排水量型超高速コンテナ船の横揺れ・操縦性能向上システムの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555243
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Section: 試験
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 平山 次清 横浜国立大学, 工学部, 教授 (00018061)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上野 誠也 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (60203460) ; 馬 寧 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (30251755)
• Keywords: 超高速船 / 排水量型 / 横揺れ / 操縦性 / 制御 / フィン

Research Abstract

近年大型の超高速コンテナ船の検討がなされているが横復原性能上の問題からその高速性能が十分生かされない場合も予想され、横揺れ制御が非常に重要である。また操舵に基づく横傾斜も無視出来ないためこれは操縦性能と関連づけて扱う必要がある。本研究は排水量型超高速船の運動・操縦性能を評価する方法を検討した上で横揺れ性能向上システムを理論的に検討開発し実験的に確認し同時に操縦性能向上も図るのが目的である。本年度はまず、超高速船の操舵影響も含めた波浪中横揺れ性能向上の観点から、横揺れ性能を評価する計算プログラムを開発した。そのために従来の高速船型が超高速領域で示す横揺れ性能を実験的に把握した上でストリップ法及び操縦方程式による理論推定結果と比較しその問題点を明かにした。次ぎに現有の超高速船型モデルに対応した形で操縦運動の影響を加味した運動測定計算プログラムを開発し、Z操舵など基礎的シミュレーション計算を実施した。この場合横揺れ制止フィンの効果も考慮し、なおかつ次のステップで舵とフィンを連動して制御する事も可能とさせる事を考え、対応した模型実験もまず平水中で実施し基本応答特性を確認した。さらに不規則波中の実験も実施し基礎資料を得た。使用する不規則波としては長波頂だけでなく短波頂のいわゆる方向スペクトル波も考えた。特に方向スペクトル波中では追い波状態で大振幅横揺れが出ると考えられるので追い波状態の実験に重点を置いて実施した。計測は船体運動だけでなく、相対運動、加速度、等も実施した。モデルは、は本学保有のものを使用したが、高速走行可能な自航システムに改造し、さらに短波頂不規則波中を自由航走するモデルの6自由度船体運動の遠隔測定、解析方法は高速画像処理による遠隔計測法を採用するため、画像処理用の専用計算機などを購入した。もちろんこれだけでは希望する処理は行えないので更にソフトウエアーの改造も実施した。