SRC NEWS̲No.102̲P02-03

入稿 2018.5.24（木）

SRC NEWS̲No.102̲P02-03

造船の最先端を見つめる技術情報誌

JUN 2018

CONTENTS

１．
はじめに

高速度ビデオカメラ撮影とプロペラ変動圧力の同期計測
3

造船技術設計ノート「高速艇の復原性と安定性」（ 2）
5大型消防救助艇「おおえど」が就航―東京消防庁 臨港消防署に配属―11号で紹介した高速度ビデオ撮影により、キャビテーションの発生

商船が実船装備するプロペラでは、作動状態においてキャビから消滅までを詳細に観察する事で、悪影響の有無を大体判断すテーションが発生している。
しかしながら、通常、プロペラはキャビる事が可能になっている。一方、キャビテーション現象は発生からテーションを考慮して設計されるため、実際に悪影響が出る事は消滅まで時系列的に進捗しているが、変動圧力の評価は周波数領滅多にない。一方、プロペラ効率を向上させるような設計をしよう域で行われており、一定の傾向は得られても直接的な関係を把握とすると、キャビテーションが大きくなるという関係があるため、する事は難しいのが現状である。

多少キャビテーションが大きくても悪影響が出ないような高効率

今回、当センターが導入した高速度ビデオカメラ撮影とプロペラプロペラを模索しているというのが、商船用プロペラ設計の最前

変動圧力の同期計測システムは、キャビテーション現象の動画と線である（例えば、文献1）
等）。

変動圧力の時系列を同期計測して、可視化する事を可能にする

つまり、高効率プロペラは高い効率と引き換えにキャビテーものである。つまり、キャビテーションの発生から消滅までの現象ションが多少大きくなるような設計をせざるを得ないが、そのと変動圧力の時系列変化の直接的な関係を把握する事が可能とキャビテーションが船体、舵、プロペラに対して悪影響を及ぼさななり、新しい観点、評価軸によるプロペラ設計が期待できる。以下、

ければ、問題ないという事である（近年、海棲生物への悪影響を心本システムの詳細について解説する。

配する声が上がり、研究が始まっているが、ここでは紙幅が限られているので省略する）。プロペラキャビテーションの悪影響は、2種類あり、1つはキャビテーションエロージョンによるプロペラ損壊でミャンマー事情あり、もう1つはキャビテーションによるプロペラ変動圧力の増加

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入稿 2018.5.24
（木）

NEWS

高速度ビデオカメラ撮影とプロペラ変動圧力の同期計測

No.102（に伴う、船尾振動の増加）である。

２．
同期計測システムについて
本システムは、横河電機社製のXviewerEYE（Xビューワ）を利用して開発したものである。Xビューワは通常のPCにインストール

キャビテーションエロージョンについては、SRC News No.87

するソフトウェアであり、①同ソフトをインストールしたPC、②フォト

造船業におけるレーザ・アークハイブリッド厚板溶接法に係る共同研究について
（その６）
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Topics

国際海事展「SEA JAPAN 2018」に船尾カットモデル等を出展
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当センターは東日本大震災復興キャンペーンを応援しています。

一般財団法人 日本造船技術センター〒180-0003 東京都武蔵野市吉祥寺南町1丁目6番1号 吉祥寺スバルビル3階 TEL 0422-40-2820

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SRC NEWS No.102 June 2018

FAX 0422-40-2827

図-1

XviewerEYEインターフェース

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入稿 2018.5.24（木）

これらの図に基づいて、現象の解釈を簡単に試みる。図-2と図-3

導入した②高速度ビデオカメラと③波形測定器のスペックは次ではキャビテーションは大きいが、十分に発達して安定した状態にのとおりである。①のPCは通常の汎用PCであるので、記載を省く。

あり、そこでの圧力は小さい。そこから急激に圧力が立ち上がり、入稿 2018.5.24（木）造船設計ノート「高速艇の復原性と安定性」（2）の直上に位置した時の翼角度が0°である。に接続する事で、動画と波形データの同期計測が可能となる。

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ロン社の高速度ビデオカメラ、③横河電機の波形測定器とを相互

図-4でピークを迎えている。この時、キャビテーションは翼面から〇高速度ビデオカメラ
フォトロン社製 FASTCAM SA5
キャビテーション撮影時の撮影フレーム数：10,000フレーム/秒〇波形測定器剥がれはじめている状態にある。その後、図-5は、キャビテーションが消失しつつある状態にある。
今回は事例紹介なのでこれ以上の解釈は行わないが、こういった解釈を蓄積し考察を行っていく事で、キャビテーション現象と横河電機社製DL-850

変動圧力の関係についての理解を深め、プロペラ設計に反映して測定Ch数：14（圧力センサ12、プロペラ回転信号1、同期信号1）いく事が可能であると考えている。

キャビテーション撮影時の収録点数：10,000点/秒/Ch

本計測は、キャビテーション試験の計測項目の一つとして提供しているので、興味がある方は、試験センター企画渉外担当まで

ここで、当センターが行った同期計測の例を示す。図-1がXお気軽にお問合せ下さい。

ビューワで計測結果を可視化している様子である。左側に撮影された動画、右側に計測された変動圧力の時系列が表示されており、右上は時系列の全体で、右下が時系列を拡大し全Chを表示

はじめにて明らかに両層の乖離は開くばかりである。造船各社を下支えしなった。もとよりベテランに対してではなく次世代を担ってくれるてきた設計会社は、この10年で1/3に減少していて、70％が10名若人たちの役に少しでも立てばと思う内容である。従って研究未満、85％が20名未満と規模は小さく専業化され、高齢化が進み論文ではないので文章もさることながら私の思い込みやミスも総合対応力の低下は否めない。
この現状で今後は先に述べたBMTあるかもしれないことを念頭に置いて読んでいただければ幸いのような欧米の力に頼ることなく追いつき追い越せるものが見だである。

せるのかどうか疑問である。

ところで当センターは、国内造船業の現状に鑑みて主に設計
１）山崎正三郎ほか：限界小翼面積プロペラの研究―第1報した状態である。Xビューワ上では、動画を再生しながら、それに小翼面積プロペラの設計、模型実験と実船実験―、日本船舶対応する変動圧の時系列（換算前の電圧値）が表示されている。

海洋工学会論文集

第18号、2013.

図-2〜図-4にこれらを拡大したものを示す。時系列上の2点鎖線（試験センター技術部が動画に対応する時刻である。なお、基準翼の翼端がシャフト中心新郷将司）

データと道具と設備があれば、所謂太宗船についてはあるレベルせることができればと願い、昨年4月より総合コンサルティングにはすぐに追いつくことが可能である。中韓の造船業がその実例事業室を発足させた。その趣旨（SRC NEWS 100号参照）に基づに他ならない。ゆえにその後を追っているインド、インドネシア、きここのところNKさんとコラボする形で国内のあちこちでの講演

ベトナムなどはその轍を踏むことによっての成長を目指しているや造船会社等に対して直接間接のご説明をしてきたが、どこでもように見える。1隻でも実績ができれば同種のものはすぐにお手総論大賛成という意見を多く頂いてその方向性の間違っていないの物となる。人材も気の利いたチームがワンギャング揃えばなんことに意を強くした。
しかし、各論を具体的に発展させるに当たり、とかなる。勿論、追いつき追い越す努力、それは引き続きすべきでたちまち困難に遭遇することが多いのが実態でここ数年どう対処あろう。

まず私に特に危機感を抱かせる大きなきっかけとなったのは、意外に知っている人がいなかった欧米での動きであった。その中片や造船業の衰退した英国や米国の学会は艦艇があるとはいえRINA、SNAME共に依然として実務面での実力を含めその存在

それは、英国造船業の衰退が決定的になった頃、1985年に国家

図-4

キャビテーションの様子と時系列（翼角度＝60°）

キャビテーションの様子と時系列（翼角度＝50°）

図-5

キャビテーションの様子と時系列（翼角度＝80°）

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自動車でいえば、中国はガソリン車でのエンジンの開発に追いMaritime Instituteを母体として設計コンサルティング専門会社つこうとするのを諦め、一足飛びに構造の簡単なEV車に方向転換した。気が付けばこの分野での日本の立ち遅れは明らかである。

ある。この英国式戦略とも思える動きにその後も随時フォローし要するに競争社会で生き抜くためには、内外を見つめて戦略的にてきたが、水槽機関を有して出発した同社は創立後なんと10年で手を打つタイミングというものがある。ここまで来れば日本の造10倍の発展をし、2017年のAnnual Reportによれば現在では船技術の維持と発展を強固なものにするためには要するに過去と従業員数は1,500人、売上高約250億円、進出国は35か国に達し、同じ轍を踏むのではなく異なるパラメータの上での勝負を試みる

R&Dへの投資は売り上げの4%に達してまさに船舶の一生を通しことが必要ではないか。そこで色々考えた挙句に次の手しかないた設計建造管理を含むゆるぎない総合コンサルティング会社にのでないかと考えるようになった。

成長している。今やBMTに限らずその他の欧州のコンサルや船級当センターは、国内の優に4,000隻近い実船として建造された協会はアジア諸国ならず日本国内にも攻勢をかけている実態が実績のある船型データを有しており、約10年前からこれらを整理、無次元化してデータベース化し、ニューラルネットワークや遺伝翻ってかつて実務で大いにお世話になった素晴らしい「造船設アルゴリズム手法を用いて船型中心の開発システム SRC Tips

計便覧」を生んだ日本は、それを他国に無断でコピー活用されたを完成させた。これを活用すれば船型のずぶの素人でも取り敢え恨みもあってか中韓国の追い上げの中で競争への目が先んじて、ずパソコンを使って実績に裏付けられた最先端の性能を持つ船型

その後各団体、会社は技術上とても閉鎖的になってきた。現在、を瞬く間に創生することが可能となる。同時に当センターの研究韓国大手3社だけで設計陣容約1万人を擁しているのに比べ我がで水槽試験に対しても6mクラスの模型試験は「京」を使えばCFD国の総勢1万人弱の人材は20〜30社に個別分散している。団塊で十分代替が可能なことが示されている。

世代を中心とした高齢層の離職をカバーするための若年層の採4感は大きい事も事実である。

としてBMT（British Maritime Technology）が発足したことであることは認識しておくべきである。

図-3

しかし、そうしたところで大学の造船科の数も大幅に縮小した
日本はもはやBMTに追いつくことは難しいのではないだろうか。

でも一つ大きく衝撃を覚えた事例を簡単に紹介しておこう。
機関としてのBritish Ship Research AssociationとNationalキャビテーションの様子と時系列（翼角度＝40°）

造船は組み立て労働集約産業である。取り敢えず過去の実績ポテンシャルの低下を補い、先達たちの遺産の上にさらに発展さすればいいか思案を巡らせてきた。

図-2用を急いで員数を合わせてきたように見えるが、他の業種に比べ要請により前回から覚書に類する設計ノートを執筆することに要するに経験上示された轍をそのまま踏むのではなく船型だ

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