구조보트용 프로펠러 안전가드 적합성 검증 연구

Research on Suitability Evaluation of Propeller Safety Guards for Rescue Boat

지난 2019년 6월 충북에서 발생한 소방공무원 순직사고를 계기로 구조보트 선외기 프로펠러 안전가드 도입에 관해 논의되었다. 그에 따른 예방대책과 소방현장사고 조사·분석·연구의 일환으로 긴급현안 연구과제로 구조보트프로펠러 안전가드(Propeller safety guards) 도입 전 검증 연구가 필요했으며, 현장적용 시범 활용으로 개선사항을 도출하고 정책을 제안하는 데 최종 목적을 두고 진행됐다. 안전가드와 관련된 국내 규정은 『수중레저활동의 안전 및 활성화 등에 관한 법률』에서 수중레저활동 보트에는 『스크류망』을 설치토록 의무화되어 있고, 미연방법(CFR)에도 구조보트 프로펠러로부터 사람이 노출되는 모든 면에서 최대 76mm(3inch)의 Safety Guards가 장착되도록 의무화되어 있어 구조장비관리규정 등 개정이 필요하다고 사료된다. 국외에 유통되는 안전가드 중 PP(폴리프로필렌 #7, #8) 재질 2종과 SS(스테인레스스틸 #1~#6, #9) 재질 7종의 안전가드를 종류와 유형, 재질별로 구매·제작하여 총 20명의 수난구조 전문가와 협업하여 단계별 자체, 필드, 현장적용 테스트를 수행했다. 5가지의 시험항목(육안 및 결착, 정속성능, 비등속성능, 안전성, 유지관리)과 15가지의 평가방법으로 각 5점 만점의 평점, 선호도는 #6 ≫ #9 ≫ #3 ≫ #7≫ (#8,#1) ≫ #2 ≫ #4 ≫ #5 순으로 분석되었다. 그 중 안전가드 전·후면이 오픈되어 있는 형태인 #2, #4은 마네킹 충돌 테스트 시 신체 일부분이 끼임현상이 발생했고, #7, #8은 안전가드 PP재질 의 특성 상 충돌 시 일부 파손됨과 동시에 마네킹의 손상이 되었음을 알 수 있었으며, 안전가드의 종류 형태별로 정밀 분석과 전·후면이 오픈되어 있는 구조를 재검토 할 필요가 있다고 사료된다. 또한 현장대원의 정성적인 선호도 외에 안전가드 장착 전·후의 속도 및 조향성에 대한 정량적인 데이터를 비교 분석하기 위해 전문 분석기관(DGPS 이용)과 성능테스트를 수행한 결과, 직진 속도는 #2 ≫ #4 ≫ #3 ≫ #7 ≫ #1 ≫ #9 ≫ #8 ≫ #6 ≫ #5, 사행 속도는 #7 ≫ #1 ≫ #2 ≫ #4 ≫(#3 #9)≫ #8 ≫ #6 ≫ #5 순으로 분석되어 필드테스트와는 다소 상이하였다. RPS가 높을수록 직진 및 사행속도는 비례관계를 유지하는 것을 알 수 있으며, Mesh재질의 안전가드(#5, #6)는 상대속도율이 낮은 반면, Solid 형태의 안전가드(#2, #4)는 직진 상대속도율이 높고, PP재질의 안전가드(#7,#8) 중 #7의 상대속도가 높음을 알 수 있었으며, 특히 상대속도가 가장 늦은 #5에서 발생하는 후류의 거품형태는 Mesh 재질의 안전가드 형태와 프로펠러에서 발생하는 여러 가지 Cavitation이 결합되어 후류쪽에서 Cavitation이 더욱 증가되는 현상이라 추정된다. 상기 단계별 테스트 종합분석 결과, 현장에서는 안전성을 고려해 안전가드 전면 부분이 오픈된 형태는 우선 배제하고, 속도와 조향력(저항력)의 반비례 관계를 고려해 수류 홀과 적절한 매쉬 형태의 안전가드를 선호하는 것으로 분석되었다. 따라서, 각 현장특성의 요구사항과 선호도를 감안하여 안전성, 속도, 조향력, 유지관리(경제성) 등을 종합 고려한 #6, #7, #9 형태의 안전가드가 적합할 것으로 사료된다.