造船技術センターで実施している
CO 2削減技術に関する共同研究の結果について（その１）②波浪中試験
正面向波中で船体運動と波浪中抵抗増加を計測しました。O2（MIBS）、B2（MIBS）
ともに、満載状態において、在来船と同程度の抵抗増加量となることを確認しました。
また、空荷状態での抵抗増加量も計測しました。

③自由横揺れ試験
自由横揺れ試験を実施し、O2（MIBS）とB2（MIBS）ともに、

１. はじめに満載状態において在来船と同程度の横揺れ減衰となることを

当センターは、平成22年度より、船舶からのCO 2 排出量の満載状態喫水線

空荷状態喫水線

開発支援事業」（平成21年度から4ヶ年実施）
において採択された④操縦運動性能

技術開発プロジェクトのうち、次に掲げる４つの課題について、造船事業者等と共同研究を実施しました。
これらの研究成果と実用
図2-1

３．省エネ装置「ステップ」の開発と実船計測による検証

在来船型

PMM試験と操縦運動シミュレーションを実施し、O2（MIBS）とMIBSのコンセプト

B2（MIBS）
ともに、満載状態においてIMOの操縦性能基準（A.751内海造船（株）と独立行政法人海上技術安全研究所が共同で開発(18))を十分満足する、良好な操縦性能であることを確認しました。

した、船舶が実際に航行する実海域での推進性能の向上とCO2排出（共同研究の概要については、
SRC NEWS No.88（2011 July）
で紹介しております。
）

図2-3 バルカー概略配置

減衰となることを確認しました。

３０％削減を目標とする国土交通省の「船舶からのC O 2 削減技術化の状況を2回に分けて紹介します。

確認しました。
また、空荷状態では在来船より非常に大きい横揺れ

量削減をするための船首形状等の開発を省エネ装置「ステップ」

今回開発したのは、VLCCとバルカーで、それぞれ株式会社
名村造船所と株式会社 大島造船所と共同で実施しました。本開発⑤詳細設計（ S P R A Y T E A R I N G P L A T E ）を5 , 0 0 0 台 積 み自動 車 運 搬 船に

■ 空荷時に搭載するバラスト水を少なくし、で最終的に得られた結果は以下のとおりです。なお、本開発の背詳細設計を行い、
カーゴスペース、
ポンプ・エンジンルーム等の推進効率を高める船型「MIBS」の開発

景、船型のコンセプト、中間段階の開発状況は、SRC NEWS

配置に問題がないことを確認しました。VLCCの概略配置図を

共同開発者：(株)名村造船所、(株)大島造船所

No.89（2011 Dec.）に掲載しておりますのでご参照ください。

図2-2に、
バルカーの概略配置図を図2-3に示します。

ステップを装着して実船計測を行い、効果を検証しました。

３-1 ステップの概要
ステップは、大型の中高速船を対象とした省エネ装置で、船首部■ 波浪中の抵抗増加の少ない船首形状「ステップ」の開発と実船計測による検証
共同研究者：内海造船（株）①平水中推進性能
何パターンもの船型のCFD計算を行い、優れたものを選び、配置検討と水槽試験を行いました。VLCCとバルカー、それぞれ2隻の水槽試験を行った結果を表2-1に示します。開発目標である■ 水中の船体を気泡で覆って船体の摩擦抵抗を⑥１航海（往復）あたりのCO2 削減量
最終船型について、在来船と比べて１航海あたりのCO2削減量は; 約11%

バルカー ; 約15%

CO 2 の10%以上削減を達成しました（D.W.は在来船型と同じ）。

低減する技術（空気潤滑法）の開発

また、バラスト水搭載量も在来船と比べて60%以上の削減を達成

共同研究者：し、
バラスト水搭載装置を大幅に削減できることを確認しました。

以上により、MIBSは省エネ性能の達成に加えて、実船建造に３-2 ステップのコンセプト
ステップのコンセプトは次のとおりです。

必要な諸性能を満たすことを確認することができました。
最後に、
平成21年度の事業は日本財団のご支援を受けて実施し大型外航船（株)大島造船所、
日本郵船(株)、(株)MTIに当たる波の向きを横方向に変えると共に、上昇する波を崩すことにより，波浪が船体に生じさせる抵抗を低減させるものです。

次のように得られました。
VLCC

喫水線上に取り付けられた矩形の形状の構造物で、船首部で船体

1

ました。
また、
今回開発されたVLCCのMIBSに対し、
（株）
名村造船所

小型外航船 今治造船所(株)船舶が航走するとき自走により船首部の水面が盛り上がります。

が（一財）日本海事協会のコンセプト承認を平成25年2月に取得したことを併せて紹介させていただきます。

■ 高性能、高機能帆を用いた次世代帆走商船の研究開発

2

海面に波がある場合、波はこの盛り上がった
水面の上を進みます。

共同研究者：ユニバーサル造船(株)32. バラスト水低減船型（MIBS）の開発
バラスト水低減船型（Minimal Ballast water Ship）とは、
4船体形状を工夫することにより、空荷時に搭載するバラスト水をこのとき船体に当たった波が生じる前後方向の力が抵抗増加となります。

船体に当たる波を横向きに変え、上昇しないようにすることで抵抗増加が抑えられます。

削減し、その分排水量を小さくして推進性能を高めた船型です。
MIBSは、船体形状（中央断面形状）に特徴があり、そのコンセ

14

表2-１ MIBSの主要目とCO2 削減率

これにより船体が波をうけることによって生じる速力低下を抑え、プトを図2-1に示します。下に凸な船体形状とすることで、少ない

本開発では、VLCC、バルカーそれぞれにおいてCO2の削減率

結果として燃費悪化を減少させることができます。
また、平水中をバラスト水で安全な航海に支障がない程度の船首尾喫水が確保に勝るO2（MIBS）とB2（MIBS）
を選び、波浪中試験、自由横揺れ

航行する際には、自走による水位上昇よりも上方に設置するため、できるようになっています。

試験、操縦性能試験を行い、各種性能を確認しました。

SRC News No.92 June 2013

図2-2

VLCC概略配置

抵抗を増加させることがありません。

SRC News No.92 June 2013 15

造船技術センターで実施している
CO 2削減技術に関する共同研究の結果について（その１）②波浪中試験
正面向波中で船体運動と波浪中抵抗増加を計測しました。O2（MIBS）、B2（MIBS）
ともに、満載状態において、在来船と同程度の抵抗増加量となることを確認しました。
また、空荷状態での抵抗増加量も計測しました。

③自由横揺れ試験
自由横揺れ試験を実施し、O2（MIBS）とB2（MIBS）ともに、

１. はじめに満載状態において在来船と同程度の横揺れ減衰となることを

当センターは、平成22年度より、船舶からのCO 2 排出量の満載状態喫水線

空荷状態喫水線

開発支援事業」（平成21年度から4ヶ年実施）
において採択された④操縦運動性能

技術開発プロジェクトのうち、次に掲げる４つの課題について、造船事業者等と共同研究を実施しました。
これらの研究成果と実用
図2-1

３．省エネ装置「ステップ」の開発と実船計測による検証

在来船型

PMM試験と操縦運動シミュレーションを実施し、O2（MIBS）とMIBSのコンセプト

B2（MIBS）
ともに、満載状態においてIMOの操縦性能基準（A.751内海造船（株）と独立行政法人海上技術安全研究所が共同で開発(18))を十分満足する、良好な操縦性能であることを確認しました。

した、船舶が実際に航行する実海域での推進性能の向上とCO2排出（共同研究の概要については、
SRC NEWS No.88（2011 July）
で紹介しております。
）

図2-3 バルカー概略配置

減衰となることを確認しました。

３０％削減を目標とする国土交通省の「船舶からのC O 2 削減技術化の状況を2回に分けて紹介します。

確認しました。
また、空荷状態では在来船より非常に大きい横揺れ

量削減をするための船首形状等の開発を省エネ装置「ステップ」

今回開発したのは、VLCCとバルカーで、それぞれ株式会社
名村造船所と株式会社 大島造船所と共同で実施しました。本開発⑤詳細設計（ S P R A Y T E A R I N G P L A T E ）を5 , 0 0 0 台 積 み自動 車 運 搬 船に

■ 空荷時に搭載するバラスト水を少なくし、で最終的に得られた結果は以下のとおりです。なお、本開発の背詳細設計を行い、
カーゴスペース、
ポンプ・エンジンルーム等の推進効率を高める船型「MIBS」の開発

景、船型のコンセプト、中間段階の開発状況は、SRC NEWS

配置に問題がないことを確認しました。VLCCの概略配置図を

共同開発者：(株)名村造船所、(株)大島造船所

No.89（2011 Dec.）に掲載しておりますのでご参照ください。

図2-2に、
バルカーの概略配置図を図2-3に示します。

ステップを装着して実船計測を行い、効果を検証しました。

３-1 ステップの概要
ステップは、大型の中高速船を対象とした省エネ装置で、船首部■ 波浪中の抵抗増加の少ない船首形状「ステップ」の開発と実船計測による検証
共同研究者：内海造船（株）①平水中推進性能
何パターンもの船型のCFD計算を行い、優れたものを選び、配置検討と水槽試験を行いました。VLCCとバルカー、それぞれ2隻の水槽試験を行った結果を表2-1に示します。開発目標である■ 水中の船体を気泡で覆って船体の摩擦抵抗を⑥１航海（往復）あたりのCO2 削減量
最終船型について、在来船と比べて１航海あたりのCO2削減量は; 約11%

バルカー ; 約15%

CO 2 の10%以上削減を達成しました（D.W.は在来船型と同じ）。

低減する技術（空気潤滑法）の開発

また、バラスト水搭載量も在来船と比べて60%以上の削減を達成

共同研究者：し、
バラスト水搭載装置を大幅に削減できることを確認しました。

以上により、MIBSは省エネ性能の達成に加えて、実船建造に３-2 ステップのコンセプト
ステップのコンセプトは次のとおりです。

必要な諸性能を満たすことを確認することができました。
最後に、
平成21年度の事業は日本財団のご支援を受けて実施し大型外航船（株)大島造船所、
日本郵船(株)、(株)MTIに当たる波の向きを横方向に変えると共に、上昇する波を崩すことにより，波浪が船体に生じさせる抵抗を低減させるものです。

次のように得られました。
VLCC

喫水線上に取り付けられた矩形の形状の構造物で、船首部で船体

1

ました。
また、
今回開発されたVLCCのMIBSに対し、
（株）
名村造船所

小型外航船 今治造船所(株)船舶が航走するとき自走により船首部の水面が盛り上がります。

が（一財）日本海事協会のコンセプト承認を平成25年2月に取得したことを併せて紹介させていただきます。

■ 高性能、高機能帆を用いた次世代帆走商船の研究開発

2

海面に波がある場合、波はこの盛り上がった
水面の上を進みます。

共同研究者：ユニバーサル造船(株)32. バラスト水低減船型（MIBS）の開発
バラスト水低減船型（Minimal Ballast water Ship）とは、
4船体形状を工夫することにより、空荷時に搭載するバラスト水をこのとき船体に当たった波が生じる前後方向の力が抵抗増加となります。

船体に当たる波を横向きに変え、上昇しないようにすることで抵抗増加が抑えられます。

削減し、その分排水量を小さくして推進性能を高めた船型です。
MIBSは、船体形状（中央断面形状）に特徴があり、そのコンセ

14

表2-１ MIBSの主要目とCO2 削減率

これにより船体が波をうけることによって生じる速力低下を抑え、プトを図2-1に示します。下に凸な船体形状とすることで、少ない

本開発では、VLCC、バルカーそれぞれにおいてCO2の削減率

結果として燃費悪化を減少させることができます。
また、平水中をバラスト水で安全な航海に支障がない程度の船首尾喫水が確保に勝るO2（MIBS）とB2（MIBS）
を選び、波浪中試験、自由横揺れ

航行する際には、自走による水位上昇よりも上方に設置するため、できるようになっています。

試験、操縦性能試験を行い、各種性能を確認しました。

SRC News No.92 June 2013

図2-2

VLCC概略配置

抵抗を増加させることがありません。

SRC News No.92 June 2013 15波高と船速低下の関係、速力と主機出力の関係から効果を・ ビューフォート6

調査することとし、以下の3つの手順によりデータの解析を行（有義波高 3m、平均波周期 6.7s）

波条件

いました。

・ 主波向 正面向い

船速・喫水条件①データの抽出・ 夏期満載状態

すべての 有 効デ ータから、ステップ の 設 計 条 件に近 いデ ー・ 計画速力 フルード数0.239

タを抽出しました。今回は、常用出力の±5%以内・夏期満載状
図3-1 ステップの模式図

表3-1

ステップ設計条件

態での排水量の±7.6%以内（アドミラルティ係数で主機出力5%の変化に相当します）、波向は向波±90度以内のデータを

海上技術安全研究所が実施した水槽試験では、短波長（波長３-3 開発状況(3) 波長船長比影響

船長比0.3）、波高3mの向波規則波中で調査を行い、図3-4に

垂 線 間 長 1 7 0 . 0 m 、船 幅 3 0 . 2 m 、夏 期 満 載 喫 水 8 . 9 5 m の示 す通り、今 回 開 発したステップにより波 浪 中 抵 抗 増 加 係 数

5,000台積みの自動車運搬船（図3-2）にステップを装着しました。

また、波高・波向・（K AW）が約18%低減されることを確認しました。

理論検討・水槽試験により、ステップの形状・設置位置などの検波長船長比などが設計条件と異なる状態でも調査を行い、図3-5討を行いました。開発したステップの実船への取り付け状況を図に示す通り、幅広く効果が得られることを確認しています。

3-3に示します。形状については、有効性の他、工作上の簡便性も考慮し、喫水線に対しほぼ平行に設置することにしました。また、抽出しました。

図3-5 波浪中抵抗増加に対する各状況でのステップの効果②状態統一のための補正
水槽試験結果で確認された短波長域での抵抗増加の低減効果

実 船 運 航 状 態では、主 機 出 力 、排 水 量 、気 象 海 象 状 態 が 計から、ステップの設計条件での燃費削減効果を算出すると、約2%測の度に異なります。このため、主機出力・排水量は、アドミラと推定されます。

ルティ係 数を利 用し、常 用 出 力・夏 期 満 載 状 態 の 排 水 量に相当するように対水船速を補正しました。また、気象海象状態の３-4 実船計測

ステップの張り出し角度は構造強度を確保できる角度とし、錨との干渉を考慮し、張り出し量は最大で1.6m程度、船長方向長さ補正では、波風の状態をパラメトリックに変化させて船速低下

３-4-1 実船計測データによる検証方法

は約6mとなっています。

図3-4

波浪中抵抗増加試験結果（夏期満載状態）

船 の 計 算 結 果を、ステップを装 着している船 舶 の 実 船デ ータ

装着した船と、ステップを装着していない同型船により、実船計の 補 正にも用 いることにより、補 正 後 の 波 風 の 無 い 状 態に対測を行いました。今回調査に用いた実船データの計測期間は、応するデータにステップの効果が残るようにし、ステップの有ステップを装着した船が2011年6月30日から2012年2月6日

無による比較を行いました。

までの約7カ月、ステップを装着していない同型船が2011年1月

今 回 解 析に使 用した実 船デ ータと計 測・算 出 方 法を示します。

図3-3

ステップの実船への設置状況

力階級6に相当する状態を対象とし、船速・喫水条件については、
どのような運航状態でもステップが平水中性能に影響を及ぼさな

燃料消費量については、計測値を使用し、主機出力・波浪データにそれぞれ、実船計測結果から得たステップを装着した船の主機

ついては、それぞれ、主機燃料消費量からの換算値・気象庁波浪

出 力 、実 船 計 測 結 果から得たステップを装 着しない 同 型 船 の推算値から補間した値を用いました。

主機出力であり、rpは計測点を含む速度範囲で求めました。

は

取得方法

位置（経度・緯度）、方位

GPS、
ジャイロ

対地速度、対水速度

GPS、電磁ログ

舵角

舵角計

相対風速・相対風向

風速・風向計

主機回転数

回転数計

主機燃料消費量

流量計

主機出力

主機燃料消費量から換算

波浪データ

気象庁波浪推算値から補間(1)３-4-2 ステップ効果の検証
最初に、ステップ装着の有無による船速低下の違いを調べるた

気象海象の補正では、有義波高との関係を調べるため風のみを補正しました。
この図より、本船では設置高さも関係し、波高2m以上の範囲でステップを装着している方が船速低下が小さくなる傾向が示されており、ステップによる波浪中抵抗増加低減効果による

いように、通常運航で静的水位上昇による水面の盛り上がりが

SRC News No.92 June 2013,

め、有義波高(H)と船速低下(ΔV)の関係を図3-6に示します。なお、

平洋の長期波浪統計より、平均海象に相当するビューフォート風

16

速 力と主 機 出 力 の 関 係から見たステップ の 効 果を( 1 ) 式に
よりr p %として算出します。ここで、設計条件は、表3-1の通りで、波浪については、北大西洋・北太最も高くなる夏期満載状態・計画速力の状態としました。

③ステップ効果の算定

位置、対地・対水船速、舵角、相対風速・風向、主機回転数、主機

項 目(1) 波高影響

補正量を求めました。この時、ステップを装着していない同型

ステップの実船での効果を調査するため、ステップを実際に28日から2012年1月29日までの約1年間となります。表3-2に

図3-2 開発対象とした5,000台積み自動車運搬船

量を事 前に計 算し、これに計 測された波 風 の 状 態を当てはめ、(2) 波向影響表3-2

実船データリスト

ものと考えられます。

SRC News No.92 June 2013 17波高と船速低下の関係、速力と主機出力の関係から効果を・ ビューフォート6

調査することとし、以下の3つの手順によりデータの解析を行（有義波高 3m、平均波周期 6.7s）

波条件

いました。

・ 主波向 正面向い

船速・喫水条件①データの抽出・ 夏期満載状態

すべての 有 効デ ータから、ステップ の 設 計 条 件に近 いデ ー・ 計画速力 フルード数0.239

タを抽出しました。今回は、常用出力の±5%以内・夏期満載状
図3-1 ステップの模式図

表3-1

ステップ設計条件

態での排水量の±7.6%以内（アドミラルティ係数で主機出力5%の変化に相当します）、波向は向波±90度以内のデータを

海上技術安全研究所が実施した水槽試験では、短波長（波長３-3 開発状況(3) 波長船長比影響

船長比0.3）、波高3mの向波規則波中で調査を行い、図3-4に

垂 線 間 長 1 7 0 . 0 m 、船 幅 3 0 . 2 m 、夏 期 満 載 喫 水 8 . 9 5 m の示 す通り、今 回 開 発したステップにより波 浪 中 抵 抗 増 加 係 数

5,000台積みの自動車運搬船（図3-2）にステップを装着しました。

また、波高・波向・（K AW）が約18%低減されることを確認しました。

理論検討・水槽試験により、ステップの形状・設置位置などの検波長船長比などが設計条件と異なる状態でも調査を行い、図3-5討を行いました。開発したステップの実船への取り付け状況を図に示す通り、幅広く効果が得られることを確認しています。

3-3に示します。形状については、有効性の他、工作上の簡便性も考慮し、喫水線に対しほぼ平行に設置することにしました。また、抽出しました。

図3-5 波浪中抵抗増加に対する各状況でのステップの効果②状態統一のための補正
水槽試験結果で確認された短波長域での抵抗増加の低減効果

実 船 運 航 状 態では、主 機 出 力 、排 水 量 、気 象 海 象 状 態 が 計から、ステップの設計条件での燃費削減効果を算出すると、約2%測の度に異なります。このため、主機出力・排水量は、アドミラと推定されます。

ルティ係 数を利 用し、常 用 出 力・夏 期 満 載 状 態 の 排 水 量に相当するように対水船速を補正しました。また、気象海象状態の３-4 実船計測

ステップの張り出し角度は構造強度を確保できる角度とし、錨との干渉を考慮し、張り出し量は最大で1.6m程度、船長方向長さ補正では、波風の状態をパラメトリックに変化させて船速低下

３-4-1 実船計測データによる検証方法

は約6mとなっています。

図3-4

波浪中抵抗増加試験結果（夏期満載状態）

船 の 計 算 結 果を、ステップを装 着している船 舶 の 実 船デ ータ

装着した船と、ステップを装着していない同型船により、実船計の 補 正にも用 いることにより、補 正 後 の 波 風 の 無 い 状 態に対測を行いました。今回調査に用いた実船データの計測期間は、応するデータにステップの効果が残るようにし、ステップの有ステップを装着した船が2011年6月30日から2012年2月6日

無による比較を行いました。

までの約7カ月、ステップを装着していない同型船が2011年1月

今 回 解 析に使 用した実 船デ ータと計 測・算 出 方 法を示します。

図3-3

ステップの実船への設置状況

力階級6に相当する状態を対象とし、船速・喫水条件については、
どのような運航状態でもステップが平水中性能に影響を及ぼさな

燃料消費量については、計測値を使用し、主機出力・波浪データにそれぞれ、実船計測結果から得たステップを装着した船の主機

ついては、それぞれ、主機燃料消費量からの換算値・気象庁波浪

出 力 、実 船 計 測 結 果から得たステップを装 着しない 同 型 船 の推算値から補間した値を用いました。

主機出力であり、rpは計測点を含む速度範囲で求めました。

は

取得方法

位置（経度・緯度）、方位

GPS、
ジャイロ

対地速度、対水速度

GPS、電磁ログ

舵角

舵角計

相対風速・相対風向

風速・風向計

主機回転数

回転数計

主機燃料消費量

流量計

主機出力

主機燃料消費量から換算

波浪データ

気象庁波浪推算値から補間(1)３-4-2 ステップ効果の検証
最初に、ステップ装着の有無による船速低下の違いを調べるた

気象海象の補正では、有義波高との関係を調べるため風のみを補正しました。
この図より、本船では設置高さも関係し、波高2m以上の範囲でステップを装着している方が船速低下が小さくなる傾向が示されており、ステップによる波浪中抵抗増加低減効果による

いように、通常運航で静的水位上昇による水面の盛り上がりが

SRC News No.92 June 2013,

め、有義波高(H)と船速低下(ΔV)の関係を図3-6に示します。なお、

平洋の長期波浪統計より、平均海象に相当するビューフォート風

16

速 力と主 機 出 力 の 関 係から見たステップ の 効 果を( 1 ) 式に
よりr p %として算出します。ここで、設計条件は、表3-1の通りで、波浪については、北大西洋・北太最も高くなる夏期満載状態・計画速力の状態としました。

③ステップ効果の算定

位置、対地・対水船速、舵角、相対風速・風向、主機回転数、主機

項 目(1) 波高影響

補正量を求めました。この時、ステップを装着していない同型

ステップの実船での効果を調査するため、ステップを実際に28日から2012年1月29日までの約1年間となります。表3-2に

図3-2 開発対象とした5,000台積み自動車運搬船

量を事 前に計 算し、これに計 測された波 風 の 状 態を当てはめ、(2) 波向影響表3-2

実船データリスト

ものと考えられます。

SRC News No.92 June 2013 17

SRC資料室（12）最適船型（その3）

I＝rK

４. 最適船速（5）K=t／(d/V+c) （6）

本 節 で は 最 適 船 速 に つ い て 記 述します 。本 章 の タイトル
「最適船型」からは逸脱しますが、大きさや船型が同じ船の船速c； 荷役時間等の航海していない時間

d/V； 航海している時間を変えた場合の収入と支出を比較することによって、経済性か
図3-6

有義波高と船速低下の関係

次に、対水速力(VS )と主機出力(Power)の関係でステップ装着の有無による違いを調べたものを図3-7に示します。ここで(1) 波高1m以下

らみた最適な船速を求めてみます。個々の船型について船速をと置きます。ここに、r は航海数を運賃収入に換算する係数で、変 えた 場 合 の 収 入 、支 出 を 求 めて 比 較 す ればよい 訳 です が 、

ここでは定数とします。上式は、(4)式（SRC NEWS No.91）のここでは 、一 般 的 傾 向を求 めるため 船 速による収 入 、支 出 のNを1.0とした場合に対応します。
次に、同じ期間における支出 O は船舶建造費、船員費等の船変化を簡略化します。

は、主機出力と対水速力との関係を調べるため、主機出力によある期間 tに距離 d の航路を船速Ｖでピストン輸送するケース

るデ ータの 絞 込 みは行わず 、排 水 量についての みアドミラルを想定し、この期間の運賃収入Ｉは、この期間中の航海数Ｋにティ係数を利用した修正を行っています。ここで、波高1m以下比例すると仮定し、速に依存しない固定部分 O Fと船速に依存する部分 O Vとの和

O＝O F＋O V （7）のデータを平水中とみなしました。
本来、平水中ではステップは効果を生じないことから、平水中とし、さらに、船速依存部分は港湾使用料等の航海数Kに比例する

でのr p の大きさを計測・補正による誤差として考慮すると、ス部分と馬力に比例する部分の和

テップによる燃費削減効果は3%となり、これは水槽試験から算定した効果とほぼ同等でした。

O V＝hK＋pV M {(d/V) ／(d/V+c)} （8）これらの結果より、ステップが実海域中で省エネ効果を発揮することが検証できました。

で表します。hは航海数を費用に換算する係数で、これも定数とします。
この式では馬力は船速 V の

３-5 まとめM乗で変化すると仮定しています。
第2項目の{ }内

今回、実船計測によりステップの効果を検証し約3%が得られは、全時間に対する航海時間の割合を示しています。

ました。この成果を基に、内海造船(株)では、内航RoRo船用のpは馬 力を支 出に換 算する係 数で、性 能 のステップの開発を行っています。また、ステップは、船体付加物として新造船以外の装着も可能であり、省エネ、CO 2削減に貢献できる技術であります。

悪い船型では大きくなり、燃料費単価が上昇(2) 波高2m以上すると大きくなりますが 、そ の 値を一 般 的に
図3-7

速力と主機出力の関係（夏期満載状態、向波±90度）

決めることが困難ですので、固定部分O Fとのまた、平成21年度の事業は、日本財団及び（一財）日本海事

比較で表すこととし、協会のご支援を受けて実施しました。今回の実船試験では、日産専用船株式会社殿のご協力によりステップの有無による比較

O F＝pV 1M → p=O F/V 1M （9）データの取得、効果の検証を行いましたことに感謝申し上げます。
によってV 1 に変 換します。V 1 は、荷 役 時 間を無視し、連続して一定の船速で航海する場合に馬力依存部分が固定部分に等しくなるような船速です。V 1はpとは逆の方向に変化しますが、固定部分とは同じ方向に変化します。すなわち、船 舶 建 造 費 等 の 固 定 部 分 が 上 昇 するとこの
図-17 支出、収入の船速による変化

18

SRC News No.92 June 2013

船速も上昇します。

SRC News No.92 June 2013 19

造船技術センターで実施している
CO 2削減技術に関する共同研究の結果について（その2）

喫水の深い満載状態及びヘビーバラスト状態では主機掃気
バイパスのみを使用し、喫水の浅いノーマルバラスト状態では
主機掃気バイパスと電動ブロワーを併用して各状態で最大の2-1-4 実海域性能評価
本 船 竣 工 後 、日 豪 間 航 路にお ける実 運 航に技 師 が 乗 船し、効果を狙う合理的なハイブリッド型空気潤滑システム（図2-3）

空気潤滑システムの運転をON／OFF繰り返して性能評価のを構築しました。

ためのモニタリング装置により計測を行い、バラスト航海で約5%、満載航海で約3％の正味の省エネ効果を確認しました。

１. はじめに船舶からのCO 2 排出量の30％削減を目標とする国土交通省の（平成21年度から4ヵ年「船舶からのCO 2 削減技術開発支援事業」
実施）において採択された技術開発プロジェクトのうち、当セン
ターが造船所等と共同研究を実施した課題について、前号に引き続き紹介します。

石炭運搬船「双洋」(図2-1、全長235m、船幅43m, 満載喫水

本研究では、主機掃気バイパスを利用した新方式の空気潤12.981m、載荷重量91,443トン）に主機掃気バイパス方式空気滑システムを世界で初めて実船に装備して、海上試運転及び実潤滑システムを搭載し、実運航で効果を確認しました。

運航時において所期のC O 2 削減効果を実証し、喫水が深い大型船舶に対する空気潤滑法の実用化に成功しました。本船は、2-1-1 主機掃気バイパス方式

平成24年シップオブザイヤーに選ばれ、他にも本技術に関する表彰を受けました。この成功は、国土交通省、（ 独）海上技術安

空気潤滑法によるCO 2 削減の正味の効果は、次の①と②の差

全研究所をはじめとする研究機関、造船所、大学、舶用機器メーとなります。

2. 空気潤滑法の開発と実船計測による検証

カーなどが参画し、積み重ねてきた基礎研究や実験の知見と努①海水と船体間の摩擦抵抗低減による所要出力低減効果②船底に空気を投入する為に必要なエネルギー

図2-3

構築したハイブリッド型空気潤滑システム

空気潤滑法とは、航行中の船舶の船底から空気を吹き出すこと

これまで空気潤滑法を実船に適用した事例は、船底への空気によって船底に気泡流を発生させ、船体と海水間の摩擦抵抗を減投入に電動ブロワー（送風機）を駆動して船底まで空気を送り併せて、空気潤滑システムを構成する主要機器の制御、本船

らすCO 2 削減技術です。

出 す方 式（ 電 動ブロワー 方 式 ）でした。この 方 式 は、システムの載貨状態に応じた運転モードの切り替え、機関室から船底ま船舶が航行時に海水から受ける抵抗は、摩擦抵抗の割合が大がシンプルですが、喫水の深い大型船舶では、船底への空気投での空気配管上にある数十個のバルブの開閉と開度調整など、きく、特に肥大船型(石油を運搬するタンカー、穀物・鉱石・セメン

入に必要な電力が過大となり、正味の効果を得るのは困難とさすべての操作を機関制御室に設置されたコンピュータによってトなどを運搬するばら積み貨物船等)では、やせ型船型(コンテナ

れていました。

完全自動化することで、実運航を担う本船乗組員の負担軽減を

船や自動 車 船 )より全 抵 抗に占める摩 擦 抵 抗 の 割 合 が 大きく、本 船では、高 効 率 過 給 機 が 作り出す主 機 掃 気（ 燃 焼 用 圧 縮

70%以上となります。空気潤滑法は全抵抗の大部分を占める摩空気）の余剰分を、掃気バイパス管で船底まで導き供給して空擦抵抗を減らす技術であるため、大きなCO 2 削減効果が期待で気潤滑に利用する、高効率の主機掃気バイパス方式（図2-2）

きます。当センターでは、造船所等と共同研究により大型外航船を採用しました。

舶及び小型外航船舶に空気潤滑システムを搭載し、実船計測を実施しました。

2-1 大型外航船舶への適用（主機掃気バイパス方式空気潤滑法）

力が実ったものであります。関係の方々にこの場を借りて感謝申し上げます。

2.2 28,000DWT型のばら積み貨物船への適用
共同研究者：今治造船所(株)図りました。

2-1-3 海上公試での性能評価
空気潤滑システムの本船搭載完了後、2012年6月中旬から下

本船主機の常用運転範囲においては、喫水が最も深い満載状

旬にかけて、通常のノーマルバラスト状態および造船所で調整で態でも、掃気圧が船底の水圧より高く、取り出した掃気をそのまきる最も深いヘビーバラスト状態において、海上試運転（速力試

ま船底に投入できます。

験、図2-4）を実施し、以下の正味の省エネ効果を確認しました。
・ 喫水の浅いノーマルバラスト状態では、主機掃気とブロワーの併用による空気潤滑で約8%・ 喫水の深いヘビーバラスト状態では、主機掃気のみによる

共同研究者：(株)大島造船所、
日本郵船(株)、(株)MTI

空気潤滑で約4%
Lpp
（m）

160.4

B（m）

27.2

d（design full）
（m）

9.7

図2-5 28000DWT ばら積み貨物船
図2-2

主機掃気バイパス方式

独立行政法人海上技術安全研究所の協力のもと、
28,000DWT型のばら積み貨物船（図2-5)を対象にした空気潤滑法の開発と2-1-2 今回構築した空気潤滑システム

図2-1 石炭運搬船「双洋」

8SRC News No.93 December 2013

実船試験による効果確認を実施しました。

喫水の浅いバラスト状態では、すでに実績のある電動ブロワー

本開発では、システム本体のみならず、空気吹き出しにより懸方式も威力を発揮することから、本船は、主機掃気バイパスシステ

念させる振動問題、
シーチェストへの泡の混入の問題などについムに加えて、バラスト状態での使用に特化した小型電動ブロワーても検討を実施しました。本稿では吹き出し部形状の選定と省も搭載しました。

図2-4

海上試運転の様子

エネ効果推定と起振力変化についてご説明します。

SRC News No.93 December 20139

造船技術センターで実施している
CO 2削減技術に関する共同研究の結果について（その2）

喫水の深い満載状態及びヘビーバラスト状態では主機掃気
バイパスのみを使用し、喫水の浅いノーマルバラスト状態では
主機掃気バイパスと電動ブロワーを併用して各状態で最大の2-1-4 実海域性能評価
本 船 竣 工 後 、日 豪 間 航 路にお ける実 運 航に技 師 が 乗 船し、効果を狙う合理的なハイブリッド型空気潤滑システム（図2-3）

空気潤滑システムの運転をON／OFF繰り返して性能評価のを構築しました。

ためのモニタリング装置により計測を行い、バラスト航海で約5%、満載航海で約3％の正味の省エネ効果を確認しました。

１. はじめに船舶からのCO 2 排出量の30％削減を目標とする国土交通省の（平成21年度から4ヵ年「船舶からのCO 2 削減技術開発支援事業」
実施）において採択された技術開発プロジェクトのうち、当セン
ターが造船所等と共同研究を実施した課題について、前号に引き続き紹介します。

石炭運搬船「双洋」(図2-1、全長235m、船幅43m, 満載喫水

本研究では、主機掃気バイパスを利用した新方式の空気潤12.981m、載荷重量91,443トン）に主機掃気バイパス方式空気滑システムを世界で初めて実船に装備して、海上試運転及び実潤滑システムを搭載し、実運航で効果を確認しました。

運航時において所期のC O 2 削減効果を実証し、喫水が深い大型船舶に対する空気潤滑法の実用化に成功しました。本船は、2-1-1 主機掃気バイパス方式

平成24年シップオブザイヤーに選ばれ、他にも本技術に関する表彰を受けました。この成功は、国土交通省、（ 独）海上技術安

空気潤滑法によるCO 2 削減の正味の効果は、次の①と②の差

全研究所をはじめとする研究機関、造船所、大学、舶用機器メーとなります。

2. 空気潤滑法の開発と実船計測による検証

カーなどが参画し、積み重ねてきた基礎研究や実験の知見と努①海水と船体間の摩擦抵抗低減による所要出力低減効果②船底に空気を投入する為に必要なエネルギー

図2-3

構築したハイブリッド型空気潤滑システム

空気潤滑法とは、航行中の船舶の船底から空気を吹き出すこと

これまで空気潤滑法を実船に適用した事例は、船底への空気によって船底に気泡流を発生させ、船体と海水間の摩擦抵抗を減投入に電動ブロワー（送風機）を駆動して船底まで空気を送り併せて、空気潤滑システムを構成する主要機器の制御、本船

らすCO 2 削減技術です。

出 す方 式（ 電 動ブロワー 方 式 ）でした。この 方 式 は、システムの載貨状態に応じた運転モードの切り替え、機関室から船底ま船舶が航行時に海水から受ける抵抗は、摩擦抵抗の割合が大がシンプルですが、喫水の深い大型船舶では、船底への空気投での空気配管上にある数十個のバルブの開閉と開度調整など、きく、特に肥大船型(石油を運搬するタンカー、穀物・鉱石・セメン

入に必要な電力が過大となり、正味の効果を得るのは困難とさすべての操作を機関制御室に設置されたコンピュータによってトなどを運搬するばら積み貨物船等)では、やせ型船型(コンテナ

れていました。

完全自動化することで、実運航を担う本船乗組員の負担軽減を

船や自動 車 船 )より全 抵 抗に占める摩 擦 抵 抗 の 割 合 が 大きく、本 船では、高 効 率 過 給 機 が 作り出す主 機 掃 気（ 燃 焼 用 圧 縮

70%以上となります。空気潤滑法は全抵抗の大部分を占める摩空気）の余剰分を、掃気バイパス管で船底まで導き供給して空擦抵抗を減らす技術であるため、大きなCO 2 削減効果が期待で気潤滑に利用する、高効率の主機掃気バイパス方式（図2-2）

きます。当センターでは、造船所等と共同研究により大型外航船を採用しました。

舶及び小型外航船舶に空気潤滑システムを搭載し、実船計測を実施しました。

2-1 大型外航船舶への適用（主機掃気バイパス方式空気潤滑法）

力が実ったものであります。関係の方々にこの場を借りて感謝申し上げます。

2.2 28,000DWT型のばら積み貨物船への適用
共同研究者：今治造船所(株)図りました。

2-1-3 海上公試での性能評価
空気潤滑システムの本船搭載完了後、2012年6月中旬から下

本船主機の常用運転範囲においては、喫水が最も深い満載状

旬にかけて、通常のノーマルバラスト状態および造船所で調整で態でも、掃気圧が船底の水圧より高く、取り出した掃気をそのまきる最も深いヘビーバラスト状態において、海上試運転（速力試

ま船底に投入できます。

験、図2-4）を実施し、以下の正味の省エネ効果を確認しました。
・ 喫水の浅いノーマルバラスト状態では、主機掃気とブロワーの併用による空気潤滑で約8%・ 喫水の深いヘビーバラスト状態では、主機掃気のみによる

共同研究者：(株)大島造船所、
日本郵船(株)、(株)MTI

空気潤滑で約4%
Lpp
（m）

160.4

B（m）

27.2

d（design full）
（m）

9.7

図2-5 28000DWT ばら積み貨物船
図2-2

主機掃気バイパス方式

独立行政法人海上技術安全研究所の協力のもと、
28,000DWT型のばら積み貨物船（図2-5)を対象にした空気潤滑法の開発と2-1-2 今回構築した空気潤滑システム

図2-1 石炭運搬船「双洋」

8SRC News No.93 December 2013

実船試験による効果確認を実施しました。

喫水の浅いバラスト状態では、すでに実績のある電動ブロワー

本開発では、システム本体のみならず、空気吹き出しにより懸方式も威力を発揮することから、本船は、主機掃気バイパスシステ

念させる振動問題、
シーチェストへの泡の混入の問題などについムに加えて、バラスト状態での使用に特化した小型電動ブロワーても検討を実施しました。本稿では吹き出し部形状の選定と省も搭載しました。

図2-4

海上試運転の様子

エネ効果推定と起振力変化についてご説明します。

SRC News No.93 December 20139

2-2-1 空気吹き出し部形状選定と省エネ効果推定
実用的な吹き出し部形状を選定するため、開口の形や数を変えた複数のケースについて50ｍ長尺模型試験を（独）海上技術安全

tb=8mm相当)の2ケースで省エネ効果の比較を行い、正味の省エ
ネ効果の高い、
吹き出し量3200kg/hとすることにしました。

2-2-4 省エネ計測結果

３．高性能、高機能帆を用いた次世代帆走商船の研究開発
共同研究者：ユニバーサル造船(株)2010年6月、
2-2-3の「速力試運転方式」
により航走・計測を行い、（現ジャパンマリンユナイテッド株式会社）

研究所の400m水槽にて実施し、吹き出し部形状と抵抗低減効果

風及び潮流の修正を行った結果（図2-7）、
船速15ktにおいて、主機

本研究は、高性能・高機能な帆の推進力を商船の補助動力としの関係を把握しました(図2-6)。
ここで、横軸tbは単位時間当たり馬力の比較である名目の省エネ効果で約8％、ブロワー電力を加算て用いるとともに、
ウェザールーティングシステムを活用して最適の吹き出し空気量を空気の被覆幅と船速で除した値で、厚さの単した正味の省エネ効果で約6％が得られました。
また、振動問題が生な運航を実現することにより、航行時に排出されるC O 2 の削減を位を持つものであり、縦軸は摩擦抵抗低減量を示しています。

じないことを確認しました。

目指すものです。

これらの結果を総合的に評価し、実機では船底面に複数の円形

3-１ 高性能帆の開発

吹き出し開口を開けたチャンバー方式の吹き出し部を船首船底部に設けることとしました。

図3-2

実用的な大型単葉帆（起倒式）

3-3 帆走航路の最適化
ジャパンマリンユナイテッドではウェザールーティングによる（開発時は運航最適化システム"SEA-NAVI Ⓡ "を開発しており

大型商船に搭載する帆の機構は、強度・重量・保守・費用の点で

ユ ニバ ー サ ル 造 船 ）、帆 走 商 船にもこの 技 術を適 用しました 。

大きな制約を受けるため、単純ではあるが実装が容易と考えられ

図3-3 のような北大西洋航路では、気象および海象を考慮してる帆形式が最も現実的と判断し、失速角が大であり広い迎角の範搬送に最適化した航路をSEA-NAVI で探索すると、最適航路

囲で比較的に高揚力が得られる弓型断面を持つ単葉帆形式を採を求めることができます。

用しました。そして、数値計算により空力特性を確認した上で、帆単独の風洞試験を実施して性能を検証しました。
さらに複数帆を大型商船に装備することを想定し、帆相互ある
いは帆・船体の干渉を考慮した帆配置を、数値計算および風洞試
験により探索して決定しました。図3-1はアフラマックスタンカーに弓型断面帆10基を装備した状態の風洞試験の模様です。船体に装備した帆の推力は、大半の相対風向角において単独での帆の推図2-6

吹き出し部型式毎の抵抗低減量 − 噴出し空気量

tb=6mmの摩擦抵抗低減量を使って省エネ率を推定した結果、

図2-7速力試運転結果

2-2-5 満載状態における効果確認

力を下回りますが、遭遇する相対風速・風向を考慮すると、実海域

図3-3

北大西洋における帆走最適航路の例

における平均的な帆の推力は単独での帆の推力の70%程度を得
図3-4は北大西洋航路における燃費削減効果を推定した例です。

ることができました。

空気潤滑による推進馬力の低減効果である名目の省エネ効果は、本試験にて吹き出し空気流量によっては、船側から空気塊が帆装アフラマックス型タンカーの航路を帆走について最適化す

満載、バラスト状態とも約8％、空気吹き出しに必要なブロワー電漏れる現象が確認されました。この現象は試運転では起きておることにより、通常船体が最短距離航路を航海する場合に比べて、力を加算した正味の省エネ効果は満載状態3％、バラスト状態6％らず、載荷状態によって吹き出し後の空気分布に相違があると年間平均で10％以上の燃費削減効果が得られる見通しです。

程度であると推定しました。

推測されます。なお、適切な流量設定にする事で本現象を抑制

2-2-2 プロペラ起振力の推定出来ることも検証されています。
省エネ効果については計画通りに全吹き出し位置から空気

空気潤滑法のために注入した泡によるプロペラ起振力への影響を吹き出す試験が困難であったため、船底の気泡被覆量が目減を調べるため、
海上技術安全研究所のキャビテーション水槽においりし、その分、名目の省エネ効果は期待値を下回りました。現在、て、実船に設置した位置に空気吹き出し部を設けた模型船を用い、詳細な解析作業を進めている最中です。また、本試験にて吹き

tbが縮尺比になるように空気量を設定して船尾変動圧試験を行い出し方法と省エネ効果の関係が把握でき、さらなる省エネ効果ました。その結果、空気を吹き出した状態で、もっとも条件が厳しい改善のための貴重な知見を得ることもできました。

バラスト状態のMCRにおいて実船換算で4.5kPa程度、NORでは
3kPa以下となり振動問題が発生する可能性は低いと判断しました。

2-2-3 海上試験における効果確認

低減効果を確認し、また、空気吹き出しによる振動増加、海水冷却系への悪影響は無く、航海に支障を与えないことが確認されました。

3-2

高性能帆装備船体の風洞試験

帆格納機構の開発

図3-4

帆走最適航路における燃費削減効果の例

４．謝辞
本事業は、国土交通省の補助金により実施いたしました。また、海上試験は、針路を180度変えて一往復し、同じ位置で計測して本船は、外航船に初めて搭載された空気潤滑法のプロトタイ

帆の格納機構としては、図3-2に示す起倒式を採用し、帆の強潮流の影響を修正する速力試運転方式を厳密に適用し実施しました。

プであり、今 後 更なる高 効 率 化を目指した改 良を目指します。

度・軽量化方法・制御機構を検討した上で、基本設計を行い、さら空気潤滑法開発に係る平成21年度事業は、（一財）日本海事協会

実船において、
ブロワー1台あたりの吹き出し量3200kg/h(バラ本研究の海上試験の実施にあたり正栄汽船株式会社殿のご協にコストダウン・強度向上・軽量化を図るために、詳細な構造検討

及び日本財団、次世代帆走商船に係る平成21年度事業は、
日本財

力を頂きましたことに謝意を表します。

を実施しています。

団のご支援を受けて実施しました。

スト状態、
ブロワー2台駆動でtb=6mm相当)と4440kg/h(同じく

10

図3-1

本研究にて空気潤滑法によるバラスト状態及び満載状態で抵抗

SRC News No.93 December 2013

SRC News No.93 December 2013 11

2-2-1 空気吹き出し部形状選定と省エネ効果推定
実用的な吹き出し部形状を選定するため、開口の形や数を変えた複数のケースについて50ｍ長尺模型試験を（独）海上技術安全

tb=8mm相当)の2ケースで省エネ効果の比較を行い、正味の省エ
ネ効果の高い、
吹き出し量3200kg/hとすることにしました。

2-2-4 省エネ計測結果

３．高性能、高機能帆を用いた次世代帆走商船の研究開発
共同研究者：ユニバーサル造船(株)2010年6月、
2-2-3の「速力試運転方式」
により航走・計測を行い、（現ジャパンマリンユナイテッド株式会社）

研究所の400m水槽にて実施し、吹き出し部形状と抵抗低減効果

風及び潮流の修正を行った結果（図2-7）、
船速15ktにおいて、主機

本研究は、高性能・高機能な帆の推進力を商船の補助動力としの関係を把握しました(図2-6)。
ここで、横軸tbは単位時間当たり馬力の比較である名目の省エネ効果で約8％、ブロワー電力を加算て用いるとともに、
ウェザールーティングシステムを活用して最適の吹き出し空気量を空気の被覆幅と船速で除した値で、厚さの単した正味の省エネ効果で約6％が得られました。
また、振動問題が生な運航を実現することにより、航行時に排出されるC O 2 の削減を位を持つものであり、縦軸は摩擦抵抗低減量を示しています。

じないことを確認しました。

目指すものです。

これらの結果を総合的に評価し、実機では船底面に複数の円形

3-１ 高性能帆の開発

吹き出し開口を開けたチャンバー方式の吹き出し部を船首船底部に設けることとしました。

図3-2

実用的な大型単葉帆（起倒式）

3-3 帆走航路の最適化
ジャパンマリンユナイテッドではウェザールーティングによる（開発時は運航最適化システム"SEA-NAVI Ⓡ "を開発しており

大型商船に搭載する帆の機構は、強度・重量・保守・費用の点で

ユ ニバ ー サ ル 造 船 ）、帆 走 商 船にもこの 技 術を適 用しました 。

大きな制約を受けるため、単純ではあるが実装が容易と考えられ

図3-3 のような北大西洋航路では、気象および海象を考慮してる帆形式が最も現実的と判断し、失速角が大であり広い迎角の範搬送に最適化した航路をSEA-NAVI で探索すると、最適航路

囲で比較的に高揚力が得られる弓型断面を持つ単葉帆形式を採を求めることができます。

用しました。そして、数値計算により空力特性を確認した上で、帆単独の風洞試験を実施して性能を検証しました。
さらに複数帆を大型商船に装備することを想定し、帆相互ある
いは帆・船体の干渉を考慮した帆配置を、数値計算および風洞試
験により探索して決定しました。図3-1はアフラマックスタンカーに弓型断面帆10基を装備した状態の風洞試験の模様です。船体に装備した帆の推力は、大半の相対風向角において単独での帆の推図2-6

吹き出し部型式毎の抵抗低減量 − 噴出し空気量

tb=6mmの摩擦抵抗低減量を使って省エネ率を推定した結果、

図2-7速力試運転結果

2-2-5 満載状態における効果確認

力を下回りますが、遭遇する相対風速・風向を考慮すると、実海域

図3-3

北大西洋における帆走最適航路の例

における平均的な帆の推力は単独での帆の推力の70%程度を得
図3-4は北大西洋航路における燃費削減効果を推定した例です。

ることができました。

空気潤滑による推進馬力の低減効果である名目の省エネ効果は、本試験にて吹き出し空気流量によっては、船側から空気塊が帆装アフラマックス型タンカーの航路を帆走について最適化す

満載、バラスト状態とも約8％、空気吹き出しに必要なブロワー電漏れる現象が確認されました。この現象は試運転では起きておることにより、通常船体が最短距離航路を航海する場合に比べて、力を加算した正味の省エネ効果は満載状態3％、バラスト状態6％らず、載荷状態によって吹き出し後の空気分布に相違があると年間平均で10％以上の燃費削減効果が得られる見通しです。

程度であると推定しました。

推測されます。なお、適切な流量設定にする事で本現象を抑制

2-2-2 プロペラ起振力の推定出来ることも検証されています。
省エネ効果については計画通りに全吹き出し位置から空気

空気潤滑法のために注入した泡によるプロペラ起振力への影響を吹き出す試験が困難であったため、船底の気泡被覆量が目減を調べるため、
海上技術安全研究所のキャビテーション水槽においりし、その分、名目の省エネ効果は期待値を下回りました。現在、て、実船に設置した位置に空気吹き出し部を設けた模型船を用い、詳細な解析作業を進めている最中です。また、本試験にて吹き

tbが縮尺比になるように空気量を設定して船尾変動圧試験を行い出し方法と省エネ効果の関係が把握でき、さらなる省エネ効果ました。その結果、空気を吹き出した状態で、もっとも条件が厳しい改善のための貴重な知見を得ることもできました。

バラスト状態のMCRにおいて実船換算で4.5kPa程度、NORでは
3kPa以下となり振動問題が発生する可能性は低いと判断しました。

2-2-3 海上試験における効果確認

低減効果を確認し、また、空気吹き出しによる振動増加、海水冷却系への悪影響は無く、航海に支障を与えないことが確認されました。

3-2

高性能帆装備船体の風洞試験

帆格納機構の開発

図3-4

帆走最適航路における燃費削減効果の例

４．謝辞
本事業は、国土交通省の補助金により実施いたしました。また、海上試験は、針路を180度変えて一往復し、同じ位置で計測して本船は、外航船に初めて搭載された空気潤滑法のプロトタイ

帆の格納機構としては、図3-2に示す起倒式を採用し、帆の強潮流の影響を修正する速力試運転方式を厳密に適用し実施しました。

プであり、今 後 更なる高 効 率 化を目指した改 良を目指します。

度・軽量化方法・制御機構を検討した上で、基本設計を行い、さら空気潤滑法開発に係る平成21年度事業は、（一財）日本海事協会

実船において、
ブロワー1台あたりの吹き出し量3200kg/h(バラ本研究の海上試験の実施にあたり正栄汽船株式会社殿のご協にコストダウン・強度向上・軽量化を図るために、詳細な構造検討

及び日本財団、次世代帆走商船に係る平成21年度事業は、
日本財

力を頂きましたことに謝意を表します。

を実施しています。

団のご支援を受けて実施しました。

スト状態、
ブロワー2台駆動でtb=6mm相当)と4440kg/h(同じく

10

図3-1

本研究にて空気潤滑法によるバラスト状態及び満載状態で抵抗

SRC News No.93 December 2013

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