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2017 年度 実績報告書

無人電池推進船による浅岸域海洋試料採取に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H02431
研究機関富山高等専門学校

研究代表者

賞雅 寛而  富山高等専門学校, その他部局等, 校長 (20134851)

研究分担者 波津久 達也  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (60334554)
清水 悦郎  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (60313384)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード船舶工学 / 海洋探査 / 制御工学 / 無人海洋探査船
研究実績の概要

本研究の目的は、世界最高性能の無人電池推進船を開発し、海洋探査機器として、我が国の喫緊の課題である原子力発電所の海水モニタリング及び浅岸域海洋試料採取を行うことである。
平成29年度は、引き続き、1) 急速充電対応型電池推進船の完全無人化・サンプリング採取装置の自動化、2) 母船・陸上施設とのデータ通信・充電設備設置として、a) 船体・資料採取機器改造設計→b) 船体無人化改造→c) 海洋試料採取機器自動化→d) 陸上試験を既存の電池推進船について行い、電池推進船に試料採取機器・GPSなどを取り付けるなどの改造を行った。11月、10月に行った海上無人航行試験及びその解析をもとに、「無人電池推進船を用いた世界最高性能(出力、安定性)の海洋探査機器の開発」の達成について課題を整理した。その結果当初の予測に反し、主として対波浪性の観点から推進・無線操縦システム等船舶構造が安全航行するには不十分であると判明したため、既存の電池推進船のさらなる改造を行った。また1年を通しての外洋域の海象気象に対応した海水モニタリングのためには、電池推進船の対波浪性・位置保持性能の抜本的な向上が必要であることも判明したため、全く新しい船舶の減揺システムを考案し予備実験を行った結果、これまでにない6成分の減揺が可能になることが明らかになっている。
並行して電池推進船の推進効率および操作性向上のためのモータ制御に関する予備実験を平成28年度に継続して行い、これまでのモータ推進船のプロペラ推進に比較して新しいプロペラ作動検知を提唱することができたため、2件の特許(プロペラ近傍のキャビテーション気泡及び巻き込み気泡の検出方法及びプロペラ負荷検出方法)を出願した。また以上の結果を専門学会誌に3件の論文として投稿した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成29年度は、1) 急速充電対応型電池推進船の完全無人化・サンプリング採取装置の自動化、2) 母船・陸上施設とのデータ通信・充電設備設置として、a) 船体・資料採取機器改造設計→b) 船体無人化改造→c) 海洋試料採取機器自動化→d) 陸上試験を既存の電池推進船について行い、電池推進船に試料採取機器・GPSなどを取り付けるなどの改造を行った。11月、10月に行った海上無人航行試験及びその解析をもとに、「無人電池推進船を用いた世界最高性能(出力、安定性)の海洋探査機器の開発」の達成について課題を整理した。その結果当初の予測に反し、主として対波浪性の観点から推進・無線操縦システム等船舶構造が安全航行するには不十分であると判明したため、既存の電池推進船のさらなる改造を行った。

今後の研究の推進方策

3ヶ年目となる平成30年度は、これまでの成果を踏まえて平成29年度以降に予定していた海上試験を踏まえた船体・試料採取機器改造設計を前倒して、早期に海上遠隔操縦の安定化を実施し、本研究目的である「無人電池推進船を用いた世界最高性能(出力、安定性)の海洋探査機器の開発」をさらに加速する。具体には、東京海洋大学繋船場及び富山高等専門学校近傍での海上試験を行った後に、福島第一原子力発電所もしくはその他の原子力発電所港内での海水モニタリング試験を実施し、「無人電池推進船を用いた世界最高性能(出力、安定性)の海洋探査機器の開発」の達成のための課題点の抽出と解決を行う。
これまで用いてきた既存の電池推進船は、船体疲労による劣化が激しいこと、及び平水使用のため外洋の使用に適さないことから、新しい船体建造の検討も行う予定である。また1年を通しての海象気象に対応した海水モニタリングのためには、対波浪性・位置保持性能のさらなる向上が必要であることから、平成29年度に考案し、予備実験を行った、新しい船減揺・位置保持システムについて開発を継続し、特許出願を行う。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Characterization of Near-Propeller Bubbles and Thrust Fluctuation in a Constant Rotational Speed Control Motor Propulsion System2018

    • 著者名/発表者名
      Ode Tsuyoshi、Takamasa Tomoji、Hazuku Tatsuya、Ihara Tomonori
    • 雑誌名

      Marine Engineering

      巻: 53 ページ: 582~588

    • DOI

      https://doi.org/10.5988/jime.53.582

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of Near-Propeller Bubbles and Fluctuation in Thrust Force in a Constant Torque Control Motor Propulsion System2018

    • 著者名/発表者名
      Ode Tsuyoshi、Takamasa Tomoji、Hazuku Tatsuya、Ihara Tomonori
    • 雑誌名

      Marine Engineering

      巻: 53 ページ: 576~581

    • DOI

      https://doi.org/10.5988/jime.53.576

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Detection of Near-propeller Bubbles and Thrust Power in a Constant Torque Control Motor Propulsion System2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Ode, Tomoji Takamasa, Etsuro Shimizu, Tatsuya Hazuku, Hiroyasu Kifune, Tomonori Ihara
    • 学会等名
      The 11th International Symposium on Marine Engineering (ISME2017 TOKYO)
    • 国際学会
  • [備考] 東京海洋大学 海洋工学部 動力エネルギー工学研究室

    • URL

      http://www2.kaiyodai.ac.jp/~takamasa/

  • [備考] 急速充電対応型電池推進船開発プロジェクト

    • URL

      http://www2.kaiyodai.ac.jp/~takamasa/kaiyodai-ees-project/

  • [産業財産権] 気泡発生装置及び気泡発生検出方法2017

    • 発明者名
      大出剛、賞雅寛而、清水悦郎、波津久達也、井原智則
    • 権利者名
      東京海洋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-095263
  • [産業財産権] プロペラ負荷状態推定装置、プロペラ負荷状態推定方法、及びプロペラ負荷状態推定プログラム2017

    • 発明者名
      大出剛、賞雅寛而、清水悦郎、波津久達也、井原智則
    • 権利者名
      東京海洋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-095748

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公開日: 2019-12-27  

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