No.65 October 2005
The Shipbuilding Research Centre of Japan
No. 65●目 次●

インドネシア紀行（ODA業務に参加して）page 1

トリマラン船型の復原性について page 2
二重反転プロペラの話（理論的背景）page 4三鷹400m水槽の気泡対策についてpage 6

トリマランの話（単胴船との比較）
第24回国際試験水槽会議に出席してpage 10模型船のリサイクルについて

page 12

本インドネシア紀行（ODA業務に参加して）page 8部（飯田橋）
興和飯田橋ビル
日本造船技術センター
飯田橋出口（竹橋方向）
小石川後楽園

大江戸線
飯田橋駅

GS

東京
ドーム

C2

有楽町線/南北線
有楽町線
南北線
飯田橋駅

至 秋葉原
JR総武線
水道橋駅

JR総武線 A3
JR総武線
飯田橋駅

東西線
飯田橋駅
首都高速5号池袋線

西神田出口（池袋方向）

至 新宿、三鷹

試験センター（三鷹）三鷹駅

吉祥寺駅 JR中央線
至新宿

至立川
バスのりば

丸井
バスのりば
井の頭公園

GS
バス停
三鷹市役所前

バス停
三鷹農協前

GS
バス停 航研前

多摩青果

GS 三鷹消防署

この度、外務省の無償援助計画の調査

せる景観に目を奪われます。この夏から団の一員としてラマダン（イスラム教断ガソリンの価格は一挙に二倍に高騰し、庶食月）の最中、1ヶ月間に渡りインドネ

民への影響は大きいものがあるようです。

シアに滞在しました。マラッカ海峡にお引き続き、マラッカ海峡の島々、北ス

ける海賊、テロ対策関連のODA業務です

マトラ方面へも足を延ばしましたが、ジが、折りしもバリ島で再び自爆テロが発

ャワ島も含めて、人々の表情は概して柔生し、現地では3人の犯人の写真がTVで和で明るくのんびりしていて、時間に追報道される中、市中至る所での厳しいセ

われてあくせくする所がないのは、気候

キュリティチェックも手伝って散歩するが温暖であるためでしょうか。

三鷹保健所

海上技術安全研究所内
日本造船技術センター 試験センター

調布 I.C.

中央高速道路のもはばかられる状況でした。
一方、久しぶりのジャカルタは、高層ビルに高速道路が整備され目を見張るほ何れにせよ遠き昔より縁の深いインド
ネシアとの友好関係を続けていきたいと思いました。

どの車の洪水で、先進国の大都市を思わ

1

トリマラン船型の復原性について
SRC News No.63, 64で、3胴型高速船トリマランの形態、主要目、推進性

2．排水量と推進性能表−3能等について紹介しました。本稿では、排水量は、主副船体の軽荷重量を在来

NAVAL ARCHTECT誌2003年9月号型単胴船のデータを参考に推定し、上記に掲載されたIZAL社が開発中の高速船

公表性能や略図等と矛盾しない様に配慮を題材に、推進性能と復原性についてのして設定した値ですから、IZAR社船の概略検討結果を示します。

計画値と違う事が当然考えられます。設

1．公表データのフォロー

定した排水量を基に、主要目比、肥瘠係
数、浸水面積等を求め、推進性能や復原推進性能推定結果

主船体
副船体
合計
Vs(knots)
38
−
Fr
0.494
1.14
−
Cr
0.0114 0.0117−
Cfox1000 1.358
1.676−⊿Cfx1000
0.1−−
Cf
0.01246 0.01471
Ca
0.02426 0.02641−
EHP(ps)37428 2160×2 41748
効率
47178/65260= 0.64

NAVAL ARCHTECT Sept., 2003

性を評価しました。表−2に設定した排掲載の図表より、主要目等の数値を整理

水量、肥瘠係数等を示します。ここで、体の抵抗低減がトリマランの推進性能にし表−1に示します。なお、＊印は掲載*印は本船のような超高速対応のフルーおける重要課題の一つと考えられます。

された略図からスケールで読取った値です。従って、IZAR社開発船に似た船と理解すべきでしょう。図−1、図−2参
Δ (t)
∇(m3)
Cb
Cp
Cw
Cv
S/∇2/3B/d100∇/L3照。

3．復原性の簡易計算法

表−2 排水量、肥瘠係数、
主船体
副船体
5232
63×2
5104
62×2
0.55
0.64*
0.745*
0.738
8.82
8.29
2.32
1.67
0.12
0.229

合計
5358
5228
−
−
−
−
−
−
−

主船体及び副船体の浮心高さ、水線面
積及び水線面2次モーメントを簡単な式を基に、単胴船データを参考に修正係数
k1, k2を設定して推定しました。
KB/B=k1 / ((B/d)(1+Cv))
BM/B=k2(ib) (B/d) / (12Cb)
I =BM x ∇Aw=LBCw

図−1

正面図

図−2 全体概要

表−1 検討船主要目等
主船体
副船体
合計
Loa(m)
175.6
30＊
175.6
Lpp(m)
160.0
30＊
160.0
B(m)
11.6
2.5＊
31.1
D(m)
16.2＊
12.7＊
16.2＊
d(m)
5.0
1.5＊
5.0
DW(t)
−
−
900
Power
4×1200kw total 65260ps
Vs design (knots)
38
H(m)
水面と連結構造下面間距離 4＊b(m)
主副船体中心間距離14.3＊

2

ド数を計画速力とする単胴船に関する知Cw=m/(m+1)

見を基に設定した値、Cv=Cb/Cw、浸ib=6m3/((m+1)(2m+1)(3m+1))

水面積Sは通常の単胴船を対象とする推ここで、水線形状をy=1−x m とした時、定式による推定値です。これらの設定し水線面積係数をCw、2次モーメント係

た数値を基に、肥瘠係数値の近い高速船

数ibがmの関数として表せます。

艇のデータなどを参考にテイラーチャー

トリマランの復原性は以下のように求トを使って剰余抵抗係数を求め、シェン

めます。1ndexのc, s, tは、主船体、副ヘルの摩擦式を使い、摩擦抵抗係数を、

船体及びトリマランを意味します。

更に、有効馬力を、夫々主船体、副船体

浮心高さについて求め、合計した有効馬力をトリ

KBt=(KBc×∇c +2×KBs*×∇s)/∇t

マランとしての有効馬力としました。即

KBs*=KBs + (dc -ds)

ち、主船体と副船体の干渉は考慮してい2次モーメントません。

It=Ic + 2Iw + 2As×b2

表−3に結果を示します。

BMt=It/∇t

推定した有効馬力と掲載された搭載馬

メタセンター高さ力の比即ち推進効率は0.64で、water

KMt=KBt + BMt

jet推進船としては妥当なレベルと考え

GMt=KMt - KGt

られます。又、排水量の比率は主船体97.5%、副船体2.5%に対し、有効馬力では主船体90%，副船体10%と、副船体の割合が4倍にも増えており、副船

SRC News No.65 October 2005

4．GM推定結果の傾斜でGMがマイナスになり、略図か

以上は概算ですが、大略の傾向はそれ

らは20度以上の範囲にわたりBMが増加

程間違ってはいないと思います。この例

表−1、表−2の数値を使い、計画状

することはありません。ペンタマラン方では、復原性を支える主船体の役割を増態のメタセンター高さを計算し、表−4式に限らず、この様な危険な状態を避けすに従い、片舷副船体空中状態の復原性に示します。なお、重心高さは，本船のる対策がトリマランには不可欠です。

は改善されるようです。

形態や単胴船のデータを考慮しKG/D=
0.53、連結構造下面より0.4m下としました。メタセンター高さ1.3mは、単6．主要目と復原性の関係（検討例）

両舷に復原性向上のためのアウトリガ
ーを付ける船舶に意外な盲点があることが分かりましたが、公表されているトリ胴型高速船としては妥当な値ですから、以上の検討により、トリマランの基本

マラン船の形態から推察すると、ペンタ計画状態では、このトリマランは単胴船

設計では、主船体と副船体の主要目や排マラン以外に、主船体副船体の連結部分と同程度の復原性を持つと考えられま

水量の振分け、形状や配置等が推進性能を傾斜時に素早く浸水面積が増すようなす。

や復原性を始め主要な性能に及ぼす影響

形状や、副船体の喫水を主船体並にするを把握することが重要と考えられます。

等の対策が講じられているようです。何表−4

復原性概略検討結果

KB (m)Aw (m2)b (m)BM (m)I (m4)Aw b2
KM (m)KG (m)
GM (m)Tψ (sec)

主船体
2.85

副船体
合計
4.35
2.89
55.9×214.3
2.67
0.41×2
6.99
13638
26×2
−
−
11431×2 36552
−
−
9.88
−
−
8.59
−
−
1.29
−
−
22

なお、横揺れ固有周期Tψは環動半径

参考に、(1)主船体と副船体中心間距

れにせよ、復原性は、比較的傾斜角の小離を変えた場合について、傾斜角0の場

さい範囲で、主船体と副船体の主要目、合と傾斜して片舷の副船体が空中に出た形状及び配置等により影響を受けそうで場合のGMを推定し、表−5に示します。

す。（続く）

なお、bに対応し全幅Bも変ります。

表−5 主副船体中心間距離影響GM(m)
B (m)
b (m)
傾斜0
片舷空中

37.1
17.3
3.32
0.12

33.1
15.3
1.92
-0.58

31.1
14.3
1.29
-0.90

29.1
13.3
0.62
-1.28

を0.4Bとして求めました。

5．傾斜時の復原性

片舷の副船体と主船体とでGMをプラスにするには、中心間距離を片舷で3m、単胴船では、復原梃子はGMsinθで両舷で6m増加させる必要があります。

表され、水面が舷側を越える付近で最大(2)主船体の幅を変えることによる影響に達するような特性を持っていますが、主船体の幅を変えた場合の復原性へのトリマランの場合、傾斜して行くと、片影響を推定し表−6に示します。なお、舷の副船体が空中に出て、BMが突然減

幅変化に伴う船体重量変化を考慮し、排少する事態が生じます。表−1、表−2

水量を若干増しています。また、主船体のトリマランは略図から見て、僅か6度のCbは変わりますが、Cwは変えていまの傾斜でその様な状態となり、表−4のせん。副船体の要目や主副船体中心間距

中で副船体の寄与が半減すると、BMは離は変えないことにします。

4.8mになり、KM=7.69m、GMはマイナス0.9mとなります。ただし、IZAR社の船体はペンタマラン（5胴船）ですので、片舷の副船体が空中に出ると、傾斜角0では空中にあった前方の別の副船体が着水し、BM減少分を補う様になって

表−6

主船体の幅と復原性

Bc (m)
傾斜0
片舷空中
主船体と副船体の舷側間距離(m)

GM(m)

14.6
3.24
1.22

13.1
1.85
-0.17

11.6
1.29
-0.90

5.75

6.50

7.25

いますので復原性が低下することはありません。トリマランであれば、僅か6度

SRC News No.65 October 20053

二重反転プロペラの話（理論的背景）SRC News No.63に、前方に通常プ

図−3に示します。大直径低回転としてルして、後方では回転流成分のない流れ

ロペラ、後方にポッドプロペラを配した

荷重度を下げ、効率を高めることや、回とします。即ち、前後プロペラを1つの推進方式を装備する船舶の推進性能推定

転流を無くすことによる効率向上等、プ推進装置とすれば、回転流影響のない高法について紹介しました。異質の推進装

ロペラ効率向上の背景が理解出来ます。

い効率が期待されます。図−4参照。

置を前後に組合わせて、それらの相互作

プロペラ断面に流入する流れの関係を用（回転流成分回収）を利用して性能を

図−5に示します。前方プロペラ断面に向上させるメカニズムは二重反転プロペは、船体の後流影響の加わった流入速度

ラ の メ カ ニ ズ ム と 基 本 的 に 同 じ で す。

Va、プロペラ回転による流速2πnr、誘SRC News No.63では、設計現場で実導された回転方向速度Ut1、軸方向誘導

用されている1軸船プロペラの設計法を
このような推進装置の検討への応用につ

速度Ua1および後方プロペラ軸方向誘導
図−1 単独プロペラの概念

速度Ua2'が流入し、後方プロペラの翼

いて、各社が蓄積した模型・実船相関は

断面には、船体後流影響の加わった速度

じめ蓄積したノーハウも生かせる方法を

Va、回転流速2πn'r、前方プロペラの提案していますが、本稿では、基本に立誘導速度Ut1, Ua1及び後方プロペラ自

ち返り、二重反転プロペラの理論的背景

身の誘導速度Ut2, Ua2が流入します。

について紹介します。

次に前後のプロペラが相手のプロペラ位置に誘導する速度が加わり、定常な状態

1．プロペラ効率の構成に収まります。この過程で、前後プロペプロペラの効率は運動量理論により説ラの誘導する回転流成分が互いに打ち消明されます。その概要を図−1と図−2にしあい、後方プロペラの後流から回転流示します。プロペラに流入する流れは、

図−2 単独プロペラの速度ベクトル図

プロペラにより加速され、運動量の変化

成分が除かれて、全体推進装置の効率が向上することになります。

（増加）となり、推力が生じます。推力のなす仕事は流体のエネルギー増加に等しいことから、プロペラ前後速度変化の比、
更にプロペラ効率が得られます。これが理想効率（ηoi）で、このレベルを越えるような効率は理論的に有得ません。
図−4

ηoi=2/(1+ √Ct+1 )二重反転プロペラの概念

Ct=va/(va+0.5ua)
ここで、vaは流入速度でvs(1-ws), ua
は軸方向誘導速度です。プロペラは回転

図−3 プロペラ荷重度と効率の関係しますから、後方への流れは軸方向に速度を増すと共に、回転します。角運動量とトルクの関係、及び回転エネルギーの関係から回転流による効率の変化（減少）42．二重反転プロペラの流体力
学的メカニズムについてが得られます。即ち、二重反転プロペラは船体直後に装備さηoi=(va/ωr)(ua/ut)

れる前方プロペラとその直後に装備されここで、ωr=2πnr, utは回転方向誘導て、反転する後方プロペラにより構成さ速度です。

れます。前方プロペラは船体の後流を加ua/ut=(ωr - 0.5ut)/(va+0.5ua)

速し、回転させて後方にラッパのようなですから、ηoiは(ωr - ut)/ωrを乗じた

縮流を作ります。後方プロペラは、その以上から、二重反転プロペラのメカニ

分、低下します。更に、翼面の粘性摩擦

縮流中で反転して、流れを加速し、前方ズムを理解する鍵は、前後のプロペラがにより、トルクが増し、効率を低下させプロペラと逆向きの回転流を発生し、前相手に及ぼす影響、干渉効果を知ることます。プロペラ荷重度と効率の関係を方プロペラの発生する回転流をキャンセと考えられます。この方法として、二重

図−5 二重反転プロペラの速度ベトル図

3．前後プロペラの干渉効果

SRC News No.65 October 2005

反転プロペラとして相互に干渉しあう状

転流を打消し、軸方向に加速された流入仮定して、干渉効果を含む夫々のプロペ態で計測された夫々のプロペラの推力係速度を考慮してプロペラピッチや形状をラが置かれた環境を自航要素の形で実験

数、トルク係数、及び前進率と単独な状設定します。③次に、後方プロペラが誘的に求め、既存のプロペラ設計法で前後態で得られた特性とから相互の干渉効果

起する前方プロペラへの干渉効果を考慮

プロペラを設計する方法は、使い慣れたを自航要素解析と同じ方法で抽出するこ

して前方プロペラのピッチや形状を修正

プロペラチャートが利用出来、蓄積したとが考えられます。図−6は最近の二重し、そのプロペラの誘起する後方プロペ知見を生かせることでは実用的な回答で反転プロペラに関する投稿論文に掲載さラとの干渉効果を考慮して後方プロペラす。しかしながら、直径や平均ピッチ等

れた前後プロペラの二重反転状態と単独のピッチや形状を修正するという過程をの基本的な要目や推進性能の見通しをつ状態での前進率の比を単独状態の前進率

繰り返し、効率がサチュレートした段階

ける段階には有効ですが、ピッチ分布はをベースにプロットした図を転載したもの要目や形状を最適解とします。図−7

じめ詳細な形状の設計までをカバーするのです。なお、相互干渉により、前進率と図−8に以上のような過程を経て得らまでには到っておりません。異なる条件

J = Va / nDは, J’ =Va’ /n’ Dとなりまれた前後プロペラの誘導速度とピッチ分

下で相互に影響しあいながら作動するプす。ここで、Va’ =(Va+ΔV/2), n’ =n+布の例を示します。

ロペラの詳細設計や性能評価に対応出来

ω/2πで、増速はJの増加、回転流はJるようなプロペラ理論の適用が期待されの減少をもたらします。

ます。このような推進装置を装備した高設計点（J=0.7）付近の所謂荷重度の速船が就航している現在時点では、その比較的低い範囲では、前方プロペラへのような動きは既に始まっていると思われ後方プロペラからの影響は微小であり、ますが、造船技術センターとしても、

前方プロペラの後方プロペラへの影響は

PDプロペラシステムなど保有する理論

回転流よりも増速による効果が卓越する設計ツールを活用し、或いは発展させてようです。Jが減少し、荷重度が増すと後新たな課題に対処する所存です。

方プロペラの前方プロペラへの影響も目

図−7軸方向干渉誘導速度

立つようになり、前方プロペラの後方プ
タンデム配置ロペラへの増速効果が更に卓越します。

二重反転推進装置

図−8

前後プロペラのピッチ分布

5．形態の異なるプロペラを前後に並べた推進装置の設
計について
図−6

前後プロペラの二重反転状態と単独状態での前進率の比

4．二重反転プロペラの設計について同じ方向に回転するプロペラを同一線上に配置したプロペラをタンデムプロペ

図−9タンデム配置二重反転推進装置

おわりにラと呼びますので、同じように前後に配本稿作成にあたり、独立行政法人海上列されて互いに反転する形態の異なるプ

技術安全研究所推進性能研究グループ川ロペラの組合わせをタンデム配置二重反並氏より図面の掲載をご了承頂きまし

転プロペラと仮に呼ぶことにします。

た。又、最新の投稿論文を敷衍させて頂

フエン

二重反転プロペラの設計は、①後方プロペラから前方プロペラへの干渉効果をところで、図−9に示すような、前方無視し、前方プロペラを通常の1軸船とが主機直結の通常のプロペラで、後方はしてプロペラ要目や形状を設定し、軸方

水中のポッドに内臓された電動モーター

向及び回転方向誘導速度、更に、縮流形駆動プロペラの場合はどのように考える状を求めます。②後方プロペラは、縮流べきでしょうか。SRC News No.63にる前後プロペラの干渉影響内に収まるよう直径を設定し、船体後流紹介した簡便な方法、即ち、前後のプロ

洋工学会論文集第1号

及び回転流、前方プロペラの誘起する回

ペラが異なる条件下で独立に作動すると

SRC News No.63

SRC News No.65 October 2005

きました。

参考文献
迫田、川並

二重反転プロペラにおけ
日本船舶海

5

三鷹400m水槽の気泡対策について
既報の通り日本造船技術センターは一を利用しているため夏期は水温が大気温には広く存在します。その目的は主に腐昨年から三鷹の400m水槽を海上技術安度より10℃以上も低くなります。この

食や酸化防止のために水中の溶解酸素量

全研究所（海技研）と共同で使用し、造水が循環装置によって常に水槽表面にもを下げるためのもので、代表的なもので船所等からの受託試験を実施していま供給されるため、気温が上昇すると水槽はボイラー給水や食品加工などに使用さす。この水槽は国内最大で水深も8mと表面近くの水温が急に上昇し、これが気れています。又、最近ではマンションや深いため夏期には水槽の深さ方向に温度

泡発生の要因となると考えられます。

オフィスビルの水道管の赤水対策（つま勾配が生じます。この温度勾配は抵抗試
験に影響を与えるので、従前は夏期にはり酸化防止）にも脱気装置を設置してい2．気泡発生防止方法

るところが多いことを本件の検討の過程

抵抗試験などは避け、気温の影響の少な

気泡の発生を防止するには水槽内の気で知りました。一般的な脱気装置にはい試験を実施するなどして凌いできた経温を下げるか、水槽水の気体溶存量を下①真空ポンプ脱気方式、②透過膜方式、緯があります。しかし当センターの業務

げる（脱気する）必要があります。前者③給排水差圧脱気方式 などの種類があは年間を通して抵抗試験等を実施する必は気泡だけでなく水槽水の温度差の発生ります。このうち②は大量の水の処理に要があるため、この温度勾配をなくすたも抑止できるので理想的ですが400m水は向かないとの判断から検討対象から外

め新たに循環装置を設置しました。その槽のある建屋は長大であり設備費用・消しました。①の真空ポンプ脱気方式と③

結果温度勾配は解消しましたが、昨年の費電力など経済的に折り合いません。その給排水差圧脱気方式の原理を図−2に

猛暑の時期に模型船の表面に気泡が付着の点後者の方法が実用的であり、国内の示します。

するという新たな問題が発生しました。

他の水槽でもこの方式を採用していま

模型船の表面に気泡が付着すると温度勾す。当センターではこの他にもア）船

ンプ脱気式のものを設置しています。こ配同様に抵抗試験等に悪影響を及ぼすこ

体表面を従来以上に磨き上げる、イ）塗の方式は高度の脱気レベルが得られる反とは関係者の間では古くから知られてお料、界面活性剤等を模型船の表面に塗布

面、装置の機構上かなりのスペース（特り、国内でも過去に気泡対策に関する報する、ウ）模型船体を冷却する、エ）1に高さ）を必要とします。400m水槽の告例があります。1)

走行毎に泡を拭き取る などの対策を試

周りは手狭であるので設置場所が問題でみましたが、いずれも気泡の付着開始時したが、調査したところ、③の方式なら期を遅らせるだけで根本的解決にはなら

ば、設計を工夫すれば狭い場所への設置ないということを確認しました。

が可能なことが判明しました。又この方

今回はこの気泡問題に対する当センターの取組みについて紹介します。

1．気泡の発生原因

国内の他の水槽では殆どが①の真空ポ以上検討の結果、水が過飽和の状態に

式は消費電力が少ないなどの特徴を有す

空気などのイオン化しない気体は一般ある場合には脱気以外に有効な解決手段ることから、最終的に③の方式を採用すに液相が高温になると飽和溶存量は下がは無く、本水槽にも脱気装置を設置するることとしました。採用した脱気装置のります。例えば水温15℃の飽和状態にことが最も確実な方法であるとの結論に

流れ図を図−3に示します。

ある水が短時間の間に25℃に上昇する

達し、装置導入の検討に入りました。

と過飽和状態となり発泡します（図−1）。
冬季に高温の風呂水に水道水を加えると白く濁る現象が見られるのは上記原理によるものです。

4．脱気装置の仕様

3．脱気装置の種類と選定

今回設置した脱気装置の主な仕様を以液体に溶存している空気を除去したいというニーズは、水槽試験に限らず世間下に示します。
・脱気方式；給排水差圧脱気式

三鷹400m水槽は補給する水に地下水

図−16

気泡の発生原理

図−2

脱気装置の原理
SRC News No.65 October 2005

・運転前水槽水状態；

・運転モード；6．おわりに

6月下旬より気泡発生① 地下水を脱気処理して400m水槽（この時、溶存酸素100％超）へ補給する運転（補水モード）② 水槽水を吸引し、脱気して循環す以上の通り、気泡問題は無事解決し、お客様に迷惑をおかけしない運営ができ・運転後水槽水状態；る運転（循環モード）

装置の運転は昼間の試験時間帯を除きるようになったことを関係者と共に慶び③ 補水が完了したら自動的に循環モ

連続運転を実施。溶存酸素濃度は水槽たいと思います。又、短期間に設計からのほぼ中央で深さ方向に数点計測した設置までを施工された住重機器システム（当初は毎日その後は数日おき）。

のご尽力に紙面を借りて感謝いたします。

ードに移行（補水→循環モード）
・処理能力；① 補水モード(水温15℃、飽和状態)

運転開始後の溶存酸素の変化を図−4

・処理量：30t/h（r = 1920h）に示します。この図が示すように累計＊ r：理論置換率

時間約300hで溶存酸素量は計測点平以上＜参考文献＞

・脱気効率 ：50 ％均で約15％下がりました。この時点

1）「船型試験水槽における模型船表面② 循環モード(10−25℃：飽和状態)

で模型船への気泡付着は観測されなくへの気泡付着とその影響および防止法に

・処理量

なった。

ついて」石川島播磨重工業（株）技術研究

又累計時間約1000時間で70%前後

所 関西造船協会誌 第193号 1984年：60t/h（r = 960h）

・脱気効率 ：50 ％・配で外気と均衡したと推定されます。

管；既存の注水／排水の各ライン

から枝をとり最大限活用
・自動運転；①補水、②循環、③補水→循環の各モ
ードともに起動ボタン1つで自動運転・タイマー運転：運転 → 停止
（最大 300h まで設定可能）
・遠隔操作；試験準備場より発停可
・消費電力；32.9 kw/h（0.55 kw/h･t）

5．設置工事／運転状況
・工事期間；4月上旬発注 〜7月上旬完成（7月8日より運転開始）

写真−1 脱気装置全景

400m
地下水

水槽

水槽水ポンプ

排水給水タンク

処理水ストレーナー
配水ポンプ

給水ポンプ
脱気装置
（脱気槽、脱気ポンプ）

図−3

脱気装置の流れ図

SRC News No.65 October 2005

排水ピット
ポンプ

図−4 溶存酸素量の変化
7トリマランの話（単胴船との比較）
SRC News No.63, 64及び本誌別稿まで、公表資料を基にトリマランの特性します。表−2にトリマランの主要目等、
図−1に概略図を示します。

を紹介して来ましたが、本稿では、高速フェリーを想定し、船長160〜170m程
度のトリマランの特性を載貨重量の近い単胴船の特性と比較してみます。
図−1

1．主要目等
1-1

トリマラン主副船体配置

表−2 トリマラン主要目等

単胴船

船長110〜155mの範囲に、載貨重量が3,000ton程度の高速フェリーを想定した単胴船の主要目を設定し、船長による載貨重量と復原性の変化および速力と有効馬力の関係を求めます。ここで、船体形状はCp=2/3, Cm=4/5, Cb=
8/15となる数式表示形状とし、復原性（KB, BM, KM）及び軽荷重量を3章の式より求め、さらに排水量（Δ）、載貨重量（DW）、メタセンター高さ（GM）を設定します。表−1に主要目等を示す。

Case

Bt-1
Bt-2
Main
Main
L (m)
165
175
B (m)
16.5
17.5
D (m)
13
13
d (m)
6
6
Δ (ton)8929
10045
Trimaran
Case
Bt-1
Bt-2
Δ (ton)9371
10486
DW (ton)3004
3374
Ad (m2)
3420
4030
W (m)
32
32
b (m)
14.5
14.5
GM (m)
2.19
2.32
片舷副船体復原性喪失状態
αcrit (deg)
11.7
11.7
GM (m)−0.07
0.11

Bt-1&2
Sub
45
3
10
3
2×221

表−1 単胴船主要目等
Case
L(m)
B(m)
D(m)
d(m)
Δ(ton)
Dw(ton)Ad(m2)
GM(m)

B-1
110.0
20.0
10.0
5.0
6013
2440
2200
1.99

B-2
125.0
21.0
11.0
5.25
7533
2735
2625
1.78

B-3
140.0
22.0
12.0
5.50
9260
3010
3080
1.55

B-4
155.0
23.0
13.0
5.75
11206
3257
3565
1.31

なお、Ad=LxBは甲板面積の指標です。
1-2

トリマラン

中央の主船体及び両側の副船体共に、単胴船と同じ数式表示形状とし、載貨重8なお、Ad=(Lc-Ls)xBc+WxLsを甲板面

図−2

主要目等比較

積の指標とします。
以上の結果を船長ベースにプロットして、図−2に示します。

単胴船及びトリマランの有効馬力と速力の関係を求めて、運航経済性指標及びア

片舷副船体が復原性を喪失する状態でドミラリテイ係数の形で比較評価しましのGMが約10cm程度を維持しうるトリ

た。有効馬力推定結果を図−3に運航経済

マランの要目は船長175m、DW=

性指標及びアドミラリテイ係数を図−4

3,370ton、同じDWの単胴船長さはL=および5に示します。単胴船とトリマラ155mとなります。甲板面積の指標は、

ンは、有効馬力で見ると速力20knotsで15%程度、対応単胴船より増加します。

は、ほぼ、同じで、25knots, 30knots

2．推進性能評価と速度が増すにつれて、トリマランの有効馬力が相対的に低くなる傾向が見られ量が、3,000ton程度で、片舷副船体が、先行の記事で、トリマランの船体抵抗ます。アドミラリテイ係数や運航経済性

水面に船底が接するまでに傾斜して復原は、主船体と副船体間に流体力学的干渉

指標で見ると、速力20knotsでは単胴船力を失う状態でもメタセンター高さがプを無視して、それぞれの剰余抵抗係数をが優れ、速力25knots付近を境に高速側

ラスの値を保持すること、副船体抵抗のテイラーのチャートにより推定し、シェではトリマランが単胴船の性能を上回る

割合が全抵抗の十数％程度となるよう

ンヘルの式による摩擦抵抗係数とITTC傾向がみられます。

に、主要目、主副船体中心間距離（b）

72の式による粗度修正係数とを合わせ及び最大幅（W）を設定して、3章に記て求めた有効馬力が公表資料による推進

した式により、船体重量、軽荷重量、載性能と比較的良く対応することを紹介し貨重量を求め、メタセンター高さを確認ました。本稿でも、この方法を踏襲して、

SRC News No.65 October 2005

(a) 船体形状の数式表示式
船長;L、幅;B、深さ;D、喫水;dx = X/(L/2), y = Y/(B/2)
z = Z/d,y(x, z)=f(x) g(z)f(x)=1-｜x｜n-1<x<1

(1/m)

0<z<1

g(z)=z

本稿では、m=4, n=2とします。
(b) 排水容積、∇=LBd CpCm
Cp=n/(n+1)=2/3, Cm=m/(m+1)=4/5
Cb=Cp Cm =8/15=0.5333(c) 水線面積
Aw=LBCw Cw=n/(n+1)=2/3
図−5(d) 浮心高さ、KB=Mz/∇

アドミラリテイ係数

Mz=LBd2CpKm,
トリマランの重量は主船体©、副船体(s)Km=m/(2m+1)=4/9
3(e) 2次モーメント Iy=LB Ky/12
3

Ky=6n /((n+1)(2n+1)(3n+1))=48/105 Bmy=Iy/∇
図−3

有効馬力比較

(f) メタセンター高さ

GM=KM - KG

HWc=(1+a1)Lc1.8(Bc + Dc)
HWs=(1+a1)Ls1.8(Bs + Ds)
HWm=(1+a1)Ls1.8(W -Bc- 2Bs)

KM=KB + BM

LW=(1+a2)HWc +2HWs +HWm

KG/D=0.65とします。

係数a1, a2は設計便覧等が基本です
が、トリマランの場合は公表資料や重量(g) 重量関係
1.8(B +D)

船体重量

HW=a1 x L

軽荷重量

LW=(1+a2) HW

載貨重量

DW = Δ- LW

トリマランの場合は以上の式を主船体

図−4 運行経済性指標

及び連結部分(m)に分けて推定します。

軽減対策も考慮しています。読者も試みてください。

おわりにと副船体に適用し、連結部分を加えて、以上の様な検討は基本設計での不可欠

トリマランの計算式とします。主船体、な過程であり、特性や重量の推定精度向

副船体はindex c, sで区別します。

上と共に、最適化手法を活用した主副船(a) 排水容積∇=∇c +2∇s

体主要目や配置、構造の選定が重要なテ(b) 浮心高さ

KB=(Mzc+2Mzs)/∇

ーマになりそうです。日本造船技術セン

Mzso=Ls Bs ds2CpKm

ターとしては順次、検討ツールの整備を

Mzs=Mzso+∇s(dc-ds)

進めて、合理的な設計や検討を可能とす(c) 2次モーメント BM=Iy/∇

べく努めています。

2

Iy=Iyc+ 2Iys + 2Aws b

3．検討方法単胴船とトリマランを同じ条件で評価

Iys=LsBs3Ky/12 Aws=LsBsCw
片舷副船体が復原力を失う状態では(a) 傾斜角

arctan(ds/ b)

するために、船体形状を共通の数式表示(b) Mz=Mzc + Mzso+LsBsdsCw(1.5 ds)

形状とし、排水量、復原性、船体重量等(c) Iy=Iyc + Awc δy2 +Iys

も簡便な計算式により求めています。

+Aws (b-δy)2
δy=(As /(Ac + As)) b

SRC News No.65 October 20059

第24回国際試験水槽会議に出席して国際試験水槽会議

して、大学、大手造船会社等、試験水槽−0.1である。ITTCの発足の経緯やに関わる20の組織が加盟しており、全

ITTCに対する各国の位置付けの違いか

国際試験水槽会議International

加盟数115組織の17％に当たる。韓国

ら見て、総会出席者はGTベースの建造

Towing Tank Conference（ITTC）は、

は7組織、中国は9組織である。西欧は量とはそもそも関係ない、と言ってしま

1932年にヨーロッパを中心として船舶39組織で日本の2倍、全体の1／3にあえばそれで話は終わってしまうが、日本試験水槽の責任者の連絡を目的として発たる。米国は11組織である。

と韓国は、建造量の一位、二位を争って足した国際会議である。その総会は、最はいても、その割には性能関連技術者が近では1回／3年の頻度で開催されてい少ないと言えそうである。

るが、1966年の第11回総会が東京で、第18回総会が神戸で開催されている。
現在のITTCには、抵抗性能、推進性
能、操縦性能、耐航性能、海洋技術に関

図−1 加盟組織の地域構成する常設委員会以外に、ポッド推進、プ
ロペラキャビテーション等、時々の重要

図−2は、最近3回の総会への出席者

課題に関する特別委員会を設置し、水槽の構成である。前回はイタリア、前々回

試験や計算による船舶性能予測法の技術は韓国・中国で開催された。出席者はで、に重要な役割を果たしている。さる9月

各々160、217、192人である。3回

4〜10日、英国・スコットランド・エの平均でみると、日本は17％、韓国はジンバラで開催された第24回総会に出

11％、中国は9％である。西欧は43％、席する機会を得たので概要を報告する。

米国は9％である。

造船竣工量と総会出席者

24回総会への日本からの出席者は26

本総会では、上記の各常設委員会、特人で前回の40人に比べて大幅に減少し別委員会からの報告を基に活発な討論がた。その内、大学以外からの出席者は僅交わされた。

か10人（大手造船会社の試験水槽5人、なお、総会に提出された各報告書、推海技研3人、その他2人）で、造船業の奨する水槽試験手法等は下記のホームペ巻き返しを図っているEUのLeader

ージで公開されているので参照されたい。

SHIP 2015のキーワードは「研究開発」

http://www.ittc.ncl.ac.uk

であることも考えると、今後の日本造船

http://ittc.sname.org

業の発展に関して不安を感じる。

前者には第24回総会に提出された資図−2

総会出席者の地域構成

料が公開されている。後者はITTCの常設のホームページで、ITTCの紹介以外

以上のことから、加盟組織数、総会出に、推奨水槽試験手法を見ることができ

席者数を船舶の試験水槽技術への貢献度

る。これらは、ITTCのメンバーが多大と考えるとその大凡の構成比率はスコットランド、グラスゴー、
エジンバラ
第24回ITTCが開催されたエジンバラ
は英国・スコットランド地方の首都であの労力をかけて作成・更新している水槽

日本

20％弱

る。スコットランドの象徴とも言うべき試験手法の集大成である。水槽試験関係

韓国

10％

エジンバラ城（写真−1）は、3方が断崖者だけではなく、造船会社設計部門の性

中国

10％

となっている岩山の上に立つ城である。

能関係の方々も目を通しておくべき資料

西欧

40％

何世紀にもわたり幾度もイングランド軍であろう。参考に、第24回総会のプロ

米国

10％

の攻撃を受け、スコットランドは、18世となる。日韓中を合わせて4割で、西欧

紀初頭、遂に併合され連合王国United

今回の総会で審議された技術的内容等と同程度となる。最近の新造船竣工量をKingdomの一員となった。現在でも独立は他の機会にゆずり、ここでは、ITTC

横軸、総会出席者数を縦軸にして図−3の気風は強く、むしろ、現在はイングラの構成の現状についての資料を示すことに示す。最近の日韓中の新造船竣工量のンドと一緒の方が得だから連合王国に参にしたい。図−1はITTC加盟組織の地域

合計シェアは8割である。建造量に比べ加しておこう、メリットが無くなったら別内訳（2005年9月現在）である。日て西欧からの総会出席者の多さが目立

再び独立王国になろう、という感じが強本からは、海上技術安全研究所を始めとつ。図−3の縦軸・横軸の相関係数はい。紙幣もエリザベス女王が描かれていグラムを下段に示す。

10

図−3

SRC News No.65 October 2005

ランド議会の設立趣旨説明用パンフレッ

が通常の計算尺に比べて1桁多く、日本

トが置かれていた。10カ国程度の言語

造船技術センターでもフーラーと呼んでのパンフレットが並んでいた。中国語の約30年前まで使用していた。電卓の普パンフレットは有ったが日本語のパンフ

及に伴い、タイガー計算器と共に骨董品

レットは無かったので、面白くなかったとなった。

が、エジンバラを訪れる東アジアからの観光客は、中国、韓国からの観光客が多いように見受けられた。日本人観光客は
写真−1

エジンバラ城少ないためかもしれない。
ITTCのツアーとしてグラスゴーの交ない独自のもの（価値は同じ）を発行し通博物館を見学した。ここには昔の馬車、ており、英国政府もスコットランドの懐汽車、自転車、乗用車が陳列されている

柔に苦心しているように見受けられる。

と共に、250隻の船舶の模型が陳列さ1995年に設立されたスコットランド

れている。大英帝国が世界の7つの海を議会棟（写真−2）を見学した。スコッ

席巻していたころ、グラスゴーでは多く

トランド議会は地方自治以上のようで、の船が建造されていた。さすがに旧造船法律制定、所得税基本税率調整の権限も国らしく、船の展示用模型だけではなく有している。議会棟ロビーにはスコット

造船設計に使用した計算機器等も展示さ

次回の第25回総会（2008年9月14れていた。写真−3は1m程度の木製模〜20日）は21年ぶりに日本（福岡）で型船で外板展開に使用したものかと思わ開催される。その準備は既に始まっていれる。写真−4はフーラーで、有効数字

る。模型船試験やその解析法、実船性能

写真−4グラスゴー交通博物館展示物

次回国際試験水槽会議

推定法や試運転方法、新しい装置の評価等に関する国際的な共通理解に果たしてきたITTCの役割を考えると、技術立国
日本の名に恥じないためにも、建造量に負けない貢献を目指したいものである。
写真−2

スコットランド議会棟

Programme
Sunday、September 4
14:00-16:00 Advisory Council Meeting
and Registration
16:00-16:30 Coffee Break
16:30-17:30 Executive Committee
Meeting and Registration
18:00-20:00 Reception at Edinburgh
Castle21:00-21:30 Fireworks Display
Monday、September 5
08:00-09:00 Registration
09:00-09:30 Welcome and Opening
09:30-10:00 Executive Committee
Meeting Report
10:00-10:30 Coffee Break
10:30-12:00 Resistance Committee
12:00-14:00 Lunch
14:00-15:15 Powering Performance
Prediction
15:15-15:45 Coffee Break
15:45-17:15 Seakeeping Committee
Tuesday、September 6
09:00-10:15 Validation of Waterjet
Test Procedures
10:15-10:45 Coffee Break
10:45-12:15 Propulsion Committee
12:15-13:30 Lunch

SRC News No.65 October 2005

写真−3 グラスゴー交通博物館展示物
13:30-14:45

Assessment of Ocean
Environmental Issues
14:45-15:15 Coffee Break
15:15-16:30 Quality Systems Group
16:30-18:00 Group Discussions 1 & 2(Parallel Sessions)
GD1-Full Scale Trials
GD2-Vortex Induced
Vibration
Wednesday、September ７
09:00-10:15 Azimuthing Podded
Propulsion
10:15-10:45 Coffee Break
10:45-12:15 Manoeuvring Committee
12:15-13:30 Lunch
13:30-14:45 Stability in Waves
14:45-15:15 Coffee Break
15:15-16:45 Group Discussions 3
GD3-New Facilities
19:00-22:00 Reception at the Royal
Yacht Britannia
Thursday、September 8
08:00-09:00 Advisory Council Meeting
09:00-09:30 Coffee Break
09:30-12:30 Executive Committee
Meeting
12:30-13:30 Lunch
13:30-22:00 Conference Tour-Glasgow

Friday、September 9
09:00-10:15 Cavitation Erosion on
Propellers andAppendages on HighPowered-High Speed
Ships
10:15-10:45 Coffee Break
10:45-12:15 Ocean Engineering
Committee
12:15-13:30 Lunch
13:30-14:45 Ice
14:45-15:15 Coffee Break
15:15-16:45 Group Discussions 4
GD4-ITTC Guidelines andProcedures
19:00-23:00 Banquet at Hopetoun
House
Saturday、September 10
09:00-10:15 Plenary Session andClosing
10:15-10:45 Coffee Break
10:45-12:15 Executive Committee and
new Technical Committee
Meetings
12:15-14:00 Lunch
13:30-14:45 Ice
14:00-20:00 Post Conference Tours

11

模型船のリサイクルについて
環境問題が船の設計・建造の現場にも大きな変革をもたらしていますが、水槽試験の現場も例外ではありません。日本
造船技術センターで試験に使用する模型
船は、木材とパラフィンを組合せたものが主ですが、使用する材料のリサイクル率向上に努めています。右上の写真は不要になった模型船を2分割して溶解し、パラフィンを再使用する装置です。又その下の写真は模型船加工の際に大量に出るパラフィン切削屑を効率よく回収し、
上記溶解装置に戻す装置です。この他、前号で紹介したように鋳造の際の外型は完全にリサイクル式です。今後は内型に使う木材のリサイクル率を高めることを検討中です。
委員会等
第141回理事会

第14回HDS委員会
平成17年10月6日（木）平成17年8月31日（水）11:00〜13:00

13:00〜17:30
日本造船技術センター本部会議室

日本造船技術センター本部役員会議室
第92回HRC委員会
平成17年10月6日（木）

新体制は次のとおりです。
会
長 大西 重雄
理 事 長
常務理事

徳留
松本

健二
公道

総務部、技術開発部、企画室
第141回理事会において、佐久間 優氏
が常務理事に就任されました。

9:00〜12:00
日本造船技術センター本部会議室

常務理事 佐久間 優
海洋技術部、海外協力室
常務理事 佐藤
試験センター

担当

担当

和範
担当

における発言力等、現在も侮りがたい競す。船型設計技術は造船産業の主要な基争者である事は変わりませんが、近年、盤要素であり、その一端を支える日本造

2016年での完全復権をめざす共同研究

船技術センターは技術力向上を目指して

夏以来、内外共に大きな政治的変動が（Project2016）や超高速船艇の開発、日々努めていますが、今回は最近の開発ありましたが、造船産業の世界でも、長最近開催されたITTCでの活動など積極

動向をご理解頂く様に、二重反転プロペ

らく、我国をはじめ東アジア近隣諸国に的な動きが目立ちます。欧州とは異なる

ラやトリマランに関する記事を主に掲載

後塵を拝してきた欧州造船産業が復活の機種に注力してきた我国はどのような将しました。（K.T）

動きを見せています。欧州造船産業は高来を描くのか、近隣諸国の動向も合わせ

付加価値船種への特化、国際的規制設定て正念場に立たされるように思われま

申し込みの受付
試験等の申し込み、問い合わせは右表の担当までご連絡をお願いいたします。

〒112−0004 東京都文京区後楽2丁目1番2号
興和飯田橋ビル7階〒181−0004 東京都三鷹市新川6丁目38番1号（独）海上技術安全研究所2号館内

本部（飯田橋）役員・代表
03−3868−7122
総務部
03−3868−7124
ファックス
03−3868−7135
海洋技術部
03−3868−7125
海外協力室（OSCC） 03−3868−7127
技術開発部
03−3868−7126
試験センター（三鷹）センター長・総務室
ファックス
技術顧問
技術部
試験部
設計システム開発課

120422−24−3861
0422−24−3869
0422−24−3863
0422−24−3862
0422−24−3867
0422−24−3870