2022 Fiscal Year Annual Research Report
Research on automatic maneuverability of quadmaran vessel for faster and efficient sailing to improve cruising distance
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20H02376
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
二瓶 泰範 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00470055)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 船舶海洋流体力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二瓶等は四胴型自動航行船を開発してきており、これをベースに帆走化し、少ない電力で広範囲を高密度で計測する技術を確立することが本研究の目的である。本船は「風況に合わせて帆の高さを自動で調節できる」「風力のみで稼働する」を併せ持つ必要がある。
全長2.5m程の小型の自動航行船に搭載するセールを開発することを目指した。セールの概形を提案し、その特性を明らかにし、セールを搭載した自動航行船のVPP(速度予測プログラム) を開発した。これをもとにバッテリ駆動の場合と近い速度が出るような大きさのセールを製作し、実際に航行させVPPとの整合性を確かめた。本研究では養殖場の水質を自動計測する四胴型自動航行船を帆走化するために適したセールとして、対称翼を2枚並べた伸縮機能付きのセールを提案した。
船体縮尺模型及びセール縮尺模型を用いて流体力を測定し、速度予測プログラム(VPP)を開発した。これを用いて実機として適当なセールの大きさを決定し、実機スケールのセール及び上部デッキの製作を行い、可動機構とプログラムを開発した。試験より提案した翼形はフラップを可動させることで推進力となる揚力のみを増大させることがわかった。VPPにより、本セールを搭載したトリマランヨットの想定風速3.5m/s 中における最大船速が0.88m/sであった。風上方向へ最速となるのは49.1deg方向へ航行する場合の0.43m/s であり、風下方向へ最速となるのは178deg方向へ航行する場合の0.81m/s であった。実機のセールおよびリグについては陸上試験により317degの急激な風向変化にもすぐさま対応し、約8.8秒で目標の迎角へ制御できた。最後に、セール固定、遠隔コントロール下ではあるが、追い風中を0.3m/s程度で航行することが確認できた。また風に対して90deg方向へも航行できることが確認できた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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