 바다에서 일사불란하게 움직여야 하는 만큼 철저하게 계산된 운항을 해야 하므로 여러 가지 물리적 ? 수학적 기호들이 등장하는 것은 당연하다. 그렇다고 겁먹을 필요는 없다. 모두 15장으로 구성되어 있는 이 책은, 보다 내용을 이해하기 쉽게 조선공학에서 쓰이는 기호들에 대해 간결하게 정리한 약어표를 앞머리에 수록해 놓았다. 특히 책을 다 읽고 난 후에도 선박에 대한 기본적인 용어나 개념들을 필요할 때마다 다시 펼쳐볼 수 있도록 끝부분에 수많은 용어들을 일목요연하게 정리해 설명을 곁들였다.

102컷의 그림이 수록되어 있어 글로 잘 이해가 되지 않는 부분이라도 그림으로써 충분히 이해할 수 있도록 배려했다. 여기에 각 장 끝에 여러 가지 선박의 사례로 100여 장에 이르는 다양한 사진이 실려 있어 배에 관해 더욱 잘 이해할 수 있도록 알차게 꾸며놓았다. 배에 관한 모든 것을 담은 이 책과 함께 흥미로운 배의 세계로 여행을 떠나보자!

제1장 읽기에 앞서

1. 선박의 쓰임새 / 2. 기본적인 요구 사항 / 3. 기본적인 정의 / 참고문헌

제2장 일반 배치

1. 기본 원칙 / 2. 선박의 형상 설명도 / 참고문헌

제3장 작업 공간과 거주 구역

1. 설계에 반영해야 하는 감성적 인자 / 2. 작업 공간 / 3. 거주 구역 / 4. 통로 / 참고문헌

제4장 설계의 순서

1. 독창적 설계 / 2. 가치 척도 / 참고문헌

제5장 선체의 형상

1. 일반적인 고려 사항 / 2. 선체 형상의 정의들 / 3. 선체 형상의 묘사 : 선도 작성 / 4. 배수량 등곡선도 /

5. 보충 사항 : 넓이 계산법 / 참고문헌

제6장 정적 복원성

1. 들어가며 / 2. 횡 방향 정적 복원성 / 3. 종 방향 정적 복원성 / 4. 침수와 구획 / 5. 잠수함의 복원성 /

참고문헌

제7장 동적 안정성

1. 일반적인 고려 사항 / 2. 횡 동요 / 3. 종 동요 / 4. 선수 동요 / 5. 결어/ 참고문헌

제8장 저항과 동력 추정

1. 역사적 관점 / 2. 저항 성분들 / 3. 동력 추정 / 4. 모형 수조 이론 / 참고문헌

제9장 추진 장치

1. 관점 / 2. 기계적 추진 장치 / 3. 스크루 프로펠러 / 참고문헌

제10장 추진 기관의 선택

1. 관점 / 2. 선택 가능한 시스템들 / 3. 발전 설비 / 4. 연료 / 참고문헌

제11장 풍력

1. 들어가며 / 2. 평형력 / 3. 선체 형상 / 4. 전형적인 돛의 배치 / 5. 수면 하부 형상 / 6. 상선용 돛 /

참고문헌

제12장 선체 강도의 요구 조건

1. 들어가며 / 2. 기능 / 3. 손상의 유형 / 4. 굽힘 하중 / 5. 선체 거더 / 6. 중립축 / 7. 강성 /

8. 단면 계수 / 9. 선체 거더의 해석/ 참고문헌

제13장 조선용 재료

1. 들어가며 / 2. 물리적 성질 / 3. 비금속 재료 / 4. 철강재 / 5. 알루미늄 합금 / 6. 동과 니켈의 합금/

7. 전해 부식 / 참고문헌

제14장 구조 배치

1. 들어가며 / 2. 실질적 관점 / 3. 대표적인 구조 / 참고문헌

제15장 설계와 관련된 기타 사항

1. 조타와 조종 / 2. 진동 / 3. 적량 측도 / 4. 계류 / 5. 미관 / 6. 베네치아의 곤돌라 / 7. 맺는말 / 참고문헌

용어집

해리 벤포드 저자 해피 벤포드(Harry Benford)는 미국 조선학회(SNAME)의 석학회원(fellow)이자 명예부회장인 해리 벤포드는, 미국 북부 뉴욕 주의 소도시 스케넥터디(Schnectady) 출신으로, 모호크 강에서 미국판 해양소년단인 시스카우트(Sea Scout) 활동을 하면서 요트 세일링을 즐기며 자랐다. 1940년 미시간 대학교 조선공학과를 졸업한 후 뉴포트뉴스조선(Newport News Shipbuilding)과 드라이독사(Dry Dock company)에서 8년간 근무하며 실무경험을 쌓았고, 미시간 대학교에서 학생들을 가르치면서 조선공학과 학과장직 등을 수행하다가 1982년 은퇴하였다. 퇴임한 후 교단에는 서지 않았으나 대학 캠퍼스 내의 연구실에 출근하면서 다양한 학술활동을 지속하고 있는 벤포드는 이 책 외에도 두 권의 저서와 150여 편의 연구논문을 저술하였으며, 경제학을 선박설계에 적용한 선구자적 업적으로 3개의 특별상을 수상한 바 있다. 이 책 역시 퇴임 후 조선해양산업에 대한 그의 지속적인 관심을 보여주는 여러 결과물 중 하나이다. 이 밖에도 30여 개국에서 초청강연을 한 바 있다.