인류와 해양의 관계

인류는 예로부터 어패류 등의 식재료를 바다로부터 채취하고, 물자 및 사람의 이동에 바다를 이용해 왔다. 항공기가 발달한 오늘날에도, 화물수송의 99%는 선박에 의한 수송에 의존하고 있다.
20세기에는 석유·천연 가스를 바다로부터 얻게 되었고, 대양의 광물 자원도 바다에서 발견되었다.
게다가 환경을 파괴하는 일이 없는 파도, 바람, 조류, 조석, 해수 온도 차 등의 자연 에너지를 바다로부터 빼내어 이용하고 있다.
지구 표면의 약 70%를 차지하고 있는 바다는, 지구의 기후를 지배하고, 지구 환경을 좌우해 왔다. 그 때문에 인류는 지구 온난화를 방지하기 위해 바다에 손을 쓰고 있다. 선박·해양 공학은 인류가 바다를 이용하거나 바다에의 작용을 실현하기 위한 공학이다.

선박·해양 공학의 역사

선박·해양 공학은 조선업에서 출발하고 있다. 우리 나라의 근대 조선업은 에도(江戸)말기에 도래하여 일반에 흑선이라 불리고 있는 서구 대형 동력선에 자극 받은 막부나 유력 제번, 서구 조선 기술을 도입한 것에 의해 그 막을 열었다. 많은 일본인 유학생이 선진 제국에 파견되고, 외국인 기술자가 적극적으로 초빙되었다.
이래 우리 나라 선박 기술자의 끊임없는 노력의 결과, 1956년에는 조선량 세계 1위가 되었고, 현재도 생산 점유율에서 Top 위치를 한국과 겨루고 있다.
조선 공학은 경험 공학으로서 긴 시간을 지나 왔지만, 19세기에 시작한 선박 공학의 제이론의 발전과 20세기 후반의 컴퓨터의 발전에 의해 분석·설계 기술이 비약적으로 발달한 것에 의해, 종래형의 선박뿐이 아니라 고도한 제어 기술을 구사한 테크노 슈퍼 라이나(techno super liner 초고속 화물선)등 신형식의 고속선이 실현되었다.
또한 세계에서 가장 깊은 곳까지 잠수할 수 있는 유선 잠수선「신카이6500」이나 무인 잠수정「카이코우10K」등이 우리 나라에서 만들어 지고 있다. 더욱이 부체 구조물 기술은 부체식 공항 실현을 목표로 한 국가 project인 메가플로트(megafloat) 연구를 낳고 있다.

●새로운 역할과 전개 선박·해양 공학은 오랫동안 선박이나 해양 구조물이라는 대형 구조물을 대상으로 해 왔다. 그렇지만 최근에는 에너지의 개발이나 지구 환경문제라는 인류 사회가 안고 있는 여러 가지 과제의 해결이나, 빅 사이언스(big science)인 지구의 과학적 조사 등의 첨단 기술에 몰두하고 있다. ●자연 에너지 이용 인류가 필요로 하는 에너지, 자원의 양은 막대한 것이고, 그것들의 확보가 중대한 과제가 되고 있다. 그것을 해결하는 열쇠의 하나가 해양이라고 생각되고 있다. 이용 가능한 에너지원에는 파도, 바람, 태양광, 조석, 조류, 해류, 해수온도 차 등이 고려되고 있고, 일부는 이미 실용화 되고 있다. ●자원·에너지 개발 해양의 자원 중, 이제까지도 적극적으로 이용 되어 온 생물 자원이나 해양 석유 등 이외에 심해 광물 자원, 해수 중 미량 희소 원소 등의 이용도 실현화를 목표로 연구가 진행되고 있다. 이러한 에너지 및 자원 이용에 필요한 각종의 기술도 해양 공학의 중요한 발전 분야의 하나가 되고 있다. ●지구의 과학적 조사 해양의 이용이나 재해 방지의 전제가 되는 것이 해저를 포함하는 해양의 충분한 과학적 이해이다. 해양을 조사하는 기술, 깊은 해저를 굴착하여 지구 내부의 지층 자료를 채취하는 기술이 해양 공학으로부터 만들어지고 있다. 깊은 해저에 있는 미지의 생물이 살아가고 있는 모습을 소개한 심해 조사선「신카이6500」이나 발사에 실패한 H2로켓을 깊은 해저에서 발견한 무인 잠수정「카이코우10K」등이 개발되고 있다. ●해양의 공간 이용 길이, 폭이 수 킬로미터에 이르는 거대한 부체 구조물에 의한 부체식 공항의 실현을 목표로 한 국가 프로젝트인 메카 플로트(megafloat, 해양구조물)구상이 진행 중이다. 이것을 실현시키기 위해서는 선박·해양 공학에서 축적된 고도한 기술이 불가결하다. 매립에 의한 토지 조성과 달리, 지진의 영향을 받지 않고, 또한 이동할 수 있기 때문에, 불필요하게 되었을 때에도 철거가 용이하고 자연환경에의 영향이 적은 등의 특징이 있다. ●지구 환경 문제 해양이 지구 환경에 미치는 역할은 매우 크다. 해양의 막대한 해수는 태양으로부터 지구상에 쏟아지는 에너지의 저장고인 동시에, 지구 규모의 열이나 물질의 순환에 중요한 역할을 담당하고 있다. 또한 대기중의 CO2 의 흡수원으로도 중요하다. 해양 환경의 변동을 장기적으로 파악하는 것이 지구 환경 문제의 이해와 해결에 있어 상당히 중요하다. 해양 공학에 종사하는 연구자가 타 분야의 연구자와 협력하여 해양 환경의 변동파악, 보전과 회복을 위한 모든 기술을 발전시키고 있다.

선박·해양 공학의 커리큘럼(curriculum)

선박·해양 공학의 특징 중 하나는 모든 분야의 공학을 종합하고 인간사회의 필요에 응하는 시스템을 만들어 내는 종합 공학인 것에 있다. 대략 어떠한 교육이 이루어지고 있는지 아래에 간단히 소개하겠다.
선박·해양 공학에서는 물리 현상을 대상으로 수학을 이용하여 추상화시고 이해하며, 그 특성을 예측하는 방법을 취하는 것이 일반적이다. 그 때문에 고교에서는 수학(전과목), 물리를 이수해 두는 것이 바람직하다.
1) 기초과목
저학년에서는 전공 과목을 배우기 위해 필요한 기초 공학이나 공학적 소양에 관한 과목을 배운다. 주된 것을 들자면 수학, 역학, 유체역학, 재료역학, 기계 공학, 전기 공학, 해양학, 제어 공학, 컴퓨터, 제도법 등이 있다.
2) 전공 과목
고학년에 올라가면, 전공과목을 배우게 된다. 전공 과목은 크게 분류하면 다음의 5가지 분야로 나눌 수 있다. 또한 이것들을 횡단적으로 학습하고, 학습에의 동기부여를 시행하거나, 선박·해양 공학의 특징인 종합 공학의 측면에 대해 배우는「물건 만들기」연습 등 체험 형 학습의 도입이 성행하고 있다.
①유체에 관한 과목
선박이나 해양 구조물 등과 그들을 둘러싼 유체와의 관계에 대한 분야이다. 부체(浮體)정역학, 저항이론, 추진이론, 운동이론, 열 물질 이동론 등을 배운다.
②구조에 관한 과목
선박이나 해양 구조물의 강도에 관한 분야로, 구조 공학, 부체 구조 공학, 신뢰성 공학, 진동학 등을 배운다.
③시스템에 관한 과목
선박이나 해양 구조물 등을 전체로서 정리하는 방법에 관한 것으로, 설계론, CAD/CAM, 시스템 공학, 정보 공학, 의장 공학, 해양 기기 공학, 해중 로봇 공학, 고속정이나 요트의 시스템 등을 배운다.
④생산에 관한 과목
선박이나 해양 구조물의 생산 기술에 관련 한 것으로 재료 공학, 접합 공학, 생산 시스템 공학 등을 배운다.
⑤해양 환경에 관한 과목
해양을 이해하고, 지구 환경 문제 등에 몰두하기 위한 분야로, 해양 환경 공학을 시작으로 해양 유체 역학, 해양 공간 이용, 해양 개발 공학 등을 배운다.
3) 세미나(seminar), 졸업연구
최종 학년이 되면, 그때까지 습득한 지식을 종합화·구체화 하는 능력을 높이기 위해, 특별한 과제를 취하여 배우는 세미나나 졸업연구가 있다.
세미나나 졸업연구에서는, 학생이 독단 혹은 소수인의 그룹으로 나누어, 담당교원의 지도하에 선박·해양 공학에 있어서의 기본적인 학문인 유체공학, 재료공학, 구조공학, 제어공학, 생산공학, 설계공학에 관한 조사나 연구를 시행한다. 또한 수중선, 쾌속정, 요트, 카누, 인력선 등을 포함하는 여러 가지 선박의 설계를 시행한다. 수업이 비교적 수동적인 면학인데 반해 졸업연구에서는 학생 한 사람 한 사람의 자주성이 중시된다.

대학원에서의 교육과 연구

학부에서 배우는 것은 필요 최소 한도의 지식이고, 고도한 기술 및 이론을 습득하기 위해서는 대학원에 진학할 필요가 있다.
대학원에서는 기본적인 학문이나 환경, 설계·계획 등에 대해 보다 전문적으로 고도한 교육·연구가 시행되고 있다.
요 수년 동안 대학원의 중점화가 진행되고, 대학에 있어서의 교육 및 연구의 주체가 종래의 학부로부터 대학원으로 옮겨지고 있다. 그 결과, 선박·해양 공학 계의 학과가 대학원에서 지구 종합 공학 계, 또는 지구 환경 공학 계에 속해 있는 곳도 있다.
그에 수반하여 선박·해양 공학 계의 학부 졸업생도, 대학원에서는 환경 공학 등의 분야에 진학하는 일도 있다.

졸업후의 진로

선박·해양 공학은 종합 공학이며, 폭넓은 기초지식을 가지고, 시스템을 정리하는 능력이 길러질 수 있도록 교육이 시행되고 있다.
그 때문에 요구되는 사람은 극히 많고, 졸업생은 조선, 중계기 공업은 말할 필요도 없이, 자동차 공업, 항공기 공업, 제철업, 전기 공업, 건설업, 해운, 물류, 정보처리, 상사, 은행, 증권, 씽크 탱크(think tank), 컨설턴트(consultant), 관공서 등 다방면에서 활약하고 있다.

인류와 바다와의 관계를 공학의 시점에서 연구한다.

선박·해양 공학 분야를 배우는 학과를 설치하고 잇는 대학은 많지 않다. 그 중에는 선박·해양 공학과 아울러 지구 환경이나 에너지 개발에 대하여도 연구하는 학과도 있다.

선박이나 해양 스포츠에 관하여 배우다.

선박 공학과에서는 조선 기술에 대하여 배운다. 유체역학, 구조역학, 재료역할 등 선박 공학의 기초가 되는 분야를 체계적으로 배우고, 선박의 설계로부터 건조까지의 모든 공정을 하나의 프로세스로서 연구에 몰두한다. 또한, 바다와 사람과의 관계를 폭넓게 추구하기 위해, 해양 환경, 해양 개발 기술, 해양 기상이라는 바다에 관한 여러 가지 분야를 배운다. 커리큘럼에 승선 실습이나 해양 스포츠 체험 등도 도입되어 있다.
해양 시스템 공학과에서는, 바다를 지키기 위한 기술이나 해양 공간에서의 안전하고 고효율인 해상 운송 시스템, 풍부한 에너지의 이용을 지속적·발전적으로 이용하는 시스템을 연구한다.
머린(marine) 디자인 공학과에서는 조선 공학을 기초로, 응용분야의 강의를 첨가하여 폭넓게 배운다. 전공 교육의 내용은 유체 역학, 구조 공학, 설비 공학, 제어 공학 게다가 선박, 부체 공항, 해양 개발 기기, 무인 잠수정, 머린 스포츠에 관한 각종 소형정 등의 강의, 각종 실험·실습 이외에 머린 크래프트(marine craft) 실습에서 카누나 솔라 보트의 제작·선박 조정에 도전한다. 해양 조사 연수선에 승선·숙박하고, 해양 관측 실습, 선박의 성능 실험, 조선소 견학 등을 시행한다.

환경이나 건축 관계의 학과에서도 배울 수 있다.

시스템 창성 학과에서는 선박·해양 공학 분야를 배우는 코스가 있다. 환경·에너지 시스템 코스에서는 환경·에너지 문제의 해결을 위해 지구 환경·에너지 시스템의 평가, 환경 조화형 기술의 개발 등에 몰두한다. 해중 공학, 해양 공학 기초 등을 배운다. 또한 경제·사회 과학적인 요소도 도입한 과목 편성. 지능 사회 시스템 코스에서는 이과 이기도 하고 문과이기도 한 기술계의 이그제큐티브(executive), 엔지니어(engineer)의 양성을 목표로 한다. 커리큘럼(curriculum)은 역학, 설계·생산 학, 정보 기술이라고 하는 공학의 기초 과목을 체계적·효율적으로 학습하여, 소인원수의 프로젝스(project) 연습도 실시한다.
지구 종합 공학과에서는 선박 설계학, 선박 구조 강도학, 해양 공간 개발 공학 등의 영역을 배워, 유체·구조의 지식을 배양한다.
지구 환경 공학과에서는 유체 역학과 구조 역학을 중심으로 수학, 역학, 시스템 공학, 컴퓨터·시뮬레이션(simulation) 등을 구사하고, 선박·해양이 가지는 교통·수송기능, 생물 자원이나 광물 자원의 생산 기능, 주거 라든가 비축을 위한 공간 기능 능, 사회적·경제적으로 유용한 기능을 발전적으로 활용하기 위한 교육·연구를 시행한다.
선박·해양 공학 관계의 강의는, 제4류(건설·환경 계열)의 전공 분야에도 포함되어 있다. 전공의 세부 분야로서, 구조 공학, 유체 공학, 재료·지반 공학, 환경 공학, 시스템 계획학, 건설 공학, 건축 구조학, 주거 환경 계획학, 건축 설계학이 준비 되어 있다.