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

• 研究課題/領域番号: 08555243
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 船舶工学
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 平山 次清 横浜国立大学, 工学部, 教授 (00018061)
• 研究分担者: 上野 誠也 横浜国立大学, 工学研究科, 助教授 (60203460) ; 馬 寧 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (30251755)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1998
• 研究課題ステータス: 完了 (1998年度)
• 配分額: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円); 1998年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 1997年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 1996年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: 超高速船 / 横揺れ / 制御 / 操縦性 / フィン / 慣性モーメント / 超高速線 / 排水量型

研究概要

近年50ノットといった大型の超高速コンテナ船の検討がなされているが最近の検討結果では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、平水中および波浪中の横揺れ性能の向上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為この問題は操縦性能と関連づけて扱う必要が有る。本研究では3種類の横揺れ軽減システムを提案し開発した。第一は船底下方に伸ばした垂直フィン、第二はこの垂直フィンには水深制約が有ることを考慮して、船体上方に伸ばした垂直フィン(エアーフィン)としたもの、第三は慣性モーメント制御による横揺れ軽減システムである。慣性モーメント制御ではエアーフィン用のマストの中に上下制御可能な重り(排水量の5%程度)を組み込み、重心からの高さを変化させる事により慣性モーメントを変化させた。この場合は重心の上下変化も若干あるがバラメトリック励振に注意すれば問題ない。これら3種類の横揺れ軽減システムの主要目の決定に当たっては新たに開発した操縦運動をも組み込んだ横揺れの数値シミュレーションプログラムを活用すると共に、本学の長水槽を使用して横波状態、方向スペクトル波中追い波状態での自由航走実験を実施した。モデルは排水量型超高速船の2.5mモデルを使用し、横傾斜トルクを相殺する為に二重反転プロペラを使用した。以上の実験、数値シミュレーションにより新しい横揺れ軽減システムが有効である事が実証された。