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世界の港で活躍するこのマーク
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舶用及び陸上用各種滑車
重量物及び一般荷役装置
スチュルケン・マスト装置

トムソン・デリック荷役装置
K‑7 ･デリック金物

コンテナー固縛装置
ユニバーサンフェァリーダー

スティールハッチカバー部品

トーイング ・ フック
救命艇揚卸装置

鑿船用諸金物

甲板機械一式

艤装用諸金物
諸製缶品一式④日本エ業規格表示エ場

株式会社立 野
取締役社長

製作所
立野勝彦

本社横浜IITIJLilﾒ:‑￨上幸2 I ￨19f:18"‑〒22()
営業本部屯I;i¥ ()45(311)2681(代表ノ生産本部1邸jf ()45(311)2684(代表ノ総務部経理課他i話 ()45(311)5409(代表）

第二工場椎浜市余沢区烏浜町17番3号〒263芯話045(771)1611(代表）大阪出張所大阪市大正区泉尾3丁目20番2号
及大阪工場〒551葹話06(552)0741(代表）

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本物の国宝級宇宙機器､百数十点を展示。

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いよいよ1月1旧まで｡〆’

アメリカが15年の歳月、百兆円の費用をかけた本物のサターン1B型ロケット、月面車、月の石などを展示。
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開催時間／午前9時〜午後6時

開催場所/東京船の科学館と周辺蕊溌騒蕊蕊議蕊蕊楽識蕊蕊蕊蕊蕊灘蕊撫蕊繍蕊驚
高さ23m、幅30mの大スクリーンと6チャンオ､ルステレオ装置の立体『V群〃日本での上映はこの'i･:宙岬ホールがは

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駅前より25分。地下鉄
東西線門前仲町駅より大森30分。いずれも宇宙博
P〜 〜 ､会場前下車。
東京

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宇宙鱈入場料金

判も翔電●船竹芝桟橘(国電浜梱Ⅱ｣駅から徒歩5分)から海上バスで25分。宇宙博会場前下船

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大人1,500円
j才以 上)大学生1,20019
シルバー(満65J.以
中高生800円小学
小学生4()0円幼児1001!」

東京都江東区有明地先●主催/宇宙科学博覧会協会●お旧lL,合せ先 唖話東京03(528)121卜宇宙i卿端局

一一一●モーターボート競走の収益金は宇宙博の開催に役立っていま魂

特別援助鞭日本船舶振興会(会優笹川良一）

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舶用クレーン●波浪追従装置付クレーン(特許）

営業品目○ボートダビッ

一○舷梯装
置○舷梯ウインチト○ボートウインチ○ガントリークレーン○ワ−フラダー○力−ラグー○フェンダーダビット○各種ウインチ○ワィャーリーノレ−−−̲一

株式蜜祗臭田鐵工駅
本社大阪市東住吉区田辺西之町7丁目10番地

工場大阪府羽曳僻市広瀬148Tel.0729‑56‑2481

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鵜舶用

KnK回雪H回●運輸省 型式承認●船級協会認定品

耐圧防爆形天井灯

気密形螢光天井灯●営業品目●防爆器具類●車輌甲板用照明器具類●甲板照明器具類
堅一.一拍2一一●信号探照灯類

船用作業灯●室内照明器具類
e配線器具類●窓類●通風金物類

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甲種紅色閃光灯
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株式会社
本社工場：東大阪市御厨

しTEL大阪代表

東京営業所：東京都港区西TEL東京代表

Kn鷺皿蜀閲回−，−貨物船若波丸

船

その新しい時代のために
いま三菱重工は，世界を'ノードしてきた高度な造船技術と，持前の幅広い技術とシステムカをフルに生かして在来の船種，船型に加え各種の作業船調査研究船，公害対策船プラント船，
さらに海洋開発へと海の総合技術で，あらゆる社会のニーズにこたえています。

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三菱重工業株式会社本社船舶･鉄徽事業本部東京都千代田区丸の内2‐5‐ ｜〒100a(03)212‑311!
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この船は、水面より上の上部構造物と、魚雷型没水体を浦溌形状のストラット(板）て結合した、ユニークな双胴型です。
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この形が生む主な特健は
海洋実験研究作業船

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海洋開発用支援船①造波抵抗が小きL､の亡ふつうの単胴型船にくらべてスピードが出る②波浪中での連動性能がすぐれており、乗り心地がよL、③双)111船なので広い甲板i醐粒がとれ､積荷および荷役効率が高いなどで魂漏瑳蕊雛豊蕊蕊
こうした特焚があるのてミヘリコフ汝一搭赦の巡視船、コンテナ船、カーフェリー、観

光船、客船、海洋洲汽船海洋開発支

媛船li業船としった、 1隅広l､分野での可搭載巡視船利川が‑考え,れ、汰の時代の船舶として大きな期待が寄せられてL､ま‑j‑b

̲乏井造船ではこの実験船｢マリンエース」て藻各繩の実験をしたうえ、実川船建造を弓TIめざしています。

鋤豐弊捨船
船舶･海洋プロジェクト事業本部

東京都中央区築地5'‑6‑4電諾(03)544‑3451･3910
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世界に伸びる●トータルシス●主要製品

製鉄機械、鍛圧機械、工作機械
運搬機械、建設機械、産業車輌
化学機械、公害防止機器
プラスチック機械、変．減速機
原動機、船舶、海洋構造物
橋梁・鉄構、鋳鍛造品
その他機械装涯住友重機械工業株式会社〒]00.東京都千代里区大子Br2Tg2#!号

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より高度な合理性を要求される明日の船舶の姿を目標に、新潟鉄工の技術陣の努力が今日も積み重ねられています。すでに省力化、高能率化、居住性向上の面でめざましい成果をあげ、きらに船舶の標準化によって生まれたメリットはすべてユーザーのみ迩邑まに提供されています。
ニイガタの船舶

客船、フェリー、カーフェリー、貨物船、RO/RO船､油槽船、冷蔵運搬船、艦艇、巡視船、竣喋船、各種作業船、各

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3，500

漁業練習船、漁業取締船、漁業指導船、船舶修理

新潟鉄工

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支社火厩．計叫営難所札槌仙古． fi古殿・広閏・描同

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出預所釧諦. ･in齢.八戸鋤￨』沼.聡11 .商椴･睦山･令諸･500

下問. l ・庇児脇・沖縄

駐在員事務所稚内．商崎一禰水競到蕊蕊願火MIEwwi'':f堅翌垂↓髄羅(")737‑Ⅲ'』−7−

株式会社金指造船所
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建造可能

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3号船台

70m×l l .7m

建造可能

500GT

4号船台

48m×8．Om

修繕可能

500GT

5号船台

53m×9.5m

修繕可能

700GT

船渠

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入渠可能

5,700GT

豊橋工場建造船渠380m×66m

建造可能

200,000DW

清水工場

代表取締役社長

利明

静岡県清水市三保491番地の1

電話0543‑34‑5151(大代表）豊橋工場

愛知県豊橋市明海町22

電話0532‑25‑4111(大代表）

東京事務所

束京都港区芝大門1の3の11

電話03‑438‑1601(代表）ープープープ

本社・清水工場

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ソクス3965−617

ソクス4322−292

ソクス242−4229

ド･シッブ●すぐれた技術で､さまざまな船を……
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特殊な技術と11】広い知,縦が要求きれる各fCI新造船。
この分野で内海j 6は、今まで暇か逓処j ﾐ絃を示してきました。

識ﾊ､1Y物船､カーフェリー､ダンカー､セメント.アンモニフ，

呼各棚卿M船､作糊价､タクボート､ドレ､ｿジャー､漁船
冷凍船､巡視艇､etc．

これらはlI的によづて求め［,れろf￨§能を．船一船に満したもの船i2かじ，の厳しい要求が､すべてにいかき
れていま魂すでに' '1小'W各{iR斬迪船には、定,;､のある当社。 これもすぐれた披術と職かな爽紺から得た丙､I価です ，

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東京都千代田区有楽町1‑1‑2(日比谷三井ビル）電話(03) 501‑6111

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東海(frtTjf(052)935‑9361) ．中国(唯い(08282)2‑0991】
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各種雲用船プロペラの設計及び製作，各種銅言余鋳造品・船尾装置一式．

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キーなしのシャフト￨こプロペラを油圧￨こて簔茎雪する新方式
耳叶寸・取外し簡便ONAUタイププロペラ
当社と造船技術センターの共

同開発，中小型プロペラの効
率大巾アップ○可変ピッチプロペラ

英国ストン社との技術提携￨こよる高性能CPPシステニー式(XS･XK・XX三種）

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〒I82東京都千代閏区九段北1丁目13番5号、

電話(83)230‑3916番(代表〉ﾈI幌鎚諾fO11)221‑7117

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ドローアウ1､式集合始動器

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東京都千代田区神田錦町3‑16
電話03‑293‑3061（大代）岐阜・岐阜羽島・伊勢崎．群馬

営業所

下関。札幌。大阪・釧路

海外

ニューヨーク・ジャカルタ・アブダビ

1979

船、科学
目

Vol.32次

12月のニューース解説……･ ･………………………………………。

54今後の造船界の見通し….…………………….… ･……………。

56我国造船業の実情と課題………………..………………………．
58研究について思う ．.…………………………………………･･ ･ ･…

60RO/RO貨物船"NEDLLOYDROUEN''……. .……………。

62RO/RO貨客船 ぶりんせすおきなわ"…….………………. 、編謝真吉日尾川

19新造船写真集(No. 363)
51

1

集

部

敷宗登

藤

恒

識雅夫

本鋼管

道造船

崎重工業

75 30,000t級改装客船!,FESTIVALE'' .………………………・ ・‑‑‑30周年記念特集明日の造船技術のための基礎研究一一
80特集にあたって． .………………………………………………･ ･ ･･

編

8

小山健夫

システムエ学について．……………………………………･…･…

集部

87転倒しないアンカ.一の研究.……. .….…………….…..….…. ．．

浦環

93造船技術と信頼性工学.……･…． ．………･……･……． ．……･ ･ ･……

板垣浩

98流れの剥離.……….………. . .……. .………………………………

田中一朗'04船体構造の最適設計.……･ ･ ･…･……． ．………………………. . .…

信川

寿

'

4船体運動と波形解析. ．…･･ ･… ……･…. ． ､ . .………………………

大楠

丹

'2

スターリング機関開発上の問題点…･………………･…………・ ・塚原茂司

130浮き消波装置の開発・ ･ ･ ･ ･…． .….………. .…………………. .……

一色浩

136統・フルード遍歴（7） ． .…. ． .….…. .……………. .……….….

吉岡

勲

138船舶電子航法ノート （28） ・……………･ ･ ･……………………． ．

木村小一■技術短信c形舵取機初〃機完成……………･……………………………・．… −2炎重工業■製品紹介新．狭海域航路監視装侭「チヤートレーダSACOACR‑7」

住友重機械工業−17−

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最新の技術 と実績を誇る

福島の甲

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●油圧・蒸気･電動各種
甲板機械●デッキクレーン、

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●電動油圧グラブ
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大阪営業所／大阪市東区南本日T3−5
出張所／札犠・石堆・広島・下問

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潜薬部／東京部千代田区四番町4−9

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彗菱福島製作所
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パッケージドパルプ

SUNNYNAPIER株式会社つるしま興産

パッケージドランバー運搬船

さにいねぴあ株式会社来島どつく大西工場建造（第2046番船）

起工53−3−24

垂線間長156.00m

全長165.00m

型幅24.80m

進水53‑6‑15

総噸数15,309.82T
貨物鰭容積（ベール)26,502.00m3 (グレーン)26,648.64ms
艫口数5
燃料油槽1,605.13m3
燃料消費量25.5t/day
満載排水量30,421t

主機械IHIRRMTPielstickl4PC2‑5V型ディーゼル機関×1(常用)7,280PS(482"11rpm)

出力

補汽缶1,000kg/h

乗組員27名満栽喫水9.326m

戦貨亟趾23,442t
ガンl､リークレーン22Lt×2
清水櫓316.74m3（連続最大)9,100PS(520/119.7rpm)

発電機AC450V×625kvA×2

無線装置送(主)1.2kW(最大出力)×1 (WH)75W(最大出力)×1受(主）金波×1
速力（試運転最大) 16555kn (満載航海)14.0kn
航続距離16,200浬
船型船首楼付平甲板型

竣工53‑9‑6型深13.20m
純噸数9,830.78T(#li)全波×1
船級．区域資格NK遠洋

旅客3名

貨物鰭はスクェアホールド，オープンハッチとして自走式ハッチカバーを装備している。

コンテナ船海−20

春広栄汽船株式会社
KAISHUN

今治造船株式会社今治工場建造（第370番船）
全長125̲00m

満載排水雌11,364.0t

起工53−6−12
池幅18.80m

垂線間長117.00m

総噸数5,505.05T

進水53−9−30

竣工53−11−10

糊戦喫水6.491m

型深8.60m

純噸数3,316.35T

載歯亜雌7,902.3t

砿にl数6

Cont・搭載数20'×366個40'×181個
燃料汕緋79245m3
主擬械円立B&W950‑VBF90型テ・イーゼル機関×1
燃料消斑量20.5812t/day
清水梢494.58m3
出力 （連続最大)5,500PS(207rpm) (常用)5,000PS(200rpm)
プロペラ 4認1軸
補汽缶排ガス併用竪型機蠅袴式
発地機ダイハツ360PS×1,200rpm×3無線装置送(主)0.5kW(最大出力）×1 (補)75ur(蝦大出力)×1受(主）全彼×1 (WIi)余波×1
航海計器ロランレーダー
速力 （試運転最大) 16.079kn (満載航海) 13.8kn
航続距離9,200浬
船級・区域盗絡NK遠洋船姻ウエルFI:1板型
乗組員22名クレーン

30.5t×22.5/15m/min

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FR頂FプERKING

高知璽工株式会社建造（第2028番船）
全長140.658m
i,l'『戦排水量12,709t

垂線間長130.000m

贋物総容職9,689m3

燃料消費蝿41.4t/day
ディーゼル機関×1

起工53−3−30

進水53−6−4型'"20.000m

型深12.300m

竣工53−9−16

満載喫水8.330m
載貨重量7,649t
燃料油糟1,735.76m3

総噸数7,657.42T
純噸数4,313.55T
艫'て1激4
デリック 4gangs×16.5mR5t×4
清水梢309.26m3
主機械IHISEMTPielstickl6PC2‑5VBTC型
出力（連続最大) 13,600PS(520/137.5rpm) (常月1)11,560PS(80%M.C.O)(493/la"rpm)

補汽缶サンロッド1,400kg/h×7.0kg/cm2G×1

売地機812.5kVA×650kW×450V×60Hz×3′

X1,000Pa×720rpm×3無線装置送(主)NSD15901kW(最大IH力)×1 (#jii)NSD11065QW(最大出力)×1
受(主)NRD10 (補)NRD1003A
速力 （試逆転最大)23.158kn (油紙航海)20.0kn
航続距離17,400浬
船級・区域資略NK遠洋
船型船首楼付平甲板型
乗組員30名￨司狐船ふり−ざ−え−すI

ラテックスタイプ
エポキシタイプ デッキ舗床材
マグネシヤタイプ

B・O｡T承認番号
MC25/8/0113

カタ目グ塁

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SOLAS承認
N.K
NV
A.B
L.R

B.V
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C.R

タイテツクス

N.S.C

施工実績数百隻

太 平工業株式会社蕊瀞蒋轆顎
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油槽船筑紫野丸英雄海運株式会社
CHIKUSHINOMARU

福岡造船株式会社建造（第1070番船）
全長114.70m

垂線間長106.00m

満載排水量8,212.54t
貨物油槽容積4,551.592m3

起工53‑6‑21

進水53‑8‑4型深7.80m

型幅15.40m

竣工53‑10‑23

棚戦喫水6.466m

3,563.91T"IM"1,462.80T｣￨』￨晩貨亜趣5,819.34t
総噸数3,563.91T
主荷油ポンプ。 1,000m3/h×80m×2
燃料汕櫓D0. 187.15mB H0. 330.95m3

主機械赤阪6UET45/75C型ディーゼル機関×1
清水榊221.29m3
燃料消費量12t/day
出力（連続最大)3,800PS(230rpm) (常用)3,230PS(218rpm)
プロペラ 4翼1刺｜
補汽缶自然循環水管式舶用ボイラー×1
発電機西芝電機交流防澗自己通風型360kW×445V×2
無線装置送(主)800W(最大出力)×1 (補)75W(最大出力)×l受(主）全波×1 (Mi)全波×1船舶電話VHF
航海計器オメガレーダー
速力（試運転最大) 14.259kn (満載航海) 12.6kn
航続距離約8,000"
船級・区域資格NK近海

船型ウエル甲板船尾機関型

乗組員21名冷凍貨物船けんどりつく−22−

バウスラスター装備

フジマリンシッピ ング株式会#1

KENDRICK

今治造船株式会社丸鍾事業本部建造（第1048番船）
全長130=11m

垂線間長122.80m

総噸数3,653.13T
満載排水量9,434.6t
館口数3貨物維容砿（ベール)7,758.88m3
清水榊326.861n3
燃料消澱品33t/day

出力（連続最大) 10,720PS(170rPm)

起工53‑6‑12

狸ll'i,i18.00m

進水53‑8‑23型深10.20m

竣工53‑10‑25

満載喫水6.888m

純噸数1,998.40T
職貨電賦5,602.7t
デリック 5t×6
燃料汕椚1,581.08m3
主機械三菱Sulzer8RLA56型ディーゼル機関×l(常用)9,650PS(164rpm)

プロペラ

4蕊1軸

発電機ヤンマ−6UAL‑UT型650kVA×3
補汽缶竪型煙管式7.0kg/cm2 iill焚1,000kg/h,排ガス1,000kg/1'
無線装置送(主) 1kW(最大出力)×1 (:iili) 125W(最大出力)×1受(主)RG11A×1 (fili)RG15A×1VHF
航海計器ロランレーダー
速力（試迎櫃最大)21.038kn (澗赦航海)18.3kn
航続距離12,800i'll
船級・区域資絡NK遠洋船捌平Ffi板瑠乗組員25"

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汕槽船第五日丹丸
NITTANMARUNo､5

内海造船株式会社11l熊工場建造("430番船）
全長99.22m

満載排水瞳6,864t

垂線間長92.00m

貨物油槽容積5,431.322mB

起工52‑12‑23型II1R

14.60m

総噸数2,988.92T

船舶整備公団
日本タンカー株式会社

進水53‑4‑5

純噸数1,571.45T

燃料消費趾タンクヒーティグ時20.7t/day タンクヒーティングなし12.6t/day
主機械阪禰￨1 6LU50A型ディーゼル機関×1
出力 （連続最大)3,800PS(245rpm)
プロペラ

竣工53‑9‑28

満載￨喫水6.749'n型深7.40m

主荷汕ポンプ1,200ms/h×100m×2

載貨重量5,107t

燃料油槽117.30m3

清水槽215.40m3(常用) 3,230PS(232rpm)
補汽缶大阪ボイラー丸型8kg/cm2×5,600kg/h

4翼1軸発電機ヤンマ−6RAL‑HT‑2TL型360PS×l,200rpm×2
20PS×1,800rpm×1
航海計器レーダー

船級・区域資柊NK沿海

速力（試運転最大) 14.072kn(満載航海)13.0kn

船型船首楼付船尾船糯楼型膨脹トランク付一鳩甲板船

船舶電話

航続距離2,360浬

乗組員16名STDRH‑山ERHSPppRDIESEL

四

営業品目
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別

司 弓云舅

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濠

SWD(TM410)機関

4250〜￨5000PS

LUシリーズ機関

500‑‑8500PS

MUシリーズ機関

I600〜3600PS

可変ピツチプロペラ600〜￨0000PS用

ジヤイロ可変ぺう

1300〜￨600PS用"l>阪神内 燃機 工業株 式会社
本 社〒650神ﾉ．『市生Ⅲ区海岸通8番地／神港ビル4階通078(332)2081(代）
東京支店〒100束京都千代M順丸の内2‑4‑1/丸ビル601区公03 (216)36Cl､(代）

九州営業所盆092(411)5822下関出張所窓0832(23)8166清水出張所窓0543(53)63r5

仙台出張所念0222(22)6327北海道出張所冠011(241)8868焼津Ssa05462(8)3546
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油槽船第一大英丸大英汽船株式会社
DAIEIMARUNo,1

株式会社栗之浦ドック建造（第133番船）

起工53−5−23

進水53−8−23

全長90.50m
垂線間長84.00m
型幅14.20m
型深70.00m
純噸数1,260.92T
満載排水量5,649.40t
総噸数2,240.83T
貨物油槽容積3,966.40m3
主荷汕ポンプ･ 1,000m3/h×7｡5m×2,200m3/h×7.5kg×2
燃料油槽330m3

燃料消費量9.6t/day

出力（連続最大)3,200PS(260rpm)

清水槽126m3(常用)2,720PS(221rpm)

竣工53−9−30

満載喫水7.00m
城貨重量4,302.83t
鱸口数8

主機械赤阪鉄工6LL46A75型ディーゼル機関×1

柿汽缶タクマEHO‑600型

6,000kg/h×10kg/cm2×1
発電機200kVA×445V×900rpm×2無線装置送(主)250W(最大出力)×1 (補)75W(最大出力)×l受(主）×1 (WW)×1
速力（試逆転最大) 13.277kn (満赦航海) 12.842kn
航続距離6,000浬
船級・区域資格NK近海
船型凹甲板船尾機関型

乗組員14名24−

自動車運搬船第8ぷりんす丸船舶整備公団
PRINCEMARUND8

株式会社臼杵鉄工所臼杵造船所建造（第990番船）
全長105.670m
5,710.6t
満載排水迅5,710.6t

明福産業株式会社

起工53−6−9

進水53−7−6

垂線間長98.617m
狸幅17.000m
型深10,450m"DIm"2,882.46T"￨!IMi"2,121,65T

竣工53−10−15

満載喫水5.500m｣￨』￨助貨重量1,825.2t
Car搭載数570台（乗用車）
燃料油僧C.O430m3 A.0. 60m3
燃料消費鐘1559/PS･h
主機械亦阪6UET45/80D型デイーーゼル機関×1
出力（連続最大)4,500PS(230rpm)
清水槽100m3（常用)3,825PS(218rpm)

プロペラ

4"lilill

補汽缶竪型煙管式360,600kcal/h×8､0kg/cm2×1

発電機ヤンマ−6RAL‑7型200kVA×60Hz×AC445Vx300PS×1,200rpm×1
無線装置送(主)500W(最大出力）×1 (補) 130W(最大出力)×1受(主）×1 (補）×l船舶電話VHF
航続距離8,200i'l!
航海計器ロラン レーダー
速力 （試運転最大) 16.847kn (描戦航海) 14.8kn
船級・区域盗絡NK近海
船型全通二腱甲 仮淑乗組典22名
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一一一一一凸一一一巡視船(PL101)

しれとこ海̲l二保安庁
SHIRETOKO

三井造船株式会社玉野事業所迷造（第1191番船）
起工53−3−8
進水53−7−13
竣工53−11−8
全長78.00m
型liW 9.60m
垂線間長73.00m
型深5.30m
満載喫水3.62m
満載排水壁1,398.65t
総噸数960.75T
純￨噸数256.14T
燃料油槽183.32m3
清水槽147.58m3
主機械新潟8MA40X型ディーゼル擬関×2
出力 （連続最大)3,500PS×2(380rpm)(常用)3,000PS×2(360rpm)
プロペラ 4翼2軸Cpp
補汽缶クレイトンWHO‑75型×1
発電機（主）ヤンマ−320PS×2 ("i)ヤンマ−160PS×2
無線装置送(主)05kW(最大出力)×2(Wi)400W(最大出力)×1受(主）全波×1 (補）中短波×3中波×1
航海計器デツカ ロランオメガレーダー
速力（試運転最大)20.09kn (満赦航海)19kn
航続距離5,900浬
船級・区域資格JG遠洋
船型平甲板型乗組員41"
40mm機関砲×1, 20mm機銃×1, 20t曳航フック×1
o1,000t型シリーズ第一船l記属小樽海上保安部

巡視船(PL102)

えさん海上保安庁‑25‑

ESAN

住友鐘機械工業株式会社追浜造船所湘賀工場建造（第1070番船）

竣工53‑11‑16

全長77.810m

型深5300m

満戦喫水(型)

純噸数268.30T

4"2111I

3.60m

燃料汕榊183.32m3

ディーゼル機関×2
プロペラ

垂線間長73.000m

起工53−3−9銭大幅9.626m

称￨髄排水趣1,388.74t

滴水槽152.85m3

進水53−7−26

型幅9.600m

総噸数960.81T

主機械富士ディーゼル8S40B型

出力 （連統最大)3,500PS×2(380rpm) (常用)3,000PS×2(360rpm)

Cpp

発電機3杣×AC450V×250kVA×320PS×13200rpm×2

熊線装置送(主)500W(最大出力)×2 (:WIi)400W(最大出力)×1受(主)×2 (補)×4VHF
速力（試運転最大)20.12kn
船級・区域資絡JG遠洋
航海計器ロラン レーダー

船瑠平甲板ﾒW!

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乗組員41名

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鮪延縄漁業第五十八徳寿丸斎藤徳男(宮城県）
TOKUJUMARUNo.58

株式会社新潟鉄工所新潟造船工場建造（第1605番船）

起工53−5−11

垂線間長42.80m

全長48.87m

進水53−6−22

満載喫水3.359m(キール0.10m下面）

竣工53−8−22型深3.61m

型幅8.50m

満載排水量83100t

総噸数299.42T

燃料汕槽245.06m3
純噸数143.08T
救貨重量368.94t
艫口数3
魚艫容積468.14m3
清水槽23.75m3
主機械新潟6M28ZG型デーゼル機関×1
出力（連続最大）定格1,100PS(380rpm)
発電機新潟6L16X型(360PS×1,200rpm×2)
大洋電気300kVA×1,200rpm×2
送信機安立TS‑17A (iVli)安立TK97A
受信機安立RG−22B(補）安立RG‑15A
速力（試運転最大) 13.34kn (満載航海)11.0kn
船級．区域資格JG("2種漁船）
船型船首楼船尾楼付一府甲板型乗組員20潟曳航／消防艇−26−

横浜ヨット株式会社建造（第749番船）
全長28.40m

進水53−9−4

竣工53‑10‑31型深3.50m

満載喫水2.501m

燃料消黄通220"h(原）久保111鉄工85PS×2

速力（試運転最大) 11.824kn (満載航海）約].1kn
船型低船尾楼付平甲板型
乗組員 0増防衛庁

型幅8.60m

燃料油槽23.42m3

主機械新潟6L25BX型ディーゼル機関×2(常用)720PS×2(668rpm)

発電機大洋電機48kW×2

YT58

起工53−3−31

垂線問長25.00m

満載排水量30653t

主機遠隔操縦装置付プロペラ

清水榊17.78m3

出力（連続最大)900PS×2(720rpm)
4翼2軸カプラン形コルト ．ノズル付

無線装置VHF

航海計器ジ.ヤイロ．コンパス

航続距離11knにて1,170浬

海水および泡沫消防設備を有す

区域資格沿海配属佐世保磐備隊

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インターマー

輸出汕柚船

クラリフ1‑ン

INTERMARCLARION

船主ComptonShippingLtd. (Liberia)

川￨￨崎重工業株式会社坂出造船事業部池造（卵1286番船）
起工53−2−28
進水53−5−31型深19.10m
竣工53−10−27
全長246.88n'
垂線llM長235.00m
型幅42.00m
満戦喫水11.802m
総噸数40,940.10T
純噸数31,540.00T
載貨亜量79,999t
獲物汕榊容績101,443.3m3
主荷汕ポンプ｡ 2,500m3/h×25m×3
デリック 15t×2
燃料油糟3,221.5m8
燃料消費鐘48．1t/day
清水榊456.4m3
主機械川ll#MAN14V52/55A型ディーゼル朧関×1
出力 （連続股火) 14,670PS(450rPm) (常用) 13,200PS(434rpm)
補汽缶川lll;SM46型二胴水管式
23kg/cm2G×46t/h×1
発電機（ターボ）西芝550kVA×1,800rpm×AC450V×1(ディーゼル）西芝275kVA×900rpm×AC450V×2(#ili)130w(最大出力)×1
受(主）×1 (#lli)×1
航続距離22,430浬
船級・区域資格AB遠洋

熊線装置送(主) 1.5kW(鐙大出力)×1
速力 （試運11蚕最大) 15649kn (湖戦航海)15.1kn
船型平甲板型
乘組員35名イナートガス装世を装備，専用バラストタンク方式を採用，川崎省エネルギー推進プラントを搭載している。
‐セロ

ポリバー

27−

輸出撒砿貨物船CERROBOLIVAR
船主NaviosCorporation(Venezuela)

住友.亜機械工業株式会社追浜造船所浦賀工場建造（第1055番船）
竣工53−11−22
全長230.20m
垂線間長218.00m#jijlfl喫水13.000m

i,li城排水量77,345t

貨物艫容職（グレーン)85,776m3

総口数7

総噸数36,237T

燃料油槽3,543m3

主機械住友Sulzer6RND76M型ディーゼル機関×1(常用) 12,960PS(118rpm)
プロペラ 5翼1軸
発屯機（デイーーゼル)550kW×AC450V×3

速力（試運転最大) 16.92kn

船型船首隆付平I刑板型(満載航海) 15.20kn
乗組員40名一ﾏ−−画一畝助Q士ら

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起工53‑3‑16型幅32.20m

純噸敢28,427T

燃料消費量50t/day

進水53‑8‑8型深18.20m

救貨重趾64,685t

清水￨:IIW 442m3

出力（連続最大)14,400PS(122rpm)
補汽缶1.5t/h×1,排ガスエコノマイザー1.5t/h×1

jIM線装鯉送(主)1
航続距離22,000浬

(Wi) 1受(主)1 (補)1
船級・区域資絡AB遠洋

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輸出コンテナ船○RIENTALAMBASSADOR

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輸出多目的貨物船MARIEBAKKE

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輸出多目的貨物船PRESTIGIOUS
船主JaritaLtd. (U.K.)

石川島播磨亜工業株式会社知多工場建造（鮒2562番船）

起工52−5−30

竣工53−11−1
全長164.330m
垂線間長155.448m
型幅22.860m
400m ､ ̲̲̲"ilil"14,290.58T;iEIIWi"10,099.47T
illl別災喫水10.100m
lf物舶容積（ベール）29,568.6m3 27,972.8m3(コンテナ) (グレーン)30,425m3

ガントリークレーン

燃料油梢1,322.1m3
ディーゼル機関×1

22/10/4/2t×15/30/45/90m/min×2
燃料消費壁24.6t/day

清水l1'lj

209.9m3

進水52−8−11型深14.150m｣￨』￨世貨重量23,573t

艫口数8Cont.搭戦数20'×755個, 40'×348個

主機械IHISEMTPielstickl2PC2‑5V型

出力（連続最大)7,800PS(520rpm)(粥用)7,020PS(520rpm)

プロペラ 4翼14111CPP
補汽缶里汕焚7.0kg/Cixj2G×170℃×0.6t/h,排ガスヒーター7.Okg/Cm2G×170'.C×1.2t/h
発電機（主）ヤンマ−6UAL‑UT型450kW×AC×60Hz×450V×900rpm×1（補）ヤンマ−6UAL−HT型
160kW×AC×60H蕗×450V×900rpm×1
速力（試運転最大)16.88kn

船型平I半I板型

無線装溌1.5kW(最大出力)×1(満城航海) 15.0kn

乗組風30名航海計器ロランオメガレーダー

航続距離12,000浬

船級・区域盗格AB遠洋溌蕊蕊蕊議溌議

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輸出多目的貨物船KRITI EMERALD
船主ArbyXEmeraldShippingS.A. (Panama)
三菱重工業株式会社長崎造船所建造（第1820番船）
起工52‑9‑5
進水52‑12‑6
竣工53‑11‑10
全長151.220m
垂線間長139.000m
型幅21.200m
型深12.400m
澗救喫水9.450m
純噸数6,461.11T
総噸数10,832.41T
救貨重量16,170t
貨物臆容積（ベール)20,545.2m3(グレーン）22,707.5m3
貨物汕淵!'熔祇949．0m3
主荷汕ポンプ100m3/h×30m×1
デリック 7.5t×30m/min×6,20t(K‑7)×1
燃料油槽1,516.6m3
燃料消費瞳1549/PS.h
出力（連続最大)7,500PS(137rpm)
清水糟310.1m3
主機械三菱Sulzer5RND68型ディーゼル機関×1(常用)6,750PS(132rpm
フ･ロペラ 4翼1軸
柿汽缶MC‑12型7kg/cm3×飽和×1,200kg/h×1
発電機6DS‑18型370kW×AC450V×900rpm×600PS×3
無線装世送(主)Marconi ､ConquerorHS"
速力（試運i1蚤最大) 17.95kn ("il典航海) 15.4kn
航続距離19,00011!
受(主)MarCOPiYAPOllQ'
船級・区域資格LR遠洋船型ウエル甲板型
乗組員42名同型船KRITIDIAMOND
同社開発標準船型MM‑14型
・三菱ワイヤプル式2RowhatchcoveroNo.3W.B.SタンクにVegetableoil及びgrain搭栽
アルトランス30−

エクスプレス

輸出コンテナ船ALLTRANSEXPRESS

船主TimurCarriers (PTE)Ltd. (Singapore)

日立造船株式会社広島工場向島建造（第4598番船）
起工53−2−1
全長157.05m
垂線問長145.15m
型幅25.00m
満戦排水通22,267t

総噸数13,941.44T

Cont.搭救数20'×682iml, 40'×87個総計20'換算856佃

進水53−6−20型深14.02m

竣工53−10−30
柵戦喫水9.17m

純噸数8,022.86T

戦蛍重量15,270t

燃料油梢1,135m3

燃料消費趣42.3t/day

主機械日立Sulzer6RND76型ディーゼル機関×1
出力（連続最大)12,000PS(122rPm)（常用)10,800PS(118rpm)
補汽缶竪型水管(フレミングNo.3)
発電機（主)500kW×AC450×60Hz×3（補)250kｽﾊ×AC450V×60Hz×1
無線装魑送(主)MF400〜535kHz, IF1.6〜4.6MHz各1（補)MF405〜525kHz, IF2182kHz各1
受(主) 15kHz〜30MHz×1
速力（試運転最大)20.911m（満較航海)18.5kn
航続距離10,000浬
船級．区域資格LR遠洋船姻船首楼付平甲板型
清水槽134m3

乗組員37名

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輸洲RO/RO貨物船TYRUSLAND
船主Brostr6msRederiAB(Sweden)

三井造船株式会社下葉;謂業所建造（第1182番船）
全長165.000m

総噸数9,372.83T
クレーン 25t×l

起工53−3−30

垂線IME155.000m
純噸数3,221.00T

型幅25.500m

進水53−8−8

竣工53−11−13型深9.000/16.400m

棚戟喫水7.999m

救貨亜趣12,200t
澁物髄容職（ベール) 19,255m3
燃料消費通73.4t/day
燃料油梢3,289.2m3

Cont‑搭戦数800TEUS

3264m3
主機械三井B&WDE12L45GF型ディーゼルI篭関×2
出〃 （連続最大) 10,600PS×2(170rpm) (鮒月]) 9,600PS×2(165rpm)
jff''世機（主）ディーゼル西芝760kW×720rpm×4 (非)GM160kW×1,800rpm×清水111W

1111線装避送(主) 15kW(妓人￨￨}力）×1受(主）×1 (補）×1VHF
速力（試運転最大)2128kn(atMCO)

船級・区域盗格LR遠洋

航海計器デツカ

船型平甲板長船楼測レーダー

ル 職距離17,900浬

(棚載航海)20.15kn (atCSO)

乗組員28箔

同型船THEBELAND

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輸出多目的貨物船
船主

株式会

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社金指造船所豊橋工場建造（第1280番船）
垂線問長125.00m

起工53−4−26

134.92m

全長型￨幅21.60m

満戦排 水量16,250t
総噸数8,384.46T
貨物館 容積（ベール)16,164m8 (グレーン) 15,186m3
ツイン

進水53−7−18型深11.00m

竣工53‑,0‑,6

満載喫水8.361m

純噸数5,096.01T

戦衝璽鐘11,940t

臆口数3WWn h61""ーム
デリ 84個(onhatch6overs)，00t×，，，0t×6
C.0.（'2.5t×2）
1,306m3
デツキクレーン25t×
Cont･搭載数20'×162個(inholds)，
燃料消没量23.4t/day
三井B&W8L45GF型ディーゼル機関×l

燃料油 槽A.0.189m3
主機械

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油焚7無線装
航海計 器NNSS レーダー

船級． 区域資格LR遠洋

プロペラ

5蕊1軸

速力（試運転最大l̲1"23kn(満載航海) 14.91m

船型凹甲板型乗組員35名航続距離17,800浬

ノマタフライ−32−−−

輸出RO/ROトレーラー遮搬船BUTTERFLY
船主

BoxleyShippingLtd(Singapore)

川￨II奇

垂線間長136.00m
型蛎24.00m
川￨II奇重工業株式会社i'i'戸工場建造("1276番船）
起工53‑2‑10 ］『1"15.70m
進水paz‑7‑21 竣工53−10−27
総噸
総噸歎6,341.60T
純噸数3,280.65T燃料汕榊1,205.2ma"iff飛鹸ユj'020ti‑""#,'";繩壁−8i;"
および車輌125台，又はコンテナ568個
燃料消蹄『"""#
主機
全長1.47.87m
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(常用)
11,400PS(434rpm)

プロペラ

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発電機（ディーゼル)AC450V×1,000kVA受(ヨ,受(主)×1

4翼1軸Cpp＝誠−−−旬一々一一一−一一pg雪＝＝垂一弓＝二奎阜一一一一一皇絲鋪職撚蕊鰄

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航海計器デッカ
航続距離12,600浬
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輸出木材運搬船PAKARTITIGA
船主SiriuSSteamShipCo.,S､A・ (Panama)
東北造船株式会社建造（第182番船）
起工53−4−19

進水53‑7‑19

全長119.75m
垂線間長112.00m
型幅18.60m
型深9.50m
構栽排水量11,632t
総噸数5,491.46T
純噸数3,845.81T
貨物総容積（ベール)11,344m3 (グレーン) 12,337m3
艫'二l数2

燃料油槽645m3
燃料消費量15.9t/day
主機械NKKSEMTPielstickl2PC2‑2V型ディーゼル機関×1

竣工53‑9‑28

満載￨喫水7.392m
職貨重量8,818t
デリック 22t×4
清水榊170.5m3

出力（連続最大)5,000PS(180Epm)(常用)4,250PS(170.5rpm)
補汽缶竪油焚型
発電機440kVA×450V×2
蝿線装置送(主)405‑23,000kHz受(主) 100‑305000kHZ
速力 （試運転最大) 16.111kn(満載航海) 13.0kn
航続距離10,400浬
船級．区域資格NK遠洋
船型ウエル甲板型
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新造船基本計画

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広崎県尾道市l l l波町1005番地 屯';if<0848>37‑1111大代表
東京都千代lll区丸の内1丁F12ff:1号 通i"<03>214‑4551代表（東京海上ビル新館）■

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結露･氷結から視界をまもりま丈
変わりやすい海洋気象､飛び散るしぶき、吹きつける
氷雪、操舵室の窓は、どうしても曇りがちて、す。

でもヒートライトCの窓なら、いつも快適な視界をお約束します。ヒートライトCは、ガラス表面に薄い金属膜をコーティングして通砥発熱きせ、曇りだけて、なく、氷結を防ぎ、融雪もする安全な窓ガラスて懐す。
もちろん金属膜は透視の妨げにはなりませんし、被膜の保謹や感電防止は万全で j司・ またまんいち割れても破片の飛び散らない安全な合せガラスで魂

ヒートコヨトロ一言＝※あわせて、ヒーl､ライト製品の姉妹品、ヒート

コントローラーのご使用をおすすめします。

ヒーI､コンl､ローラーは、自動的に使用適正温度を保ちますのて領、ON｡OFFの手間がいりません。

結露｡氷結陦止作用､融雪作用のある安全ガラス

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株式会社不二美術模型
代表取締役社長

桜庭武二

東京都練馬区高松2丁目5の2
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TEL｡東京(998)1586

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業務内容

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船客傷害賠償責任保険

自動車航送船賠償責任保険
日本旅客船協会船員災害補償保険

公団共有旅客船の船舶保険
交通事故傷害保険

楽しい船旅は安心から…
−

備えあれば,憂いなし−
日本定航保全株式会社
社長渡邊浩

東京都千代田区内幸町2丁目1番l8号(新日本ビル5階）
電話東京（501)局6821〜2(503)局4566
イ

新鋭試験設備を駆使して明日の技術開発を..．
■主要業務

依頼試験、研究
施設設備の貸与
技術相談
環境(而猴。振動)・防火・防爆・情報処理
音響･化学分析･材料･加速度ピックアップの校正等。試鳥剣升究設備が整備されています

船舶艤装品研究所

EEWWMETWTEOFMWIEENGINEERINGHIGASHIMURAYAMA

TOKYO

JAPAN

〒189束京都東村山市富士見町1−5−12
TEL

O423−94−3611〜5（競艇益金事業）

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祝創刊30周年 記 念

社団法人

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業会
会長真藤

恒

東京都港区虎ノ門1丁目
15番16号（船舶振興ビル）
電話 (502)2010〜19

曇JApMSHIPEXPORTERS'ASSOCIATION

日本船舶輸出組合
理事長山下勇

東京都港区虎ノ門1丁目 15番16号（船舶振興ビル）

電話本部(502)2094分室(508)9661(代表）

社団法人

日本中型造船工業会
会長木曲
日

清

東京都港区虎ノ門 1丁目 15番16号（船舶振興ビル）
電話（502） 2061〜3，分室(503)6450･ 58． 59

財団7去人

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東京都港区 赤坂2丁目 17番26号（582)0331(代）
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祝創刊30周年 記 念
アｾ士団ネ去人

日 本舟白用工業会
会長小曽根真造
東京都港区虎ノ門1丁目15番16 ．号（船舶振興ビル）
電話（502）237 1（大代表）

財団法人

日本舶用機器開発協会
理事長濱田

Eヨ

舛

東京都港区虎ノ門1丁目 15番16号（船舶振興ビル）
電話(502)2371(大代表）鋤JAPANSHIPMACHINERYEXPORTASSOCIATION

振械
社団法人日本舶用機械輸出振興会
会長野島富雄事務局(本部） 東京都港区虎ノ門1丁目15番16号(船舶振興ビル)電話03(504)0391
テレックス

海外事務所

222‑2548JSMEA
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サービスセンターロッテルダム・シンガポール

共同施設(ジェトロ） シンガポール・シドニー・ニューヨーク・ロッテルダム
支部（膨脹式救命いかだサービスステーション）シンガポール

社団法人

日本船舶電装協会会長長谷川錦三
東京都港区新橋3 丁目1番9号(日本ガラスエ業センタービル）
電 話（504） 0 8 5 8−43−

祝創刊30周年記 念ジャパンライン

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取締役社長

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本店東京都千代田区丸の内3−1−1 （国際ビル）
電話東京（212)8211

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電話 （391）
8151 （代）東京本部東京都千代田区内幸町2−1−1 飯野ビル
電話（506） 2000 （代）

日本郵船
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取締役会長

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取締役社長

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東京都港区赤坂5丁目
電話（584）51

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取締役会長

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取締役社長

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東京都中央区日本橋室町4丁目1番地(室町ビル）
電話（270） 7211大代表

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取締役社長

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本社東京郁「‐代田I産･一ツ橋1−1−1
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祝創刊30周年記 念

社団法人

日本船主協会会長永井典彦

東京都千代田区平河町2丁目 6番4号(海運ビル）
電話東京（264)71 71番(代表）

財団法人

日本海事広報協会
会長

理事長

佐々木周一
園田圭祐

東京都中 央区新川1−23−17
電話（5 52）

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新和海運
取締役社長
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東京都中央区京橋1丁目7番1号(新八重洲ビル）
電話03 (566)

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取締役社長

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東京都「代'二M区有楽町1 111 12の1 (新有楽町ビル）電話03(216)6261

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取締役社長

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本社東京都港区西新橋1丁目3番125･(日石本館)電話東京(502)1511

第一中央汽船株式曹牡
取締役社長

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東京都中央区日本橋3の5の15 （同和ビル）
電話
束京 （272） 6 8 0 0 （代表）内

代表取締役社長

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東京都港区西新橋11.目4番7号(桜田ビル）屯話東京(580)7311 (代表）本

神戸市生田区明石町32屯話神戸(331)3701 (代表）

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取締役社長
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京部中央区京橘1−11−8（西銀ビル）
話（567） 0981 （代表）−

栗林商船株式会社
取締役社長

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本社東京都千代田区丸のlﾉ12−4−1（九ビル）

電話東京（201）1651 （代表）

日之出汽船
取締 役社長
本社

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東京都千代 田区丸の内1丁目2番1号(海上ビル)／電話東京(216)5311(大代）

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東京都千代田区内幸町2−1−1
電話 (506) 3000

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12月のニュース解説○海運造船問題

11月21
11月21日〜12月20日

編集部●一般政治経済問題

11月29日○運輸省がこのほどまとめた53年上半期(1月12月8日○この日「船舶解撤促進協会」が正式に発足す（金）ることとなった。同協会は，船舶のスクラッ（水）〜6月）の船舶関連工業製品の生産高によると，生産総額は約4218億円となっており前年

プ事業に進出する造船業者に対して工費補助

同期比では13.4％の減となっている。製品別などを行うもので， 57年3月末までに300万では，蒸気タービンが約42億円で前年同期比総トンの工事量を対象として助成することとで80.5％となっているほかは造船不況によりしており，その原資は政府の補助金と日本船舶振興会からの出えん金計40億円で充当する

落ち込みをみせている。

○ロイド船級協会がこのほど発表した世界の商船総トン数は， 7月1日現在で4億600万ト

ンで昨年同期比3％増で過去10年間では最底の伸び率となっている。

こととなっている。

12月12日○この日， 「特定船舶製造業安定事業協会」が（火）設立された。同協会は，造船業の安定基本計
画による造船設備の35％削減を円滑に進めるため，造船所の土地，設備を買いあげる機関
として特定船舶製造業安定事業協会法に基づいて設立されたもので，資本金は20億円（政府，民間各10億円を折半出資)となっている。
○日本船舶輸出組合がこの日発表した11月の輸出船契約実績によると，一般鋼船（500総トン以上）は， 14隻, 86,250総トンで金額は，○運輸省は， このほど洋上での大規模な石油備
蓄システムに対する保安防災のための措置について地方海運局等に通達を行った。それによると危険物船舶運送及び貯蔵規則に基づく

保安防災基準として，①￨司一の貯蔵船内に貯蔵する石油の量は最大100万キロリットルとする。②貯蔵船の位置，配置等は一定の基準

約286億円となっている。この中には転売船が1隻含まれている。また，雑鋼船（500総トン未満及び特殊船）は，金額で63億円となによるものとする。③海上に油が流出したと
き，拡大の防止を図る措置等を講じること，④防災体制等に必要なマニュアルを定めさっている。

せ， これを励行させる。等としており， また

１１１
二貯蔵船の構造および設備については，①二重殻および二重隔壁構造とし，ひとつの貨物油タンクを10万キロリットル以下とし，火災等

12月13日●この日，産業構造審議会鉄鋼部会は，合金鉄の場合にその区画を限定しうる構造とする。

12月15日●大蔵省がこの日，発表した11月の通関実績に②再現期間を百年とした自然条件において十, （金）よると，輸出は, 1兆5510億円（前年同月比（水）委員会を開催し， フェロシリコン製造業の安定基本計画を了承した。

10％減)，輸入は， 1兆3486億円（前年同月比9.3％減）となっており，輸出入ともかなりの落ちこゑを象せている。しかし， ドル建て
では20％を超える伸びとなっている。

分な強度を有するものとすること。③イナー

トガス・システムおよび一定の消防設備を備
えつけること。等となっている。

12月1日●この日，東京外為市場の円相場は7月24日以○英海運総評議会の発表による今年,0月末現在の世界の係船船舶は， 697隻， 3940万重量ト（金）来約4カ月ぶりに1ドル＝200円を回復した。
○運輸省はこの日， 53年度の運輸経済年次報告（運輸白書)を発表。今年度は「転換期にある運輸」と副題し各部門の課題と方向を示す。

12月7日●この日国会で，福田魁夫氏の後任首相として（木）大平正芳氏が指名され大平内閣が発足した。

○I1本海事協会がこの程まとめたNK船級取得
船数は今年9月末現在で4825隻，約5737万総トンとなっており,外国籍船は2784隻,約2260ソとなっており， このうちタンカーは， 280
隻, 2980万重量トンとなっている。
12月16日●米中両国はこの日，両国間の外交￨瑚係樹立で（土）合意したと発表。合意の骨子は ①米中は79
年1月1日，国交を正常化し， 3月1日に大万総トンで隻数では全体の60％を占める。
−51−

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使を交換する｡②米国は台湾との国交を断絶，米台条約を破棄する。③米国と台湾は通商，文化関係は維持する。等となっている。

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日本経済のゆくて‑1979年の年頭に当って−明けましておめでとう……とは素直に言い難い状況で言わんばかりである。そして日本経済の発展のためにははあるが，何はともあれまずは，新年おめでとうございそのけん引車たる我々をして発展せしめよと主張するかます。造船関係者にとって昨年はまことに暗い一年であのどとくである。

った。特に秋には手持ち工事がなくなって倒産する造船

しかしそこに落し穴がありはしないか？ 自動車業界
は，はたしていつまでも日本経済のけん引車たり得るの所が相つぐだろうと言われたのであったが，不況なれ（？）してきたせいか，思ったほどには深刻な事態とはだろうか。−その答は自動車産業自らが最もよく知っているはずである。おそらく 「否」というのが正解であろう。自動車産業もまた造船業と同じような構造不況へならずに年を越せた所が多かったようである。

とは言うものの，それは「思ったほどには」と言うのであって，やはりわが国の造船業界が依然として深刻な局面に立たされていることに違いはない。一説によると倒産すべきはすでに倒産してしまっており，今生き残っている造船所はこれからも何とか生き残れるだろうと言う。これはあるいは楽観的すぎる見方かも知れないが，の道を進承つっあるというのが， 自動車産業の経営者たちの共通見解になりつつあると言われている。
日本の自動車産業は政府の保護の下で昭和40年代に急速に発展してきた。そしてその生産能力は今や年産900万台に達し，近い将来1,000万台体制になると予想されている。生産した900万台のうち半分は輸出に 半分は造船業界の今度の不況も何とか少しづつ明るいものが見え始めたということであろうか。

国内市場に出回る。しかしながら国内の市場は年間約500万台が限度というのが一般的な見方であり， この意
味で自動車産業は需要の約2倍の生産設備を所有していることになるわけで，その分はどうしても輸出でかせがなければやっていけないわけである。

政府の構造不況対策も昨年末からいよいよ動き出したことでもあり，新年こそ造船業界再建の第一歩であってほしいと，切実に祈るものである。 日本経済の動向を見ていると，景気は上向きそうでいて，なかなか思うようには動かない。造船業界に関係の深い海運業界の動向を見ても，パルクキャリアーやオイルタンカーの市況に動きがあるものの，本格的な景気回復にはほど遠い感じである。海運業界の景気が回復して，それからやっと造船業界に注文が来るわけだから，わが造船業界としてはまだまだ辛い道のりを歩み続けなければならないようである。昨年来の経済の動きをふりかえり，そして今後の見通しについて述べてみよう。

昨今の経済情勢を見渡してみると，その著しいまだら

模様に気づくOすなわち不況にあえいでいるところは非

常に苦しく，逆に好調なところはもうかってもうかって笑いが止まらないくらいなのである。造船をはじめ鉄
鋼，繊維，軽金属，石油化学等，いわゆる構造不況業種と言われているものは前者であり,石油， 自動車，電力等は後者である。

特に自動車は今や,鉄鋼,造船を抜き去って，輸出額1位の花形産業となっている。自動車業界の面女は，暗く沈みがちな日本の経済に， まがりなりにも5〜6％の成長率を維持するだけの活力を与えているのは我女だと問題はこの輸出市場であるが，最大のお得意さんは何と言っても米国である。周知のとおり，米国の自動車は大型である。 3,000ccの乗用車などは最も小型の部類に属する。それがオイルショックを機に省エネルギー熱が高まるにつれて，小型であっても燃費性能がよく， しかも安価な日本の自動車が注目されたのであった。こうして日本車の米国への大量進出が開始され，それに歩調を合わせて日本国内の自動車工場も整備されていく。
しかしこれは米国の自動車業界にとっては一大事であった。労組をして「日本車は失業を乗せて進出して来る」と言わしめたものである。GM, フォード， クライ
スラーのピツグスリーがこれを黙って見ているはずはな
く，省エネルギー法の成立とも絡んで，いよいよ本格的に小型車市場へ進出しようとしている。 しかもその小型車開発への意欲はものすごく，研究饗だけでも毎年， トヨタの年間収益の10数倍の資金を投入していると言われ
ている。

−52−
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もし日本の自動車業界が，米国での小型車市場を巡っての， このビツグスリ〜との自動車戦争に破れるようなー.

Vol.321979-1

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ことがあると，一転して花形産業から構造不況産業へと発行してまで，公共工事の大発注を行なった。その結果転落してしまう。そうならないためにはピッグスリーに景気は少し刺激されたように見える。しかしそれも，勝たねばならない。

うかったのは土建業者やセメント業界くらいのもので，

しかしそうすると，今度は米国の自動車産業が，今よりももっと深刻な構造不況に陥ること

景気全体に大きな刺激があったとは言えない。 もちろんになる。すると米国だけでなくヨーロッパも保護貿易政

造船業はおすそ分けにもあずかっていない。

策をとるであろう。すると結局，

本来ならあのような大規模な公共投資は民間の設備投

日本の自動車産業は遅資を促すはずであった。公共投資だけではいくら何でもかれ早かれ構造不況業種になるのである。

これは決して新しい見方ではない。このことはかなり

政府の目標だった7%GNP成長を達成することはでき以前から言われてきたことである。にもかかわらず， 自動車業界はそれに対処する準備がなされていない。逆に相も変らず, 1,000万台体制をめざして設備の拡大に熱ない。民間の設備投資を誘発してこそはじめて経済成長中している。

幸か不幸か（「不幸にして」と言うべきか？）わが造が本格的となるのである。 しかしその民間設備投資を思うように誘発できなかった。それは何故か。要するに将来に対して希望がないからである。将来の希望があってはじめて，投資家は投資する。将来の希望のない時期に船業界は構造不況の先誰である。花形産業から構造不況

いくら公共投資を行っても，民間投資が誘発されないの産業への転落がいかに速やかであったか，それがいかには当然である。

大きな犠牲を必要としたか，そこにいかなる悲劇があっでは減税すればどうか。減税によって景気はよくなる

たか，われわれはつぶさに体験してきた。自動車業界がだろうか。残念ながら政府の台所は火の車で，毎年巨額の借金をして財政を賄っている。増税はしても減税の余裕はないのが現実である。来年度予算では国債依存率が40％を超すとか超さないとかとりざたされている有様である。仮に減税ができたとしても，将来の希望がないか
ぎり，景気を根本から刺激するとは信じ難い。

その同じ道を薙進しつつあるのを見て，はらはらするのは決して筆者のみではなかろう。

自動車産業に多くを期待できないとすれば，我食はどこに注目すればよいだろうか。現在好調な業種としては

他に，石油，電力，セメントといったところが挙げられる。しかし石油は輸入産業であり，電力はその性格上輸出産業とはなり得ない。セメントがかっての鉄鋼,造船，自動車のような輸出産業になり得るかというと， これまた否と言わざるを得ない。何故なら，今のセメント業界の好調は公共工事の大量発注によって刺激されたものにすぎないからである。決してそれ自身で大量の外貨を獲得できるほどの実力を備えているわけではない。
こう見て来ると，今日， 日本経済をけん引している自動車産業が数年後に描造不況へ転落した後，輸出の花形としてn本経済を引っ張っていくものは見当らないということになる。すなわち輸出主導形の景気回復は，あと数年続くだけであって，それ以後は輸出は景気回復の主役とはなれないという予測を成立させるのである。 （もっとも輸出が景気回復の主役になれるという考えは，円高騒ぎのため， とっくに通用しないものとなってしまったのであるが。）

そこで政府は景気刺激のため，輸出の増加ではなく，内需の拡大を図ろうとした。そのため大通の赤字国伍を以上のことから，次のシナリオが浮び上ってくる。

輸出主導の景気回復はできない。内需拡大による景気回復もあり得ない。減税による景気回復もあり得ない。

むしろこれまでの赤字国債のツケが回って来る（具体的には増税でますます景気は悪くなる)。結局日本経済はこれから長期間にわたってまだら模様のまま停滞せざるを得ない。

年頭に当って暗いことを書いてしまったが， しかしわ
れわれはこの現実をしっかりとにら承つけなければならない。 これこそが安定成長の真の姿なのである。「安定」などというまやかしの形容詞にだまされてはならない。
われわれはこれから安定成長の道を歩むのだ。高度成長の幻覚はかなぐり捨てよう。
日本人がいつまでも高度成長の幻想を抱き続ける限り，赤字国旗は増え続ける。それは自らの首をしめる。
われわれは安定成長の現実に立ちかえらねばならない。
貧しければ貧しいなりに生きてゆける。経済の実情を直視すること， これこそ今年の年頭の辞にふさわしい。

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船の科学
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後の造船界の見通し
運輸省船舶局長

謝敷宗登
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昭和54年の年頭にあたり，年賀の御祝詞を申し上げま

持工事量も竣工量を下回り，先へ食いつなぐことも難しい状況であります。このため造船各企業の経営状況は急す。

我が国造船業は，昭和48年の石油危機以後の船舶建造需要の世界的減退傾向に加えて，急激な円相場の上昇に速に悪化し，企業体力の劣る中手以下の造船業の倒産が相次いで発生しております。このような不況の深刻化による受注量の激減，船価の低落，既契約船のキャンセル

伴い雇用状況も急速に悪化し，各企業とも新規採用の中及びドル建契約船の為替差損等の新たな問題が顕在化す

止，残業の規制，従業員の一時帰休，配置転換等の措置

るとともに，発展途上国の造船業の台頭がゑられるなど

によってその吸収を図ってきておりますが，仕事量の減

一段と厳しい環境下に追い込まれております。

少度合が激しく，過去のピークである49年12月末より53

そこで，以下に我が国造船業の現状及び今後の見通しについて述べてみたいと思います。

年6月末までに約8万1千人減少（ピーク比約30％減）
してきており，造船業が中核を占めている地域辻会においては大きな影響を及ぼすことになっております。
かかる事態に対処するため，政府としては従来から，造船業の現状53年度上期の新造船受注量は， 145万総トンで，前年同期の304万総トンに比べて48％と落ち込み，図1でわかりますように49年度以来受注量は竣工量を下回り，手持工事を食いつぶさざるを得ない状況に陥っております。

また，その上，表でわかりますように，既契約船のキ造船施設の新増設の抑制，主要造船企業に対する操業調整の実施，金融・税制，需要創出，事業転換，雇用等の諸対策を講じてきたところでありますが，前述したとおり，手持工事量は先細りの状況にあり，かかる施策だけでは対応しがたく，過剰設備の問題が顕在化して参りました。

ャンセルが相次いで手持工事量は激減し， 51年度以来手

今後の見通しこのため，計画的な設備の処理の促進等のため，設備Ｉ︵八一侭︾逗到︶類八一鑿

5264
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廃棄等に伴って必要となる資金の調達を円滑化するための伎務保証等の措侭をとることにより，雇用の安定及び関連中小企業者の経営の安定に配慮しつつ，不況の克服と経営の安定を図ることを目的として，昨年5月に制定された特定不況産業安定臨時措置法の対象業種に造船業を指定するとともに，同法に基づく方策を適確に実施するための方策も含めて「今後の造船業の経営安定化方策について」を運輸大臣の諮問機関である海運造船合理化
審議会に諮問しましたところ，下記内容の答申を頂きまで一事祷ｪ事。
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49年3月

50年3月

記

注）建造許可ベースとは臨時船舶建造調整法の規定に基づいて運輸大臣の許可を受けて建造される船舶をベースとしたもの。

図

日本における新造船受注・竣工・手持工事量
推移（建造許可ベース）I①今後の我が国の外航船建造没は，昭和55年まで減少を統5I年3月52年3月53年3月

表キャンセル量(建造許可ベース） （単位:千総トン）

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け，以後緩やかに回復するものと思われるが，昭和60年で，立する特定船舶製造業安定事業協会法案を国会に提出

標準貨物船に換算して640万トン（以下C.G.R.T.という）し， 11月14日公布施行されることになり，程度にしか回復しないと予想するとともに, 5,000総トン以

これに基づ

き， 12月12日，同協会が設立され，中手以下の造船事業

上の船舶を建造し得る施設の年間建造現有能力980万C､G、R.T.に比較して，その35%に相当する340万C.G.R.T.

者が事業所単位で処理する設備等の買上げ等の業務を開始したところであります。

の設備処理が必要である。

②専業度の高い中手以下の造船業にあっては，その経営が一層困難になると予想され，既存系列の強化，企業の集約化，経営の多角化を推進すべきこと， また，設備処理を行ってもなお当分の間は需給ギャップは解消されないので，過当競争回避のため操業調整を行う必要がある。
③設備処理を円滑に行い造船業の経営安定化を図るために，特定不況産業安定臨時措置法に基づく特定不況産業信用基金による債務保証のみならず，適切な金融対策を検討するとともに，仕事趾の急激な落ち込みを緩和するため，内外航船舶の解撤と建造需要の開拓，経済協力による需要の開拓等の促進により造船部門の需要創出及び海上貯油セソター等大規模プロジェクトの実現による新分野における需要の開拓並びに積極的な事業転換を図っていく必要がある。

また，かかる設備処理が行われる事業所は，その所在する地域において，そのほとんどが中核的な産業となっているため，

これら事業所の廃止に伴い当該地域において大きな社会的経済的混乱をひき起こすことが懸念され，かかる事態を回避するため，関連中小企業者等の経営の安定及び雇用者の生活の安定に十分配慮し，地域経済に与える影響を極力小さくする必要があります。このため，特定船舶製造業の事業場のある地域を中心として，中小企業者の経営安定を目的とした特定不況地域中

小企業対策臨時措置法， また，離職者の就職促進を目的とした特定不況地域離職者臨時措置法が， さる11月18日

公布施行され，特定の不況地域において，両方に基づくかかる答申の指針に沿って現在極左の対策を講じようとしているところでありますが，特に設備処理については， その必要とする処理量からして，造船台又はドックの保有基数の少ない中手以下の企業についても設備の処理が必要となる一方， これら企業は企業体力も弱く経営状況の悪化も著しいため，特定不況産業信用基金による俄務保証を活用する等の企業の自主的努力のみでは設備処理が困離である等の理由から，新たに造船事業者の処理する設備を事業所単位で買収する機関の設立が必要とされるに至りました。このため，昨年10月上記機関を設

金融．税制・雇用面の各措置を講じております。
さらに，答申にある第3の点については，需要創出と海運サイドの過剰船腹の解消にも役立つと思われる老朽船の解撤事業を促進することとし，造船事業者が行う船舶解撤事業に対して助成金を交付する業務を実施する（財)船舶解撤事業促進協会を設立するために，政府は同協会の基金の半分を拠出することとしております。 12月
半ば現在， 同協会の設立準備が行われており，本稿を読者の方々が読まれている頃には,既に業務も開始されておろうかと思われます。

以上，岐近の動きの中で特にポイントとなる点を述べて参りましたが，昨年が造船不況対策に関する企画の年であれば，今年はまさにその実行の年でありましょう。

1

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多唱帯

前述の海運造船合理化審議会の策申の見通しによりますと，今年はさらに造船の仕事量が減少すると思われます
が，上記の造船不況対策が円滑に進み，官民一体となってこの難局に望み， この不況という長いトンネルの向こうに光明が見えてきますように祈念しつつ，新年の挨拶
といたします。

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(参考）標準貨物船換算トン数とは：当咳船舶の建造に要する工数を一万トンの標準貨物船を建造した場合の工数で除

日本の現有能力万トンに対する上注） 1I .連適量は標準貨物船換算トン、竣工ベース
通し， これに一万を乗じて算出した数値であり，当骸船舶が一

2.52年は遍輸省眼べの実績、53年以降は、海運造船合理化審鯛会の万総トソの標準貨物船の何隻分に相当するかを意味する。

嬬要見通し

図2

我国の船舶建造量需要見通し
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船の科学
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我国 造 船業の実情と課題

社団法人日本造船工業会

会長

真藤

恒

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「船の科学」が発刊30周年を迎えられたことをお慶び

要し，昭和60年になっても，現有の新造船能力を充足す

申上げるとともに，貴誌の果たされてきた数炎の業績にるほどの需要は期待できないとされている。 ここで特記

対して心から敬意を表する次第である。

すべきことは，最近の急激な円高が造船不況を一層深刻「船の科学」が発刊された当時は，わが国造船業は，化している点である。円高によって，

業 と呼べるほどのものではなかったというのが実情少している受注量がさらに減少したばかりでなく，為替

そうでなくとも減で，新造船の仕事も満足になく，実際に 鍋・釜 を造っていたこともあったほどである。その時代に，今日の差額によって財務体質の悪化も助長されているのである。

ような規模にまで発展するとは，誰も想像できなかった

造船不況の深刻化と思う。

造船業界は，戦後の日本経済の復興に歩調を合わせ，造船業不況が年をjuって深刻化してきた様相は, IXIにかつ， また，世界的な海上輸送需要増大の波にのり，発示すとおりである。昭和48年度には3，379万総トンの受注があったが，石油ショックによってその後受注量が激展の途をたどってきたのである。しかし， 48年秋口のオ
イルショックによって様相は一変し，深刻な不況に直面

減し， 52年度には495万総トンに落込み， さらに， 53年
度上半期の受注量は，わずかに145万総トンにすぎなかった。造船業は，受注産業であるから， たえず先物の受するに至った。

長びく造船不況

注を確保し，消化されていく工事の穴埋めをしないと，造船不況は，世界の海に船があり余っていることが原因となっている。タンカーは，石油危機後，各国が石油の消費節減に向かい，原油の消費量や海上荷動量が伸び悩んだために過剰となった。バラ積船の方は，世界的な景気停滞から 鉄鋼の生産が減退したことが過剰の原因である。タンカ．‐やバラ積船は，運ぶ貨物がなくて係船されたり，貨物があっても急いで輸送する必要がないた

経営が安定しない。 ところが， 49年度以降，受注量は竣
工量を下回っており，船主に引渡した量を新たな受注で
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めに減速航行したりしている。

こうした過剰船腹童は， 世界全体で1億重亜トンとも

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1億3千万重量トンともいわれている。船腹過剰がいつ
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60年以後， いちばん多い見方は57年ごろとされている。
こうした船腹需給のアン'<ランスを背景に，新造船市

況は冷え切り，受注は激減し，既契約船のキャンセルも相次ぎ，造船業は深刻な仕事量不足に見舞われるに至った。のみならず，新造船需要の￨副復にも，相当長期間をJ

９解消するか， その見通しには， 世界経済の動向をどうみるかが大きく影響するが， タンカーだけをとってみても，最も楽観的な見方で昭和55年，肢も悲観的な見方でわが国の新造船受注・竣工・手持工事量の推移

Vol、321979‑1

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埋め合わせることができず，手持工事を食いつぶさざる回復するという意味で必要な措置である。

を得ない状況となっている。その手持工事量の落込みも激しく，すでに600万総トンを大きく割っているのであ給力が過剰なので，乏しきを分って耐えしのぶ対策とし

また，当面の不況期間中は，設備を削減してもなお供て，年末に，操業調整に関する運輸大臣勧告（見直し）が行われた。かくして需給均衡を回復するための措置はる。

受注量が竣工量を下回ったのは，いわば造船不況の先行現象であったが， 5'年度になると手持工事量も竣工量を下回った。こうなっては，先へ食いつなぐ糧食がほと出揃ったわけである。

望まれる強力な需要喚起策

んどない状態なのである。

造船業の場合，仕事量はマン・アワー，つまり労働時
間ベースでみるのが一般的である。現在（53年11月末）の手持工事量だけで先行きの操業度をみると， 49年度
（ピーク時）対比で， 54年度は15％程度にすぎず，今後の受注を加えても30％に達するかどうか危ぶまれる情勢

造船不況対策のもう1つの柱として，少しでも仕事量をふやし，雇用と経営の維持を図るため，需要創出を行うことが重要である。その内容については，上記の海造
審答申にも盛込まれており，業界としても実現方を要望してきたところである。

造船業は，受注産業なので，その顧客は，海運業をはである。

じめとして極く限られている。従って，公共投資などで造船不況の影響

造船業は，労働集約的産業であり，かつ，関連工業の裾野が広い。造船業に依存する人の数は， 52年末現在で造船所に働く人約17万人,下請企業の従業員約6万人,
関連工業の従業員約8万人，合計31万人とされており，家族まで含めれば， 80万人を下らないと推計される。
従って，今後予想される極度に低い操業下では，直接，間接にこれらの人々の生活が脅かされ，雇用不安な
どの社会問題が起り，地域経済や関連工業にも大きな打擢が生じるであろう。

造船不況は，昭和48年に石油危機が起って以来予想され，年を逐って進行してきたことなので，各社は， これに対応して考えられるあらゆる努力を払ってきた。しかし，操業度が30%程度に落込む事態となっては， 自主努

力だけでは如何とも解決の途が見出せないのである。

かかる深刻な造船不況に対処し， 53年7月，運輸大臣の諮問機関である海運造船合理化審議会は， 今後の造船業の安定化方策を答申した。続いて8月末には，造船業
が，特定不況産業安定臨時措置法による不況業種に指定され，安定基本計画も10月末に策定された。これに基づ
いて，造船61社は， 54年度末までに，現有能力の平均35％の設備処理を行うこととなった。

造船会社にとって，設備を削減することは，経営の根幹にかかわる極めて重要な問題である。しかし， この設備削減は,将来に向って過当競争を回避し，健全な造船

一般的な需要喚起を図っても，造船業に直接的な効果は及ばないところに問題がある。そこで，直接，造船業に仕事を与える需要創出策として，計画造船制度による国内船建造，官公庁船の代替・新造の促進，経済協力による船舶の供与などが実現されるよう要望してきたのである。

また，今後の事態の進展に応じて必要となる措置として，資金対策があげられる。造船業界は，不況下にあって事業転換を図るためiこ多額の資金を必要とする情勢にあり，一方では，為替入金差額による資金負担も生じている。54年の後半に至ると， これらの資金対策が焦眉の問題となってくることが予想される。
今後の課題

さて，将来に向って業界がいまなすべきことは，先行
きの造船市場において十分な国際競争力を保持し得るよう，体質改善をはかることである。このため，一層経営の合理化をすすめるとともに，不況脱出後に見込まれる需要の増大期にそなえて'その時代の海上輸送構造にマッチした船種・船型の開発に全力をあげる必要がある。
海上輸送手段としての船舶を供給することによって，経済の発展に貢献するという造船業に課せられた使命は，将来とも変らないと考えられるので， その責務の重大さを認識し，技術開発の面でもたゆまぬ努力を重ねていかなくてはならない。

経営を続けるために，いわば，ぜい肉を落して，健康を
−57−

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研究について

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1．

あることを述べた。当時の考えは，研究を要する問題ははじめに漸次複雑化し，個なの研究者の努力では手に負えないこ「船の科学」が朝永君等によって創刊されてから満30とから共同研究の必要性を考えたのである。船体櫛造研

年を迎え，その記念特集号が発行されるという。その当究委員会の創立や，脆性破壊の研究班もその様な動機か

時造船界は戦後のどん底の時代であったが，朝永君を始らであった。研究を進めて行くに当っては，研究の計画性が必要なことが痛感せられ，その様な運営を主としてめ関係の諸氏は一丸となって努力せられた結果，今日の隆盛をもたらされたことに敬意を表する次第である。その間日本の造船界は今迄の日本の歴史にない画期的な発展を遂げたが，とられたのである。
＊「船の科学」が造船に携わる人禽に与え＊た刺戟とその功績もまた大きかった。私には今後の造船技術の動向について書けとのことであるが， 10年以上も次の問題は，船体建造学の発展である。戦前には船の建造に必要な工作技術は主として職長の腕に頼っており，学問的な取扱いなど夢にも思い及ばなかったことは周知の通りである。私は，学生実習に行った工場で，先輩から大学で習うことなど少しも役に立たない，早く忘れてしまえと言われたが， このことが逆に建造学の確立

造船から離れている私には，その能力はない。そこで研究について平素考えていることを記して，その責を塞ぎたい。

2．

研究の必要性

読者諸氏も御承知の通りの必要性として頭に焼きついたことは，先に本誌に書いた通りである。斯くして造船の建造方法は画期的な進歩

目下日本造船界はEC諸国よりの不当な造船量削減要求に引続き，石油ショックによる不況に見舞われ， 40％に及ぶ設備削減が行われようとしている。正にダブル･パンチを受けた大変な時期である。 この時期に当って過去を振り返って，戦後におけ＊を遂げると共に，造船工業も世紀の大発展を遂げたのである。工業の発展の奥には研究の発展がある。我が造船界も決して例外ではあり得ない。
3．

る日本の造船界の発展は何故であったかを考えて見るの企業におる研究も必要なことであろう。戦後の日本造船界の発展については色之の考え方もあろうが，多くの人の研究協力による造船学の発展と，船の建造学という新しい分野の開妬に負うところが大であると考えてよかろう。勿論朝鮮動乱後の世界惰勢の変化という幸運にも恵まれたが，その機会を捉えて生かす素地が上述のような研究によって端かわれていたことも否めない。
＊

筈

戦後私達が研究を得附して10年近く経った頃 アメリ
カではRgsearchandDevel6phEnr(R&D);研究とI用発が一対になって呼ばれることの多いことを知った。
また研究管理という言葉も教えられた。 これは企業の将来の主力製品となるものを開発するのに当って，必要な手法を示すものである。先ず，市場調査から始め 先行
き市場性の生れるであろう製耐Iを選定する。それを製品化するために必要な技術的問題点を出来るだけ具体的に洗い出す。その問題点を解決するために般適な研究者を器

戦後の日本造船学界の一つの特徴は共同研究の推進に広い分野に亘って選び出し，研究を委託する。社内に適

−58−

冬

Vol.321979-1

IIlII11UIllllIIl81I11UIIII1I1IIlI1L1I1111I1IIlllllIIlI11IllIIIlllII11NlllI1II1II11I11Il''11I11I11111IIIOllIl81IlllI11IIlIⅡI11I1IO1111IlI11I11IlI1『11111IlI1I1IIlI1IUlIlllIUIIII1IIIII】l】lIIIID1I1IlIII1I1【1IIIIIlIIBIIIIIIIIIOIO1011IIllII1IIIIIIIIMII

任者があれば，勿論その人に研究を命ずるのである。この場合，問題点を出来るだけ具体的に，且つ細分化することが成功のための第一条件である。一定期間後にそれぞれの成果の持ち寄り，更に未解決の点が判ればその解たい。一般に基礎研究は自由な発想の下に，前人未踏の学問上の問題を解こうとするものである。このため研究者はそれぞれ自分の信ずる考え方に従って研究を進めて決に当るのである。そこに研究管理の重要性がある。斯くして企業の意図する問題の秘匿と，研究の促進も図らして一定の方式で進めようとするものである。このような矛盾した方式が許されるのは，問題の解決に急を要す行くものである。一方計画性の方は各個人の考えに優先

るか，個人の研究では複雑すぎて手に負えない様な時に行われる。この場合には共同研究者は相集り，問題解決のため必要な問題の焦点を学問上から徹底的に論じ合う
こと，研究者各自の研究項目は問題点のどの点の解明を目差すかを充分に話合った上で，研究に取りかかることれるのである。

造船王国を誇った我が国が, LNGタンカー或は海洋購造物などで，外国に一歩も二歩も遅れをとったのも，この様な点に眼をつけることを怠ったためではなかろうか。造船界でも新しい分野の開拓が必要なことに警鐘をが欠くことの出来ない条件である。討論の結果によっては研究者は自分の研究方法の変更さえも覚悟の上で参加すべきであろう。一定期間後，成果の交換と討論の場を持ち，更に続く研究の方向づけの論議の必要なことは，開発研究の場合と同様であろう。斯くして始めて学問の世界での激しい競争にも打ち克って成果をあげ得るこ

与える事柄であろう。
＊＊＊

それでは企業に緒ける研究は，総て上部から与えられる課題について，開発研究をすれば良いかというと必ずととなろう。

しもそうでばない。企業に属する研究者から出て来る研究課題の多くは，所謂基礎研究と呼ばれる種類のもので

5．

おわりに

はなかろうか。経営のトップの人はその様な課題については，経営の苦しい時には第一に節約の対象として削ってしまうのではなかろうか。果して企業にとってはこの最後に造船界が現在の苦境に面している時に，本誌が敢えて明日の技術を目差した基礎研究の特集号を発行されることに重ねて敬意を表したい。新しい基礎研究の成果が結実して、始めて新しい製品の開拓の芽となるもの

様な自由な基礎研究は意味のないものだろうか。否， この様な基礎研究は，企業内の研究者の研究能力を高めるである｡本誌のこの企画が日本の造船界の新しい門出の一里塚となる様，期待してやまない次第である。

ために欠くことの出来ないものである点に意義があるのである。開発研究ばかりを手掛けていると，新しい研究の創造力が衰えてしまう危険に注意すべきであろう。要はこの様な基礎研究の意義を考えて，一定の枠内に限って行うことが大切なことである。開発研究との割合はそれぞれの企業の特質や規模等に応じて適切な値に決めるべきである。

4．

基礎研究における計画性

次に話題を変えて基礎研究と計画性について論じて見
−59−

Ⅱ
■
〃
仏
﹄

船の科学

又RO/RO船の荷役オペレーション上，倉内に一切
１１

横置水密隔壁を設置しておらず，代りに乾舷甲板下船側

５９２１
RO/RO貨物船
９７
Ｏ６
ＯＯＯＯ

を二重構造とし，衝突時等の浸水防止を考慮している。

ｍｍｍｍ

NEDLLOYDROUEN

上甲板‑上中甲板間，及び上下中甲板間は，コンテナ

2段積承を考慮し7.35mの甲板高さを，下中甲板一二重

底内底板間は， トレーラー濯鋒を考慮し3.19mの甲板高さを有している。又フォークリフト， トレーラー等の通過及びコンテナの直置きを考慮し上下中甲板ばキャンパ
ーをつけておらず，上甲板は暴露甲板のため0.100mのわずかなキャンパーをつけている。
甲板設計荷重ほ各甲板に対し，分布荷重4 0t/㎡, 4軸

日本鋼管株式会社
MSNEDLLOYDROUENはNedlloydLijnenB.V

より当社が受注したRO/RO貨物船で，昭和53年10月，無事に竣工引渡された。
本船は主として，ー，

荷重58tで，上甲板はコンテナ3段, 20Fコンテナで60
t/スタック, 40'コンテナで80t/スタックをさらに考三一ロッパ中近東航路のコンテナ

トレーラー等の輸送に従事する。

慮している。

以下に本船の計画，設計，建造において特に留意した点，及び本船の特長を列記し参考に供したい。

1．

3.

本船の概要

3．1船尾ランプ

船体概要図が示すように, llll甲板船で二重底内底板を本船は自走のトレーラー， フォークリフトで荷役するため，船尾に岸壁と船を結ぶランプを設けている。本ランプは上中甲板船尾部に設置されており，船体中心線よ含め4層の甲板を有して、､る。船尾には船尾ランプを，
船内には固定のランプを設け，各甲板へのRO/ROによる荷役に供している。居住区は船尾機関上に設け，乗り約36度右舷側に展張でき，右舷及び船尾接舷の荷役を可能にしている。このランプは三つ折り構造で,長さ50nl3最小幅12m,船尾開口II525m,先端に2.2mのフラップを設けており，両側の主ガーダー及びその間の補助ガーダーで織成され，走行床には9m､角のすべり止逸を設けている。設計荷重として,分布荷重5.4t/㎡,4軸荷重

務員40名の居住設備を完備している。
2．

RO/RO荷役装置

船体構造

本船の主構造は，上甲板を強力甲板，上中甲板を測度
甲板及び乾舷甲板として，設計されている。

構造方式は，船側外板を横肋骨方式でまとめ，各甲板58t,最大荷重400tである。

及び二重底には縦肋骨方式を採用している。

本ランプは電動油圧ウインチで駆動され，水位，喫水

RUnningmeterotrailerandCOntamUCaPaCity」ane

I｢aiIe｢Slength40‑ftunlts

司･一■一一一一■ー可口■■d凸凸■■岫

鑑識

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−60−

＝『

ｰ

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諺

議

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Vol.321979-1

ウインチの各甲板は荷役中の自走トレーラー， フォークリフトに

オートテンション機構で岸壁荷重の調整ができるようによる多量の排気ガスのため，十分な換気装置を要する。

なっている。又，船尾ランプと船体の間に，油圧シリン

本船は船尾ドアより50％の吸気を考慮し, 20回／時の吸ダー駆動，排気の機動通風を行って、､る。

の変化に対し±7．5度の対応が可能であり，ヒンジタイプの船尾ドアーを設け，油圧クリートで上中甲板及び上甲板間の風雨密を保っている。船5．

尾ランプは第1甲板より，船尾ドアは上中甲板より操作

本船の居住区設備は極めて高級であり，従来の外国船される。

の3割増程度の床面積を有している。空調装置はツイン

3．2船内ランプ

荷物を各甲板へ移動，搭載するために， 3本の幅9mの船内ランプが機関室上部に設けられている。船尾ランプのある上中甲板からそれぞれ，左舷側は下中甲板へ，中央は上甲板へ，右舷側はそのまま上中甲板へ通じており，左舷側にはさらに下中甲板より二重底内底板に通ずる幅5.9mのランプが設けてある。船内固定ランプの傾斜は， トレーラー、 フォークリフト等が通行可能なように7．2度未満にしてあり，各甲板と同一の荷重条件で設計してある。

左舷側、下中甲板へ，右舷側上中甲板へ向うランプにはそれぞれCO2ガス密のドアを設け，船内に装備する
CO,ピンの数量減少に供している。又中央上甲板に向う
ランプには風雨密のドアを，左舷側 ド中甲板より二重底

内底板に通ずるランプには油圧シリンダーで駆動する非風雨密の蓋をそれぞれ設けている。
3．3ヒール調整

ダクト方式を採用し，室内はクリア高さの確保に特に注意を払っている。

居住区のノイズレベルはSBG規則に準拠し，船体振動はISO/TC, 180/SC4に従うように，居住区下二段を浮床構造としている。

又居住性向上のため，横揺周期が満載状態で'4秒以
上，バラスト状態で''秒以上になる様に上甲板‑上中甲
板間にバラストタンクを設けており， さらに横揺を小さくするために片舷7㎡の面積を有するフィンスタビライ
ザーを設けてb,る。

6．

機関部

本船は船尾ランプを有するRO/RO船の特徴として，船内ランプ下に低速エンジンSulzer8RND90Mを搭載している。このため機関室は狭く機関補機等の配置に特に注意を払っている。

本船ば, 400m/h×20mのヒール調整専用のポンプ2台を装幟し，荷物の移動搭赦時の片積みによるヒール角が常に0．5度未満になる様に自動調整している。
4．

居住性

又，防振対策上，設計段階で船体船尾形状，ブロペラ
チップ間隙，補機台，軸系ねじり振動等の検討を充分行い極めて良好な結果を得ている。
（写真頁19頁参照）

換気
ヂグー

L

■■〜

Ⅲ｡

−61−

ROuen

ｌ

’

船の科学

ロールオン･オフ貨客船

ぶりんせすおきなわの概要

尾道造船株式会社設計部

1．

車輌コンテナ・搭載数量

まえがき

本船は

車輌67台（乗用車換算）
10'コンテナー

琉球海運株式会社の発注により，昭和53年440'コンテナートレーラーシャシー

鹿児島と那覇，宮古，石垣間に就航し，本土と沖縄を結ぶ海上輸送の動脈として活躍する予定である。
船体部概要

8台

特別1等洋室2入室×2

4名

計4名

1

等和洋折衷室6入室×2
和室4入室×2

12名
8名

計20名

特別2等和洋折衷室10人室×8

80名

旅客定員

和室8入室×2
130 29m

2

長さ（垂線間)120.50m

旅客合計

幅（型)

等2室

20 00m

乗組員

深さ（型）船楼甲板

13 70m

最大搭載人員満載喫水（型)

575m

燃料油槽容積

16名
380名

総トン数

4,931 98T

純トン数

1,939.08T

載貨重量2,546kt

航海速力（90％出力）

航行区域

近海区域（非国際）

最大速力（試運転時）

清水槽容積

脚荷水槽容積

﹈三脚

全長

言︑︒トー

2．1船体部主要目

罐略略稲焔硫吋流睡睡

2．

8t

8台

l､ラック

９３
８０
９３
６蝿
９
十
５３
５３
︐９
．５．
弱師錨１︒
４２２２

月20日起工，同年7月22日進水，同年10月14日竣工引渡されたロールオーン・オフ貨審船である。本船は引渡後，

180個

２

ｆ

蕊蕊溌講鶴;畷篭溌畷

山

ア

掌

(写真頁34頁参照）

一旧■

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や凸遡

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罹割雰齢酔酔率蝿

一一つ＝
一

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諺 了季弓

愈鏡
動

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Ｉ

−62−

̲̲全§

Vol.321979-1

2．2一般計画及び配置

本船は鹿児島と那覇，宮古烏及び石垣島を結ぶ近海区域に運航され，大型のロールオン・ロールオフ貨物船としての機能と， カーフェリーとしての自動車搭載設備
及び旅客設臓を兼ね備えた貨客船である。

上甲板は全通のコンテブーー， 自動車及び雑貨スペースとして船首，船尾より巨一ルオン・オフ出来る形式としている。叉後部の上甲板下及び船楼甲板上を乗用自動車
スペースとし，上甲板より上下に可動式の船内ランプウ
ェイを設けている。

本船は，一般配置図に示すとおり，双螺旋2枚舵を有し，船首形状は下部突出の傾斜型，船尾形状は巡洋艦型とした。船首尾部には出入港時の操縦性能を増し，難接岸を安全かつ迅速に行うためにバウスラスター及びスターンスラスターを装備し，船体中央部付近には外洋航行時の減揺装置としてフィンスタビヲイザーを装備してい
①

る。

凸

酢

勺

甲板は上部より羅針甲板，航海船橘甲板，船長船橋甲板，船橋甲板，船楼甲板，上甲板とし，船楼甲板，上甲｡■時

板は全通甲板とした。

航海船橋甲板は操舵室，船長船橋甲板は乗組員室及び乗組員居室

無線室を設けた。

船橋甲板は主として上級客室スペース， レストラン及び後部に乗組員室を設けた。

船楼甲板は2等客室とし後部には乗用自動車スペースを設けた。

2．3船体構造

構造様式は̲1二甲板，全通船楼甲板を縦通梁式とし，その他は船底，船側，上部椛造ともすべて横肋骨式とした。本船は外板縦接手を含めて総て溶接構造とした。
上甲板は車輌，雑貨 コンテナ等が積載出来る椎造とし，甲板強度ば総重量38tの40フィート トレーラーシ
ャシー積載を蛙準に計画している。

上甲板車輌及びコソテナ栽赦区域は荷役作業の能率向上を計るため，サイドケーシソグ及びセソクーピラー方式を採用している。叉特に船首尾シヨアーラソプ入口付
近では広い範囲にわたりノーピラー方式とし車輌乗降の便を図っている。

船首部はその形状と合せて波浪対策に留意し，十分な

補強を行なった。

振動対策には細心の注意を払い，特に船尾付近，機関室内構造および̲上部糊造は振動を簸小限に止める様いろぃろな考慮を払った。
−63−

一等和室

面

船の科学

試運転の結果，振動，騒音とも誠に満足すべき結果がプとの関係上左舷側に設けている。 ランプは長さの関係得られ，関係者一同意を強くした次第である。

上2分割方式とし，上部ランプは航海時船楼甲板の一部を形成し，風雨密構造方式としている。下部ランプは船2．4旅客設備

楼甲板裏に格納される方式とし， ランプは全てジガーウ

本船は，長時間の船旅を快適に過すために，冷暖房設
備，衛生設備の完備は勿論であるが，インチにより作動する。

フィンスタピライザーの装備により船体のローリングによる荷崩れを防ぐ．

2．6防火救命消防設備と共に船酔から旅客を解放するよう計画した。

本船はカーフェリーに関する規則を全面的に適用し，貨物区域，機関室区域の天井，厨房区域の天井及び壁は不燃性の防熱材で施工してある。また居住区域内の天井，壁，家具類は難燃性の材料を使用し， カーテン等裂
地類もすべて防炎加工品を使用している。

旅客居室は十分なくつろぎを与えるにふさわしいインテリアで統一し，旅客関係公室は食堂，

ビュッフェ，ショッピングコーナー等をメインエントランスに設け，旅客の船内サービスの向上を期している。
特別一等室は洋室とし，プライベートルームとしての火災探知装置としては，貨物区域は，熱式スポッ ト型，機関区域はイオン式，警報装置は居住区を手動警報

特性を生かすために，バス， トイレを備え1等室は幅広
い層の旅客を想定して．和室，和洋折衷の2通りとし装置，貨物区域および機関区域を自動警報装置とした。
消火設備としては，居住区に消火栓および持運び式消火器を備え，貨物区域には手動スプリンクラー装置，機関室は，固定式炭酸ガス消火装置を装備した。
救命設備としては， 甲種膨張式いかだ（25名用）25個た。

特別2等室は1等同様和室，和洋折衷室の2通りとし， 1等室に準じた装備を施した。
2等室は大部屋という条件からその居住性について特に意を用い，いずれも手荷物棚等を利用して小座敷方式に仕切り，雑居感，乱雑感を起こさぬよう計画した。

を備え，操舵室よりの遠隔操作で，一斉投下を可能ならしめている。なお乗込装置として膨張式シューターを左
舷2基，右舷1基装備した。

2．5荷役装置

荷役方式はロールオン・オフ方式とし，上甲板上はト2．7冷暖房設備

ラック， コンテナシャシー， コンテナ及び雑貨の搭載スペースとし，後部上甲板下及び船楼甲板上に乗用車搭載

本装置は旅客区域，乗組員区域および公室を4系統に区分し，そのうち客室用2系統は6区画にゾーニンク．し
各系統毎に 台の冷暖房機器を置き，サーモスタット，
ヒューミデスタットにて室内の温湿制御を行い快適な居住性が得られるよう考慮した。

スペースを設けた。

ショアランプは寄港地の岸壁の事情により，船首尾共右舷側に1箇所ずつ装備した。
船首シヨアランプは幅6.0m,長さ15.50m(二枚折れ）とし，重量38tのコンテナトレーラーが通過可能な様に計画し， ランプ格納時は船体外板の一部を形成する構造としたため，十分な強度を付与したが，水密性は別に内側に設けた水密扉にて保持する。
船尾シヨアランプは船首シヨアーランプとほぼ同仕様のもとに計画したが，水密扉も兼ねる構造としたため，パッキンとしてイトマチックシールを装着した。

客室関係の吹出口はアネモディディフューザー， レジ
スターグリル等を各客室に合せて配置し，特に特別等' 等，特別2等室には定風量制御装置消音箱付グリルを使用し，各客室での風量調整が容易に行えるようにした。
1

系統別詳細は次頁の冷暖房装置一覧表に示すとおりである。

なお， ランプの駆動は油圧方式とし，船首及び船尾のランプウインチはそれぞれ揚錨機，係船機の油圧ポンプを兼用し，船首水密扉は油圧シリンダー使用のはね上げ式とした。

後部上甲板下乗用車スペースのランプはジガーウイン
チによる可動式とし，荷役時以外は上甲板の一部を形成している。上甲板とは非水密椛造としている。

船楼甲板後部の乗用車スペースには船尾部シヨアラン

4

3．

機関部

3.1

主要目

(1)主機関三菱YAN12V40/54

2台

4サイクル，単勤トランクピストン形，過給機付ディーゼル機関

出力6,700PS,回転数430rpm(2)減速機一段減速歯車式−64−

入力6,700PS,回転数430rpm

2台

Vol.321979-1

冷暖房装置一覧表

系統

対象区画，特別1等室，1等室，￨特別2等室,船橋甲板
上エントランス，浴室

1｜ 方式 ｜室容積￨収容人員 ﾌｧﾝ要目 ｜ 冷凍機 ■ 冷却水ボﾝﾌﾟ
セントラ

￨ダイキン

￨ 120m3/minx；

I ﾙﾕ=' ￨ @,70㎡ 120 1 7.5kW×1台 ￨ 4C752‑EA,￨ 150mmAqx￨ 18.5kW

卜の脱衣室，洗面所及び69,000kcal/h

(低速式）

売店

×1台

レストラン，￨ 80m'/min)<ビュッフ

ェ，厨室，配膳室

2

〃

錨I撫魏

307.0㎡

41，0 00kcal/h

220m3/minx

ダイ キン

3 1ンﾄﾗﾝｽ,浴室の脱150mmAqx

6C75 2‑EA,37kW〃

999.0㎡I

380

11kW×1台
ト

｜圭
−−一一=

I

I

×1 台

I

一

180m3/minx
4

xl8.5kW×1台

137， 580kcal/h｜｜＝

200m3/h×20m

×1 台

i 2等室，船楼甲板上エ｜衣室，洗面所及び更衣

−

ダイ キン
6C55 2‑EA,11kW

乗組員室

〃

744.0㎡｜ ダイキン

120mmAqx

4HC752S‑EYE,

7.5kW×1台

19kW

77,500kcal/h￨補機用冷却水鎖
￨ンプ兼用

×1台
P
−一一一一一一

出力6,600PS,回転数179rpm

(3)

プロペラ

用原動機，及び補助ボイラに使用するディーゼル油は，

5翼一体形

2個

船の運航経費に対して大きな割合を占めるため，経費節(4)発電機用原動機ダイハツ6DS‑26

3台減対策としてディーゼル油と低質重油を混合使用するブ

4サイクル，過給機付ディーゼル機関
出力

レンデイング装置を特別に採用している。
発電装置としては主発電機3台，及び非常用発電機，1,200PS,回転数720rpm(5)非常用発電機用原動機
出力 150PS,回転数 1,200rpm(6)補助ポイラエハラ・ヘンシエル

蒸発量2,000kg/h,圧力 8kg/cm2(7) ／ミウスラスター可変ピツチプロペラ
推力8．2トン，電動機600kW

1台

1台台を装備して所要電力を賄う。
蒸気発生装憧としてはコンパクトなエハラポイラを，台装備し，船内に必要な蒸気を供給している。

台,各機器の配置については操縦性，安全性，作業管理の簡素化などを考慮して設置し，機関制御室は機関室の中央中段上にブリッジ形で区画され，機関部乗組員の労力(8) スタソスラスター可変ピツチプロペラ 1台
推力5．1トン， 電動機370kW(9) フイソスタビライザーー
2台の軽減と作業環境を快適にするため，空調完備の防音防熱構造とした広い制御室で3個の出入口を設けている。

ジャイロブイン式，外板レセス油圧格納形

3．2機関部概要

3．3 自動化概要
主機関，バウスラスター， スタンスラスター，及びフインスタピライザーの船橋操縦装瞳を装備するととも本船の機関室はセミアフトに配置して，水密隔壁によって船首側から発電機室，主機室，補機室の3室から構に，制御室からの主機関の遠隔操縦，発電機，補機，及ぴ機関プラント全体の集中監視を可能にしている。

本船の出入港時に主機関，通常航海中には大形発電機

なお，機関室内の主要警報を報知する延長警報盤を船成され，狭い機関室のため配置に工夫がこらされた。
主機室に推進用中速形ディーゼル機関を装備し，推進軸系に固定ピッチプロペヲを設けた2機2軸船である。

また，運航状態の変化に即応して主要なものに対しては自動制御， 自動切換， 自動または遠隔発停装腫などを全般的に採用している。

−65−

船の科学

橋に設けて，航海の安全に備えている。

果を考慮して装備した。

なお，上記の他操船用として操舵室に20W指令磯を備
4．

電気部

4．1

電源，動力装置

えている。

その他下記の様な機器を備えている。
ジャイロ及び本船は船内主要源としてAC450V,800kWディーゼル

転可能な様インターロックをしている。

然し，発電機の負荷が軽い時はパイパススイッチによ
2台でも運転可能となる様計画している。
自動負荷分担装慨を︒１ワ﹈１△勺１２ワ︺で１句１勺１勺１

音響測深機

お， パウ及びスタンスラスターは3台並列運転時の梁運主配電盤には自動同期投入装置，

1式

MG‑61Rレーダー

JMA‑250

電磁ログ

EML‑12

風向風速計

KA‑101

回転計装備し，発電機の並列運転が自動的に行われる。

舵角指示計
水晶時計

セルシン式
QC‑MI

機1台を装備し，主電源停止時には自動的に機関を始動

ピストンホーン

MH550

し，非常用負荷に給電できる。

エアーホーン

また, 200AHの蓄電池2組を装備し， 主電源停止時
非常用発電機給電まで24V非常灯が点灯し，船内が完全に暗くなることのない様考慮してある。車輌甲板には冷ジヤイロフイン非常用電源としてAC450V, 100kWディーゼル発電

150EAL

サイズ2R

旋回窓

凍コンテナを搭載できる様に, AC220Vの冷凍コンテ
ナ用コンセントを適当に配置している。
なお， コンセントの電源は自動車の爆発性ガスへの対組式式式組式２１１１５１

スタピライザーセンターモーター式

受信空中線共用装置
国際港湾無線電話装置

NAJ‑1007
JHV‑217C

船舶電話策として車輌区画の排風機とインターロックしている。
推進補機の始動器は集合盤とし制御室内に配置し，その他の始動器は機側に単独あるいは集合として配置して共電式電話（直通及び相互切換式）
自動交換式電話(20回線）
4.4無線装置いる。

主送信機
4．2照明装置

短波A1
中波A1

中短波A3
中波A1

130WP･P

全波受信機スーパーヘテロダイン式

自動電鍵装侭NKC‑128D (電子式）
遭難信号自動 JXS‑1005 (携帯形）

ンターロックしている。

1式

式式式
２１１

A2

Ｄ

補助送信機短波A1

Ｐ

A2

1式
Ｐ

一般電灯はAC100V,非は常灯AC100V及びDC
24Vより給電され，機関室及び車輌区画は蛍光灯による直接照明とし，旅客区画は白熱ダウンライト及び特殊照明装置，蛍光灯の直接及び間接照明により特に装飾に重点を瞳いて，それらの場所に調和する様に配慮した。
車輌区画の蛍光灯は安全増椛造のものと，防水型の2種類とし，防水型のものについては車輌区画排風機とイ式組式式組組式式式式発電機3台を装備し，所要電力を賄える様計画した。なり，

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熱式自動火災探知装侭を車輌甲板に設け， また手動式

火災警報装腫を各通路に設侭し，火災及び非常の際それぞれの場所を操舵室に通報できる装置を一式と，機関室にはイオン式火災探知器を装備し火災の早期発見に備えている。

出力300Wの船内指令装置を案内所に設け，外部通路
及び各室内にはそれぞれの場所にマッチしたデザインのものを配し，いずれの場所にても聴取可能なる様音響効
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全客室及び公室に合計24台のテレビを装備し， またビ
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また， 8種類の自動販売機とジュークポック′ス 1個を

エントランスホールに装備している。

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川崎重工業株式会社神戸工場．

造船設計部総合設計課

まえがき

44,000SHP
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Boiler

昨年9月，当社神戸工場において改装したGCFESTI

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VATE''は日本ではじめての本格的客船の改装工事であった。本船の改装は， 3万トン級の貨客船を純客船に変身させるもので，昭和52年12月に当社の短納期が決め手

PANAMA

Nationality

Classification

LRS*100A1,*LMC（写真頁36頁参照）となって，米国のFestivaleMaritimelnc.と契約が
結ばれた。

2．

改装工事概要

契約後， 3カ月の設計期間を経て昭和53年4月，改装工事に着手した。設計と現場の技術陣がその粋を結集した結果，僅か150日間の工期で見事に完工させたのであった。新装備のサイドスラスターをはじめ汚水処理装置

員させ1,432名の定員にすることと，諸室諸設備の改装

空調設備等の諸試験に,船体振動計測,騒音計測結果も極めて優秀なる成績を収めることができ，無事船主殿へ引する乗組員の増加を必要とし， 179名増して591名とした。この計画に伴って，客室341室，乗組員室96室，公本船の改装計画は，現在の乗客定員725名から707名増を主目的としていた。乗客定員の増加はこれにサービス室12室の新設が骨子となって進められた。これらの改装
計画に基づく主なる工事は以下の如くである。

渡した｡本船は現在,米国のマイアミから毎週土曜日の午後4時， カリプ海に点在する西インド諸島へ1週間のクルージングツアーに出発し，洋上3日間観光寄港4日間のスケジュールで1週間後の土曜日の朝8時に帰港し，（1）既設の貨物倉を客室，諸機器室に改装（2）増室計画に伴う上部構造の新設（3）定員増加による救命艇の増設

8時間後には新しい観光団を乗せて出発するというダイヤで活躍している。ちなみに， ツアーの料金は最上級で（4）定員増加による造水装置の増設＄1060肢下級＄460となっており, 12等級に分けられている。またシーズンオフにはこれら料金がそれぞれS30低（5）（6）操船性能を向上させるためサイドスラスタ新設料となる。以下に本船の概要を紹介したい。

（7）空気調整装置の新設（8）既設の客室や諸室の改装（9）上記に伴う諸設備の改装

1． 主要目
Loa

Lpp

231.70m

27.43mD(mld)

12.65mGrosstonnage
Net tonnage

Deadweight
Passenger

上記改装工事に要した物並は，鋼材1,500トン,電線約220km,諸管451皿,通風管9hnおよび上部構造の新設による重心位置上昇に対処するため，船底部に固定バラスト

213.36m

B(mld)

dを約2,200トン取付けた。改装総床面積は15,000㎡にお

8．67m

よび， これに伴う撤去材も鋼材400トン,内装材1，300ト

26,632.00Tンを記録した。

12,313.69T
6,980Lt

1,432名
591名

Crew

Servicespeed
Machinery

汚水処理装置の新設

22.5kn

Twinscrewdoublereduction

gearedsteamturbines.

改装工事は前述のごとく 3カ月の設計期間と内作期
間を経て昭和52年4月始め本船工事に着手した。先ず，不要材の撤去作業を開始したが， これは1カ月を要する
難工事となり， さらに撤去材の処理にも多大の労苦を要した。撤去作業完了後，諸機器，固定バラストの搬入を行い，既設ハッチカバーを閉鎖した。その後，約700ト
ソの上部構造物を搭戦して，改装後の本船の全姿を形成

−75−

一口

船の科学
先ず，本船に乗船するとThemall と名付けられたした。内装工事は膨大な物量に圧倒されながらも2カ月の後には見事克服することができた。空前絶後の電線やホールに入る。

諸管も所定の経路に内蔵が終り，最終工事となった木甲

フロントや総ガラス張りのショッピングルームにスロツ

このホールはホテルのロビーに相当し，

板2,000㎡，デッキコンポジション2,500㎡の施工は順調

トマシンルーム等がある。周囲の壁はローズウツドの木

8月上旬に海上運転の開始となった。

目であしらわれ，壁面にはサイケデリックな壁画がカラ新装備されたサイドスラスターの性能テストや船体振フルに取付けられている。天井は鏡張りで無数の装飾灯に進行し，動，騒音計測において優秀なる成絞を収めることができの光りが反射して，第一歩で華やかなムードを与えてくた。こうして，本船は未曾有の工事量と未経験の分野をれる。

当社の技術陣と工作陣とのあくなき努力によって，

ここ

ホール中央には， スリークォータサークルのソファがに見事華麗なる客船へと開花したのである。以下に本船

2セット配腫され，乗客はここで侍合せをしたり，の概要を簡単に紹介して見たい。

ろいだりすることができる。またこのホールはMallの3．

名にふさわしく，植木が林を形づくるように置かれており，華やかな中にも深く落ちついたムードを出すよう工一般配置

夫されている｡

本船は合計15層の甲板を有し，中央にマストと煙突を配置し前方は階段状に，後方はスロープ状に形成されてシヤープなへさきとともに客船としての美観を考慮して設計されている。救命艇もこの稜線上に沿って装備されGaslightclub

Mallから，エレベータか階段を利用して2層上がるとこのクラブの前に出る。このクラブはルーレットやカードテープルの並ぶカジノの大広間である。天井にはドーム型のステンドグラスがあり，周囲の壁は重厚な木柱で区切られ，壁面はダークレッドの皮張りになっておりフロアの模様入りカーペットと調和して， カジノのムー−層客船らしさを強調している。

本船の3層目5層目は, ObservationdeckとLido
deckになっており， 南海の熱く美しい太陽とどこまでも青い海洋の雄大さを十分に楽しめるよう計画されていドを盛りあげるようデザインされている。またこのクラる。 6層目は本船で最上級の客室が配置され， 7層目は最も華やかなデッキとして計画されている。広々とした中にも豪華な室内装飾を施した， ラウンジやナイトクラブ， ストレス発散に最適の本格的ディスコやカジノ室等

ブの続き部屋にGaslightsaloonがある。ここはカジ
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ノとひとつ前にあるCopacabanaloungeの問にあり
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苅者の憩いの場として利用される。室内はカジノと同じデザインで内装されているが，ルーレットやカードテー
デザインで内装されているが，ルーレットやカードテー
プルの代りに置かれたダークレッドのイスとテーブルがプルの代りに置かれたダークレッドのイスとテーブルがに加えて，体育室に図書室があり， これらは船旅の情感を想いゆくまま乗客に与えてくれよう。

違ったムードをかもしだしている。

8眉目以下は，客室と乗組員室に当てられている。そのなかで,0層目には700人が同時に食事できる大レスト
ランが配置されている。 （配置図('1参照）

Copacabanalounge
本格的な舞台とダンスフロァがあり，客席は階段状に機関室と缶室は中央部に配置され, 44,000SHPで2作られ500人収容できるよう設備されている。ここではショウやダンスパーティが行なわれ，映画も上映することができる。インテリアは茶色を基調とし，天井には星空を演出するよう無数の豆電灯がちりばめられている。

軸プロペラを装備している。サイドスラスタは前部船底部，その他の汚水処理装置，造水装置と空調装置等は後部船底部に装備している。

4．

Tradewindsclub

船内の概要と特徴

パーと小さなダンスフロァのあるこのクラブは，南国の海辺の風景をシルエットで映す装飾窓とブルーのカー
ペットに藤椅子がほのかに調和してロマンチックなムー

本船は，客室580室，乗組員室255室および大小合せて16の公室と3つの屋外プールを装備している。暴露部は木甲板かデッキコンポジションを施した甲板になっており， デッキチェア等が配置されて日光浴を楽しめる。

船内の交通は， ･上下方向は3カ所に配置された階段室とエレベータを利用し，前後方向は両舷に1条ずつ設けられた廊下を利用するよう計画されている。
以下に本船各部の概要を紹介する。
Themall

くつ

ドを出している。

Carnivalelounge

広々とした部屋全体にソファとイスが配置され，一隅にパーとバンドステージがある。室内は広い天井を支える木製の円柱がパランスよく並び，窓は床から天井まで全面に取っている。またこれら窓を囲むように不定形の鏡が貼られ人の姿を面白く写す。

−76−

」

Vol.321979-1

Lecabaretnightclub

箕蝋驚

クラブの前方にバンドステージがあり，ステージの前蕊謬

に一段低くしたダンスフロアがある。客席はこのダンスフロアから扇形に段女と高くなるよう作られている。

全蕊蕊

ダンスブロアはアクリルミラーを使用しルームライト

麓砥〃ノリ鎮胤をあびて妖艶なムードをだしている。左右の壁は全面ア
クリルパネルで作られ， このパネルに彫られた映画スターの姿が光の線画となってうきあがりホールを取り囲んでいる。
Fanta‑Z‑disco

本船のディスコ装置は，大ヒットした米映画 サタデーナイトフイバー を参考にし，それ以上の効果を演出

するよう入念に計画されている。ガラスのダンスフロア

屋外ブール

は天井の照明と共にリズムに合せてさまざまな色に変化する。さらにその光が天井のミラーや壁に取付けられた
プリズムミラーに反射し部屋中に飛び交うレーザーライ
トとともに， ここを強烈な音楽と光りのるつぼとなすよ

られている。いずれのスペースも壁の一面が総鏡張りになっている。その他の壁や家具はチーク柄になって床面のブルーカーペットとよくマッチしている。

その他の客室うデザインされている。

窓のある部屋は窓側，その他の部屋はベッドの頭側の壁全面にカーテンが懸かり，カーテンの上部からの間接

以上紹介してきたGaslightclubからFanta‑Z‑di.
SCOまでば,本船の7層目にあたるPromenadedeck上にあり，まだこの他にもブティック，体育室，図書室等

照明が白い壁と家具にほどよいコントラストを与えるようデザインされている。ベッドはシングル，ダブルにプ
ルマンタイプがいくつかの組合せによって形成されていがこのデッキにある。

さらに2層あがると， カリブの太陽をいつぱいに受ける｡

るLidodeckに出る。このデッキには2つの屋外プー

本船の客室にはすべて，専用のバストイレのユニットが取付けられている。

ルとLidobarがある。
Lidobar5．

このバーはプールサイドにあり，水泳や日光浴を楽しむ人達の憩いの場として利用される。このバーの内装はプールに面した総ガラス製の仕切を除し､て，すべてチー
ク材によって作られている。インテリアデザインは帆船時代の船室のイメージを基調としており，床は木甲板，

救命艇及び乗艇用踊場

定員増加後の救命艇は16隻になるため， ‑ド記の6隻を追加装備した。

救命艇の要目（'）高速遊覧艇兼救命艇2隻

壁朧氷壁のままとし，天井もチーク材で格子組み､として

艇材質，形状GRP,密閉型
L×B×D 13.00m×380m×180mいる。廊下の扉には真鋪製の丸窓が取付けられ， さらに
旧式の舵輪にカソテヲ，天井に吊りさげた古い実物のボー1､，帆船の階段とハソドレールに木製の椅子とテーブ

ル等， これらのひとつひとつがバーを利用する人達に過去と現在のタイムトラベルを味わせてくれる。
次いで，客室の概要について紹介してゆきたい｡

定員
艇速力98名（救命艇）75名（遊覧艇）
6kn以上（救命艇）

排水量
エンジン

約12kn(遊覧艇）
約21t
2×135馬力
ディーゼル（水冷式）

Verandahcabin（2）半密'珊型遊覧艇兼救命艇2隻

最上級の客室であり， このデッキにば海の見える木甲板とサンデッキチェアが置かれている。窓は大きくとっ

艇材質，形状GRP,半密閉型，てあり 室内は工芸品のような透し彫り引戸によって，窓側のソファスペースと内側のベッドスペースとに分け
−77−

L×B×D

定員

艇速力

11.00m×3.70m×1.60m
122名（救命艇）／75名(遊臆艇）
6kn(救命艇)/約8kn(遊覧艇）

己

船の科学
エ･ンジン

1×91馬力条件の変更を行なった。その主な工事は以下の通りであディーゼル（空冷式）

る。

（3）開放型救命艇2隻
艇材質，形状GRP,開放型
L×B×D

11.00m×3．70m×1．60m

定員

140名

艇速力

6kn

＝ニンジン

（'）冷凍機システム

既存のプライン方式の空調用冷凍機に加え貨物用冷凍機を空調用に転用，叉さらにWaterchiller方式の冷凍機（1台×245kW)を2台増設した。
（2） セントラルユニットの増設
改装部，新造部を含め13台（合計141.7kW)（3）排気ファンユニットの増設

1×22馬力ディーゼル（空冷式）

上記に示すように， 6隻の救命艇のうち4隻は設備の整っていない小さな港へ乗客を運ぶ交通艇として，叉乗
客を観光地へ案内する遊覧艇として頻繁に使用できるように設計された特殊な救命艇である。

改装後，合計出力38.9kWにした。

（4） ダクトエ事の増設
改装部，新造部を含めダクトの使用全長は9km

8．

これは一般の客船には無い本船のような豪華客船のもつ特徴の1つであると言えよう。
上記の救命艇は，通常救命艇甲板にトラックウェイ重力式ダピットに格納されているが，遊覧艇として使用す

米国の海水汚濁に対する規制を満足させるために，

Marinesanitationtypen(USCG)のApproved
typeを採用し合計500人用を4台新設した。

る場合は，ダビットを外舷側へ張り出し艇を海上へ降ろ

9．

し，別に艇側に用意されている下記に示す要目の乗艇用

踊場の側面に係留される。この作業が完了すれば船内のとができる。

クター駆動及び加熱源としては主ボイラの蒸気を減圧し下記に乗艇用踊場の要目を示す。

て使用した。

乗艇用踊場の要目

材質，数量

鋼製，

L×B×D

3.5m×1．3m×1．2m

以下に造水装置の要目を記す。

2基

造水装置要目1）造水装置型式

懸吊及び格納装置ヒンジ式ダピツト，鋼索，

1．0トン（約'2人相当）れている。なお本スラスタは可変ピッチプロベラになっており，推力は最大20トンである。

ア．

空調装置

乗客，乗組員の定員増加に伴い，空調設備の増強を行なうと共に，本船の航路であるマイアミ〜西インド諸
島間の気象に対して快適な空調システムとなるよう設計

2）造水量250t/day

3）塩分濃度

最大4ppm4）加熱蒸気1k9/cm2x3300k9/h5）エジェクター蒸気 9k9/cm2×320k9/h

サイドスラスター

本船は前述したように，西インド諸島への周遊を行う
ため，小さな港への出入港がひんぱんに行なわれる。
このため，本船の離着岸を迅速且つ安全に行う必要か
ら当社の川崎KT‑211型サイドスラスタ1基を新装備した。 コントロールは操舵室および航海甲板の両端から，遠隔操作できるとともに，機側操作もできるよう計画さ

7段フラッシュ型（笹倉機械製SKF‑280R)

電動ウインチ6・

造水装置

機関関係の改装は，客室の増設にともない清水の不足を補うため造水装置を新設した。
本造水装置は真空型であり，真空を作るためのエジエ

乗客は，舷側に用意された舷側梯子を通って， これに接続されている乗艇用踊場へ降り，容易に艇に乗り込むこ

積赦許容荷重

汚水処理装置0・動力・配電装置
客室および公室の増設とそれに伴う空調機器設備の増設により，本船の低圧．高圧側とも給電容盆が増加したため新装備に適合するよう改装工事を行なった。
本船は，主発電磯として, 1500kVA･ 60Hz・ 3'タービン発電機4台を装備しているが，通常航海中3台で全負荷をまかなえるよう改装した。
低圧側給電容量増量工事としては, 440/230V変電器
11台(total容量870kVA)および440/120V変圧器6台(total容量232.5kVA)を追加装備した。

配電装置関係の改装工事としては，分電箱約200面，および補助配電盤を1面追加装備した。

−78−
1

』

Vol､321979‑1

叉舞台照明用にSpotlight,Horizonelight,
11．船内通信装置

Follow

spot lightを設けている。

b)Gaslightclub(Casino)

船内通信用として客室用700回線及び乗組員用120回

主照明はダウンライトを使用し, Gametableは各を線の自動電話交換機， インターホン，無電池式電話機，
操船指令及び救命ボート操作指令用トークパック装置を

スポットライトにより照明される。叉天井に蛍光灯を組設けている。

込んだステンドグラスドームを設け，更に壁灯を設けて船内放送は， 出力120Wのアンプ18台と600個所に装備

Casinoの雰囲気を出している。

c)Lecabaletnightclub

されたスピーカーによって行う。またこれらのスピーカ

ーはラジオ放送やプレーヤ及びカセットデッキから音楽を流すこともでき，更に操舵室， ビューロー，放送室に設けた管制盤から非常放送用として用いることもでき

主照明に5色の蛍光灯を設け，周囲のLuciteは上部及び下部より5色の蛍光灯により照明している他，舞台照明としてSpot light,Followspotlightを設けている。

るっ

各公室には，専用のアンプ， カセットデッキ， スピー
カー等を設け，その公室の雰囲気にあった音楽を流すことができる。特にファンタジ・ディスコは， ダンスフロ
アー上に大出力のスピーカーを配置すると共に， フロア

ーに蝿込んだ照明が音楽に同調して自動的に変化するよd)Fanta‑Z‑disco

主照明はダウンライトによっているが，本室はDisco
として音響装置と同調する照明器具ab. 600ケを天井又はダンスフロアに埋込んでいる。その他レーザーと鏡を利用して天井下部に光の線を縦横に走らせるなど光学的設計も取入れている。

うになっており，本格的なディスコとしての設備を持っ

3）暴露部

ている。

各客室には， ボーイ呼出用押ボタンを設け， 24時間バ
ントリーサービスができるようになっている。

主照明として蛍光水銀灯式照明柱18ケ，水銀灯投光器
6ケ， 白熱投光器8ケ，船名照明灯12ケを追加装備した
ほか，局部照明用として白熱通路灯を， また夜間の船全12．船内照明装置

体の装飾として電飾灯150ケを2連設けている。
4）ソケットアウトレット等客船の設計において，船内の照明設備は非常に難かしぐ， また重要な作業のひとつである。巨大な電気容量に対する設計，約220kmにおよぶ長さの電線の配線計画さらには各室に応じた照明装置の設計等，特に照明装置の良し悪しは客船のすべてを左右するといっても過言ではなかろうと思う。以下に本船の照明について簡単に紹介

販売機等に使用できるようにしている。

以上の如き設備に対し， 調光機3台（計150kVA),
分電箱約150個，を使用して総設備電力約830kVA(内120V系360kVA)を賄っている。

しておきたい。

尚，本船の照明電源に120V, 230Vの2系統があるの

1）客室

全体照明はベッドの頭部壁または窓の上方に蛍光灯を組込んだCoveを設け，入口部の照明として蛍光天井灯を設けている。
局部照明として下記のものを設けている。

は既設の230V系により主として客室の照明を行い, 120v系を米国での特殊電球の補充，及び乗客の所持している器具の使用に便利なように計画されたのである。
あとがき

Bedlamp白熱灯(Pullmanberthは蛍光灯）
Mirrorlamp蛍光灯
Bath&Toiletroomlamp蛍光灯

尚，居室にはHairdryer等用として1kW用ソケッ
トを,XToilet又はBathroomにはひげ剃り用ソケットを設けている。

本船のトータルデザインとして傾注したことは，本船の性格が1週間の周遊であること，小さな港への観光寄
港の頻度の高いこと，航路が熱帯季節風気候区内にあることから，諸公室諸設備等も1週間のクルージングツア
ーに適するよう配噸し，サイドスラスタ装備，乗陸遊覧

艇装備，そして太陽と水を欲求する場所は開放的に， また室内は熱帯の太陽から守る閉鎖的に｡と諸所諸々に創意

2）公室

a)Copacabanaloung.

掃除機用として各通路公室に設けたほか，暴路部にも主照明はダウンライトで行い,装飾用としてBlinking
ightを1350"‑,Lucitelight(3色の調光用蛍光灯),と工夫を重ねたことである。

−79−

−可

船の科学

霧特集・明日の造船技術のための基礎研究蟻

本誌創刊30周年を記念して，基礎研究特集をおくる。
本誌はもとより学会誌ではなく，船の科学に関心をよせる広い読者の層に有益な技術情報を提供することを任務と考え，それ故にいわゆる研究論文の発表の場とすることをむしろさけて来た。しかし，健全な造船技術の基礎が自主的，独創的な研究努力にあることを常に認識し，特色ある研究の紹介
や，学界の展望も時に応じて行なってきたつもりである。

今回の特集は，一面造船企業が現下危急存亡の渕に立っているという緊急な事情によるけれども，文明開化以来一世紀を経て， ようやく我が国が独自の創造力を工業に生かして，将来の道を確実にひらくために，工学的基礎研究が一層深く，広く行われることを祈念する我との姿勢のあらわれとして実現されたものと御理解頂きたい。
ここに執筆頂いた8氏は， もとよりそれぞれの専門分野で活溌に先端の研究活動を行なっておられる方灸であるが，我が国の厚い研究者層の一部を代表されているということも事実である。編集部としては， さらに広い基礎分

野にわたって執筆を御願いしたいとこみであったが,限られた紙面と時間の制約により，多くの分野

テーマ，研究者を断念せざるをえなかった点は御諒承を乞う。

本誌の読者の中には，平常いわゆる研究論文になじゑの少ない方をもあると思われるが，良い船をつくるためにどのような基礎研究が行われているか，何故そのような研究が必要なのか，研究者は何を考え， どのような態度方法で研究をすすめているのかといった点について少しでも多くの御理解を頂け‑ると幸である。また執筆者の方とにもその趣旨でできるだけ平易に記述して頂くよう御願をし，御了承を頂いた。

1

−80−

ユニーー令

一

一告一凸

■

守

一＝

̲』

Vol.321979-1■特集・明日の造船技術のための基礎研究（1）

システムエ学について
小、山健夫
東京大学船舶工学科孔

1．

システム工学の目標

システムエ学はいろいろなシステムを統一的な観点か

二狸耀＊

U二

らとらえようとするひとつの試みであると言って良かろ

Y

入力

・

観測値

出力

う。試みというのはいまだに完成した姿になっていないことを意味する。たとえば， システムとは何かという定義もそれほど明確ではない。 「さまざまな要素がある目

図1

システムの構成

方を紹介し，そのようなとらえ方がいかに船に関わる諸的のために構成されたものである」という定義がよくなされるが， ボルトという要素とナットという要素が何かを締めつけるという目的で結合されたときこれをシステ
ムといいうるかどうかは疑問が残る。現在システムとし問題に適用されるかについて述べる。即ち，船に関わる諸問題がシステムエ学的方法論によればどのようなアプ

ローチとなるかを例をあげながら説明する。．もちろん問て考えられているものはおよそ次のような性質をそなえ

題のとり組み方にはいろいろな方法があるはずで， シスているといえよう。

テムエ学的見方が便利であればそれを使えばよく，不便(a) ある目的のもとに構成された要素の結合体である

であれば他の方法を探せばよい。

こと2．

(b)構成が相当複雑であること

システムエ学の方法(c)確率的性格あるいは不確定性をもつこと
しかし， このような定義をもてあそぶことはあまり意

制御工学ではシステぶを図1のように考える。まず
我々の関心の対象である物あるいは物の集合のまわりにのようなものがあり，それが便利に応用できる場合，あるいはシステムエ学的観点から見ると物事の解釈が容易のシステム境界は先に述べたシステムの定義に相当するものであり，問題毎に設定すればよく，その中に含まれるものの複雑さなどにこだわる必要はない。

境界線をひき，その内部をシステムであると考える。こ

味がない。要するに，現在システム工学的手法としてどになるというような場合をシステム工学と呼べばよいであろう。ボルトとナットの場合， システムエ学的方法論

さて，我々はこのようにして定義されたシステムに対の入る余地はほとんどないがためにシステムとは呼ばな

し，働きかけをすることができる。これをシステム入力
uとよぶ。システムへの我食の働きかけ（制御）には普いと考えればよい。

システムエ学の提唱者は，主として統計学・オベレー

通何種類かの道がありこれをベクトルの形で表現する。

ショソズリサーチ・制御工学のバックグランドを持つ人女である。したがって，それぞれの背景によってシステ

U=(",,"2,……",")T

システムに対しては，我々の意識的な働らきかけのほ

ムエ学的問題への取組み方が異なる。たとえばオペレー
ションズリサーチと制御工学ではシステムの目的ということを重視するが，統計学では必らずしもそうではな

かに他の外界からの働らきかけもありうる｡ これをシス
テム外乱wとよぶ。

い。対象とするシステムが大きいほどあるいは複雑であるほどシステムの目的はとらえにくいものとなる。国家目的に合致するとかしないとかいうことがあるが，それはある局面をとらえてこそいえることであり，総合的観点から国家目的を定義することはできない。

W=(201, 1()2,……即p)T

たとえば，船の操縦を考えるとき， システム入力は舵角とプロペラ回転数であり， システム外乱は風，波， ､潮流などと考えればよく理解できるであろう。
システムの内部状態は，状態ベクトルという' 個の変数の集りで完全に表現できるものとする。

ここでは，制御工学的背景からみたシステムのとらえ‑81‑‑

x=(",,"2, .…･ ･jr")T

一可

船の科学
このようにして，ある時点でのシステムの状態Xtは，という形に表現できることをその初期状態xOとその後にシステムに与えられた働ら知っており，

きかけu(r),w(r), r=0〜オによってきまるものとすかの方法で，その係数〃z，

この場合，何らD, たを求めることがシステる。
︵︶︒

システムはその状態に応じて外界にシステム出力yをムの同定にあたる。

送り出す。 これがシステムの外界へのメッセージであ

簡単なシステムの場合，る。

このように物理的性質からシス

テムの織造がきまっており，

y＝Xと考えてもよいが，一般には等しくないと考えておいた

同定はその係数を求めるだけ方がよい。たとえば，の問題となることが多い。 しシステムを人間にたとえると， あ

る働らきかけに対し， その反応がすぐに顔にでる人もいれば， まったくのポーカーフェースで顔に出さない人も

図2

いる。

システムは外界に対しyというメッセージを選出する

マクロ経済学的に知られたシステムを支配する原理はあるにしても， ニュートンの運動法則ほど一般に適用できが我々がそれを受取るときには，何かの形で乱されていると考える。即ち, yというメッセージを受取る（観測ず， ミクロな問題では何がどこにどのように作用するのかということは，経験とそれに基づいた直感にたよるほする）とき，観測雑音vがつけ加えられると考える。

かない場合もある。

z=g(x,v)

このような場合，実際の手法としては，要因として考えられるものをあらいあげ，それを過去のデータと照合し意味があると認められればとり入れて行く。 これはま｜・さしく従来から行なわれてきた統計学あるいはその応用である計量経済学の手法である。
工学的システムにおいても，同定を行なうために我盈は実験を行なうが，実験結果の整理には最小2乗法をよく使う。また実験を合理的に行なうために実験計画法の手法を用いる。 このようにシステム同定においては統計

あるいは，問題を線型定数系にかぎるならば−座=Ax+Bu+Cw
dオ

z="X+v｜という形で表現できるものを対象とする。

(1)または(2)は単なる表現であり， これらに対しどのよ
うなシステムエ学的手法があるかが問題である。
制御工学的システムエ学の手法はつぎのようなもので学が重要な地位をしめている。
最近の動向としては， この同定をつぎに述べるシステ
ム状態の推定法の拡張によって行なう方法，あるいは，システムを表現すると考えられる種々の変数の中から自代表される。

1） システムの同定(Identification)2） システム状態の推定(Estimation)
3）

か1−海難左システム．たとかし，複雑なシステム，たとえば社会システムなどでは，以上をまとめると，‑ff(x"u,w)

簡単なシステム動的に選びしかも,それらの交互作用も抽出するGMDH(9"alMethodofDat5 Mjing)という手法なシステムの制御(Control)

古典的制御理論では図lのシステム表現のうち， シスどが注目されている。

テム入力uとシステム出力yに視点をあて， この入出力関係にのみ興味をそそいでいた。シハフハU:ﾉ同司
関係にのみ興味をそそいでいた。システムの内部はこエこの場合B1ackBoxとして扱いあえてその内部に立入らの場合BlackBoxとして扱いあえてその内部に立入らず，上記の3種の手法のうち制御に重点を極いていた。
ず，上記の3種の手法のうち制御に重点を極いていた。

2．3システムの推定再び図1に戻って， システムの状態を推定する場合を考えてふよう｡先にも述べたように,システムの状態xは以下にそれぞれについて概要を述べる。
以下にそれぞれについて概要を述べる。

一般には直接推定できず，そのメッセージyが観測雑音

2．2システムの同定

第2次大戦末期にN.Wienerがこの問題に取組み大vによって乱された信号zによって推定するしかない。

システムの同定とは シ．ステムの状態がどのように変るかを定式化する作業であり(')式のfという関数型がどのようなものであるかを求めることである。図2のような簡単なシステムの場合，我々は，きな成果をあげた｡・しかし，彼の場合はシステムのメッセージの統計的性質に着目しているだけで， システム自体の構造を図 のような形で明確にとらえたものではない。
図1のような表現は1960年代に入りKalmanの仕事"+Dx+""=0I

凸一へ跨一LQ■■口凸→，

ーLT,0−

』､ ◇

−82−

I

里

Vol､321979‑1

が多くの人有によって注目されるようになってようやくが，かたまって来た。システム状態の推定を理解するにはこと推定を同時にできることを指摘しておこう。いま

これを非線型システムの同定に拡張できれば，同定●のKalman‑BucyFilterを紹介するのが最も早いであ元＝α尤十邸（3）●ろう。

という線型システムがあるとする。 ここで，状態変数苑(1)式を見れば，ある時刻虎におけるシステムの状態

x(")は，初期値x(0)と0〜たの間に加わったuとwがの推定とともに係数αの同定も行ないたいとする。 このときαが定数であるとすれば(3)式を●わかれば完全に決定できる。 uは自分がシステムに与えx＝α尤+"●

た操作であるからわかるとして, Wは外乱であり， これを完全に把握することは不可能である。そこでwについ

α＝O

｝( ）

てはその統計的性質のみがわかっていることにしよう。
同じように初期値x(0)も平均値と分散のみがわかってのように書きかえ， αを変数として見る。そうすると(4)の第1式は変数同志の積を含み非線型方程式となる。 この非線型システムの推定ができるということは， ヵの推いるとした方が一般的であるず定とともにαの同定を行なったことになる。

このような仮定をおくと，任意の時刻におけるシステ

以上のように，推定と同定は現在非常に密接な関係をムの状態はまったくわからなくなる。そこでこれを推定もちはじめており， このような方法は将来多くの分野にするための情報として我含はシステムの観測を行なうものと考える。観測時の雑音Vについても統計的性質がわ利用されるであろう。

2．4システムの制御かっているとしよう。

簡単のため， (2)式のHを単位行列と考えると,Kal‑man‑BucyFilterによるシステム状態の推定はつぎのもっているのが普通である。たとえば望ましいシステム

ようになる。時刻hにおける最適推定値を陀までの観測の状態がx＝oであるとすると，現在の状態がOからは値すべてを使って求めたという意味で食(〃た)とかく。

つぎにた＋1の時刻での状態推定を考えるとき，我々はた＋1における観測値z(h+1)と， 〃においてシステムに与えた制御u(")を追加情報として持っていることになる。 Kalman‑BucyFilterは図3のように， 食("た）を初期値としu(h)を与えた場合のん+1における状態
食(た＋1〃） （これはたまでの観測しか利用していない）と新しく得たん＋1における観測値z("+1)とを1 :K

我食は対象とするシステムの状態に対し，ある願望をなれているほど望ましくない状態にある。システムが望
ましくない状態にあるとき，我々がシステムに対しある

働らきかけuをすることができるならば， この方法を使いシステムをできるだけ望ましい方向に動かそうとするであろう。しかし， このuという努力を行なうことは一般にある程度の資源の消費につながることであり，無制限に行なうことはできない。

一般には， システムが望ましい状態からはずれているへに内分する点として新しい推定値X(h+1 '"+1)を与えるものである。

従来の観測のみによる推定にくらべて， システムの構ことによる損失と，それを望ましい方向へ向けようとするための努力との間に妥協を求め，つぎのような評価を行なうのが普通である。

造を利用しているところに大きな飛躍があり， このプロセスをくり返すことによって推定の精度が向上していく。

システムの構造を利用できるためには，先に述べたシメテムの同定ができていなければならない。 Kalman‑

BucyFilterは線型システムの同定を行なうものである
f(klk)

f(k+11k)

J‑IW(x"'翼+UTQU)df（5）

0〜Tの間に， この値を最小とするようなuを求めるのが妓適制御の命題である。第1項はシステムの状態，第2項はシステムに加える制御量の評価であり,PとQによってそれらのバランスをはかっている。

このように式で書けば，最適制御は簡単に説明できるが，実際に我々の常識と合致するような評価を定式化す

K

ることは非常に困難である。 日常生活で我食は良い悪いの判断を常に行なっているが，それはある局面ごとに状

k+11k+1)

態を制限した上での判断である。

簡単な例として「A君はB君よりも大きい」というとZ(k+1)

図3

カルマンフィルター

き普通は身長で判断するが， もし体重もその判断に加え
るとすれば
−83−

.

..

可

船の科学

J=(身長)+ｽ(体重）というように，

3．1

2個の変数を加重して加算し，ひとつのJというスカラーの数字に変換しなければ比較できない。このときスにどのような値をとるかは主観の問題であり，かつそれによって評価が変ってしまう。

入学試験の場合，何科目かの試験を行ない，それらの成績の合計で合否を決定する。合計するとき各科目にどのようなウエイトを置くかが評価の定式化であり，合計という操作がスカラー化である。大部分の受験者にとっては，結果はそのウエイトによって変らないであろうが，合否スレスレの受験者からみると，合否の判定がウエイトによって逆転する可能性もある。

一般に，同定，推定の段階でも，その良さについての判断が必要であるが，その定式化は容易である。

しかし，制御の段階では， よほど状況を制限しないかぎり，
一般化された評価式を求めることは難しい。最適制御理論は，評価式が与えられれば，その意味での最適制御を与えるが，評価式まで与えるものでないことを注意しなければならない。

社会システムのようにシステムの規模が大きくなると，その中の個灸の要素の行動の全体に対する影響は小さくなる。国家システムの場合，政府予算などは相当の影響力をもつが，企業の場合， 同一業種がカルテルを作るなどしないかぎり影響力を持ち得ない， このような場

船の操縦の自動化は, Minorskyの1929年の論文以来，長い間制御の対象例として多くの研究がされており，今さら例にあげる必要もないと考えられるが，新しい分野での制御工学がどのように応用されるかを概観して染よう。

同定問題としては，実船の場合，従来旋回試験･Z試
験・逆スパイラル試験などが行なわれているが，新しい分野としてはSystemldentificationという先に述べたパラメータのオンライン推定の試みが多くなされようとしている。オンライン推定が望まれるのは，積荷の変化，浅水・狭水道通過時などでの船の特性の変化をいち早く発見し，船の制御を変化する特性に適応させようというのが主な目的のようである。
推定問題としては，従来の船の制御が方位角の制御のみであったのを，航路上の横偏差に対しても行なおうとするとき，横偏差をどのようにして推定するかというよ

うな問題に応用できる。船の位置の測定は，一定時間毎に行なわれ， しかも誤差が大きいのが特徴である。 このような場合もカルマンフィルターなどにより十分な精度をもった推定に変換できる。
図4は不規則な外乱と誤差の大きい位置測定の中でカルマンフィルターによる推定値を使って船を制御するとどうなるかを示したものである。船は指定された航路上を指定された速度で動くよう制御されており" X方向（前進), y方向（横方向）ともに粘度の悪い測定デー
ｎｔ
Ｏｎ
ｌｅ

Ｓ

ｐＯｕ

Ｓｅ
Ｏｒ

肌ｍ

唾祀
ｒｎ

０Ⅲａ

一

合，制御工学的システムエ学の手法をとるべきか否かは問題であるが， システムの規模をある程度しぼれば目的によっては有益な手法となり得る。
「成長の限界」という本で有名になったシステムダイ
ナミクスという手法は，制御工学の社会問題への応用と船の操縦への応用考えてよい。 「成長の限界」では世界という大きすぎるシステムに応用したためいろいろな批判を受けている
川﹄が， システムダイナミクスの前身であるインダストリア
ルダイナミクス（個々の企業・業界に対する応用）の時
代には高い評価をうけている。
いずれにしても，社会システムに適用したとき，制御という概念にあまりとらわれすぎると非現実的な結果にしかならず，当面問題としている局面以外にもより広く視野をもたなければならない。

3．

システムエ学の船舶工学への応用
甲以上述べて来たシステム工学的手法が，船舶工学の諸

鶴ｦ△

辿

毫司

分野に対し， どのように応用できるか例をあげながら説
明しよう。

図4
リ

−84−

一等垂一二一一式ユマ五両一一

カルマンフィルターによる推定と制御

Vol,321979-1

3．3海運業造船業の予測タを使いながらうまく制御されている。

従来このような経済的課題の解析はもっぱら計量経済学の分野に限られていた。 しかし，ある面で経済学と制制御関係ではそのほか，水深・航路幅などの制限水路

影響，積荷による喫水変化に応じて制御を変える適応制御， 1隻の船だけではなく，船舶群の交通流の制御として見る交通管制，あるいは衝突防止システムなど，いろ御工学はよく似た目的をもっている。対象とするシステ
ムは異なるが， システムの状態を推定し，その目的を確
かめ， よりよい方向にシステムを向ける制御あるいは政策を見出そうとする立場に共通な点が多い。事実システ

いろな面でシステム工学的方法が利用できる。

ム理論の最近の発展の中で経済学者に負うところがかな

3．2船の基本設計

り多い。

ComputerAidedDesign(CAD)という言葉がよく使われるが，現在,船の基本設計の面ではInformation

システムダイナミクスという手法が，ローマクラブによる「成長の限界」の出版により多くの人に知られるよ

Retrieval(IR)の意味で使われる場合とAutomatedうになった。システムダイナミクスはもともとインダス
トリアルダイナミクスと呼ばれ，かなり古い歴史をもっDesignの意味で使われる場合とがある。

本来, CADを文字どおりに理解するならば，計算機に助けられた設計であり，設計という知的かつ創造的な
人間の活動の中でルーチン的な仕事を計算機にまかせようという発想である。その意味ではAutomatedDesignの方は知的な判断まで機械に頼るわけで, CADというている。この手法の特徴は，社会システムを制御工学的手法で扱う点にある。制御工学的観点からモデルを同定するとき，従来の計量経済学的方法論と異なるのは社会
現象個盈の間の関連をあたかも物理的現象間の関連のよ
うに明確にとらえる点にある。社会現象を「これがこう立場から見れば少しはなれたところにあるのかも知れなであればこれはこうなる」という具合に割りきる一般的

い◎

制御工学的システムエ学の方法論を設計に無理にこじつけようとすると,AutomatedDesignSystemとして考えざるを得ない。船主要求を入力とし，設計図を出法則はないため，

このような方法は窓意的なものになり何百種類も試行し，その中でCRF(資本回収率),RFR(所要運賃率), AAC(平均年間コスト）などの評価に時間の要素を考えに入れなければならないとき，我冷の

このようなシステムは， タンカー．バルクキャリアー

記述し，そのモデルのシミュレーションをすることによ易い。しかし，逆に我々が社会現象を分析するときは，
上記のような割りきり方をしたうえで「だからこうなる」というような論評をすることも事実である。

力とするようなシステムである。このシステムの中では，たとえば船主要求をみたすような主要目の組合せを社会システムの中の個々の関係が複雑であり，しかも推論はとかく混乱しがちである。システムダイナミクスの長所は，より最適なものを選び出す。

このシステム内の個々の関連をモデルの形にり，我々の不得手な複雑なシステムに関する推論をまちがいなく計算機にやらせる点にある。

など標準船型に対しては適用できるであろうが，特殊船についても応用できるとは考えられない。普通の船主要求の中に船を設計するに必要な情報がすべて盛り込まれているとはかぎらず， また要求の中には互に矛盾するもモデルの記述， あるいはシナリオの作成はあくまで人間の仕事である。モデルの記述が正しいかどうかは，既知のデータを入れてみてそれが正しく動くかどうかをたのもあるはずである。評価の方も，正しく定義づけることは難しい。したがって，普通人間が設計するときと同じく，船主との打合せを重ね，互の独善的判断を訂正し，経験を積み上げて行くようなシステムであることがしかめればよい。正しく動かない場合は， モデルの記述要求される。

このように高度な機械はたしかに非現実的なものであるが，非現実的であるから考えるべきでないとは言えない。学習する機械人工知能などは現在の情報科学の最先端の課題であり， まさしくこのような方向をねらったものである。すでに， チェス，五目ならべなどのケーム
では経験（学習）をつんだ機械は中級者に匹敵する能力をもっている。

図5−85−

モデルの基本構成

Ⅱ

船の科学

タンカー部門

船胆最(V『藤）

1

他DWT

J1

運1『率(F)
200，］トー」．UF−Im

飛就バラ

ンス(E)
50

Ｅ蹄維バランス︵■尖統仙︶

Ｆ︐巡我率Ｔ︐尖裁仙︶０発注逓︵●実統他・指数︶
Ｖ船胆丑︵▼実款仙︶

図6

JL−［

1975

2005

図7長期間シミュレーションタンカー

ずるが，図6に示すように1968年を起点とし，その後のこのモデルによるシミュレーション結果と実絞を比較す
るかぎり，想像以上に良い適合がみられる。
このモデルはすくなくとも過去10年程度のシステムをよく記述し， しかも石油ショックの影響すら表現できている。そこで1975年を起点として30年分のシミュレー
ションを試ゑた結果が図7である。この結果は，あくま

実績値とシミュレーション結果

でシステムの現在の性質が変らないと仮定した上でのものであって，予測というべきものではない。むしろ， よく言われる海運10年周期説が外界によるものというより， システムの中にその性質を内在しているというようなシステムの構造上の特性を知るために行なったものでにどこか足りないところがあるか， または理解に誤りがあると考えられる｡逆に正しく動いた場合，そのモデルが正しいかどうかはわからない。たまたま正しく動いただけで普遍性があるという保証はない。
モデルの記述ができると，そのときに考えられる政策
を入れシミュレーションを行ない， どの政策が最も優れているかを判断する。以上述べたように， システムタ・イ
ナミクスは我炎の理解をモデルの形に記述し，それのシ
ミュレーションを行なうことによって正しい推論を行なある。システムの内部を少しづっかえてシミュレーショ
ンを行なえばシステムに関する理解を深めることができ
るし，個人個人の立場から見れば現在どのような方針（政策）をとるべきかという決定のための示唆が得られる。

うための道具であると考へるべきものである。
以上のような前提で，現在の海運・造船界のシステム
ダイナミックスの例を見てみよう。図5がモデルのシナリオである。左上のブロックで，油・鉄鉱石など品目別の輸送需要が求められる。中央のブロックでは船種別の船腹量が記憶されており，品目と船種がうまく適合する
ように船種別の輸送量がきめられる。船種別の輸送量と船腹量により需給バランスがきまり,それがタイトになればその船腹の発注量がきまるク発注された船腹はそのときの状態によりきまる建造期間を経たのち新造船として船腹量に加わり，新し↓､需給バランスをつくる二とになる。一方，長期間使用され寿命のすぎた船はシステノ､を去り廃船される。
以上の話は，少女簡単すぎて信用できないようにも感

4・

おわりに

流体力学，構造力学という船舶工学の基本的素養から見ると， システムエ学的手法は少々異った方法論である。 しかし， システムエ学的方法論，即ち同定・推定・制御の問題はすこし見方を変えてみれば，設計，建造，あるいはそれ以前の市場調査．企画などの面で大いに役立つものである。未だ発展途上段階ではあるが， いずれ
人工知能など創造的側面も充実してくるであろう。そうなれば，あえてシステム工学とは言わないまでもこのような方法が船舶工学の中の非常に重要な地位を占めてくることは疑いない｡造船技術者の中にはこの面で多くの先輩が活躍しておられるが，更に多くの賛同者を得ることを望ゑたい。

−86−

園特集・明日の造船技術のための基礎研究121

転倒しないアンカーの研究
浦環

東京大学生産技術研究所
ク(Shank)方向に少し引きさえすれば，爪は海底に貫1．

入し，アンカーの重量に比べて非常に大きな水平抵抗力

はじめにを船に供給する。次に述べるストックレス．アンカーも推進機としての擢やプロペラのように，繋留装置とし含めて'このように海底土中に貫入するアンカーはEmb‑て錨あるいはアンカーは船の歴史とともに長い時代を経て少しずつ変化している。初期のものは，石に縄を付けた程度で，現在シンカーあるいはDead‑Weightアンカーと呼ばれて同様のものが用いられている。"その水中重eNTTTentアンカーと総称される。

量に対応する垂直力あるいは海底との摩擦力に対応する
水平力を繋留力（把駐力）として船に提供する。しかし， これでは道具としての効率がいかにも悪く，後年になってストック・アンカー')あるいは四ツ爪アンカーがた。実際，長いストックは甲板上でやっかいな代物である。新しいアンカーのアイディアは，爪とシャンクの交点にヒンジを付けて回転させ， これ菫で上下にあった爪開発される。ストック・アンカー（図 参照）の考え方

は畑を耕やす鍬偲)である。鍬だけでは爪(Fluke)が上や横を向いたときに用をなさなくなるので，ストック(Stock)を爪に対して直角に付けて回転を防ぎ， また爪は上下いずれの方向にも付けられた。投錨してシャン
0 6

19世紀中頃2)になり，船舶が巨大化するにつれて，ス
トック.アンカーはいかにも大きく，取扱いが不便であるため，新しい型のアンカーが開発されるようになっを一方にのみ限定し同時にストックを除いた点にある｡たとえ裏返って投錨されても， シャンク方向に引けば爪がヒンジまわりに回転して海底土中に貫入する。爪が横を向くのを防げば，ストックは不要である。シヤン
グ端に長いストックがないので，現在ほとんどの船で行なわれているように，ベル・マウスからホース．パイプ

鍵鴬鴬灘懲鱗ドli90'：lDp

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Vo1 321979-1

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Crown

写真1

StqbiiizingFin

AC14型高把駐力アンカー(左）と亜S型ストックレス・アンカー（右）図1ヴァイキンゲが用いたスト､ソク･アンカー'）
−87−

CrOWn

可
｜

船の科・

学

にアンカーを引き込むことができ，投錨・収錨作業が極用いた実験を行い,AC‑14型高把駐力アンカーを世に送めて容易となる。この利点は非常に重要であり，何を他出した。これまでのASS(AdmiraltyStandardSto‑にしても取入れたい。

ckless)アンカーを上記3点に関して具体的な形で改良

しかし，ヒンジ型のアンカーは，

はたしてその効能書きの通りに爪を常に海底土中に貫入し，ある程度の評価を得ている。Dove等の研究は，そさせて高い把駐力を供給し得るであろうか。

の後のアンカー研究に大きな刺激を与え，アンカーが今日もなお19世紀とほとんど変りない形を

また高把駐力アンカーは船級協会の船級規則にも反映されている。

していることは次の3点に原因すると考えられる。第一かし，しアンカーに作用する力の性質が不明である限り，に，作動する海底土の力学的な性質が複雑かつ多様であ

アンカーの転倒現象の力学的メカニズムの解明ならびにり，

根本的な対策を取り得ない。

アンカーに作用する力は定性的にでさえ捕えにくい，第二に，チェーン等を介して遠く離れた海底で作動するため，挙動を観察することが困難である。第三に，船舶にとってのアンカーは自動車におけるサイド．ブレ2．

ーキに当るもので，ある程度の能力しか期待されておら

アンカー各部に作用する力

アンカーの海底土中での挙動を解析するには，ず， また，その信頼性が真に問われる状況に遭遇しない

アンカ

ー表面に土より作用する力を解明する必要がある。このよう，あらかじめ逃げることが可能である。

土質力学的な力を解析する近似理論として，

ところが，近年になって海上構造物，特に石油試掘リ

論等の塑性土圧論が考えられるが，グが多く建造され，海上で定点を維持するための繋留装

クーロン理

3次元影響が考慮されず実際に作用する力の兇程度の値が得られるに過ぎな置が注目され始めた。船舶の場合と異なり，多くのアンい。ここでは，基礎的な実験5)により力の性質を明らか

カーを素早く確実に打つ必要がある。ここではアンカーにする。海底土のモデルとして乾燥した砂を用いる。乾はサイド・ブレーキ的な裏方から，主役ではないものの
陽の当る舞台へと登場する。

燥した粗な状態の砂の力学的な性質は粘着力による影響が少なく， アンカーが関係する環境である水に飽和したアンカーの性能として次の3点が主として問われる。

海底でのそれと本質的な差異は少なL､6)。

（1）投錨したときに爪が容易に海底土に貫入するか（2）最大把駐力は大きいか（3）最大把駐力は安定しているか

長方形の板が砂の中を移動するときに受ける力につい……作業性て考える。図2は板の開き角〃が90°および40.のとき

……効率
……信頼性

に作用する力の板に垂直な成分F》zを示している。乃z

現象を起こす。同時に爪とシャンクの間に海底士を挾
み，結果としてヒンジまわりに爪が回転しない。たとえ一時的に高い把駐力が得られたとしても,移動により転倒して把駐力が激減する可能性があるため，信頼性は低い。安心して使用できる把駐力として，転倒した状態
つまり爪が上を向いた状態の低い把駐力が対象となる。
1960年, Dove,H.L. 4)等は数多くのアンカー模型を
！

−88−

識

ベ
FZ
○○︒

回転し，遂には爪が上を向き，転倒した状態で安定する

中這縛泗糊ｕ掴ＳＲ岬わ昭二品念ンカーが引かれて移動すると， シヤンクまわりに徐々に︵９︶ど旭

IS型アンカーを含めて， これまでに作られてきたヒンジ型アンカーの大きな欠点として， ストックがないために安定性に疑問がある。正常に海底土に貫入しているア

したがっ

土表面からの深さに比例するとして良い。つまり，水圧

１１１

十数本にも及ぶアンカーを打つ試掘リグにとって，いずれの点も重要であり，一点でも満たされないときには，繋留作業が全体の作業の進行を大きく遅らせるのみならず， リグの安全にも関わる。Hall'sアンカーの改良型であるJISストックレス・アンカー（以後JIS型と呼ぶ）は舶用として広く用いられているが，上記3点のいずれにおいても優れていないことは知られている3)｡ Jは板の幅b,深さdの2乗にほぼ比例する。

て，板面に作用する力の分布は，乱されない状態の海底

90.′△

5

、

0

図2

5

−

板の巾

b(cm)

10

5

10

板の深さ d(cm)

長方形の板の形と作用する垂直力の関係

15

Vol.31 1978-1

ﾐ＞I‐

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４３

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曇も塁舎言謹:一菅
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、

CN=1070/f+8.98+l .35×IO‑7>､";、

O＝＝I±24. （〃≦78．， 〃≧150． ）176.‑3‑〃(78.＜ "<I50.）

q＝0．37

0

エ

図3

座標系

板の開き角〃

図4

的な力が作用している。ただし，摩擦力が作用するので乱されない砂表面下の長さ10cm,幅5cmの板が移動するときに作用する抵抗FDと揚力FL力の方向は板而に垂直ではない。方向および大きさは，板の各部間の相互影響，砂の盛上がりを無視して，板面

−実験結果
JB画によ

の法線ベクトルn=("x, "j,, "z),乱されない表面よりの深さ一Z，

日を仮掴肩

および海底土の比重量γの関数として表わせ。ここで， 難方向を進行方向, Xy面を乱されない土の表面に取る。微小面積aS(図3参照）に作用する力(/rdS,方αS,たαS)は
たaS=Cx(n)7zdS
jjdS=Cy(n)7･zdS
たばS=Cz(n)7zdS

Iと苔ける。Cx, Cy, Cどの各係数を実験的に求めること
により， アンカー各部に作用する力が決定され， アンカ

図5

AC‑14型アンカーのスタビライザーに作用する力

ーの海底土中での挙動が準静的に解析される。

多くの実験より各係数は， 開き角ワ=""‑''zg/"",見の断面形状は直角二等辺三角形である。図5はこれに作用する力のベクトルの実験値と(1)式による計算値を示

掛けの摩擦角6(ﾜ)，抵抗係数CN("),横力係数9を用いて

Cx={si""+cosワオα〃6(W)}〃難cⅣ(ﾜ）Cy=9C露 zji/7zx
Cz={COSり一s加リオα〃6(")}"xCN(")

す。破線は図中のABを仮想面として計算した結果で，同様に良い一致を示している。ここで示されるように，｜

この形のスタピライザーには正の揚力が作用する。

3．

と書ける。 （1）式をアンカー全体の〃ｪ>0, z<0の面で積分すれば， アンカーに作用する合力F蕪，蹄，座およ

シヤンクまわりの回転の安定性

アンカーが引かれると，爪に作用する負の揚力などにびモーメントMき， ハ"y,M宮が得られる。

図4は砂中の長さ1=10cm,幅b=5cmの板に作用す
る抵抗FD=‑‑Fz,揚力FL=F患を示している。 この場

より， アンカーは土中にやや沈降し，かつ前後に回転角を持つ平衡状態となる6)。 ここでは簡単のためにシヤンクの中心軸を乱されない土表面のアンカー進行方向に固合, "y==0で，板は進行方向の左右に傾きを持たない。
(1)， (2)式を用いた計算値を実線で示す。開き角りく66.
では板に負の揚力，すなわち砂Iこ引き込む方向の力が作定して考える。 この状態（最大把駐力状態）が静力学的用することに注意しておく。

少角4叩回転したときに，正の復元モーメント4MSが発生する必要がある。すなわち

AC‑14型アンカーのスタビライザー(StabilizingFin)に安定であるためには， アンカーがシャンクまわりに微

−89−

船の科学

１１

ー

了

』＝爪の長さの解析モデル

れ，安定性が決定される。

安定性を比較するために， (3)式の左辺を無次元化して安定性係数国を雪=4jf‑1(M,6)●①○○○○●●○○○○
安定領域

①○①

●●●

●●● ●●●｜

竺旦上がりノイの限界●●●●●●●①1 、
不安定領域

20

30｡

40｡

50

60.

爪一シャンク開き角β

図7スタビライザーの無いアンカーでも安定であり得ることを示す実験結果と計算による安定限界との比較に，爪の間隔をある程度狭くすると，スタビライザーを1

デル5)化により容易に計算され

９

０
３．
１
０

一一一一

２一

逼国

１１刈川ⅡⅢＩⅢ４１１０１４■■Ⅱ旧旧叩ⅢⅡ旧咄叩Ⅱざ可１１岬咀がＴ凹心０ＪⅢ肥冊８口６７凶刃Ⅱ■Ⅱ８■廿凸ｂｒｒＢ１ＩｑⅡＨＰｌｂ０７

AC‑14型●●○○○○

取付けなくとも(3)式を満たすようにできる。写真2ほ(4)で定義する。ここで』とbは爪の長さと幅である。AC
−14型およびJIS型アンカーの安定性係数は簡単なモ

〃S型

安定限界、

安定

●●

１１４︲Ｉ１川咽１１︐４呵叩１１Ⅱ１４として正の復元モーメントを作り出す。また， アンカー
・ヘッド（爪， クラウン，スタビライザー）の重量W
は，重心が通常ヒンジの前方α1α：爪の長さ）にあるため正の復元モーメンl､を発生させる。』MSはこれらのモーメントの和となり，爪とスタビライザーの形，およびヘッドの重心位置と重量により(3)式の左辺が計算さEq(3)による

過渡的

●●●

１１
１
１

１

用する力の大きさは，その面積および図心の深さにほぼ比例する。爪には負の揚力が作用するため，一般に負の復元モーメントが発生することがわかる。逆に，スタピライザーにほ正の揚力（図3， 5参照）が作用し，結果ぬけ上がI)０zIMS/』〃>0(3)
図6は』 回転したときのアンカーをモデル化して画いている。前節の結果より爪およびスタピライザーに作

不安定層α』＝ヒンジからアンカー。ヘッドの重心までの距雑
図6 シャンクまわりと微小角4鞭回転したアンカー

三
８﹃○
６
４
２
０
２
●▲①
０
０
０
０

写真2爪の間隔の狭いアンカ・一モデルｓ蔦澤や︶︑ご宝一入ｘＩＷ暇縫岬舗叩一三噛細Ｓ些試．く・ｌＲ入ド

１

１１１ １ １1＝璽憲罵蝿夢、けｐｌ７〃ｌ■ⅡⅡ！ⅡＦＩｌ０６となる。 JIS型はAC‑14型に．比べて，爪の間隔が広く，スタビヲイザーが小さいために安定性が悪い。爪には負の揚力が作用するため，爪の間隔が広い場合には，微かに傾くだけで大きな転倒モーメントが作用する。逆1（爪の中心間隔）／（爪の長さ）＝0.231のスタビライザ
ーのないアンカーで，爪‑シャンク開き角潴よび， 自重による復元モーメントの大きさを変えて引張り，安定性を実験した。結果は(3)式による安定限界とともに図7に示され，両者は良い一致を示している。ここで， ぬけ
上がり とあるのは，爪などに作用する力およびモーメ
ントがアンカー・ヘッドを持ち上げ，爪が海底土より出て転倒する現象を言う。 ぬけ上がり''は爪‑シャンク開き角が大きい時，あるいはシャソクが短い時に起こり，

シヤンク端を通る軸まわりのモーメントの正負により(1)式を用いて検討することができる。図中の鎖線は計算による限界で実験結果と良く一致している5)。

爪の間隔を狭くすることは安定性を向上させるが， シ

-90T

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一

一

一

Vol､321979‑1
Z︾︒︑︑鐘．■〃卦．皇亀﹃砂︑釣．

↑・︾︾簿・悪ぜむ︑︒︾辞︲・一冠・恥︒ 静0,M吋幸司･湾篭

0.5兇
｡薄く畿畠鼻§鵠

1囑城
亨蕊蕊

慧翻裳

蕊

1S必
2,M
ー

剛蕊

砂 鳶駕鑿

o安定な平衡点●不安定な平衡点

安定なアンカーの復元モーメント曲線の分類
墨…

ヤソクと爪の間に海底土をはさみ込み，アンカーがぬけ
上がり易くなる可能性があるので注意する必要がある。

学

現実的には安定性係数国が十分に大きくなるようにスタビラィザーを取付ければ良い。

4．

完全安定アンカー

馴山則ⅢⅢⅡⅡ■■Ⅱ■■冊ⅢⅢ■■■Ｕ日出ⅢⅢⅢ困刷ⅢⅣ■則ⅢⅢⅢⅢⅢｒⅢⅢ田ⅢⅢＩｊＩＩ１ＩＩ二口■じほ■■■９Ｆ■■Ⅱ１■ＩＩ１１■Ⅱ

図8︾・・・一く蒲︾︾リ ＝]鉛。

の三一入×Ｉ中暇窪

前節では微少回転に関して，安定性を論じた。ここではさらに，大回転砂＝0｡〜180.について考える7)。船の横傾斜に対する復元性と同様の議論ができ，安定なアンカーが持つ復元モーメント曲線は図8に示す3種類が一般に考えられる。 (3)式の条件は回転角切＝0．で（復元ｰ

巳■■■■■ｒⅡロ日■１画■■

言−モーメント匂配）＞0の条件となる。通常の安定性の良いアンカーでは図中のBある、､はCの形の復元モーメント曲線となる。AC‑14型あるいはストック．アンカー
感 ＝180｡の裏返った状態も安定であるのでCの形となる。写真2のアンカーでは爪の自重の影響により〃､＝180.
がﾌi<安定となる結果, Bに属し，大きな外力により転倒すれば，図中のり=Ws6の安定点まで回転する。一方，Aの形の復元モーメント曲線を持つアンカーには安定な平衡点がり =0｡の象で,外乱によりアンカーがたとえ大きく回転したときにも，必ず叩．＝0。の最大把駐力状態に復帰する。この性質を持つアンカーを完全安定アンカーと呼ぶ。完全安定アソカーは全く任意の姿勢で海底に投羅されたとしても,わず嘩唱那阜と嘗嘩大響力状態になる。裏返った状態が不安定であるため，アンカー。ヘッドをヒソジにより回転させる必要はなく， シ
ャソクに固定し得る。この性質により， 1節で述べたア鴬蕊
嬬識
七一一由宇一

ShanW

写真3

』

ろ

蕊

爪が上を向いた転倒状態(W=180｡)より，わずかに引くことにより最大把駐力状態となる完全安定アンカー。爪の長さ』の0.5倍ずつ移動距離ごとに撮影して合成。

−91−

」

船の科学

5．

写真4

本研究では，まず，平板が砂中を移動するときに受ける力の計測から出発し，アンカーの転倒現象を解明し，さらに完全安定アンカー，すなわち転倒しないアンカーの概念を導入して試作を行なった。
始めにも述べたが，アンカーの挙動の研究は海底土との複雑な相互作用を考えねばならないため，純理論的に研究を進あて定逓的に解析できる段階にはない。ここで 土のモデルとして再現性が良く実験が容易に行なえ

EIephantAnchorl2kg(モデル）︵鴎偶ＩＲ入侶︑︹屈冨Ｔ︶無逵長螺里

７６５４３２１０

る乾燥状態の砂を用いたことが，現象を適確に捕えることを成功させたと言って過言でない。アンカーの挙動の定性的な性質はこれにより十分に把握できる。他の種類の土質におけるアンカーの挙動は未知の部分が多し､が，本研究の結果との本質的な差は少ないと考えられる。詳
しくは，本研究の方針，すなわちアンカー各要素に作用する力を基礎実験により検討することにより解明し得ると考えられ， さらに性能の良いアンカーが期待される。
最後に，本研究に当り多大な御指導御協力をいただいた東京大学工学部山本善之教授に深甚なる謝意を表しま

I

I

0

5

アンカー移動距離

完全安定アンカーを転倒状態
および正常な状態

3(m)
10

(2)

’

ト

参考文献

1)Langstr6m,B:星と舵の航跡（邦訳：石原慎太郎＝180｡）＝0｡）より引いた時の張力変化。鎖線はJIS型アンカーの最大把駐力を示す。

ソカーに要求される性能のうち(1)と(3)が同時に満たされる。写真3は写真2のアンカーに爪面に垂直な面を持つ
長方形のスタビライザーを取付けた完全安定アンカーの挙動を示している。爪が上を向いた転倒状態 ＝180｡）
からシャンク方向に0.54づつ6.01まで引くと，アンカー
は徐倉に回転して爪が海底土に貫入し，最大把駐力状態（〃＝0｡）が実現する。

写真4はこの結果を基として試作した自重約12k9のアンカーで，その形状からE1ephantアンカーと命名し監修）ノーベル書房， 1968

2)P･Y･,HIOhv55mgationsonModelAncho‑
工"jTranSI.NA"vdI92, 1950,"351‑375
3）本田・片上: "JIS型ストックレス・アンカーの把駐性に関する水槽実験"，
日本航海学会誌，第24号, 1961, pp73〜82

4)LD9veIHL"aha Fefrg､'iX: ;befgiopmen:
gf".orf,TransINA.,V61. 102, 1960,

pp.535‑554

5）浦・山本： アンカーの安定性に関する基礎的研究

日本造船学会論文集 第140号, 1976, pP279〜285.

6）浦・山本：アンカーの安定性に関する基礎的研究（第2報)，

日本造船学会論文集 第141号, 1977,pp.145〜152.

た。図9は〃＝0。および切・＝180.の2通りの状態からアンカーを引張ったときの把駐力．の変化を示している。

7）浦・山本：アンカーの安定性に関する基礎的研究（第3報)，

最大把駐力状態の安定性は極めて良く，かつ転倒状態か

日本造船学会論文集 第143号, 1978, pp" 196〜200.

らも容易に最大把駐力状態となっている。

−92−■＝一一F‑勺一一二誼＝d

’

す。
2

I

0

図9

一全

おわりに

岱弐一生=

●

■ー一士一一一一

一o亘一＝‐→

Vol,321979-1

画特集・明日の造船技術のための基礎研究（3）珪狸船技術と信頼性工学板垣浩

横浜国立大学工学部

緒

一一一一目

1．

2．

破損の定義の重要性

船体という構造物，あるいはその部分が，ある定められた期間中その機能を果すためには，その機能を阻害す

造船技術に信頼性工学が多少とも寄与するところがあるだろうかという問に対しては，答は肯定的である。でるような出来事が起ってはならない。そのような出来事

は，造船技術にとって信頼性工学は不可欠であるかという点についてはどうであろうか。造船工学(とは限らず）には種々の程産のものがある。一部に凹損を生ずる，割れを生ずる，破断するなどである。構造物信頼性解析をはその揺鐺関からそれを必要不可欠のものとして,"可能
な種食の方法を適用してきたと言えるのではなかろう
か。現在行われている信頼性解析法とアプローチの仕方が異なるとは言え，その目的は同じである。 目的とは船がその一生を通してその機能を充分に果すことであり，小さく言えば，船の設計・建造の各段階で判断を下すための手がかりを提供することである。方法は時とともに進めるためには，定義し得て，

これらの出来事すなわち破損を明確にしかもその力学的条件式が定められなくてはならない。信頼性解析の出発点であって最も困難な部
分の一つである。現実にどのようなことが起り得るかを知らずには，それを防止するための手段をとることは不可能である。永年の経験，実物試験などによって起り得変っていき'呼称も次第に固まってくるものであろう｡信

る破損を定義し，その条件を定めることになる。

テムや，電子工学の分野で著しく発展し，それが構造物

件を数式で表わすことはかなりの困難を伴う。たとえば起り得る事態を予測し得ても，それが生ずるための条

頼性工学の場合にはいわゆる構造系の工学ではないシス

信頼性工学に応用されるようになった為に，一見，いままでの流れと断絶があるかのようにみえるのであろう。
従って，先の問は次のように変えねばならない。現在，脆性破壊を例にとってゑても，破壊条件といわれる式はエスである。また客観的にもそうであろう。何故ならう立場をとるならば，おそらく，ほとんど全ての構造物について信頼性解析を行うことは不可能となるであろう。電子工学などでなぜ故障が起るかを知ることなしに信頼性解析を行い得るのは，実験的に多数回にわたって

幾つか提案されているのが現状である。そのいずれを選ぶかはその人の判断である。判断に誤りがあれば，結果

構造物信頼性工学として行われている解析方法は造船技術に非常に有効なものであろうか。我田引水的結論はイ

は当然誤りである。破損条件を明確に定めることができないならば信頼性解析を一歩も進めることはできぬといぱ，航空産業に於ては広く適用され種盈の有用な結果を導き出しているからである。航空機も船舶も同類であるからには，一方に役立つものが，他方に役立たぬとは考故障を再現し，必要なデータを入手しうるからである。
一方，構造物ではそのような事は実現不可能であるためえられない。

以下に簡単に構造物信頼性解析について説明し， どのように利用しうるかを述べてみたい。信頼性工学一般については教科書に準ずる君物も出版されていることでもあり，詳細はそれらを参照していただくこととして， こに，破損そのものの解明が是非とも必要なのである。
さて，先にも述べたように，信頼性解析が，方法こそがあるのでそれを参照されるとよい。信頼性の解析は，そのような解析の後に行われることが多い。

−93−■■ⅡＨＰＩ１

こでは考え方の骨子のみを述べるに止める。また，信頼性工学と密接な関係にある故障解析も重要であるが， 日
本造船学会誌591号（1978年9月号）に玉木による解説

ちがっていたかもしれぬが，行われてきたということ
は，その時点で得られた情報を，その確からしさなどを勘案して利用していたことを意味する。したがって， もしも破損条件が幾つか提案されていたとすれば，それらの確からしさを充分に考慮して選択するという方法がとられてきた。しかし，その時には常に最良の選択ではな

船の科学として考えていくのもまたその人の判断如何であるとい

いかもしれぬということを忘れずに，得られた結果の持つ意味を考えねばならぬであろう。 このような態度をとう点で主観的である。とはいえ，そのような判断に至る

ることは日常ではごくありふれたことである。構造物信までには理論の検討，客観的事実の積み重ねなどの経過

頼性工学では，をふんでいるはずであり，単なる当推量ではない。

しばしばこのようなどちらかといえばあいまいな立場をとらざるを得ないことがある。そのた

信頼性解析に入る前に破損の定義ならびにその条件式

め，そのようなあいまいさを解析に取り入れる工夫をせを書下すことが先決であることを述べたが，破損の定義ねばならぬのである。破損そのものを例にとったが，そとは，換言すれば,考えている構造物のmathematical‑

れに限らず信頼性解析に必要でありながら不明の事が非常に多い。ある意味では信頼性解析を試承るということ

mechanicalmodelを構成することに他ならない。そのようなモデルが出来上って初めて信頼性解析に入るこは如何に知られていないことが多いかを確認することでとが可能となる。

あるとさえ言える。

3．

破損のモードが幾つか（ル種とする）あり，それらに

確率的要素

対して

０００

︑ｊ／︑０ノ︑１ノ

二二三

刀刀刀
Ｘ
ＸＸ

●●
●●
●
●
●●●
●
グ勺〃令〃

ｊ

１１１

Ｊ
ｌｊ
ｌｌ
ｌ

２Ｘ
２Ｘ
２
Ｘ

Ｘく
ＸＸ
く
く

一一一一一一Ｚｚ象ｚｚ・・・象

Ｊ
ｊ
ｊ
ｌＩ
ｌＩ
ｌ
Ｉ

I

出来上った力学モデルから式（ −1）のような破損条件を得たとしよう。式（，−，）のX,,X2,……,X" (X
この力学モデルのパラメータであり，たとえば，板厚，(1-1)

寸法，外力の尺度，応答の尺度，強度の尺度などである。この力学モデルを用いて（確率論的）信頼性解析を

あるいは

Zﾙ")=Zf(1)(X,,X2,…,X")≦0

}

(1-Q)

モ◎つ

浪るつ
韮唾も

唾唾率

ダ潅な

を

も

な

恥

布

ム過罪の

ンガので

とト強⁝掌・峨

ラ
常く法
に定届る寸
も︐であの
とで度で陥

ここで，

聴韮癖畦初

(A)

ＸＸ⁝Ｘ⁝Ｘノ)， ノー1,2,…, Jは幾つか提案されている破損の力学的条件であり，実際にはこれらのうちのどれか1つが最も良く現象を説明しうるのである。

一一一一
口上２．２〃のように破損条件を書くことができたとしよう。式（1−娠郵乖識行うためには対応する確率モデルを構成せねばならない｡xjのうちどれを確率変数と考えねばならぬかを検討し，それらに対して適当な確率的性格を与えることによって信頼性解析のためのモデルができ上る。たとえば，

Pr[(1‑j)式が正しい]=クノ, /=1,2,…, u (2)1三カノ三0のようであったとすれば，信頼性は(A)なる確率的要素

X1,X2,…，X の関数Z,,Z2,…,Zルが時間(0,T)の間で負またはOとならぬ確率R(T)として得られる。このと書いて， （1−/）式で与えられる破損条件の確からしさを表わすものとする。もしも非常に有力な破損条件があR(T)の計算には確率論の方法，確率過程の理論などを応用する。この計算の方法を種々考察することは信頼性工学の主たる研究目的であったし，今でもそうである。
その方法は確率モデルによって異なる。たとえば, Z1=
X2‑X,であれば， これはいわゆる確率過程の初通過(firstpassage)問題となる。計算の最も簡単な例としって，他には考えられないとすれば，その確からしさは1であり，他の条件式の確からしさは0である。
式（1‑1)〜(1‑2)を用いて，全く同様な信頼性解析を行ったとするならば，結論−1〜結論‑Qが得られよう。
そして，それらの結論のたしからしさはそれぞれカブである。破損条件として一つだけ，たとえば(1‑1),を考えるのが普通であるが，それは暗黙のうちに，'＝1，他は0という判断を下していることに等しい。式(2)のように書いたが,カノにどのような数値を与えるかは全く主観的問題であるとも言える。また，提案されている破損条件が1つだけしかない時に

1＝1， とするのもては，条件(A)ではなく(B){蕊蝋慧)忌蝿蕊:乗…
というような確率モデルの場合が挙げられよう。 この時R(T)‑T｣)"2)…ん(鯨蝿)dx,dx2…

p,=Pr[(1‑1)式が正しい]=cY,,=Pr[(1‑1)式嘩正し伽̲!̲"}(2''

Zi>0' i=1,…，

−94−
I

（2''）

■■■︑１Ｊ田１１ⅡⅡ：Ｉ

Zi(ﾉ)=Z,(1) (X,,X2,…,X")≦0Vol､321979‑1

率的であるもののみを意味するのではなく，知識，経験のような積分を行えばよい。式(2)の最も簡単なものが，いわゆるストレス・ストレングスモデルであり，次のよの不足からくる不確実さをも含むものとする。

うにかける，

R(T)=11/s(")A(y)dzdy
S＞s

4．

(3)

確からしさ

ここに, S=ストレングス, s=(0,T)間に生ずる最大信頼性解析に限らず，一隻の船が計画され，設計され，建造され，そして使用されるという一連の過程にはストレスである。

種点の解析，検討が行われそれに基いて判断が下されて式(2)に従ってR(T)が計算されたとすると,R(T)はふたたび多くのパラメータの関数となり，たとえばて，一種の確率が用いられている。一般に確率といえばいる。その判断に際して，意識するかしないかは別としR(T)=R(T:Mi,",…,M",Vi,Vi,…,Vi,) (4)のように書けることとなる。ここにM>,隣は澱の平均

事実(Event)を定義しPr[E]=事象Eの起る確率のようにいう。Eとはたとえば試験片の降伏点が苑以下である，あるいは苑 とx2との間に入るというような出来事を表わす。一方，それらの試験片が同一の母集団からの標本であるとして，その数学的期待値解について

値，分散などの厩(難）中のパラメータである。

先に式(')を書くことはかなり困難な作業であると述べたが，それと同様のあるいはそれを上まわる困難が(A)あるいは(B)を定めるときに生ずる。主としてデータの不足から生ずるものであり，溌(難）はどのような関数であるか，そのパラメータの値はどれくらいであるかとい脾1≦似≦/ 2（5）であると述べたとしたならば， これは上の意味での確率
事象ではない。なぜならば，母集団が与えられれば似は定まるのであり，任意に与えた区間(似,,漢2）の中に入るったような問題である。仮,りにFXx)の形が理論的に定められたとしても，その平均値，分散などはデータなしには推定することはできない。多くの場合は恐(ズ)，j=1,…， 〃を適当に想定せざるを得ないのである。このことと，式(2)のような計算（最も単純な確率モデルでか否かは一意的に定まるからである。にも拘わらず式(5)を確率的に扱おうとするのがベイジアン信頼性解析の立場である。

ある）の面倒を考え合せると，結果として得られた八(T)にどのような意味があるのか，役に立つのかという疑問の起るのも止むを得ないところである。すなわち，確率的という不確実さの他に(A)または(B)に含まれる
多くの不確実さのため信頼性解析の効用が無くなってし仮りに応力計算の結果を材料の降伏点の期待値と比較して設計のよしあしを判断するとしよう。材料の降伏点の期待値は一定ではあるがその一定値が具体的に何程であるかは不明である。その時，おそらく式(5)のような表
現の下に判断を下すであろう。決定者は式(5)を主張した

まうのである。しかし， この不確実さは先にのべた(2)あるいは(2'）の不確実さと同種のものであって，必ずしも信頼性解析のみに固有のものではない点には充分留意せねばならない。確率モデルを構成するわずらわしさを避ことになる。

Pr[",≦ α≦"2]=期待値が媒,と似2の間にあるという主張の確からしさ
（6）

あるいは

けるために，あるいは計算を簡単化するために簡単な解析に終始したとしても，最終的判断に際してはこの種の不確実さを考慮せねばならぬのである。このような意味
での不確実さを放置したままでは信頼性解析結果を有効に利用し得ないという認識から， この不確実さを数量的に取扱おうとする試みもなされている。その一つはFuzzySet (あいまいセット）理論の応用であり，他のとして， このような主張あるいは記述に対して全く事象に対すると同様の取扱いをすることが可能である。すな
わち，ある主張の確からしさを0〜1の間の数で表現
し，かつ，確率論の方法を適用するのである。換言すれば，確率的ではないが不確実さを含むものを確率で表現することによって，本質的な確率変数と同じ枠組内，確率論という枠組のなかで一括して取扱うのである。
簡単な例を述べると，いま，ある構造物の信頼性関数が検討などである。以下，確率的要素とは必ずしも真に確−95−

R(f)="'{−んt｝

(7)

１１

一つは確率論の延長として不確実さを確率的に扱うベイジァン解析である。一方， よく知られていない要因については適当な仮定の下に信頼性を解析し，その結果を利用する方法を考える立場もある。例を挙げれば影響度の＝信念の度合(degreeofbelief)

可

｜

船の科学

のようになることが判っているとしよう。 入｡は真の破損破損が生じないだろうということに対して工学者がどの率である。 』･が与えられている時には式(7)はこの構造物

程度確信をもつか，あるいは持ってよいかを表わす数でが（0,ｵ）の間破損しない確率をあらわす。 ス｡が充分にはあるという考えもありうるように思う。多数事象の頻度判っていない時， ス｡="(i=1,2,…,〃）としてではなく確からしさの表現である。

Ri(r)=e"{一ｽを求めれば，

ｵ}

もう少し式(9)について述べておく。式(9)が信念の度合(8)をあらわすとすれば，そのような信念はどこから得られるのか。いうまでもなく，従来の経験である。経験豊富
であればス,＞』｡＞心を充分せまい範囲で定めることもこれはス。がスiであると考えた時の信頼性である。もし，できよう。逆に，経験が不足しているならばス を充分Pｧ〔』｡="]='r, j=1,2,…,Z,f=1, ス1>12>……＞ル,(9)に小さく （保守的に）また〃も大きく想定せねばならぬであろう。その結果，前者では信頼性は適当に，後者では余りにも安全側になるであろう。ここにいう経験とはであるとすれば，かは信頼性がRfであるということに対する信念の度合を表わす。

た(f)=ZRi(2)"ゴー1

構造物の使用実績でも，基礎研究の成果でもよく， ス｡の推定に影響する資料全てを含承， しかも不確実さをもつために従来は解析に組承入れにくかった要因である。具⑩

体的に必にどのような数値を用いるかは，今まで述べて来たことから察せられるように，非常に任意性があるといってもよい。ただし，同一人物であれば略を同一のは平均的な信頼性を意味する。

ス。に対する情報が不充分であるから（式） 9の〆に具体的数値を与えるのは主観によらざるを得ない。その意味で式(8)は主観的信頼性であり，式⑩は平均的主観信値を与えるであろうという前提の下にである。何ら意見を変えるべき経験の追加の無い時に，以前に定めたか＝
0.1という値を突然0.01とすることは有り得ないとい頼性である。

ス･を客観的に定めることが不可能であるから，式(7)をう程の意味である。
このように個人のあるいはグループの主観に基づく数計算することも不可能であるという立場をとる限りは安
全性・信頼性に対して如何なる判断を下すこともまた不可能である。安全に対して如何なる判断をも下すことな

字;こ何の意味があろうかとも言えようが，少なくともそれはその時点で得られる最も良い判断であろう。従って，式⑩から得られる信頼性は充分利用するに足るものといえよう。とはいっても主観によるという任意性は決して推奨されるものではない。特に，新たな経験を得た

く構造物を使用することは有り得ない。安全の指標が式(7)のように書き表わせなかったとしても， また信念の度合を明確に式(9)のように述べられなかったとしても，大略の筋道は式(7)〜式⑩のような順をたどって結論に到達

時に再び主観的判断を下すのであれば，人を納得させることは困難であろう。この点を回避するための一つの方法として用いられているのがベイズの定理である。次にそれについて簡単に述べる。

しているはずである。

さて，式(8)あるいは式⑩が主観的であるというのは式(9)という信念の度合という概念のためであった。確率R(t)=10 "という数値が得られたとしても， これを10,個の構造物のうち平均1個が破損すると解釈することは実感にそぐわない。なぜなら．；高価で重要なしかも同様な椴造物はそれほど多数個存在する訳でもなく， また多くの場合は特定の構造物についての信頼性に関心が向けられて↓､るからである。そのような意味で，たとええ，が与えられていたとしても信頼性とは（0〜f)の間こ=＝亀＝P全角､合一一一瓦.耗一ローーー､｡■一一ﾏ ． ‑判断の修正

過去の経験をふまえ，学識経験者の議論をもとに，船体機造部材の寸法を求める経験式を決定したとしよう。
その数式に従って設計建造された船舶が実用に供された
とき，予想通り無事に就航している間はよほどの事情がない限り判断（経験式）の修正を迫られることはあるまい。反対に疲労による割れが頻発し使用者からの苦情が多くなれば，安全への配慮もあって，先の判断を変更，
すなわち経験式を修正し使用応力を減ずるであろう。その結果，疲労損傷は殆ど皆無になり設計者の側から安全すぎるのではないかの声が上ることもあろう。始めの判

−96−

1

.

5．

一

一一

．＝.−．＝.一１１１１の最も妥当な説明は頻度解釈であろう。すなわち，多数
事象(massevent)を対象とし何回中何回起るかというような意味に用いられる。式(9)は全くそのような意味ではないことはすでに了解されていよう。概念は式(9)とは全く違うが， しばしば構造物の信頼性では確率とは何かということが問題となる。 ス。が与えられていれば，式(7)から求まる信頼性（確率）は主観的ではない。 1−

1

「

暮一

Vol.321979‑1に移動させる働きを持つ。それによってβと作用応力の関係をもとにした判断の修正が可能となる。実際の問題
はさらに複雑であろうが，破損機構のモデル化が可能で，そこに式（16）で表わしうるような不確実さを含むならば全く同様の手続きで式（12）を定めることができる。以後に別の経験を得たならば修正は同様に行いうることも理解しえよう。本文は解析の詳細を述べることが目的でないのでこの程度の説明に止めるがベイズの定理の応用は信頼性解析のみならず多くの分野でも試みられ断が危険側であったとすれば次の修正は過度に保守側に行き，それの再修正には初めが危険側すぎたことの反省が一種の歯止めとなって作用する。ごくありふれた主観
的状況判断であろう。昔からの諺にある通りである。
第一回目の判断は英断に頼って，あるいは蛮勇をふるってなさねばならぬとしても，以後の修正は出来るならば客観的方法と言えるものに依りたいものである。

Bayesは事前および事後確率について次のような定理を述べている。ある出来事Eが起るためには必ずある出来事C/, i=1,2,…9 7Zのうちのどれか一つだけが生起していて, Eの起る確率はCjに依存する，すなわち，良い結果を得ていることを附言しておく。
6．

影響度

Eの確率は
泥

Pr(E]=&P,[EICi]P｡,[Ci]i＝1

力学モデルから確率モデルを作り，適当な仮定の下に('')

信頼性を計算したとしよう。計算に用いたパラメータので与えられる時,Eが起った時にCi,i=1,2,…，〃のいずれが起っていたかをあらわす確率はPr[ci IE]==Ez[斗思芋匹g]̲

一つを変化させることによって信頼性は変化する。どのパラメータの影響が著しいかを知ることは容易である。
信頼性に及ぼす影響が著しい要素には，いうまでもなく設計・製作・使用に際して充分考慮を払わねばならぬ。
また，設計方針の変更，たとえばフェイル・セーフ構造を採用した場合など，それによって信頼性が如何に変化（12）で与えられるというものである。ここに'or[Ci]をCiの事前確率,Pr[Ci lE]をCjの事後確率という。
割れが頻発するという現象をEとするならば, Ciというのは疲労特性についての可能な判断ということになる。たとえば，疲労寿命Tがワイプル分布で与えられるするかをを知ることもできる。これは全て，相対的尺度
として信頼性を利用するものである。モデル（力学的あるいは確率的あるいはその両者）に変更を加えた時，信頼性に著しい影響があるとすれば，とすればFT(#)=1−exp{一(f/β)α｝(13）

採用せねばならない。一方，多少のモデル変更が信頼性に余り影響しないならば，そのどちらを用いてもよいこる。簡単のためαは与えられているとすればとになり，扱い易い方をとることとなろう。
（14）

7．

ということになろう。疲労による割れの頻発という現象
は（01＃）の問にn"ケ所のうち，"ケ所に割れを生じたとい。 '{一'"(〃βi)｡}のように書くことができる。
por[Ci]=Poi, i=1,2,…,〃

順序よく記述したものがモデルであって，それが解析の出発点をなすため千差万別であるので敢えて具体例を挙げなかったことを了承していただきたい。
妓後に，本文を執筆する機会を下さった出宮先生に御

（15）

（16）

礼を申し上げる。筆者が大学院生の頃，先生は今後の船として，損傷の経験を持った後のCiの確率は′'7[Cj]=旦證ff2

むすび

抽象的にモデルと呼んできたため判りにくかった点もあるかと思うが，あくまでも実際に起るであろうことをうことに相当し，

Pr[EICi]=1‑"'{1−(r一βi)"}"‑"』

どのモデルを採用するべきかを判定するのは困難であろう。ベイズ的方法をのαとβについて適当な値を想定することと同じであ
Ci={βががである}, i=1,2,…聯邦I

舶工学では確率統計の概念が重要視されるであろうという予見から応用統計学のゼミを持たれた。筆者も参加させていただいたが，初めの数回で音をあげてついに完了('7)となる○式(16)ははじめのCiに対する，すなわち寿命の特性値βjに対する信念の度合をあらわし，式(17)は修正された信念の度合をあらわす。式(17)ははじめにβの大きい所に確信を置きすぎていたのをβの小なる部分することは出来ずにしまった。そのことを御記憶であったら今回の企画には入らなかったかもしれぬ。構造物信頼性について思うことを述べさせていただけたのは幸い
であった。

−97−

I

■
船の科学

鰹特集・明日の造船技術のための基礎研究（4）

流れの剥難※
田中一朗
大阪大学工学部
1．

を剥離という。はがれる点を剥離点(separation

まえがき

point),このような点をつないだ線を剥離線(separation

流れの剥離(separationofflOw)の問題は実用上極めて重要であり，船舶をはじめとして，航空機， 自動車などの輸送機関から種友の流体機械に至るまで，その性

1ine),剥離線の後方を剥離域という。

「普通ならば」

とか「表面に沿う」とかいう言葉は暖昧であるが，今ほ
常識的に考えるだけで‑1‑分である。

能に対して常に決定的な役割を演じている。しかし，現実例として回転楕円体まわりの流れの写真を2枚掲げ

象自体が大変不連続的であり，かつ非定常性を含んでいる。これは筆者の研究室で撮影したもので，長さ0,8mるため数理的取扱いがむずかしく，流体力学的体系はまだできていない。一方，近年船舶など省エネルギー化，高効率化を目ざじて，流体力学的性能の向上が益灸図られるに従し､，剥離問題の重要性が強く認識されてきた。
又粘性流体理論の進歩，計算及び実験技術の発展などのの回転楕円体を0･15m/sの水流中に置き，流れを可視化するためにメチレンプルーを流したものである。写真で黒く写って↓、るのがそれである。写真1は直進状態，
写真2は約20度の斜行状態に対応している｡写真1では，後端の黒色の部分が流れがよどんでいる所で，ここが剥ため，研究手法は従来に比し格段に進歩しつつある。従って，現在の知識はまだまだ不十分であるが， もう'0年もすれば今不明確な部分もかなり解決され，応用上の成果者多数出てくるものと期待される。本小文は，編集部からのお求めに応じてこのような剥離問題の基礎と応用についてごく初等的に解説したものである。なお，剥離に関する文献も今は数が多くなって来たが，一般的なものとしては，著書として〔1〕， 〔2〕， 〔3〕などがわかり易い。又剥離を扱ったものとしては〔4〕,〔5〕,〔6〕がある。
2．

剥離の色々
■4

■

'埠真' 圖扉再燃周りの流れ(直進）

体（水又は空気）がはがれてもその後が真空になるわけ
ではなく，はがれた後は別の所からの流体がそれを埋めている。従ってはがれたか，はがれていないかの判断は
実はそう簡単ではない。これについては次のようにいい直す方がすっ言りすると思われる。す．なわち，普通ならば物体の表面に沿って流れても良さそうに思われる場所
でありながら，表面に沿わずにそれて流れる場合，それ
一｡

−÷一中

一−一一一一一一一一●−−−−※剥離の剥は当用漢字にはな↓､が，はく離とか，はくりでばわかりにくいので，

111■『･ﾛーーー

ここでは漢字を用いる。
−98−

ｰ一一▲一一ー−−−−

写真2回転楕円体周りの流れ（斜行， 20度）

−ー一一

巳阜９９

−．４〃

流れの剥離といっても，その意味は必ずしも明確でな
いかも知れない。流体力学でいう剥離とは，流れが物体
表面から剥離すること，はがれることを意味する。はがれるといっても固体が表面から剥脱するのとは違い，流Vol､321979‑1

速度

1

一一

〆込

図1

力

突起周りの流れ一一

図3

剥離の説明図図3は圧力勾配と剥離のメカニズムを簡単に示すために書いた図で，表面付近の粘性流体の流速分布はいわゆる境界層になっており，表面でゼロで，表面から離れる

図2

につれて早くなっている。遠方の粒子は運動エネルギー

円柱周りの流れが大きいので圧力にさからってまだ流れるが，表面近くの粒子は速度が遅いため運動エネルギーが少なく，圧力離域に相当する。写真ではわからないが逆流が起こっているのが肉眼では観察される。写真2では楕円体の背中に負けてどこかで止まり，

ここから先は逆流が生じることになる。図4には速度分布をも含め剥離点付近の様子

側に黒くよどみが見られこれが剥離域である。別に上流からノズルで色素を出しているが， この動きから（これも写真では識別不能であるが）長軸方向に回転軸をもつを示した。上流からの流れは剥離点から急に外側へそれて流れ，剥離域内に渦が発生する。発生するといっても実はこの渦を形成する源は上流の流れのもっている渦の素（もと）すなわち渦度であって， これが次灸と逆流域

渦が剥離域上にあることがわかる。

その他の例として図1 ，図2に別のものを示した。図1は流体中の突起まわりの流れ，図2は円柱に当る流れに補給されて渦を保持している。

物体が幅方向に各断面同一形状で幅が大変広い場合，の説明図である。

剥離流場は各断面同一である。このような流れは二次元

以上4種の例を通じいずれも共通していえることは，的であるといわれる。昔の遅い飛行機の主翼のまわりの上流から来た流れがある点で表面からはがれ，そこに渦が発生していることであり， これが剥離の特徴である。

流れなどは大体このように考えてよい。

て定義されるレイノルズ数の考慮が必要である。それが違えば流場も変わるので事は面倒であるが，今はそこまにいえば普通の物体のまわりの流れはすべて三次元的であるという方が正しいが，船も例外ではない。このよう

もっとも，上の話は現象説明用のもので，正確には，速度と物の長さの積を流体の動粘性係数で割ったものとしこれに対し船舶の形状は細長く，流れの幅方向に現象が同一ではない。これは三次元的流れといわれる。厳密で立ち入らない。

な流れでは，ある点で剥離が起こり逆流が発生したとしても，上流からの流れは表面に法線方向にそれるだけでではなぜこのような剥離が生ずるのであろうか。この説明は簡単である。一般に粘性流体が圧力にさからって，つまり圧力の低い方から高い方へ流れる時に剥離が生じる。写真1においては楕円体の後部は流速が遅くなって圧力が高まる所であるし，図2の円柱においても同

−99−

図4

﹄自恥

る。

公家

楕円体が傾いているので少盈状況が違うが 輪切りにしてみると断面内の流れは図2の円柱と定性的に同じとなるので，それが長軸方向に流れて行くと思えば理解でき

ＡＴＩ雛ｌ様である。又図1で先端の凹部は流れが止まる所でやはり圧力が高まる。凸角の所は特異点的に流速が早まり，角を回った途端に圧力が上がっていく。写真2の場合は剥離点近傍の流れ

‑コ

船の科学
1 ．0

〆

0．8

一〆
◆

０ｙ一へり０
■

0．2

一

0

三次元剥離

なく，表面に沿って左右へも逃げることができる。つま

0．2

0．4

Ｕ一町︶

図5

ざ

６４

一

0．6

0．8

1 ．0

図6乱流の剥離点近傍速度分布

り対称面でのみ二次元的剥離があるだけで，上流からの流れはその両側に分かれて流れる型式となる。これを図遅いことがわかる。

示したのが図5で, S1点は特異型剥離点(singular

しかし乱流の場合は若干事情が異なる。数学的にいえseparationpoint)である。剥離域には二次元と同じくば，層流と同様はがれるためには表面近傍の流速も流速渦が出現するが， この場合は図のように曲がった渦になり，ヘルムホルツの定理が教えるように渦は流体内部で勾配もゼロになる筈であるが，乱動のためにこの領域は表面至近距離に押しつけられてほとんど見えず，図4の形とは大分様子が異なるといわれている。速度分布の形
自体は層流と同様表面付近の流速が小さくなるが，時間平均速度分布を書くと層流の場合とはかなり違ってくる。速度分布の形状を表すパラメタ一としてよく用いら終ることはないので，両端が後方に長く伸びる。
三次元剥離では特異型剥離点の外に普通型剥離点(ordinaryseparationpoint)といわれるものがある。
これはS2点付近のような場所をいい，左右から流体が斜に合流して表面から直角方向に逃げる。三次元物体上の剥離は大部分の点がこの型に属している。写真2に示した斜行楕円体の横腹に見える剥離線もこの型になっている。

次に乱流の場合の速度分布について付け加えたい。粘性流体の運動はレイノルズ数の小さいときは層流で，大きいときは乱流になることは良く知られている。上述の剥離に関する現象は本質的には層流乱流の別を問わず起こっているが，細かい点では両者必ずしも同じではないことに注意する必要がある。速度分布はその一例であ・剥離付近の速度分布は図4に示してあるが， これは層流の場合に対応している。層流である限り三次元剥離の場合でも同様で, S1点では勿論のこと, S2点でも剥離

線S,S2に直角に交差する断面内の様子はほぼこれで表,される。すなわち表面に沿う流速の内で剥離線に直角方向の流速成分を考えると，剥離線上では表面に垂直方向の速度変化（又は速度勾配）がゼロとなっている。表面での流速は勿論どこでもゼロであるので，速度も勾配もゼロとなり，表面近傍の有限な厚さの領域で速度が大変れている。これが実際どのような形状に相当するかを求めてふると図6のようになる。図は表面に沿う速度成分
zfを粘性のきく厚さ6,その点での速度",表面からの・

距離yによって表したものである。Hの値が1.8, 2.0，
2.4円三つの場合を示してあるが，大体この程度に達したとき突然剥離が発生する。従って乱流の場合は，速度分布に関する限り，剥離の現象は直観的概念とは少々異なるということができよう。

3． 船の推進・操縦関係の剥離船が直進する場合あるいは操縦により直進以外の運動をする場合のいずれにおいても，船体まわりの流れは剥離を伴っている。その程度は運動の種類によって色盈で

1

１１１

る。

れるものにHという記号で示される形状係数があり，実験結果によると乱流ではHが2．0前後で剥離するといわ1あるが，剥離はほとんど三次元的である。その中で，船尾の肥えた船型では船尾湾曲部（ピルジ部）に起こる船尾ピルジ剥離が一番顕著であるので，以下これについて紹介する。
船尾ピルジ部の剥離は渦を発生し，それが下流の方へ

-100-

』

伴流の大きい須域

君掴のないとさ

QC
図7

レジ渦

船尾ビルジ渦流れて行く。図7にスケッチを示したが， この渦は肥えた船の直進状態では左右両舷に1対発生する〔7〕※。又，旋回中は船体が斜流中にあるので下流側に1個発生す

Ｉ

可ダ＜弓座

ｌ

伴流の小さい領域る。その発生機構は，程度の差はあっても本質的には写真2の場合と同一で， ピルジ部では表面の曲率が強いた
め，船底から船側へ上がって来る流体がピルジを曲がっ

図8伴流分布とビルジ渦によりエネルギーを回収することができ，推進効率をより高めることができる※・阪大では船尾プロペラ軸付近

た所ではがれ，渦になる。

さて， まず推進性能に関係して考える。船の推進性能をふくらませた球状船尾の研究〔8〕あるいは船尾ビルジ

は主としてプロペラをも含めた船尾形状全体できまる。

部に凸角をつけて人工的に強い渦を発生させる研究〔9〕プロペラの作動状況はプロペラへの流入速度が一様であ／
れぱ一番良いことは明らかであろう。しかしプロペラのなどを行ったことがあり，ある程度の成果が得られてい前方に巨大な船体があるため流れは船体に引きずられ，
流入速度の大きさは一様でない。それを模式的に書くとことが必要で， これは結局は圧力抵抗として船に作用することになるため，場合によってはかなり大きい圧力抵抗が追加されることにもなりかねない。この点の解決が現在まだ十分ではなく，今後共研究が必要である。
なお船体を90.倒せば船底と船側とは入れかわるので，る。ただ渦を発生させるためには水に回転運動を与える

図8のようになる。すなわち水面付近と中心線付近ほど
流速が遅くなる。これがいわゆる伴流分布の特徴である。

船尾の肥えた船ではこれにピルジ渦が重畳される。後船尾ピルジ部に相当する所が船尾水線肩部になる。従ってこの付近からピルジ渦とは逆方向の渦が発生する可能から見た断面図は図に示す様になり， ピルジ渦の誘導速度のため船底付近の境界層は外側へ引き出され，上部の境界層は逆に内側へ押し込められる。船尾形状が適当であれば， これによりプロペラ円内の伴流分布はより一様化されプロペラ推力及びトルク変動も減少し，船尾振動，キヤピテーシヨンに対して有利になる。又伴流値そ性があり， これを船尾逆渦という場合もある。船尾船型は複雑なためその外にもまだ多くの渦が発生する余地がIあり，そのほとんどは三次元性によって後流中に長く延びていく。これらの渦の軸は船の前後軸方向すなわち俗称縦方向に向いているので，簡便のため縦渦と呼ぶことも多い。しかし種々の渦を扱うためには徐々に複雑な術語を導入する必要があると思われる。
次に操縦運動に伴い発生する渦について述べる。ピルジ渦は旋回中には壮大なものに発達する。試運転中の船上から旋回中心側の水面を見ると，巨大な水塊が水中かのものも増加し伴流利得が上がって推進効率の向上が期待される。一方ピルジ渦の回転成分が流入速度に加わる
ため回転方向の相対流速も変化するが， これは渦の位置によって微妙に変るので， この影響を定性的に簡単に述べるわけにはいかない。

以上のデータを基にして逆にピルジ渦を積極的に利用

ら水面にわき上がり船側へ向かって押し寄せるが（図することも考えられる。すなわち，渦の強さと位置を適当に制御してプロペラ付近に伴流を集める方法である。
船体が抵抗の形で水に与えたエネルギーは伴流中に残っ

9）

これは水面下のピルジ渦の誘導によるものである。

十分発達した旋回状態においては剥離渦を含む流場の性
質は定性的にはそれほど複雑ではない。しかし渦のためているので， これを全部プロペラ円内に導けばプロペラに船体には大きな横力とモーメントが作用し，その力の※東大田古里教授は早くから， 文献〔7〕の中でこれを※指摘している。

この考えは前々から笹島阪大名誉教授により提案されていたものである〔8〕〔9〕。

−101−

０■■！ｌｌｌｌ０ｌＩＩｌＩｌＩＩＩＩＩＩＩＩＢ■Ⅱ■もＬｂＩ■■■■■■■■■■ＢⅡ耳ＩｌＩｑｆｉＩＩＩｌｌＩＩＩｆＩＩｐ■ⅡⅡⅡⅡⅡⅡⅡ■■■Ⅱ■・口Ⅱ■ｒ・ｌＩｌｌｌｌ１１︲﹄

I

Vol.321979-1

罰

船の科学
分布と大きさは船型と運動によっ

離のない状態と剥離した状態との移り変わり，すなわち臨界状態では一般に不安定で，両状態を不規則に往復する場合もある。その典型的な例は二次元広がり管の実験に承られる〔11〕・図10に示したのは広がり角が種を異なて複雑に変化することが知られている。これを粘性流体力学の立場
から合理的に論ずることは今後の重要な課題である。

る場合の流れを説明する図である。正確には広がり管の旋回初期すなわちほとんど直進

長さと入口幅， レイノルズ数によって現象が違って来るが，今は定性的説明に留めるためその辺は適当に考えることにする。まず(a)は角度が小さい場合で，流れはしている状態では直進状態の流場の性質がそのまま現れ，直進時にほとんどピルジ渦のないやせた船剥離せず安定である。ところが(b)程度に角度が広がると不規則に剥離が発生し，逆流域が出現，移動，消滅をくり返して流れは不安定になる。 (c)は更に角度が広が型では素直な操縦特性になるが，肥えた船型ではピルジ渦や他の三次元剥離渦の存在のため現象が複った場合で，剥離域は大きくなるが，流れは一方に片寄雑になっている。その例として肥ることが多く，かつそのまま留まる傾向が強い。 (d)はえた船型の内かなりの数で承られる異常現象というのがあるが

図9旋回時の水面〔10〕， これは横流れ角の小さい状の流れ

態で船を元の直進状態にもどそう

角度の最も大きい場合で，両壁面で完全に剥離し，流れはかえって安定的である。

船体周りの流場は物体の外側に無限に広がる流域（外部流）であるため，上述のような内部流で起こる現象とは必ずしも同一視できない。しかし剥離の有無及びそのとする異常に大きい復元モーメンいる。この原因はまだ完全に解明
トが働くことをいっている。この原凶はまだ完全に解明

強さと流れの不安定性との関係は本質的に共通する所があると考えられる。従って，船尾が極端に肥厚してくると次第に不安定な三次元剥離発生の危険が増大し，臨界されていないようであるが，恐らく横流れ角のため下流側のピルジ渦が相対的に強くなり， この誘導速度による

船尾端付近の横流れによって， ピルジ渦の弱い上流側船側に特異型剥離点（兼岐点）が生じるためと思われる状態に対応する状況になることが考えられる。 10年前頃
から報告されはじめた自航模型船におけるプロペラ推力
及びトルクの不安定現象は正にこれを裏づけるもので，船尾形状の設計にまた−つ新しい要件が付加されてきたと考えなければならない。もっとも，実際の流場は極めて複雑で， プロペラが作動している場合と作動していない場合とで差異があり，又，模型で発生しても実船では（図9参照)。
ｈ

その他にも種禽の解決すべき問題が存在し，直進状態
１と密接にかかわっているが， ここでは省略し，ただ一つ
不安定現象について次節で一言，言及するに留める。
画■
１

剥離の不安定性とその影響

１
︲

4．

Ｊ

今の所発生しないらしいという資料もあり， まだ完全な解明はなされていない。 日本造船研究協会では研究部会を組織しF広範な研究を続けており[12],遠からず正式な報告が出される筈であるので， ここではこれ以上立入ることは避けるが，いずれにせよ， この例は三次元剥離のもたらす具体的な問題例として解明が急がれる事柄である。

ｉ

剥離現象は住々にして不安定性を伴っている。特に剥
ｌ
ｌ
ｌ
０

一一一

Ｉ
■
−
一
玉
可

(a)

一一

こニダ三
〕1

船が直進状態で種々の不安定現象を示すようになれ
ば,当然保針性能にも影響が現れることが予想される。
極端な進路不安定の例も種々報告されており，三次元剥離の不安定性の重要性があらためて認識される。
一一

（（1）

図10広がり管の中の流れ

5．

以上 剥離につ↓､て簡単な解説を試みた。船型の肥大化，特殊化，複雑化のため船体まわりの流れの剥離についての考察は従来にもまして重要なものになりつつある｡又，海洋構造物についても，その形状，構造，作業
−102−

一一一

一

−』ー＝争

タ

ーニ‐

−−

。

▲−

あとがき

j
d

Vol. 321979-1

環境などから考えて全く同様である。このような背景のもとに本小論が読者諸賢に何がしかでもご参考になれば〔6〕

田中一朗：剥離について，粘性抵抗シンポジウ

筆者望外の喜びである。

〔7〕

田古里哲夫:Investigationsonvorticesgen‑ム， 日本造船学会（1973）
eratedatthebilge,Proc、 11thlTTC(1966)〔8〕笹島秀雄他：球状船尾船の一実験，関西造船協会

参考文献

誌111号（1963）〔1〕谷一郎：流れ学，岩波，第3版（1967）[2]

L.プラントル：流れ学（上)(下),

〔9〕同上

白倉他訳，

コロナ（1972）〔10〕野本謙作:Unusualscaleeffectonmanoeu‑[3]H.Schlichting:BoundaryLayerTheory,6th

verabilitiesofshipswithbluntbodies,Proc.

ed.,McGraw‑Hill (1968)[4]：肥大船船尾流場と縦渦による誘導抵抗（その1）， 日本造船学会論文集128号（1970）

11thlTTC(1966)

P.L・Chang:SeparationofFlow, Pergamon[11]（1966）〔5〕同上:ControlofF1owSeparation,

S.T.Kline:例えば豊倉他；流体力学，

実教出版（1976）〔12コ

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一山七色一一一一ローーーー■一−■一一

■

船の科学

■特集・明日の造船技術のための基礎研究（5）−−−三一一■＝=＝守一凸■−−−船体構造の最適設計
信川

寿

広島大学

2……,〃'，設計変数X={",,",……,""}のもとに目的関
1．

まえがき

数/(X)を最小にするXを求めることになる。 目的関数

は船殻重量あるいは建造費とし，制約条件は主に船体強船体構造の最適設計は，船体の機能的および強度的な必要条件を象たして船殻重量または建造費を妓小にする

度，および建造，工作の条件などである。この場合目的構造部材寸法および部材配置を求めることにあるが，変体強度解析から求められた応力または変形の式を含む非化させる部材寸法である設計変数が多く，船殻重量または建造費を表わす目的関数が複雑でかつ構造部材の応力および変形を許容値以下にするなどの付帯条件式が多数ある場合は， これらの最適値を求めることは従来非常に常に複雑な非線形になる。

関数は複雑な非線形の式になり，制約条件式は船体の立

2． 1

SUMT法

SUMT法は制約条件をもつ関数の妓小値を求める問困難であった。

題を，制約条件をもたない関数の最小値を求める問題に

近年電子計算機の発展にともない，多変数をもつ関数の最小値を数値的に求める研究が進桑， このような関数の最小値の計算， さらに複雑な付帯条件式を多数ともな案し, FiaccoおよびMcComick2)が理論的検討を行なった関数の最小値の計算も可能になった。
J.Moe,他')は船体構造の最適設計を非線形計画法ので， しかもこれらの式が非常に複雑な場合でも有効であ変換して解を求めるものである。 これはCarrolllo)が提った。この方法は目的関数および制約条件式が非線形る。また電子計算機のプログラムも簡単であり，大規模一種であるSUMT法2) (SequentialUnconstrained

MinimizatiOnTechnique)を適用して行ない， この方法が有効であることを指摘した。すなわち，大型油送船を対象にして，船の大きさ，鋼材の種類などを変えて，制約条件gi(X)之0, i=1,2,…..., '",X={X,,X2, ･･･…,苑"｝において目的関数八X)の最小値を求めるにあたり，制約条件をもたない関数の最小値を求める問題に変換するため， 目的関数と制約条件を含む関数F(X,γ々）を考える。

F(X,γ陶)=f(X)+γ蕃一1̲

ｲ='gi(X)（2.1）

ただし， γ虎>0

γ,＞γ2＞……＞γ々＞0のような一連のγ虎においてF(X,γだ)の最小値を繰り返し求めてゆく。まず，すべてのiにおいてgi(X)>0になる初期値X(0)を選び， γた＝γ，としてX(0)からXを変化させF(X,",)を最小にするX(1)を求める。次にγ々＝γ2としてX(')からXを変化させF(X,

強度計算による最適設計法を概説し， これを貨物船，ばγ2）を最小にするX(2)を求める。順次""<……<73<"2

ら積貨物船に適用した例を示すことにする。

におけるX(3),X(4),……X(h)を求めγだが0に近づくとき
X(4)は解に収数する。

2．

このようにすぺての制約条件をみたすX(0)からF(X,

最適値の計算法γ,）を最小にした場合，制約条件の境界付近ではgi(X)
船体繊造の般適設計では，制約条件gi(X)三0, i=1,が0に近づくためF(X, 7,)は大きくなるのでこの境界‑104‑

Ｉ Ｉ ｌ ｌ ｌノルウェー船級協会規則にもとづき，溶接費および工作費を考慮した縦強度部材の最適設計を行なっている。また北村！)は大型油送船を対象にして日本海事協会規則を用いてJ・Moe,他と同様な最適設計を行なっている。
その他船体の局部構造である防澆板，格子桁の最適設計
3>5)6)，大型油送船の横強度部材の最適設計7)などがある。これらは船体の縦強度部材と横強度部材を分離してそれぞれ独立に取り扱ったもの， または局部構造を対象としたものであるが， さらにこれらを拡張して船体の縦横強度部材を考慮した立体強度計算による岐適設計が行なわれている8)9)。ここではSUMT法を適用した立体な制約条件をもった場合でも電子計算機の容量は比較的小さくてもよい。

を越えて制約条件をおかすことはない。γ片が大きい場合(2･5)/(X)=XTAX+BX+C

I*gi(X)が0に近づけば"壷(幻が大きくなるので

ただし,X={zI,x2,……, ""}, T:転置記号，X(h)は制約条件の境界へはあまり近づかないが， γAが小A:"次の正の対称行列(定数),

さくなるにつれてX(")はその境界へ近づくことができ

B:"次の行ペクトル(定数),

C:スカラー（定数）る。したがって，その境界内での八X)の簸小値が求めいま八X)の最小値は次の値Xで与えられるものとす

られる。

る。

実船構造においては，工作などの便宜上から船倉内に肋骨を等間隔に配列する場合が多いが， この場合あらか
じめ船倉の長さが定められたとぎ肋骨本数が整数になる

刀

X=Xo+Z'CWQi
ガ＝1

ここで, cri(i=1,2,……,〃)は/(X)を最小にするようにような肋骨心距を求める必要が生じる。すなわち，船倉の長さ／肋骨心距が整数になるようにする制約条件を付加して，次のような制約条件のもとに目的関数f(X)を選び, Qiは'z次の列ベクトルとする。

"j(X)/9j(X)=整数(ノ=1,2,……， ′）ここに〃j(X)>0, 9j(X)>0

冗ね/(Xo+g'"Qi)=j(Xo)+(雪aiQj/､AXo
j＝1

｜ "・

f＝1

f＝1

f＝1

（2.7）

(2.7）においてQ,,Q2, ･…･･Q"が次式を満足するとする(Qiは相互に共役)。

Q『AQj=0

I

ｷﾉ)

(2.8)

この場合（2.7）は次のようになる。
泥

Ｉ
Ｐ
・
■
■
■

｜

『〃(X)=6j[ﾙﾉ(X)/9j(X)]0.5<6j["j(X)/9j(X)]のとき，｜
z"(X)=1−6j["j(X)/9j(X)]

6j〔んj(X)/9j(X)] :〃ﾉ(X)/の(X)の小数部．

．＋(国ajQi)TAヨajQi

、

ここに，

f＝1
、刀

F(X,7k,,臓)=j(X)噌亦+"if'(x) (2･3)0<6j["j(X)/9j(X)]≦0.5のとき，

刀〃（2．1)に代り，次のような関数を考える。

ただし

j＝1

+XTOAZ"Qi+BヨajQj

このような制約条件をもつ場合, SUMT法を拡張して

冗./(Xo+国afQi)=/IXo)+(国aiQf)TAXo
f＝1

（2.4）

f＝1

冗

￨・

十XTA国aiQf
o
f＝1

｜

冗

刀

+B国aiQi+zaf2QiTAQi
j＝1
f＝1

p々は0<pl<p2<p3……のように選ぶ。すなわち， だが小(2.9)(2.9）を最小にするには， この右辺の第2項以下を最小にするようなαjを求めればよい。これらの項にはajaj

さいときは の値を比較的小さくして,Xが十分最適値に近づいてからルノ(X)/"j(X)=整数の制約条件をうけるようにすれば， （2.2）を満足した最適値が求められ'11の項はないので，各念のQiに対して独立にf(X)を最小にする を求めればよい。 したがって， （2.6）においてQ,,Q2,……,Q"が相互に共役の関係にあるとき，
Q,,Q2,……,Q"方向にそれぞれ八X)を最小にするαiる。

2．2多変数をもつ関数の最小値の計算法
制約条件をもつ目的関数の最小値を求める場合, SU
MT法では目的関数と制約条件を含んだ1つの関数に変を求めることにより八X)の最小値が求まる。

法'')が有効である。

2.2.1 Powellの直接法'1）

泥個の変数をもつ連続関数が，次の2次式で表わされ次式が成立する。

I蒜ﾊ(x*+[4,=｡‑'（2.10）

１１■Ⅱ９０Ⅱｑｌ■士■■の計算には種点の方法があるが13)，関数が非常に複雑なため，その微係数を数式化することが困難な場合は，関数の微係数を直接計算する必要がないPowellの直接

次に相互に共役になるQ,,Q2,……,Q"を求める｡いま，
Qi方向においてf(X)を最小にする値をX1とすれば，ｌｌＩｌＩＩＩｌＩＩＩＩ巳口■

換し， その関数の最小値を求めればよい。関数の最小値るとする。

の計算法は次節で述ぺる。 （2.6）を（2.5）に代入すれば，最小にするXを求める必要がある。

gi(X)三0(j=1,2, ･･…． ,"z),Ｊ１

I

Vol.321979-1（2.10)より

QiTAX,+X,TAQi+BQj=0（2.11)

またX2もQi方向においてf(X)を最小にする点とす
れば，同様にして次式を得る。
QiTAX2+X2TAQ;+BQi=0(2.12)（2.12）から（2.11）をひけば，

−105−

’

可

船の科学
2QjTA(X2−X,)=0（2.13）（2.14）をαで微分して0とおけば求まる。すなわち，

したがってQfとX2‑X1は相互に共役になる。 ．‐

as＝一二
2α

以上の理論にもとづいたF(X)の最小値の計算手順を(2.17)(2.17)に（2.16）を代入すれば，

2.2.3に示す。

crs=̲l̲("二壁塑丑α32‑α,2)"+(cr,2−α22)jj
2

2.2.2関数xXo+crQ)を最小にするαの計算法（2.18）

前節で述べたαの計算法について述べる○八Xo+CIQ)を最小にするαを求めるにあたり, y(Q)=f(Xo+QQ)となる。 asが最小値を与えるためには次の条件を満足しなければならない。

とし, y(a)がαに関する2次式
y(")=αα2+6q+c鶚呉‑2α>0（2.14）

で表わされるとする。いまα1＜α2＜α3とし，九三三y(crl)=j(Xo+CrlQ)==αα12+6al+cja=y(cY2)=j(Xo+cMZQ)=αα22+6"2+cja=y("3)=jIXo+cr3Q)=αα32+6a3+c(2.15）よりα,6,cを求めれば，

l"（2.20）＋f3(α,2a2−a,cr22)}/s
s=(cr,一α2)(cr2−α3)(cr,−α3)となる。以上により，次の順序でasを求めることがでl（2.16）となる。

/IXo+cMQ)を最小にするαをasとすれば，

asは

5(〆）

叶い）

￨、ﾅ"､≠風

十和）
＋淳Q）

域a

臥』

臥

式

(b)
¥は）

きる。

(1)/(Xo),r(Xo+aQ)を計算し，j(Xo)>J(Xo+aQ)ならば， α,を0, "2を丘,α3を2丘

とおく （図1 (a))｡f(Xo)<f(Xo+aQ)ならば， α'を一α，α2を0, cr3を面とおく（図1 (b))。ここで丘>0とする。瓦の選定は後述する。
(2)Qfs,Dを計算し，(a)D>0のとき，九＞ハならばα2をα3, "1をα2，
α'一Kをα,とおき(図1(C)), /3<八ならば， α2をα1， α3をα2, Q3+Kをα3とおく （図1 (d))。次に再びas,Dを計算し,D>0ならば(a), D<0ならば(b)の計算を行なう。ここで,K>0とし,Kの選定は後述する。
(b)D<0のとき, ￨",−asl, lcrs−a31のいずれか小さい
方がKより小さいならばasが求められたとし, Kより

式

へ

，

↓

ユ0

＆c

0

（C）

(。）

垂8

2.2.3関数八X)の最小値の計算手順
Powellの理論にもとづきZangwilll2)はその計算手甘い）

ｌｏ中司■■４①●ＱＰ

Searchoof"inminf(Xo+"Q)

ｌ
Ｏｌ
Ｏ

(f)

００・

式

一一一一一一。， ≠や山'bK"
臥0
㎡△
函

ｑＬ０

＆

る方向に変化させるベクトルQ,', Q2',……Q"'はXの各成分え',麺,･･････,苑"方向の単位ベクトルに選ぶ。すな
わち，
１１
０１
０
１

＊

際

Xの初期値X"oを選び, X"oを火X)の最小値を与え
１１１

J】
嘩畝】

し

ぬ山

順を示しているが， これを若干修正したものを示す。

１Ｑ
２Ｑ
〃
Ｑ

〆0

卜

臥8

図1

l

1(f))。次にasおよびDを再び計算し,D>0ならば(a),D<0ならば(b)の計算を行なう。

土:"1nm;nf(ko+4Q)(e)l

大きいならば次の計算を行なう。すなわち, Qfs<"1‑K
ならばα1−Kをα,,α,をα2,α2をα3とおき(図1(e)),"s>q3+Kならばα2をα11 q3をQ2, q3+Kをα3とおく （図非土士K

D=̲Lg2−α3yi+(cr3−α,)"+("1‑"2)た‑<O（α,−α2)(α2−α3)(α3−α'）C={/i(cr22cr3‑a2Qf32)+ji(CrlQr32−a,2cM3)（a）（2.19）（2.19）に（2.16）を代入すれば，＝

α＝鵬(α2−α3)＋九(α3−α1)＋児(α1−α2)}/S
6＝{た(α32‑α22)＋九(α12‑α32)＋九(α22‑α,2)}/S

0（α2−α3)た＋(α3−α1)た＋(α1−α2)ﾝ『

I

￨《響

‑106‑

一一一一一一一寺一ママーーーニ●一グワーセb一一

一一一毛

､一

､

VOl.321979-1

すなわちj(X"o+cr"oQ1"̲1)を最小にするα"Oを求め,Xq=
冗十1

Kはαの約10倍程度の大きさに選ぺぱよい。

とおく。万は次の(')， (2)の手順の繰り返しの回数とす（3）関数F(X)の最小値への収束判定
2.2.3における繰り返し回数々における関数の値をペクトルをRfとする。
冗十1

月

月−1

0

冗十1

"(x§判)とし,繰り返し回数膳‑1における関数の値をF(xW:)とした場合,次式を満すときF(X)砿最小

1≦ｵ＜〃では#=f+1, #=〃ではオ=1とおき， (2)の手順へ移る。

値へ収束したものとする。

(2)i=1とし,/(xf､+α，QF)を最小にするαﾔを求H:島ﾄg

めて, x?=x?+α#Qﾔとおく。次にi=2として
8

3−1

また"X

は初期値Xoの約0.5%〜5%程度に選べば適当である。

る。まず， 〃＝1でかつオーフzとおく。またQf'と同じ

cIRfとおく。

4 鮫｜のf=11 21……9"における最小値をαとする。

X"o+Q"oQ1"̲,

8

8

応

月

'(xf,+":Q#)を溌小にするα§を求めてXf=Xi̲,+(2･24)

ただし, 5=10‑6"*Qﾔとおく。順次i==3, 4,…… まで同様な計算を
893船体構造の最適設計行なってx:を求める｡次にQI.1‑xI‑x馬とおく｡さらにf(x: +4"Q:,)を最小にするα:寺を求めて, xr[‑x:+":"Q:卸とおき, j=1, 2, 3,…,"においてQ『瓢=Q:'とおく｡惚=h+1とおき(1)の手順へ行く。

以上(1)， (2)の手順を陶三 まで繰り返す。
2.2.4数値計算上の手法（1） ‐ およびpんの選定（2.1）または（2.3）のγ々の選定において, F(X(0),'',)"(X(0))またはF(X(0), ",, p,)"X(0))が約1.2程度とし, 7'2=7･,/c,"3=r2/c,……,γカーγ方‑,/cとする。ここでC=10とする。
力

伜は（2.3）に示すもので， （2.3）においてp,2z"(X(0))/F(X(0),7'',p')が約0.01程度とし,p2=cpl,p3=cp2,
ノー1

3．1

は大別して鋼材費と加工費に分けられる。ここでは加工

費には溶接費のみを考慮する。溶接費は突合せ溶接費とすみ肉溶接費に分けて， しかも前者では板厚，後者では脚長（板厚の60％とする）に比例させて計算する。突合せ溶接費は板厚10mmの鋼材を長さ1nl溶接するのに2,500円，すみ肉溶接費は脚長10mmのものを長さ1m溶接するのに1,200円とし，鋼材の単価は6万円／トンとする。また健造費の算定において，縦横桁のウエプ付防澆材の重量およびその溶接費などは考慮し，倒止肘板，
よびその溶接費は無視する。また二重底肋板などの軽目孔の影響は無視する。
3．2設計変数（1）縦肋骨および横肋骨（2）哀およびKの選定
αが小さすぎればasを求めるための計算回数が多くの値を計算することになる。設計変数Xをどの位の間隔で変化させれば適当であるかはあらかじめ推定できるのでそれを4Xとすれば，次式よりαを推定できる。

(2･22)

肋骨はT型断面とし，その最適断面寸法はそれに生じる最大曲げ応力が許容応力αaLに等しくなるように定められる。縦肋骨の最大曲げ応力ぴLは，横桁間で固定されているとすれば次式で与えられる。

oL=2§壁Z一
12ZF

ただし,

p:外板に働く等分布横荷重
SZ･ :縦肋骨心距, ST:横桁心距

ただし, 4X={4"',4xz, ･…･･,""}
Qj={9,,92, ･･･…, 9"}ZF:縦肋骨の断面係数

Qiはxを変化させるための 次の列ベクトルである。
（2.22）より，最大曲げ応力が許容応力に等しくなるような断面係数は上式より次式で与えられる。

ZF=鶚÷（2.23）
‑107‑

(3･1)

I

１１

なり， αが大きすぎれば制約条件をおかした点での関数

a=min['4xi/9il]

1

横桁と縦肋骨との交差部のカラープレートなどの重量お...…, ph=CP"‑1とする。

￨4Xi≧a IQil

目的関数

最適設計における目的関数は建造費になるが,建造費

ー1

船の科学

一一◎

群︑

』

(c、）

蚕,

： tw≧0，AF≧0。 tw＞8mm，ろc㎡≦Ar室57cm。
●

﹄

一
○

一

つ

垂

20

3040釦

10o

200300Arｚ「一一一幸＝草一マー了
10

F

0

色

。en℃nsicnusedin
PraCti l ShjPs

マロ

：

50

、

(鈍り

図3

dmm）

ｗ
５１
０５０
ｔ１

害語考蓋三二二二重D

2030⑳…1m

図2

ど〔刀迦4，

材寸法との関連により定められるので，設計変数に選ぶ。

（3）縦通隔壁および内底板
縦通隔壁および内底板の板厚は，縦通材間のパネルの最大曲げ応力Opが許容応力αα夕に等しくなるか， またはパネルの船体縦方向の圧縮座屈応力がoaPB以上になるように定める。いま， これらのパネルの周辺が固定

zF(c"f)

され，縦通材心距に比べ縦通材のスパンが大きいとすれ
ば，パネルの縦方向の最大曲げ応力ぴ力は次式で与えら

1函……垂 zF(c爾《）0ptimizationofT‑sectionStiffeners

れる。

oカ=Tp(sL/fp)2

sLおよびsTを設計変数にすれば, (3･1)で示されるよ

一方'ZF(Cm3)と最適断面寸法(ウエプの深さCi(cm),α少＝oα力におけるfpは（3.3）よりウエプの厚さオ"(cm), フランジの断面積AF(Cm2))との関係を求めれば図2のようになり， これを近似式で表d=5.607(1ogZ,)2‑4.1721ogZF+0.839（30≦"≦800)（800≦ZF≦1500)

d=62.36(1ogZF)2‑378.11ogz謬+607.9（1500三参）(30≦身?≦1500)

AF=27.25(1ogZF)2‑114.6

Jg乙F寸一1乙1

AF=67.931ogZF‑183.8[500≦み≦3500

f",=d/45（3.4）

。'鰯‑・w (1−器盲）（3.5）

ただし， 。P鱈‑丁藷釜｢(号),ここにK=4,E:縦弾性係数, ol' :降伏応力
OPB=OcPBのときのf少は(3.5)より次式で与えられる。

〔500≦ZF≦150C

I「(3500<Z,

AF‑57,‑"､/要またパネルの縦方向の圧縮座屈応力oPBは，パネルの周辺を単純支持とし，塑性座屈に対する考慮をしたJohnsonの式を適用すれば次式で与えられる。

わせば次のようになる。

AF=6.681ogZF‑8.03(3･3)

ただし， γ＝0.343, ′：パネルに働く単位面積当りの荷重, SL:縦通材心距,":パネルの板厚

うにZFは2個の設計変数で表わされる。

α＝36

Girderincludingeffectiveplate恥==(cZ/45<8mmな(3.4)， （

する）

したがっ

（3.2）

甲板および船底外板は縦強度上必要な船体横断面係数をゑたし， また船側外板は縦強度におけるせん断強度を承たすように定める。これらの寸法はすべての縦強度部（3.6）
うち大きい方を選ぶ。

（4）桁の断面寸法の設計変数SL, STで表わされる。

力を許容応力に等しくして縦肋骨の場合と同様に最適断面寸法を求めることができる。
②甲板および外板

回

し7こかつ て， これらの板厚は設計変数sLで表わされる。

（3.2）の近似式を用いれば，縦肋骨の断面寸法は2個船側の特設肋骨間に設けられる普通肋骨では，船底側で固定，甲板側で支持された梁とした場合の最大曲げ応

コッー

桁の断面寸法はウェプの深さ， ウエプの板厚，およびフランジの断面積を設計変数に選ぶ。ただし桁に生じるせん断応力が小さく， ウェブの断面稜に余裕がある場合

はウエプの板厚＃ は設計変数から除き, ss/70(ss :防澆材心距）とする。防澆材の深さは0.08db(db :防澆材の長さ）とし，その板厚はｵ に等しくとる（図3）。
（5）特設肋骨

ウェブの深さαおよびフランジの断面積を設計変数とし， ウエブの板厚ｵ はα/45とする。ただしZ"'三＃o(fo−108−−．−−−今.由.

訂．＝望一一.＝」

Vol.321979-1

二最小板厚）ならばオ ひ＝ｵoとする。

涯悸

3．3制約条件（1）船体縦強度を満足させるため，船体中央横断面係
数はⅣ.K.規則の要求値を満たすようにする。また船体に働くせん断力を船側外板および縦通隔壁がうけもつとした場合の平均せん断応力を許容応力以下にする。ただし船体に働く最大せん断力は満載排水量の,/10とする。
（2）船体が強度的に最もきびしくなる荷重状態において船体の立体強度計算による各構造部材の最大応力を許屯

図4LoadingConditionsoflonghatchship

容応力以下にする。

（3） 甲板縦通材は横桁間で固定されたときの甲板荷重による最大曲げ応力を許容応力以下にする。

（4）縦肋骨および甲板縦通材は船体の縦曲げによる圧
縮応力をうけるので,圧縮座屈応力をααLB以上にする。
（5） 甲板縦通材間のパネル，および船側外板または船底外板の縦肋骨間のパネルの船体縦方向の最大曲げ応力を｡｡P以下にするとともに縦方向の圧縮座屈応力をぴ｡PB以上にする。

（6）桁では そのウエプが座屈しない条件としてss/f",を70以上にする。ただし, Ssおよびオ はそれぞれ防澆材心距およびウエプの板厚とする。
（7）横桁のウエブを貫通する縦肋骨または縦通材のウエプの深さは，貫通部の局部強度を満たすため横桁のウ

nlnl2とした。船体縦強度における許容せん断応力は，実船の場合を参考にして10kg/mm2とした。また縦強度部
材の圧縮座屈応力の下限値ぴ｡LB9 0aPBは20kg/mm2とした。

3．5長倉口船の最適設計

一層甲板を有し船側構造は特設肋骨と普通肋骨からなり，船底は二重底構造の長倉口船を対象とする。立体強度計算は1船倉間について行ない，特設梁，特設肋骨，
二重底肋板からなる横強度部材と倉口側部甲板および倉口縁材からなる縦強度部材とが組合わされた立体骨組構造として取り扱う。対象とする船の主要寸法などを次に示す。

ェプの深さの輪以下にする。

船の長さ=83m,船の幅=12.8m,船の深さ=6.75
In9満載喫水=5.68m,船倉の長さ=36.4m,倉口（8）構造部材の最小板厚および最大板厚の条件を設けの幅==5.8m,満赦排水量=4000トン

る。

（9）船体に等間隔に配列する肋骨および桁の本数を整船体に働く荷重状態は，図4に示すような満載状態とバラスト状態において強度的に最もきびしくなる場合を数にする。

⑩二重底の高さ， ピルジホツパおよびトップサイド考えた。倉口の変形は満載状態のとき閉じ，パラスト状

タンクの容領などの制限を設ける。

態で開く。この両者の最大開閉量（片舷）は倉口蓋に支障をきたさない条件より10mm以下にした。また船側お3．4荷重条件および許容応力
荷重条件および許容応力は設計者の判断によって選定
すぺきものであるが，以下に示す最適設計例では波浪荷
重は日本海事協会の検査要領M)に示されているものを用
い，許容応力は実船における立体強度計算結果および日よび船底の外板の最小板厚は10mmとし，その他の部材では最小板厚を8mmとした。

最適設計は表2に示すようにA,

B,

Cの3種類について行ない, Aは目的関数が船殻重量の場合,

Bおよび

Cは目的関数が建造費の場合である。またAおよびBは

本海事協会の検査要領に示されている許容応力などを参考にして定めた。縦強度部材の許容応力は，局部強度を対象としたもので，船体の縦曲げ応力を算入したものを対象としていない。したがって縦曲げ応力との重畳を考慮して，縦強度部材の局部曲げに対する許容応力OaP7

ocLは10kg/mm2とした。横強度部材の許容曲げ応力は部材の平行部で18kg/mm2,肘板の隅部で20kg/mm2とし， 縦横強度部材の平行部の許容せん断応力は8.5kg/

特設肋骨および普通肋骨の本数を整数にする制約条件がない場合,

Cはそれがある場合である。

設計変数は表2に示すようなものを考えた。表1は肢適設計BおよびCの場合での岐適値への収束状態を示す。

最適設計A, B, Cの最適値を表2に示し，それらの場合の船殻重量および建造費を表3に示す。表2に示す
ように，溶接費を考慮しないAとこれを考慮したBでの

‑109‑

可

船の科学
表1

TheprocessesofoptimizationofoptimumdesignBandCoflonghatchship

Optimumdesign

C

B

CIn

260

303.1

311.0

302.1

306.7

305.5

308.1

310.3

303.4

60

95．2

98．6

98．5

99．5

104.5

79．0

85．7

83．9

82．5

49．8

44．0

44．0

43．8

40．5

61．3

55．0

54．8

︾｜唖一睡

めの三里．冨戸︹乱窃ｏＱ

１１
△２
１ｘ
２ｘ
３ｘ
４ｘ
５ｘ
６ｘ
７ｘ
８ｘ
９ｘ
１０
１
１３
ｘ
ｘ
ｘｘ

二剴奎

I
83．3

54．8

60

51．9

58.2

58．3

58．4

58．5

53．6

54．2

57．2

125

12358

154.5

162．8

166．5

166．8

142．3

153．0

144．8

144．3

150

155．9

128.4

120．6

120.1

119．8

140．8

133．9

132．4

132．3

1．5

l.40

1．38

1．40

1．39

1．38

1．46
69．0

1．46

1．45

68．4

68．1

62．0

57．2

56．3

60．0

67．1

63．1

58．4

58．1

58．0

55．3

51．7

50．6

60．0

56．1

55．2

55．8

55．7

55．7

59．2

58．6

58．6

60．0
crn

303.3

68．2

64．4

l.56

0．85

0．81

0.80

0．80

0．80

0.89

0．85

0．84

1．15

1．02

1．00

1．01

1．01

1,00

1．06

1．05

1．05

1．25

1．29

1．20

1．12

1．11

1．10

1.07

1．01

1．00

f(X)(×106)？41

F(X, rk,pk)

表2…umdeSign OfStructuralmembersoflonghatchship

57．2

1．45

64．4

50．6

58．6

0．84
1．05

1．00

[)Dtmlulndef

Spacingofwebframes

X1

dw
８︐︶

Deckwebbeams

ｘ庁Ｉ

tw＝

X2

X3

AF

一

bF

一

tF

l

dw

AF

X5

bF

一

tF

一

Doublebottomheight

X6

Thicknessofdeckplating

X7

Spacingofdecklongitudinals

X8

Spacingofordinaryframe

X9

X10

Thicknessofbottomfloor

X11

Thicknessofsideshellplating

X12

︒
Ⅱ
■

X12

■ⅡⅡⅡ︲０Ⅱ︲

一

plating

剛一唯一Ｍ

Spacingofbottomlongitudinals

Thicknessofbottomshell

l

一

１１１１

Webframes

l

X4
池一幅

tw＝

−

−110−

表3Hullweightandcostofhullstructureof longhatchshipinoptimumdesign

−−

(ton

﹄①二口︼のロ周一

Jn上no1C

B

9．3

8．7

7.3

Webframes

16．5

19．5

17．0

Ordinaryframes

11．4

14.2

13．2

Bottomfloors

16．5

14.1

10．2

Cthers

0.3

0.3

0.4

Total

54．0

56．8

48．1

Deckplating,deck

29．1

30．5

29．8

Sideshellplating

37．2

30．3

32.9

Innerbottomplatingand
longitudinal8, bottomshell
platingandlongitudinals

88．3

76．5

84．6

Others

24．7

20．9，

21,0

Total

179．3

158.2

168.3

233.3

215.0

216.4

1400.21290.01298.4

496.4

511.4

457.0

1896.61801.41755.4longi･tudinal8Cｐ一つ．薑ｍｐｏ目−

Costofsteel

Costofwelding
ye n)

A

Deckwebbeams

Sumtotal

Ｊ︑Ｃ

む

り

Total

特設肋骨心距を比較すれば，約40％後者の方が大きくな

船倉構造が，二重底，

ビルジホッパ，

22．5

トップサイドタる。また普通肋骨および縦肋骨の最適な心距は溶接費をンク，船側織造からなるばら積貨物船を対象とし， 1船考慮すれば約4％〜10％増加する◎表3に示すように船倉おきに鉱石を積載する場合を考える。船体の立体強度

殻重量はBよりAの方が小さいが，建造費はAよりBの方が小さくなる。BとCを比較してわかるように肋骨の計算'5)においては，二重底は直交異方性板とし，本数を整数にする条件を付けたcでは船殻重量および建造費とも若干増加している。

ビルジ

ホッパおよびトップサイドタンクは曲げおよび振りをうIナる筒と承なし， これらの構造の各結合点で応力および変形を連続させ， トップサイドタンクは甲板の位置で変位を拘束している。

3.6ばら積貨物船の最適設計﹁ｌｌｌｌｏＣ鈩

ばら積貨物船の主要寸法および載貨重量などを次に示す。船の長さ=247m,船の幅=40.6m,船の深さ=24
rn,満載喫水=16.8m,戦貨重量=122,000トン。

船体に働く荷重は，図5に示すように満載状態で鉱石を積載した船倉および空の船倉に働く2種類の荷重状態
を考えた。

の一一

−.＝

Vol､321979‑1

Loadedhold

最適設計において，外板などの最小板厚および最大板

emptyhold

図5 Loadingconditionsofthebulkcarrier

厚はそれぞれ12mmおよび40mmとし， トップサイドタ
ンクおよびピルジホッパの容積は，前者では実船のもの
iこ等しくし，後者では実船のもの以下にする。またトッ
プサイドタンクおよびピルジホッパ内の横桁の寸法は実船のものと等しくし， ピルジホッパ内の横桁心距は二重
−111−

.

.

.一一一一一

’

船の科学

表4

0ptimumdesignofstructuralmembersofbulkcarrier●

llnuInInitialdesign−Spacingofbottomgirders

X1

2400

2479

2468

OUJ

Spacingofbottomfloors

X旬

2400

2451

2452

40C

Depthofdoublebottom

X3

2590

2468

2529

487

Breadthofbilgehopper

X4

5090

5177

5626

n1Q

Heightofbilgehopper

X5

7690

7660

6790

Webdepthofholdframe

X6

590

577

569

Thicknessofsideshellplating

X7

32

29．8

29．8

Webthicknessofbottomgirder

X8

12.5

12．7

12．1

S pacingof
bottom

X9

一

m、
4

longitudinals indouble

画一切のａ

X10

Flangeareaofholdframe

X11

Webthicknessofbottomfloor

X12

Spacingof transverses intopsidetank

Spacingofholdframes

X15

ＳＧｎ

Ｃデト

ｐＯ

ａｐ

X14

うr

Spacingot longl[udlnaLs1n[opslqe↑えnkWebdepthofdecklongitudinals

cIn

794

803

36.0

31.9

33．3

50．4

45．2

59．6

18．0

18．7

18．1

4800

X13

Thicknessofbottomshellplating

ngof longitudinals Inbllge①︾

Thicknessofdeckplating

800

22．5

6407
20．5

｜
I

5783
20．7

20．t

800

804

810

800

Xl6

800

766

803

799

X17

800

781

982

982

Xl8

350

317

341

rnln

−
一

表5

Thehullweightandcostofthehull structui･eofbulkcarrier inoptimumdesign

Optimumdesign

InitialdesignHullweight(onehold)(ton)Transversemembers

186．7

Longitudinalmembers

828．2
−

1014.9

791.7

794．6

964.2

974.7

978.8

57.85058.48358.727

14.61013.13813.487‑

Costofsteel

6089．6

Costofwelding

14.581−

Total

72．460

一

−112−

一. 一合

180．1

‑

Total

−

Costofhull"struction(Onehold)(106yen)

i寸毒

172.5

72．214Vol､321979‑1

底横桁心距と等しくした。

5，

設計変数には表4に示すようなものを選び，最適設計
はA,B,

8）信川寿：船体の立体強度計算による最適設計についCの3種類の場合について行なった。Aは目的関数が船殻重量の場合, BおよびCは目的関数が建造て(I),西部造船会会報, 46号, 1973
9）信川寿：船体の立体強度計算による最適設計につい費の場合である。cは桁および肋骨の本数を整数にする
条件がある場合, AおよびBはその条件がない場合であ1971て(Ⅱ)，西部造船会会報， 47号， 1974
10)

Carroll,C.W. :TheCreatedResponseSurface●

る。表5は最適設計における1船倉間の船殻重量およびTechniqueforOptimiZingNonlinearRestrained

建造費を示したもので，船殻重量はBよりもAの方が小さくなり，建造費はAよりもBの方が小さくなる。またSystem,OperationsResearch,vol、 9,No． 2, 1961
11)

Powell,M・ J.D. :AnEfficientMethodfor

BとCを比較してわかるように肋骨および桁の本数を整数にする条件を付ければ若干船殻重量および建造費は増

FindingtheMinimumofaFunctionofSeveral

加する。

ComputerJournal,vol.7,No.2,

VariableswithoutCalculatingDerivatives,

12)

4．

1964

Zangwill,W. I. :MinimizingaFunctionwithj

outCalculatingDerivatives,ComputerJournal,

あとがき

vol、 10,No.3,

SUMT法を適用した船体構造の最適設計法について述べ， さらに長倉口を有する貨物船およびばら積貨物船の最適設計例を示した。 このように船体の立体強度計算
による最適設計が実用上可能になり， この方法を適用して船体構造の合理的設計を行なえば船殻重量および建造

13）秋田好雄，

1967

本間康之：船舶の最適設計などに用いられる最小値決定法（その1），号，

14）

日本造船学会誌， 509

1971

日本海事協会：鋼船規則集検査要領1976

15）山越道郎，他：（ルクキャリヤーの二重底の強度計算法，西部造船会を報， 25号，費を軽減させることができる。

本稿は広島大学・川上益男教授および九州大学・山越道郎教授の御指導を賜わって行なった研究の一部である

1963

海外技術短信ことを付記し， ここに心から謝意を表します。

船体表面の粗さを自動的に測定する装置
BritishShipResearchAssociationは，

参考文献

1) J.Moe,S.Lund:CostandWeightMinimiza‑

このほど船体表面の粗さを測定し，測定結果を自動的に記録でき

tionofStructuresWithSpecialEmphasison

る装置を開発した。

LongitudinalStrengthMembersofTankers,T.

この装置は測定用ヘッドと分析装置で構成され，分析装置には信号調整器と記録計（プリンター）が内蔵されR、1．N．A、 110,No.1, 1968

2) Fiacco,A.V.,McCormickG.P.:TheSequen̲
tialUnconstrainedMinimizationTechniquefor

NonlinearProgramming,aPrimal‑DualMethod,
ManagementScience,vol.10, 19643）北村勝英：船体構造の最適設計に関する研究（第2報)， 日本造船学会論文集, 130号, 1971ている。ヘッドと信号調整器との間はフレキシブルな多芯ケーブルで接続されており，バッテリーと共に専用のキャリング・ケースに収納し自由に持ち運びができる。
使用に際しては，測定用へツドを船体の表面に当てながら移動すると，ヘッドを100m移動する毎に50m当りの表面の粗さがプリンターに自動的に記録できる。特に喫水部は船体の凹凸が激しいので，測定箇所を慎重に選んで何回も測定しなければならない。この装置は迅速か

4）北村勝英：船体構造の最適設計に関する研究（第3報)， 日本造船学会論文集, 132号, 1972

5）樋口道之助・ ･無限防澆板の最適設計， 日本造船学会
論文集， 131号， 19726） 日本鋼構造協会技術研究会: SUMT法による構造の最適設計について, J.S.S.C. vol.7,No.66, 1971
7) gEm:OptimumDesignofTransVersegr.

つ自動的に信頼性の高い測定を行えるので， この目的に適している。測定精度は±15マイクロメーターで，バッ

テリーを1度セットすれば4時間連続使用でき，1巻の記録紙に5,000個のデーターを記録できる。

ucturesinTankers,EuroPeanShipbuilding,No.

−113−（資料提供：英国大使館）

I

船の科学

■特集・明日の造船技術のための基礎研究（6）船体運動と波形解

析
大

楠

丹

九j'l'l大学応用力学研究所

るのに適した手段と考えられる。

1．

船体運動の研究における波形解析の効用

一般に規則波中を動揺しながら走る船に作用する流体力は，船が動揺せずに波浪中を進む時に作用するいわゆ
る波強制力と動揺のみによって誘起される流体力とにわけられ，前者の場合に生じる反射波をDiffraction
wavey後者の場合に船体のつくる波をRadiationwave

静止水面上を動揺しないで航走する模型船がつくる波紋の，定性的あるいは定量的な理解によって造波抵抗理論の欠陥を洗い出したり，ひいては船型の改良に役立てたりする考え方は，東京大学の乾教授によって最初に提と呼んでいる。それぞれの場合に作用する流体力が， これらの波と密接な関係をもっていることはいうまでもな唱された。この考え方は, さらに進んで波紋の計測から，波紋を構成する素成波の振幅を抽出したり， またそい。まずこのRadiationwaveとDiffractionwave

れを用いて波のエネルギーを計算して力の計測によらずの計測と解析が考えられ，次いで波浪中を拘束なしで走に直接造波抵抗を求める方法などに発展し，多くの成果をあげている。全く同様な考え方を船が波浪中を動揺しながら進行する場合に出来る波紋にも適用して象たらどる船のまわりの波の計測．解析が考えられるであろう。
もちろん種々の具体的な研究課題に応じた波の計測方法
や解析方法が考えられるであろうが， この記事では筆者の行なった研究をもとにして波紋の計測法及び解析法，うであろうか。

船体運動の研究も，最近では強制動揺試験法や波強制力の計測などが行われ，単なる船体の動揺応答ではなくそのもとになる運動方程式の係数のレベルで理論と実際がどう喰いちがっているかを検討するなど， より分析的になりつつある。

しかしながら船全体に作用する流体力は，多くの原因

解析結果の一例を示すことにする。次にこれらの解析結果の利用によって，船体運動理論の研究上どのような成果が期待できるか思いつくままに列挙してみる（まだ実
行していないことなので，やや大風呂敷のうらみもあり，その点を割引いて読んでいただきたい)。

が複雑にからまりあって生じた積分効果である。したがって理論と現実の喰いちがいをもつと細かく検討したり,船体運動の原因となる船体まわりの流体の運動は実
際にはどんなものでウ理論が説明できない点はどこにあり， どの点を改良すべきかなどの理論的研究のためには， どうしても船のまわりの波動の分布，流れの分布あ
るいは圧力の分布などの計測が必要となる。流れや圧力の分布の計測に比べて波の観測の強みは，それが目に見える現象であづて全体のイメージが理解し易く，理屈ではこうであるが現実はどうなっているかというような疑問に対する答を目に見える形で得られることである。このことは同時に計測それ自身の容易さをも意味しており，写真などの手段も用いられるし，波高の計測も流れや圧力の分布の計測に比べれば格段に容易で， しかも信頼すべきデータが得られる。このように船のつくる波の観測は，船体運動に関連した理論の研究を，運動の原因となる船体まわりの流体の場にまでさかのぼって実行す(1) RadiationwaveやDiffractionwaveを計算し，それにもとづく流体力を計算する理論はいくつか知られているが，その適否を流体力の計測によるよりは，
もつとはっきりと判定できる。
（2）船が進行速度を有する場合の船首揺や横揺に関連する流体力などのように流体の粘性が大きい影響をもつ現象に対して，波紋のレペルで理論と実験を比較すれ
ば，粘性の影響を分離したことになって，それらの流体力に関する理論を正当に評価し，改良すべき点を明らかにできるであろう。
（3）波浪中の抵抗増加は,船より遠い場所での波動によって決定されるが，それに関連した研究に成果が期待できる。例えば肥大船におけるbluntな船首に起因するdiffractionwaveによって短波長域での抵抗増加が理論値より著しく大きいことが藤井と高橋')によって指摘されているが，それが本当かどうか，本当であるとす
れぼどんな理論であればそのdiffractionwaveを正し−114−

F白P齢−−｡=罰々0−−毎−4−二Vol､321979‑1と船の動揺などに対する位相差の分布を計測することである。例えば水槽の曳航電車に固定した波高計で波を計測するとすれば，一回の模型船の航走で，移動する船に固定した坐標系内のわずか1地点の波動の振幅と位相が知られるにすぎない。それらの空間的な分布を知ろうとすれば，波高計を異った点に移しては実験を繰返すといく考慮したことになるかを明らかにできる。また計測した波のエネルギーから直接抵抗増加を計測できるので，抵抗増加におよぼす流体の粘性の影響を分離したり， また力の計測では波高が小さいと抵抗増加が波高の2乗に比例しなくなる結果が報告されているが，波から直接求められた値でもそうなるかどうかを明らかにできる。いずれにせよ抵抗増加の理論の精度や信頼性を向上させる

う方法にならざるを得ない。

I

静止水面を一定速度で進む船のつくる定常な波紋ならばいわば一枚のスチール写真でそれを記録できるが，非定常な波紋ではいわばムービー映画の記録が必要となるのである。さらに計測される波紋中にふくまれる定常なことが可能と考えられる。

（4）理論があたえる船から遠く離れた場所における波動場の表示は，一般に船体近くのそれに比し著しく簡単である。例えばOgilvieとTUck2)のslenderbody
theoryにおいて，船体近くでRadiationWaveは展部分を除くような作業も必要となってくる。とにかく上に述べたような計測方法は現実的な方法とはいい難い。
（写真による方法は波紋の全体像を把握する方法として将来検討すべき方法である。定常造波の研究では写真あるいは立体写真によって波紋の理論波紋から位相ずれのような重要な発見がなされている。いずれにせよ非線型の影響？をこのようなパターンとして把握することが，船体運動に関連しても将来重要となるかも知れない)。
波紋の時間的変動の性質を考慮して，波高計の数ある

開の2項目までとると表示が著しく複雑なのに，それに適合する船体から離れた点の波動は非常に簡単な表示となる。したがって船から離れた点での波動で理論と実験の比較を行えば，精度の良い理論値を用いてそれを行えることになる。

もしRadiationwaveが波のレベルで理論と実験で良く合うことが確認できれば，あらゆる方向からやってくる入射波による波の強制力をHaskindの公式を利用
しRadiationwaveの知識だけで精度良く計算できる

いは実験の繰り返し回数をなるべく少なくして計測を行う方法として考案されたのが次の二つの方法である。い

ことになる。

ずれの方法も船の航跡に平行な線上の波動の振幅，位相の分布を計測する方法であり，そこで得られたデータか（5）動揺する船のまわりの波動においては，当然種点の線型影響が存在すると考えられる。例えば，定常造波
と非定常造波との相互干渉はないのか, RadiationとDiffractionwaveとの干渉はないのか，船首部に作用する流体力に関連して大振幅の波高や動揺ではどのような現象が起っているのかなどが， とくに船首近くの波紋の観測によって明らかになるのではないだろうか。もちろんこのような問題は，現在のところすぐ現実問題に関Iら波紋の全体的な性質を知るためには特別の解析方法が必要であるが，それは次節で述べることにする。
(11

Manifold法

図，に示すように波高計M1を一つ水槽に固定し，模型船を動揺させながら軸の正方向に曳航したとする。曳
航速度はVとする。一般に曳航電車すなわち模型船に固定した坐標系内の1点(x, y)における波の高さは次式

連をもっとはいい難いが，学術的には非常に興味のある研究課題である。

のように表わせるであろう。船の動揺はノCOsa)#である

動揺する船のまわりの波紋は時間的に変動し，その計測や解析は定常造波のそれに比べて一段と困難で，種公とする。

の解決すべき問題も多い。以下の節で説明する一つの方法も，最近普及したコンピュータによるデータの高速処
理という道具なしでは考えられない。より直接的な写真

Yによる観測なども検討する必要があろう。

2．

｜

￨

波紋の計測の方法の提案

我々の計測したい波紋は，その形が一定周期で時間的に変動する波紋である。すなわち船から見てある一定の地点の波高は正弦的に変動する。したがって船のまわりの波動の分布を計測するということは，その変動の振幅
−115−

庶一
図1

波高計と模型船

壬司

船の科学と(x, y, 2)=こo(x, y)
1 ．0＋こc(#, y)cos"+<s(x,y)s"2(Ij2

（1）

￨H/

γ=50cm−鼠一 一‑‑‑‑驍
了質7汐＝=雲憲→一一一一二f署=一

ここでとoは波形の定常部分で船を動揺させずに曳航した時の波紋に相当する。したがって波高計M1で記録さ
れる波動は

図2

α(一W, y, r)=<o(一W, y)
1 ．0+<c(‑W, y)cos(qj#+ei)+<s(‑W, y)si"("+gi)(2)
ただし鐘は模型船が波高計M1にさしかかった時の動揺の位相である。何回か実験と記録を繰返すとgiをいX

Radiationwave(Fn=0.25, T=0.75sec)}制';、 ￥薑" − −−．

T言決彰三窪ﾐﾐ豐姜=聖一

X

つも同一の値にすることはまず不可能である。したがっ図3 Diffractionwave(Fn=0. 15,Tw=1. 14secて一定の, Vの実験を数回繰り返すと，その回数だけeiの異ったデータどi(‑W, y, 2)(f=1,2,……）が得(x, y), くs(", JI)が得られる。この場合に(1)の方法とちがう点は，波高計の間隔を調整して, E/を意識的に選ぶ（例えば元/6ずつ変化するように）ことが出来て結果の精度をあげることが可能である。

られる。 (2)式の右辺の表現を用いてと09 こC,及び Sを最小2乗法などで得ることができる。とfは時間的に連続した記録として得られているので，任意のWすなわち

任意の苑でのこ0, <c, <sが求められるわけである。
たがって例えば十分小さくとったαおきに，

し

すなわち

以上，波紋の計測法について述べてきたが，他にも種全の技術的な問題があるが， ここでは省略する。ただ波十分小さい"z=V･"の間隔で最小2乗法が繰り返される。 コンピュータによってA‑D変換， 最小2乗法の紋の計測は水槽壁の反射のため，波が前方に進む場合(VVm/g<'/4)には困難であることを付言したい。

実行，得られたどc, <sの記録などが自動的に行われる必要があるわけである。
上の計測方法は, Radiationwaveの計測で良い結以上の説明はRadiationwaveの計測に関してであったがここで述べた計測法はDiffractionwave, さら

果をあたえるであろうが,Diffractionwaveなど波浪により一般的な波浪中を船が動揺しながら進む時の波の計測にも使用できることは言うまでもない。
図2と図3にNewManifolld法による計測結果の中の船のまわりの波動場の計測では，水槽で作る入射波の再現性には当然問題があるので，繰返し計測の方法に多くは期待できない。そこで考案されたのが次の方法である。

￨2I NewManifold法
船の航跡に平行な線上に一定の間隔dで数個の波高計をならべる（図1のM1,2,……)。の波高計は水槽に固定であるので，模型船が最初に通過する波高計の記録
は，(長さ1.5m)をFn=0.25の速度で曳航し, 0．7秒の周期で上下揺させた時のRadiationwaveの計測結果で，縦軸は上下揺の振幅(2cm)で無次元化してある。
図3はタンカー模型（長さ2m)のFn=0.15におけるDiffractionwav5を示している。入射波はhead
seaで波の周期は1. 14秒であり，縦軸は入射波の振幅で<,(‑W, ", z)=go(‑W, y)+<c(‑W, y)cos(m/+9,)+<s(‑W, y)si"("+E,)

例を示す。いずれも船の航跡から50cm離れた線上のどCとの分布を示している。横軸は船のF.P.を原点として後方に測った距離を示す。図2は，比較的やせた船

無次元化してある。この図では船の後方に行くにしたが(3)

L， diffractionwaveの振幅が，距離の平方根に逆比番目に通過する波高計の記録ば》同様の時間の測り方を例して減少すること，船より前方の波がなく入射波の影
響を計測結果からうま〈取り除くことができていることなどがわかる。

すれば"=i"('‑');=,+"('一')；(2)式と同一となる。ただし，そこで (（44）)

3． 波紋の性質とその解析異った記録が得られ，任意の工における§0(Jtr, Jy), :c

波紋それ自身の観察からでも多くのことが判ると思わである。一回の航走で前と同様に波高計の数だけgjの

‑116‑

ﾆｭ

ﾛｰｰ自冤

一

.＝ﾛﾆ

ｰｰ

１１

となる。ただし時間は模型船がM1にさしかかった時点から測り，船の動揺は/cos("+gi)であるとする。 iVol.321979-1

れるが，できればそれを解析して理論的研究に有用な物
理的性質を抽出することが望ましい。また前節で述べた
ような計測法によるデータを用いて波紋全体の性質を知ることも是非必要である。そのためにはRadiationwa‑
veやDiffractionwaveの予想される性質を知っておc‑:+vcos'(5)をもち，水深を無限大とすると，分散関係(:+vc｡s')L:(6)

かなければならないし，それを利用して有用な量を抽出するための解析の方法を研究しておかなければならない。以下にその概略を説明しよう。なおここでは話題をRadiationwaveに限ることにする。というのは，動揺を満足しなければならない。したがって波数々は1つのの振動数を入射波との出会い振動数といい換えれば全ての説明がDiffractionwaveにもそのまま適用できるかであたえられる。ただしQ=Vhj/gである。

らである。

波」の集合として表現されるが，その波は伝わる方向に

図 のように一定速度vでx方向に進行する船に固定した坐標系から見る時， x軸とβの角度の方向に進む

特有な2種類の波長をもっていることになる。したがっRadiationwaveは船より遠方で波数虎，及び動揺のそれに一致する振動数 をもつものとする。

βに対して一般に2つあって鱒 ，｡(8)一念･1‑2Qcos"±､aF4Qcos"
2Cos2"(7)

船より遠方の波紋は，いろいろな方向に伝わる「素成て素成波の振幅を万(8)とすれば，点(ズ， γ)における波の高さ"は次のように表わされるはずである。

"鮭'‑虻だ(")exp[imi‑澱『(")(xcos"

その波は静止坐標で考えると進行速度（8）+ysi"")ld"

実は少しややこしい表現であるが次式のように書いた方がもっと正しい。

""'‑II2"'‑I室爾I圏IFI(')
xeXp[jqjf一雄,Rcos(β一e)]d"≠!:菫￨:…"" ̲…{,̲"+O(1/R)

ただし, R=、/x2+)E,（9）8=ｵα"‑'(J'ノx)である。なお(8)式及び(9)式において, 4">1の時は(7)が実根をあたえない〃の範囲￨"￨<cos‑'('/4")を積分範囲から除く必要
がある。

図4

このように数式で表現される波は，船より遠方でどの各波系の波数ような波紋の形状，即ち波の等位相曲線を示すであろうか。この問題の研究は花岡3)をはじめ幾人かの研究者によって行われているが， ここではBecker4)とEggers5>にしたがって簡単に説明して象よう。

(7)式があたえる根々'た2に相当するβ方向に進む波は，図4でcOsO>0の場合はA, D点に対応し, CoS8
<Oの時はB, E点に対応する。 V℃Cs〃は一VとVの間を変化するが， もしvがv℃=g/4のより大きいと〃

〆

v2

̲̲4̲Z

松−９

一Ｈ

｜抑

汀ノｖ

一忽

●

一一

Ｅ

︑人

４一

AB=‑一・「霜可干7=｢幸面で9はIOI<cMO=cos‑'(V℃/V)==cos‑'('/,")の値をとらない。
A, B, C及びDはそれぞれ次のような波を表わしている。

A波系：船から見て前方へ進む波。しかしこの波の群

図5WavePattern(Becker)
−117−

船の科学

速はv℃os8より小さい(A点のC=、/酉7万曲線に対する接線がC軸とまじわる点がこの波の群速をあたえる，U=C一(1/")dC/d(1/"))。 したがって波はいつも船のる。

(8)式でγ＝一定としてみると， §(苑)は苑方向に種,々の波長をもった波の集合で，それぞれの波の振幅がた("）

後方にある。

である。したがってく(苑)を苑方向にフーリエ変換する

B波系：船から見て後方に進む波。ただし静止坐標かと方(β)が求められることがわかる。 (8)のかわりに(9)式ら見ると前方に進んでいる波。

の両辺をフーリエ変換すると次式が得られる。ただし，D, E波系：船から見て前方あるいは後方に進む波
で, D波は群速もvt0sβより大きいから船より前方にさしあたり縦揺や上下揺のことを考えて盈(β)は〃＝0に関して対称としている。もちろん反対称と考えて船首ある。

揺，左右揺等の式も導くことができる。

さて(8)式で噂の等位相曲線を求めるためには，各方向に進む素成波の包絡線を求めれば良いから，

ｊ

ｊ
β
く

︐〃．

ｉ１・た
︵Ｕ・千
十−﹄

⑫
１

●令口砂

〃

０

Ｓ

●ぬ″ウ

ｇ

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か必

一歩一獅一

届．

Ｏ｜

Ｃ

８

ｓ
０

哩局心

１

Ｖ一

●の〃四

Us"8

北

Ucos8−C

の

y

妬

ｅ

を解けばよい。その解は〃をパラメータとして

︾ら

｜

⑮一
〜

舟[職( ｡s"+ysf"")]=0

I雪"摩溌…'"‑垂鶚与刈 "[‑澱,""'）
×７〃

2"元="(Jrcos8+ysf〃β）−−＝−−−=−＝−tα〃6千、／1−4J2cos8(coｵβ＋＃α〃β）と表わされる。

×⑪へ/ た2．‑"9MFh(6)+0(,")@3

両式でα0≦β二元であることはいうまでもない。 また

ここでUはA, B, D, .E各波の群速を示し，最後の式で複号の負符号はcos">0ならばA波系を示し，cos"<0ならばB波系を示す。正符号はcos8の正負でそれぞれD, E波系を示す。それぞれの波系の等位相曲線の図をBeckerの論文から借用して示せば図5のとおりである｡同図で左がV<Vbの場合'右ｩ:.y>Vbの場合である。波紋の開き角をそれぞれ図に示すように"A, βB, "Dとする（なおA波系, B波系などという呼び方は筆者が勝手につけたものでBeckerには責任がない）と，それぞれQ=Vhjﾉgによって変化する。例えば"Bは ＝0でKelvin波の角度19｡28'となるが､Qが大きくなるにしたがって減少する。また8Aもp=0で19.28'となり,Qの大きくなるにしたがい増大しQ=0.25で最大54.44'に達し（この時右の図のようにA波系⑬式で復号は正がα0≦β＜元/2の場合，負が汀/2≦β二元の場合である。右辺の2項目を小さいとして無視すれ
ば，前節で述べた計測法によって求められたど＝とc(",J')‑"s(x, y)をフーリエ変換すると実測波形の振幅関数Fi(6)が得られるわけである。すでに述べたように
我なの実験はj2>%,すなわち図5の右図のように船の前方にほとんど波がない場合である。 （ ＜兇は，実用上から見ても大して重要でない)。一方，船の後方に関しては，ある一定の苑以後は水槽壁の反射波のためにどの計測は不可能であり， フーリエ積分を苑一→−．．まで行うことはできない。そこでなんらかの工夫が必要となるが，図5の右図を見ると船のずっと後方（γに比して￨工￨の大きい所）では， とは次式で近似できることがわかる。

： 傘j竺禁+鎚旦堅拠は横波を失うMM"'4‑;̲α･となる｡'･はQ=0.25で最小で54｡44'で，あとはQの大きくなるにしたがって増大する。

V

E1

⑭

したがってある苑以後の直の計測値として，それより以前のデータから求められたA,とA2を用いた⑭式を用いてフーリエ積分を実行することにする。 これはⅣを"‐

波紋の話はこれでおしまいにして(8)式あるいは(9)式にもどり， と(", y)が計測されたとして，そこ力､ら何を求めれば良いかを考えて見ると方(")あるいは厩(β)を求めるのが都合が良さそうである。届(0)は複素数で素成波の振幅と位相を表わしており，船が動揺しつつ進行する時に失うエネルギーは， この素成波の振幅の2乗を全ての〃方向について合計したものに相等するから,恐(β）

は船の波浪中の抵抗増加や減衰力に密接に結びつし､てい'"α"6)が定常造波の解析に用いた方法に類似の方法である。

以上のようにy;=一定の線上で計測された波高の解析
によって波紋全体の特性を示し， さらに船体動揺の研究上重要な量と密接なつながりのある素成波の振幅関数
Fi(")が求められることがわかった。もちろん他の計測方法が考えられればそれにマッチした解析方法が考案されるであろうし, '今後他の方法を開発するの･も面白い。

1

1

−118−

1
J

/､111

次節では，波形解析を実行した結果と，現在用いられている理論による予測との比較につい

1

ＴＹ０

厚小■■
ＹＯ−Ｌ
Ｌ
の距力ｗ

IH譽離艦蝿唱。

7

6

やI

5

４３２

D

、

H冨CRY

て述べる。

33,8･2cm)' ･8･3cmJ

波形解析の結果の1例

図2や図3に示したような船の航跡から一定の距離にある線上の計測波高（計測した波高そのものではなく，時間変動のCOS成分とsi"成分であることに注意）を，前節の方法で解析し，各方向に進む素成波の振幅の分布として表

I

0

4．

20

40

60αg80

jOO

j20

140

160

180

9(degree)が示されている。通(β）はE波系を構成する素￨6WaveAmplitudeFunction
図6WaveAmplitudeFunctionH2(8)of
Radiationwave(Heave)

成波の振幅である。

八
1

4恋 ．K2L〃9口し･k2L/gSL

FN=O．25,KL=12.3
JZ宮0．882

芳脇( 丁二 扉
斑(")=["2(1+h2L/KZ,Qcos")]

1

i i

・47r

現したものが図6〜図8である。いずれも恥(6)と下のような関係にあるH､0)の無次元値

THEORY.上jvu上HBODYI

qRUOoS

THEOR Y弓AgIJRFnrYノI！

O.33,8．2cm）

ここで6は上下揺の振幅であり,K="2/gである。一般にFh(")はFM(")にくらべてずっと小さく，したがって解析の精度もFb(6)にくらべるとやや悪いが，実用上の重要性が恥(β)程ではないので示さなかった。

図6は図2の解析結果（実際にはManifoldI法の結果を用いている）である。図7は図2と同一速度，同一周期の場合の強制縦揺によって１−作られる波を解析した結果である。両図には丸
0

ワ

40

e0aQBO

jOO

J20

J40

160

尾の方法7）及びOgilvie‑Tuck2)のslender

IBC

degree)

図7WaveAmplitudeFunctionH2(")ofbodytheoryによる理論値が示されている。

丸尾の方法は，ある一定の深さに船長方向に分Radiationwave(Pitch)

布する吹き出しと二重吹き出しによって船から離れた場所における波動を表現するもので，その分布密度は船の水線幅の分布に比例するように選ばれる。

一方,Ogilvie‑Tuckの方法は，水線上で船/･亘．…̲……

長方向に分布する吹き出しで波動を表現する。
その分布密度は，船の坐標苑における断面が単位振幅で上下揺し，流体運動がその断面をふくむ平面内だけで2次元的に生じるとした時の遠方に伝わる波の振幅(位相をふくんだ複素数)に比例した密度を坐標允でもつように選ばれる。
いずれの理論も非常に良く素成波のスペクトル

ﾅｰｰﾖ示r EO

80

100

120

80

!40̲W̲̲!
QrdedrE e)

Tuckのslenderbodytheoryが良い結果を

図8WaveAmplitudeFunctionH2(6)of

あたえている。この理論における波動の表示

Diffractionwave
−119−

−−．

構造を推定することがわかる。特にOgilvie‑︲Ｉ■ⅡⅡⅡ！︲︲︲︲．︒■■■■■■■■同■Ⅱ■ｊ■■■口■便■■■■■■■明▲■■■■ⅡＢ■Ⅱ０■一■■Ｆ９︲１１１１１１１︲１．■ＬⅡⅡⅡⅡ■０

L

Vol.321979-1

船の科学は，簡単なものであるが，理論の仮定からいうと高次のが，時間の関係で結果をまとまった形で報告できなかっ項をふくむものであるからこの結果はもっともなことかた。次の機会にゆずりたい。

も知れない。

波浪中の抵抗増加は，一般に静水中の抵抗と同じオーダーの大きさである。例えばL=175mの船（コンテナ

さてこの2つの図からだけでも，次のような重要な結論が導かれる。もちろん，

ねによって，

もっと多くの解析の積みかさこの結論を確認する必要があることは言うまでもない。

(1)

Headsea中の波浪中の抵抗増加はやせた船型の場合は，足(β)でほとんど決定される。つまり

diff‑ractionの効果は非常に小さく， また上下揺，縦揺以外の運動，すなわち前後揺は抵抗増加にほとんど影響をおよぼさないこともわかっている。

したがって上下揺や縦揺によって生じる遠方の波動を，上記のslenderbodytheoryで計算すれば，非常に精度の高い抵抗増加の値（運動そのものが，正しく推定されれば）はもちろんのこと，各方向に伝わる素成波が抵抗増加に寄与する割合（すなわち抵抗増加の スペ
クトラム ）まで推定し得るであろう。

(2) Haskind‑NeWmanの関係式によると,Xの方向からやってくる入射波中を進行する船が受ける上下方向の力は，船が逆方向に進行し上下揺する時, X+元方向に伝わる波の振幅に比例する。したがって，上下揺時の種々の方向に進む素成波の振幅が両図のように理論で予測し得れば色盈な方向からくる斜め波中を船が進行する時に作用する波強制力を精度良くHaskind‑Newmanの関係式で推定し得ることになる。

図8は図3に示したタンカー模型のDiffractionwave

る。

このように波形解析の結果からは種との場面で，割合はっきりした結論を導くことができそうであり，今後の解析結果が楽しみである。

しめることは，静水中の抵抗を'0％減少せしめることとほとんど同一の価値がある。 もちろん抵抗増加は船体運動に強く依存し， また船型変化に対してそれほど敏感ではないから簡単にその減少をはかれるかどうか疑問もある。しかしこのような目的で波浪中の抵抗増加の研究をI

すすめるとすれば，従来とは異った観点から抵抗増加の理論の精度を検討する必要がでてくるであろう。そのためには，波紋の解析が有効であると私は信じているのだ
が｡

参考文献

1）藤井斉，高橋雄：肥大船の波浪中抵抗増加推定法
に関する実験的研究，造船学会論文集， 137号
（1975）

2) Ogilvie,T.F.&Tuck, E.O:ARational
StripTheoryofShipMotions,Partl,Rept.
NnO13.Dept・ ofNA&ME,TheUniversityofMichigan(1969)3）花岡達郎:OntheVelocityPotential inMichell'sSystem&theConfigurationoftho
Wave‑ridgesduetooMovidgship

造船学会論文集，第93号（1953）

4)̲Becker,E:"gWelMideinerunterde'
QberflacheeinesStr｡hi= gEheWererFltissig‑

keitpulsierendenQuengZXngewandteMa‑
thgnatik&Mechaninm(1559)
5)Eggers,K:ijbeF3a3MMHeinerPul･︲Ｉ！■８０■１１日の解析結果である。図6などのRadiationwaveのス
ペクトルと比べるとやや複雑な変化があることがわかー船？）が16ノットでピューフォート ・スケール7の波
浪中を走る時の抵抗増加は静水中の抵抗とほぼ同じ大きさである8)。 したがって波浪中の抵抗増加を'0％減少せ

’

･

5．

¥erendenSt6runginTranslation, Schiffund

むすび

船のまわりにできる非定常波の計測や解析はまだスタートしたばかりで，多くの結果を報告出来ないのは残念である。現在のところ最初の節で書いたような望承ばかり高く，頭デッカチといわざるを得ない｡･今後の結果を期待したい。

筆者の研究室では，波浪中の造波抵抗値の直接測定もすでに実行し， この記事で述べた計測方法及び解析方法
が，その場合にも完全に使用できることを確認している‑120‑

一伊、牙吉｡̲＝‑.軒一』ロ

ゴ■■■■l−−P−−凸÷

"ご…"−−ターー ロニーモr寺号坐雪･ 兎→『画戸一1H¥en,Heftll6957)
6)̲Newman,LNM:Determinationofwavo
ResistancefromWggIEg5565fs 516h"

Earallelcut,Internati｡nalSeminaronTheore‑""aveResistadea XnnArbar,Michigao（1963）

7）丸尾孟:Resistance inWaves, 60thAnnive‑rsaryseriesofJSNAMZ,Vol.8(1963)8）新谷厚， 内藤林：波浪中の馬力増加，第2回耐航性シンポジウム， 日本造船学会（1977）’

I

Vol.321979-1■特集・明日の造船技術のための基礎研究

7）

スターリング機関開発上の問題点
塚

原

茂

司

運輸省船舶技術研究所
スウェーデンのユナイテッド・スターリング社は同国

1．

まえがき

国立機関FFVとともに，排気，騒音等の利点を生かし運輸大臣は運輸技術審議会に対し，その諮問第7号において「エネルギー資源をめく･る環境の変化に対応する

た市街地用の数kW発電機用動力として，来年中に合ための船舶技術開発の具体的方策について」と題して答申を求めた（昭.49． 9．20)。それに対して同審議会は，第1次答申を昭.49．11．25に， また第2次答申を昭.50．
7． 7に行なった。その第2次答申の「(ii)新型機関の開発」の中で具体的に「熱効率が高く，エネルギー多様

販売や保守の体制も完了したとの情報もある2)。

衆国でスターリング機関を発売する構えを見せており，
以上のように，数カ国において精力的にスターリング
機関の研究開発が行なわれ，また基礎的研究も含めると多数の国で研究が行なわれている。

しかし，伝熱，流動に関するデータは少なく，技術上の成果も含めてほとんどがノウ・ハウとなっている。

化に対応でき，排気がより清浄であること等が十分期待できるスターリング機関に関し， 5カ年程度で実用機関開発の前段階に相当する研究開発を実施すべきものである」としてスターリング機関の研究の勧告をした。

本稿ではその題として「スターリング機関開発上の問題点」としたが，一般的なスターリング機関に関する研究成果は前述したように少なく， また国内における研究も現在進行中のものが多いため，

運輸省はこの答申を受けて，昭和51年度より学識経験者から成る「スターリング機関研究開発専門家会議」を設け， 5年の目途をもって舶用スターリング機関の基礎的な研究開発を行ない，将来の製品開発に際しての技術

ここではスターリング機関の特徴や開発上の問題点，船舶用機関の概況等について述べることにしたい。

2．

的問題点を明らかにすることを目的とした。 ここにおいスターリング機関の特徴

スターリング機関の技術的特徴を述べる前に， この機関を理解する上で，その歴史的発展過程について簡単にてはじめて，我国における本格的な舶用スターリング機
関の研究が開始されたのである。

I

ふれてみたい。

一方，欧米においては，オランダのフィリップス社がスターリング機関の40年の研究経験を基に，実用化推進の中心的役割をはたしている。この基礎研究の積み重ね

この機関の起源は実に古く， 1816年のイギリスにさかの上に作られた実験機関は，現在乗用車，バス， トラッのぼる。作動流体として蒸気から空気に変えたいわゆる空気機関が，主に安全性の上から考案されていたが，その中の一つがスターリング機関で，発明者ロバート ．ス
ターリング（英）に因んでその名がつけられた。

実施している。

本機関は，作動流体として空気を使用したため，安全で安価な機関とされ，再生器を使用するという新らしい
アイデアもあって経済的とされた。 しかし加熱方法がいわゆる空鍋を熱するようなものであることから，加熱面

クその他の動力として利用を試みられ，それら応用面に関してはスウェーデンのユナイテツド･スターリング社，
西ドイツのMAN社そしてアメリカのフォード社などがアメリカ合衆国政府はエネルギーの節約のために，高速道路用自動車の原動機としてガスターピンとスターリ
ンク機関の研究をとりあげ, 1980年代に利用できることを目標としてプロジェクトを作った。 （従来の往復動機
関の研究は遂行されるが，それは各エンジンメーカ独自の資本でまかなわれるべきとしている。 ）そのうちスターリング機関に関しては，プロジェクト事務局をNASAのLewis研究所に設置し， プロジェクトチームとしてフォード社ともう一つのチームを作り競争させている。

にクラックが発生して 〜2年で割れを誘発し， また熱効率，比出力も大きく発展しなかったことから，後年発明されたガソリンあるいはディーゼル機関の前には影う
すくいっか消えてしまったのである。図1には改良型ス
ターリソグ機関を示したが3)，

すでにシリンダ内ガスの加圧と2シリンダ2サイクルの構想をとり入れ， 1843年には,出力/回転数=45PS/30rpm,P,"i"/P",｡x=10/15atm,

−121−

1

船の科学
ガソリン・エンジン

Umh

卿↓ブ鍾坐チI蝿""IA"l
単筒26.5h.p.3800r・p.m.

4気筒106h.p.3800r.p,、

スターリング・エンジン

猛1m
＆フmh

ニゴニゴ

『

単筒26.5h.p.3000r.p.m.

図2

1

蚕

4気筒106h.p､3000｢.p､、4気筒106h.p､3000｢.p､m〃

各種エンジンのトルク変動器によって燃焼用空気に熱交換される。
密閉型であるので作動流体として系内に入ったガスは

図1

改良型スターリング機関（1843）

両シリンダ内空気温度Tc/TE=40/300℃,ボア/ストロー
ク=407/1220m, 37PS時の石炭消費率は1.22k9/PSehr（正味熱効率（推定）は約7.5％）の性能が示された。
1938年， フィリップス社は無線の携帯用動力源として空気機関の再開発にのりだしたが，その後，作動流体として高圧のヘリウムガス或いは水素ガスを使用できるよ

うになって回転数，熱効率を上げ，本来の排気の清浄性と低騒音性を生かして，現在みられる機関に発展した。
2． 1 スターリング機関の構造
スターリング機関は，外燃式（密閉型）再生器付往復動機関であると定義できる。

外部燃焼方式（外燃式）は蒸気機関にみられるように加熱管を通して外から熱が伝えられるものである。従って燃焼は連続的であり，加熱終了後のガスは高温である
ツクー

予熱ことから，熱効率向上のために，大気放出前に空気予熱ら，その通路の途中に蓄熱式再生器を置いて，ガスの流れが高温室→低温室では熱を貯え，低温室→高温室ではその貯えた熱によりガス温度を上げる再生方式が可能
で， この方式の採用により熱効率が高められるという特徴をもつ。

往復動運動は現在ではガソリンあるいはディーゼル機関に典型的にみられる。スターリング機関では加熱部，再生器部，冷却部にそれぞれ圧縮や膨張に関係しない容積（死容積）が存在し， また外燃式ということからシリンダ内の圧力変動は内燃式にくらべるとゆるやかで回転軸に与えられるトルク変動は滑らかであり， トルク変動
による振動を少なくすることができる（図2)。一方，死I容積が多いため圧縮比は小さく，内燃式の10〜'8に対し職鋭蕊鰄澗蕊

2

後で錫る｡その…燃式

スターリング機関では2前

2：デイスプレーサ， 3：高浸室間，5：再生豊， 6：力噸罵， 7：冷却里

一一一一一

窪晨剖

６５

3

外部と交換することがない。従って内燃機関のように膨張後のガスを大気放出して熱交換することはできず， ボ
イラの復水器のように壁を通して外部と熱交換しなければならない。そのため冷却器が大きくなる傾向がある。
一方，常に同じガスが高温部と低温部を往復することか程度の行程容積で同程度の平均有効圧力を得るために

7‑‑ヨ恒

は，作動ガスの平均圧力を高めなければならない。こ』才のことは前記密閉型と関連』必要となり，摩擦の少ない
シール方法が重要項目とさ

②

①

図3

③

作動空間周辺に関する基本的な構成
−122−

ｰ一一L

−

一

△一

空、一.画

れるゆえんである。

図3にスターリング機関

１１１

するが，作動ガスが外部に洩れないようにする装置が

I配1

Vol.321979-1

一一一

″ＲＣ

図4 ダブルアクティンゲ4シリンダー．スターリン
グエンジンの原理図右端のCは左端のシリンダの密菱近Vcに連絡する。 ここでは， ピストンとディスプレーサが一体をなしている。 1シリンダの膨脹スペイ
スはH,R,Cを経て隣りのシリンダ圧縮スペイスに連絡している。H:ヒーター, R:再生器, C:ク

作

ーラーVb:圧縮室, Ve :膨脹室の基本的三形態を示した○① ②はディスプレーサと呼ばれる単にガスを低温室三高温室に移動させるピストン
図5と出力ピストンから成っている。現在これらディスプレーサ型は自動車用を対象とする場合には比容積が大きくなることから採用されておらず，③の2ピストン方法を
4ユニット組み合わせたダブルアクティング方式（図スターリング機関の構造

度比，平均圧力比，各熱交換器の寸法や性能値等熱効率や出力／回転数に影響を与えるパラメータが多い。従って最適使用条件を決定するためのシミュレーションの開4）5)が多く使われている。

発が必要となる。

図55)にディスプレーサ型スターリング機関の構造を示した。同図のクランク機構はロンピック機構と言われハード面では，燃焼器，加熱器，空気予熱器，再生器，冷却器等熱交換器類， ピストンリング， シール等密封技術が従来の技術とやや異なる点があり， さらに機関の出力制御などにもこれまでの機関にはみられない領域

クロスヘッドなしで両ピストン連接棒を直線運動に変える機構で，軸のシールができるようになった。

がある。

2．2作動原理

以 ド，それらの問題について述べる。

前述したごとく， スターリング機関のシリンダ内ガスは壁を通して熱交換される。今理解し易いように図6の

3． 1

1シリンダ ピストン機構を考える6)。
はじめにガスは冷やされながら圧縮する(a)。ピスト

シミュレーション

シミュレーションは, ( i)定常状態における各室の圧スは膨張による温度低下を補いながらピストンを押し下げ(c),不死点に達し次の圧縮に入って(d)1サイクル

則重二詞

参、

図6では， 1シリンダのヘッドを交互に加熱冷却してピストソを上下させたが，実際にはエンジンが動く程速、b型

スターリング機関には， 作動流体の選定，圧縮比，温
−123−

図6

︶Ｃ

スターリング機関の開発上の問題点）︶ａ相角という），膨張と圧縮をそれぞれのシリンダで専門的に行なわせたのが，実際の構造となっている。

ｌｌｌｌ

く加熱冷却をくり返すことはできない。そこで膨張する室と圧縮する室をわけ，両ピストンの動きをずらし（位１０町ＷＩＩｌ０ｌＩｌＩ１ １０■ⅡⅡＩＩＪＩ０ＩｌＩ４ｌＩＹｌｌｌ

勇を形成する。

Ｉ ｑ Ⅲ ■ ■ ■ ■ ■ ︲ Ｊ

力・温度を求めるサイクルシミュレーション，あるいはさらに広く焼燃，排気，冷却，機械摩擦，洩れを含めて

ｌｌ

ンが上死点に達するとパーナによりガスは加熱され，高圧となってピストンを押し，外部に仕事をする(b)。ガ

3．

I

d

シンケル・スターリンケ・サイクル

船の科学
計算条件

(Air)
I

‑Jo、T［

Jrpl

％％
０３

86

kq/h

⑲

⑭

Ｉｌｌｉｌ

ＦＴ剛

DwPrP

Ll

荷E

200PS

図7

720rpmスターリング機関構成要素略図(数値はフィンケルシュタイン方式による計算値，無単位は℃，矢印は流れ方向を示す｡）
1

3−1

2−1

耐司三

F

一

一

素

低温室

1

冷ポ

シリンダー

4−2 1

￨'。

燃焼器

ピストンリング

却水
ンプ

空気

I

予熱器

L 放熱器
4−3

シーノレ

5

１ １

｢E二下天ﾗ7ﾗ流1

I

1 「

︵排気

2−6
2−7

取出し機構

．−再蕊磑 ゴ斎

5−1

凧

2−2

ピストン

5

4−1

』

,‑2 1
上記要素に影響を与える要

4｢田一ﾗﾗｰ}− 1駆動機構卜 −−−−−−−−
1−4

5−4

2−8

1−8

（圧力増減）(燃料量制御）(位相角 $

1−7

2−9（容積増減）（空燃比制御）1−6出力制御機構．

図8

スターリング機関の構成要素
−124−

ｌ Ｉ ｌ

に関係する要素

1−1

3

一一

サイクルシミュレーション2Vol.321979-1

丁Ｔp

HUNNUAI24

１

2，

ALPHA＝I02DEG

3SPEED500r抑〕＝5．0罠、

0．卵]UTPUTO̲略59F

へ
戸

直

呈

雪

0.刃

一

笛
匡

匪

0．10

剖
＞
○

T2

Z

B

4

0
ー

pl

p4

S

p

i）P−u綿図

…

1‑10

ー

ii）T‑S腺図

的ー

図9

スターリングサイクル線図

図10シュミットサイクルと実験値との比較
熱効率まで求める性能シミュレーションとタ （Ⅱ)起動，

負荷整定時）における変動特性を求めるのに用いられ停止時あるいは出力変動時の特性を求めるダイナミック

る。

シミュレーションに分けられる。

3． 1 ． 1

図11に， スターリング機関の一制御方式をフローシー

性能シミュレーション性能(もしくはサイトで示した。ここでは負荷が変わった場合，先ずヒータクル）シミュレーションは，要求される機関の最適要素の決定，機関各部の各出力における圧力，温度等の状態値あるいは逆にある圧力・温度レベルにおける出力，熱壁温（燃焼温度）を調整し，次いでガス圧力を調整する方式を採っている。エンジン動特性の計算にはサイクル効率の決定などがその目的とされる。

シミュレーションが使用されるが，複雑な計算では計算

図7にスターリング機関の構成要素を略図として示
し，サイクルシミュレーションに関係する要素とそれに影響を与える要素を図8にブロック線図的に示した。

方法には，理想的状態については, (i)スターリングサ
イクル（図9）と, (ii)シュミットサイクル7) (図10,

睦琉

サイクルシミュレーションで各部の状態値を算出する{認鑑△L：

負荷

一，エンジン回転数
計
w
T

YES

|:

”

1
と一一一

に運動方程式としてガス加速度の項を無視したこと， また各要素を容積として扱ったことなどが原因と考えられ
る'0)。図7にフィンケルシユタイン方式を使って試算した各温度，熱流束の値を示し，図9にシュミットサイク

NO

≦歩
YES

ルと実験値との比較も示した。

3． 1 ．2ダイナミックシミュレーションダイナミ
ックシミュレーショソは，機関の過渡状態（起動,停止，
−125−

図11

スターリング機関の−制御方式

巾力
裕庄
余均

︐Ｏｍ

数動平
転変ス
回数ガ
定転内
股回系

I

と，洩れを無視したこと，作動ガスが往復するような系

、

ｍ０ＥＰ

まで合うに至らない。伝熱抵抗係数を定数としたこ

Lﾉ，摩擦動力計算△n，回軸変動値計算

ｌ

１１１１１−１１Ｊことにより性能的にはある程度実験と合うが, p‑v線図

{

I

算

一Twol＞E︽た。結果は仮定した伝熱，抵抗係数（定数）を使用する

１１１

は系を再生総中心で二分し，準定常状態を仮定して求め

ーー‐ー

四回Ⅲ

フィンケルシュタイン8)によるものがある。 これは各要
素を容積として近似し，各要素ごとに状態方程式，質量保存式，エネルギ保存則を適用し，流動抵抗に関してｕ︾一二■■ｑ■■９■■■・■ⅡＵ■■■８６日■■Ｕ△０■■９１１

等温変化，流動抵抗なし，各ピストンの動き正弦的）とがあり，いずれもその熱効率は再生器温度効率が100％の場合にはカルノーサイクルの熱効率に一致する。また，各部の伝熱，流動抵抗の効果を考慮したものとして

I
船の科学
熱効率刀い▲１１１１

時間が長くなるため，全体を適当に粗く表現し得るサイ
クルシミュレーションの使用を考えねばならない。また

逮豈

や、̲戸̲

1

ご蓋ﾐ茜

︾

of

3．2各要素の開発

3．2． 1725

０石

制御機器の特性についてのデータの集積が必要となる。

1
−

=喫辱一

ー

斎

作動流体の選定作動流体の選定に際して〃、

41 '0ゆ、◆は次の条件を考慮しなければならない。

(i)熱交換特性のすぐれていること (ii)粘性による抵抗の少ないこと (ni)金属材料に対し安定であること (h')安全であること (v)安価であること

225′吟/シリンダ
ヒーター7

･c

冷却水25℃

カス圧"'k9胸。
｜

現在作動流体としては主に窒素ガス（空気)， ヘリウ
ムガス，水素ガスの三種類が使用可能である。窒素ガス

比出力は(m), (iv), (v)の条件に対して非常にすぐれているが, (i)(ii)に対しては劣る。ヘリウムガスは窒素ガスにくらべると(v)で劣る他はすぐれており，水素ガスは

図12作動流体と効率り'｡'と比出力との関係(i), (ii)の条件に対してはもっともすぐれているが，特に(iv)で劣り, (in)に対しても問題が残る。
作動流体の条件としては，機関性能の面からだけでみると(i), (ii)が重視される。窒素の熱伝導率，分子鼓を各1とするヘリウムの熱伝導率は5．5，分子量は1/7，

1

1

MODEL

IO36R
や＝

。■

〆
一

鐘あ会︑会全

8

一

､

、

6

、

、
、

、
ｒ戸今︑

水素の熱伝導率は7．4， 分子量は'/,!となり，作動流体
は窒素，ヘリウム，水素の順に適している'0)。

、

、

窒§

１１

図12ではシミュレーションから求めた三流体の性能上の差を示し，図1312)では実験から得た傾向を示した。いIずれにしても(i), (ii)の面からみると水素ガスの使用が最も望ましく，窒素ガスの使用はたとえ低回転域で0も，熱効率という観点からすると悲観的である。

600

1200

1800

2400

機関回転数

rpm

3000

3600

図13作動流体の効果（実験値）

最近，欧米では水素カスの安全性について確認試験をし，ほとんどが作動流体として水素ガスを採用している。 日本では水素ガスの安全性については確認されておらず，ほとんどがヘリウムガスや窒素ガスを使用して実験している。

3．2．2各熱交換器にみる問題点熱交換器の設計には，周期的に圧力，温度そして流速が変動する条件下のI

タ

伝熱特性，流動損失に関するデータが望まれるが，現状

膨脹

流速の測定に困難さがあるためであろう。作動流体の選定と同様に，伝熱，流動損失の改善が主題で，特に流動ピストでは使用し得るデータはほとんどない。変動する温度，損失の低減は図示仕事の増大のみでなく回転数の上昇を誘い，馬力上昇に与える効果は大きい。

(A)加熱器10) :性能的には，伝熱量が大きく， 流動損
失，死容積の少ないことが要求される。加熱器の形状はいくつか考えられるが，機関寸法， バーナの種類，空気予熱器の種類などによって決められる。図'4はフィリッ
プス社の燃焼器の一例である'3)。

図14フイリツプス社1−98機関用燃焼器

加熱管材料に関する問題は,スターリング機関の性能
寿命，信頼性などの面で最も重要であろう。加熱管内部の作動ガスは，最高圧力150〜200kg/cm2,温度700〜720℃であり，ふく射をうける管外壁では850℃を上回る可能性もある。加熱管材料に要求される特性は,温度850
900℃までの高温強度，耐酸化性， 燃焼カス， 灰付着に

−126−

竺一

凸ロー争巴全■一

一一=■一一今一■一寺

寺

｡奉一T一

̲」

Vol､321979‑1

対する耐食性，管加工性などである。外国ではニッケ

ル，

クロムを主成分とする合金が使われているようであるが 詳細は不明である。マルチメット，ハステロイX,

インコロイ800, インコネル600などが現時点で考えられる。加熱管は二重管方式が一般的であるが，ふく射面と対流面の受熱量割合， フィンの問題，局部的過熱の回避など検討されねばならない。

⑧再生器10) :再生器に関しても，死容積，圧力損失を減らし，蓄熱，放熱特性を良くすることが問題となる。
熱容量の高い材質で伝熱面積が広く空隙率が小さく，熱伝達率の高い形状を有していることが望ましい。フィリップス社， ユナイテッド・スターリング社の例では，非常に細い金あみを軸方向に重ねて使用している。

図15⑥冷却器'0) ：これも伝熱，流動性能の具備条件は加熱器，再生器と同様である。冷却器は温度レベルは低く，材料強度的には比較的楽であるが，管内のマッハ数が大ロールソツクスシール

転部シールがある。後者は小型機関に適し，動力取出し機構として斜板を使用する場合などに適している。船舶
技術研究所にある逆T字型実験機関ではこの回転部シーきくなるため，通路の急拡大など流動損失に注意しなけ
ればならない。基本構造としては，管外側を冷却水，管内側を作動ガスとするシェル。アンド・チューブ方式がル方式が採用され，洩れはヘリウム50k9/cm2に対し0．01
NI/min以下である。

前者のロッド部シール方式は，加圧部が少なくなるた

妥当と考えられる。

め重量減が大きく期待されるが，技術的には非常に難か(D)空気予熱器：空気予熱器は加熱後の排カスのもつ熱エネルギーを燃焼用空気に与え，熱効率を高めようとするものである。このエネルギーを有効に燃焼用空気に移すためには，熱交換方式についても検討が必要である。
これまでスターリング機関用として開発された対流型熱交換器では温度効率が75〜85％，蓄熱式熱交換器では80〜90％が得られている。空気予熱器入口ガス温度は900〜1000℃と高温度レベルであるので，高温熱交換器同様しい。図1511)はフィリップス社で開発したロールソック

スシールで，図のようなゴムをシリンダとピストン棒に張りつけ，その裏側をシリンダ内平均圧を持つ油で支えている。シール性能や摩擦損失の点から優れているが，
ロールソックス（ポリウレタン製）の製品ムラや取り付材料が問題となる。 ここにセラミックスの適用も考えられる。

3．2．3 シールにみる問題点

ｌｌＩｌＩｂ■１︲ｌｌＩＩＩも■■■■■■■■■ＬＩ畝四■可ⅢⅡ︑ⅡⅢⅣＩ卜胴︐(A) ピストンリン'グ：スターリング機関のピストンリン
グは，熱交換器類の内部伝熱面を油で汚染させないため，無潤滑の状態でシリンダ上を往復しなければならない。 これまで使用されているピストンリングは，その形

MIN､PF

副OD
SCRAP
1YDR6

を与えるため，摩擦損失を肢小にしてかつシール性を良くするという条件が与えられる。どちらにしてもピスト
ンリング材質，形状，寸法，本数の決定は図示出力の増大と機械効率上昇のための重要な課題である。
(3対外的シール：これは系外へのガス洩れを防止するためのもので，主に往復動部の洩れを防止するロッド部
シールと， クランク室を加圧して回転軸でシールする回

R

開:三 FI5[｡,
図16 ロツドシール（ユナイテッド･スターリング社）‑127‑

１９０〃ⅡⅢＩ砧０１０１１１１■ＩｌＩｌｌ１Ｉ■■■■■■■■■■・日口

状はほとんど内燃機関用のものと￨司様で，材質としてはテブロソをペースにしたものが使われている。ピストン
リングからのガス洩れは，特に低回転領域で性能に影響

け状態などにより寿命がバラつきやすい。図16ﾙ')はユナ

軸シールについては我国においてもこれまでヘリウム

イテッド・スターリング社で開発されたスライディング
シールで，比較的安定したシールと摩擦力が小さい特徴

圧縮機などに使用している実績があるが， シール性のみに重点を置いてあるためそのままでは摩擦損失が多くてを有する。シリンダ内への油上りは問題ないと言うが気使用できない。新機構も取り入れた製品の開発が待たれになる所である。いずれにしても軸シールは機関中心にるところである。

取りつけられるため，故障の際は修理に時間がかかる。

3．2．4出力制御出力の制御方法として, (i)作動ガスの平均圧力を増減させる方法, (ii)燃料の量を増減させて燃焼ガス温度を上下させる方法, (iii)系に死容菰を附加して圧縮比を変える方法などが考えられる。その圧麹微

うち(ii)の方法は， ヒータ管温度に上限があること，熱容量のためおくれが大きいこと，部分負荷で熱効率の低下をまねくことなどから，出力制御よりはむしろ壁温をある温度幅内に保つために(ii)の方法をとることが主となっている。 (iii)は全体の容積が大きくなること，制御が複雑になることなどから一般的ではなく, (i)の方法
図17出力コントロール・システム

が出力制御の本命と考えられる。図176)はフィリップス
社の出力制御概念図で， アクセルを踏み込むことにより吸入弁が開き，高圧ガスがシリンダ内に供給されて出力は上昇し， アクセルをもどすとダンプ弁が開き，ガスはシリンダから圧縮機によりボンベへ戻され出力は減少する。図186)は温度センサにより壁温変動を感知し，壁温の一定保持のため燃空比一定の条件で燃料と空気を制御する方法を示している。

ハード面では，水素あるいはヘリウムのような低分子量ガスに対して使用する弁の種類，弁の締切り性の問
題，弁駆動方法，密封性，応答性それに低分子量ガスの
5000
4000
3000

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図18燃料コントロール・システム

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40〜I釘

図19総トン数と主機関馬力（ディーゼルのみ）

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一

船の科学

図20船舶用ディーゼル機関の出力と回転数の分布−128‐−.

.▲｡ｰ･め

,＝一＝

．＝ユ.一

』

Vol.321979-1=j/U､､t

高圧圧縮機などについて検討しなければならない。

4．

謹晩皇

船舶用スターリング機関の概要9),14）

室員子陛眉

表1

城鵜

開発目標機関の程度のディーゼル機関と比較してその寸法は，長さ，据

800PS

数

720rpm

気筒散及び麗列4気筒匝列型。 ワドシール

出力取出機構クランク形式（密恥）

溌

正

料

作動滅体
街封方式

￨礎

j−−

合効串

○

油

ヘリウム富たば水素
スライディングシーノ己′

方式

36〜40％

図21．

開発目標機関概念図発協会「スターリング機関の開発目標決定のための調査
研究報告書」と日本造船研究協会「スターリング機関に関する研究報告書」から引用させていただいた。誌上をかりて御礼申し上げます。
参考文献
1）船の科学，第31巻，第6号， 57〜船舶技術協会
2）塚原，舶機誌，第13巻，第6号（'78）387〜389

付'限はほぼl'1じであるが，高さが約600"高くなる。

3)T.Finkelstein;TheEngineer, Apr. 3, '59,

おいて以下の研究項目が実施されている。

4)(i)熱サイクル計算方式, (ii)設計研究, (iii)燃焼方式, (iv)熱交換方式, (v)制御システム, (vi)実験機関

5）による総合研究6)

上記の他にピストンリングとシール装置に関しては，
日本ピストンリング社が担当している。

7)

舶用スターリング機関に関しては日本造船研究協会に

522〜527

R.J.Meyer;PhilipsTech.Review('69)
〃

〃

〃

〃

Vol.31,

N0.516('70)

N.D・Postma;SAEPaper730648('73)

G.Walker;StirlingCycleMachine,
ClarendonPress('73)8)T.Finkelstein;J.ofEngng.forlndustry

あとがき(ASME)('62)9） 日本舶用機器開発協会；スターリング機関の開発目標決定のための調査研究報告書，昭52. 3.15
10）日本造船研究協会；研究資料N0.301,昭53. 3
11)H､C.J.vanBeukering他;SAEPaper

機関の研究には新らしい研究がいくつかあり，それらの成果は技術的波及効果として他の分野にも利用されることが期待される。本稿では特に開発上の問題点について

筆者の知り得た範囲の情報と， これまでの船舶技術研究所における経験をもとに記した。一部専門的知識不足のため細部まで記述し得ない部分があったことをお詫びす
ると共に，本稿に対し御意見，御質問がいただけたら幸いである。終りに本文中ではたびたび， 日本舶用機器開-129-

730646（'73）12)G.FlynnJr他;SAETrans.Vol.68('60)13)A.P.J・Michels;Proc.IECEC, Boston,
1010〜1023('71)14)AutomotiveEngineering,May 1978, 82‑85
15)塚原；海技と受験, 33‑41(1977‑6)16）一色，塚原；第2回新型原動機に関するシンポジ
ウム， 自動車技術会（'75）

１１ １１１

本稿では，我国の船舶用スターリング機関登場の背景を先ず説明し，汝いで外国の情況， スターリング機関の特徴，開発上の問題点そして最後に我国の船舶用スター
リンク機関の開発目標について概説した。スターリング

ｌｌｌｌトー

5．

﹄吾の範囲となる。舶用機関の一般的条件， スターリング機
関の性能，構造上の特性， スターリング機関開発研究上の調査などを行ない，開発目標機関の基本要目は最終的に表1のごとく定められた（図21に概略図を示す)。この機関はダブルアクティング型の直列4気筒でシリンダ
当り200PS/720rpm, 1基800PS/720rpmとなる。作動
流体は当面へリウムガスを使用するが，安全性が確かめられれば水素が使用されるであろう。試算によれば， 同力︾罐ら￨淵発対象として1000〜2000馬力が適当と考えられた。
図20は船舶用ディーゼル機関の出力と回転数の分布を示したものである。シリンダ当りの出力としては150〜250
馬力程度と考えられ,そうすると回転数は400〜1000rpm

転奉琴一(｡k1000トンクラスが隻数からみて典型的であるところか

出
回

ー毒

至篭童

開発の対象としては上述の条件を考えて，先ず内航船の主機が肢も適している。図19は総トン数と主機関馬力の関係を船種ごとに示したものであるが，内航船として

一二訴
檮
舟

工津

腔啄

基本要目

一一エ

まえがきでも述べたように，運輸省は省エネルギー，
低公害そして燃料の多様化の時代のために船舶用スター
リング機関の開発の可能性について検討を開始した。

船の科学

園特集・明日の造船技術のための基礎研究

I8)

浮き

消波装置の開発一

色浩

日立造船株式会社研究所
Ⅱｌ■■■■■■■■■■■Ｕ︲１６■６■且■■■■■■■■■■Ⅱ８日ⅡⅡ０ⅡⅡＩⅡ１．ⅡⅡ７０１１１・日０▽■■■■■０Ⅱ︐るかも知れない。このような場合に対処する方法として

まえがき

は

日立造船株式会社では目下，運輸省の科学技術試験研（'）波の中で揺れにくい描造物にする。

究補助金をいただいて，愛媛県宇和島市において浮き消（2）構造物のまわりを消波装置で囲んで，波が直接構

波装置の海上テストを実施している。そこで，当社で採用している方式（空気制御式)，

これまでの開発の経過，造物に作用しないようにする。
が考えられよう。石油掘削装置等に盛んに採用されていたもので，不況下の造船技術の今後の動向をうかがう上

これらは共に有効な方法であり，対立的に捉えて二者択で，本稿が一つの示唆となれば幸いである。

一すべきことがらではない。両方共に発展させて行く必要があろう。

浮き消波装置とは・Ｉ０ＩＩｌｌ１ＩｒＩ１ｌ０ｏＩＩ︲

1．

ＩＩｌＩＩｌＩ−ｌ０ｌＪ︐−

湾の防波堤などは(2)の考えに基づいていると言えよう。

︐る半潜水式構造は， (1)を具体化したものであろうし，港たい。 この開発は，今回の造船不況が直接の契機となっｌ開発が求められた社内外の事情などについて解説を試み

本論では(2)に関連して，当社で開発中の浮きi肖波装世

海は無限の宝庫であり近年，多くの人の注意が海洋開発に向けられている。これまで交通路とか漁場として以（以下においては日立造船式と言うことで,HZ式浮き消波装置と呼ぶことにする。）について述べる。ご承知
惨たんたる状況下にあり，各社とも懸命に生き残り策を模索中である。当社も例外ではなく，脱造船の旗印の下は，毎年全製品の一定のパーセンテージを新製品で賄う的な問題と言って良いであろう。 この問題を正しく捉えことが考えられている。仮にこれを20％とし，０１︲０１

めの基地を建設しなければならないが，その際，始終つきまとうのが「波をどうするか」と言う問題である。勿論これ以外にも種々問題があるが，波の問題は最も基本に活路を開く戦略を展開中であるが，技術開発においても，従来とは異なる企画で取り組んでいる。 目標として

製IIII!のておかないと，多大の労力と資材を投入して建設した海lifecycle'を5年とすると，ある製品が開発されて5年

洋構造物を一瞬にして無に帰してしまうかも知れない。

経過した時)点では後統の新製品がすでに控えていると言あるいはこのような破滅的な被害でなくても，波によるうことである。これからは社内の創意総力を結築して技

激しい動揺が作業を妨げたり，居住性を劣悪なものにす

術開発・新製品開発に取り組まねばならない時代である

表1

凸１１１︐・のとおり,Oilshock以来の造船ｲく況で我国の造船業は生存発展の場あるいは手段として大いに利用しようと言うことであろう。そのためには，海上に作業や居住のた１１６１．１

外あままり利用されることの少なかった海洋を，人類の1I

HZ式浮き消波装置の開発の経過颪願 蕨緬洞−1試騒蔬唖二二二二二二壷二二二一一二塁二二一−2−二空気式消波発電装侭の昭和50年9月｜ 空気圧を介してﾀﾝｸ内の水柱の連鋤を制御する方式の消波･発電装厩について

昭和51年3月｜あることがわかった。

研究i 実験および理論の両面から検討を行なった。その結果，簡単な構成で実現可能で｜鵬1繁蝋繍蝋遮蕊縦撫蝋

浮遊式消波装置の開発｜蝿獅鼠笠

一空気式消波一

昭和53年3月

霧鰯駕露辮鰄蕊繊懸窓溺武lる°−−−−=一一一一一

一一一寺

ｌ Ｉ Ｉ ｌｌＩｌＩｌ

空気式消波方式の検討・−固定式消波の実験一

−130−

」

Vol,321979-1

しなければならなくなるが，現在までの所，浮遊式の完と言っても過言ではない。 5年でまちがいなく一つの新製品を生みだすことは，なかなか大変なことである。たとえば，表1にHZ式浮き消波装置の開発の経過を示す

全な成功例は無いようである。既に100年以上の歴史を有し，毎年数篇の研究報告がありが，実験室内の研究だけで既に足掛け4年の歳月を費や模な実用例としては，第2次世界大戦のノルマンジー上している。

陸作戦において，連合軍が大量のポンツーン型浮き消波

本論で紹介するHZ式浮き消波装置の開発の背景には， このような一般情勢がある。造船不況と言うことが成功と言うことからは程遠いようであり，浮き消波装置の将来に対しては，悲観的な見解を有する識者も少なくない。

先に浮き消波装置の合理性が，逆に原理上の難しさのみ易いテーマであるが，現在の厳しい不況は，我禽を新しい研究対象分野へ急速に引きずりこんでしまう性質を一つになっている事情について述べたが，原理上の難しさとしてもう一つのことがあげられる。浮き消波装置が消波の対象とするのは風波であるが，風波は長いものは持っているのである。

ところで消波装置には大別して重力式と浮遊式がある。港湾の防波堤は，現在のところ， ほぼ例外なく重力式であるが，重力式の場合は，水深が大になると水深の自乗に比例して断面積が大になり，建設費用が増加す

300m以上にもなる。沿岸漁業用のように，岸近くのためあまり風波の発達しない所でも，場所によっては150m以上にもなる。単純にこのような波を消そうと思うな
らば，波長と同程度の大きさの装置を作れば良い。しかし，そんなことをしたらとんでもなく巨大な構造物をる。図，に畑氏'）による重力式と同氏のなぎさ式防波堤（浮遊式の一種）との建設費州の比較を示す。②が重力式, (E), !C)が浮遊式の計算結果であるが， この例では，水深が101nを超すと，浮遊式が有利になるようである。
これは，重力式が波の作用が殆んど及ばない海底に近づ
く程，ぼう大な物資投入を必要とするのに反して，浮遊式は水面部分にのみ資材を投入するからである。波のエ
ネルギーは水面付近に集中していることを考えると，水面部分に注目する浮遊式は合理的な方式と言えよう。ただし，浮遊式の場合には波との強い相互作用を避けるこ作ることになってしまう。当然のこととして，できるかぎり小さな物が求められることになろう。すなわち「小さな装置で大きな波を消そう」と言う訳であり，

ここに浮き消波装置の原理上の難しさの一つがあることがわかる。

つぎに浮き消波装置の利用目的およびその効能について触れてみたい。表2にその利用目的を示す。 この表か

1〜50

表2
建設費聖︑

軍事目的｜

浮き消波装置の利用目的

上陸作戦の支援海上基地の確保｜ ﾉﾙﾏﾝデｲｰ上陸作戦… ｜瀧上作蕊の支援蓋琴" ｜駕蕊を稼ぐ 一
長期の海上作棄顕｜ ￨石岬削海上空港
海底採鉱

境保護

図1 重力式と浮遊式消波装置の比較（'11による）
‑131‑

Ｉ

このように水深が大になると，必然的に浮遊式を採用

ｌ

図2は，鹿島沖で何らかの海上作業をする必要が生じたものとして，その際に浮き消波装置を仮設すると， どのように稼動率が改善されるかを示したものである。③線
は鹿島沖の波高出現率，⑥線，、線はそれぞれ透過率軸ある。

ｌるので，文献')を引用して少し詳しく説明してみたい。

１

であろう。これは浮き消波装置の固有の利用目的でもあI

１

らもわかるように，浮き消波装置の利用目的は，単に波から構造物を保護することだけでないことに注意すべきとができないことになる。具体的に言えば，浮き消波装置の運動を停止または適当に制御することの難しさを意
味するが， これは浮消波装置の原理上の難しさの一つでlL

I装置を使用したことは有名である。しかし実用段階での無ければ，造船研究者は船舶工学，あるいはそれに関連する分野の研究に没頭していることができたであろう。
本例のように消波装置の開発などは造船研究者の取り組m

現在までに少なくとも200篇近い研究報告があるとのことである。また大規船の科学

市場における競争力を失なってしまう。そのためハマチ

100

一

一

、

80

〃ン
0．3

ことになる。このような所に安価な浮き消波装置が適用できたら，現存の適性海面の生産性向上ばかりでなく，

／
l

／

ノ

養殖の適性海面は， この面からも非常に限られてしまう／＝

新しい養殖漁場を開拓することが可能になり，その意義

lは大である。

@CT=1 .011

このような目的を果す浮き消波装置を開発し， ユーザ⑥CT=I/2

ーに使用していただくためには，種盈の条件を満たさねばならない。開発の当初より心懸けておくべきこととし／

0．6｡￨" ''i
1 ．0

1 ．5

‑H

2．0

2．5

て，当然のことながら（'）安価であること
3．0（2）効果が確実であること（3）安全な装置であること(m)

および殆の消波装置を利用した場合の岸側の波高分布をなどの事項を忘れてはならないであろう。安価なものを追求するあまり，効果を犠牲にしたり，安全を犠牲にするようなことがあってはならない。安くて良いものを作るためには，開発のために必要な技術を明確にしておく表わす。原論文には， この図の作り方が述べられていな必要があろう。浮き消波装置を可能にする固有基本技術

いが，つぎのようにして作られたものと考えて大過ないであろう。すなわち，鹿島沖では年間を通じて波高としては

図2鹿島沖の波高出現率と仮設消波堤の効果(111による）

はまちがいなく発揮すると言って良い。

さて，海上作業可能な波高を60cm以下とすると，図2によれば，消波装置の無い場合の波高60cm以下の日数はわずかに17％であるのに対し，透過率軸の消波装置を設置すると，それが50％に，透過率苑の消波装置を使えばそれが80％に向上する。波高30cm以下の日数も7%→15％→30％に増加する。これによって稼動率の大幅な改善がはかれると共に，安全性と工事精度も大幅に改善されることが理解されよう。

(Fウ揺れない構造物または揺れが制御された浮遊構造
物を作る技術が考えられよう。 （ﾛ)を取り上げるのは，以下の事情による。すなわち，水槽に固定した状態で消波性能の良いものを作っても，消波装置の運動を許してしまうと性能が大きく劣化してしまう。 これは，消波装置の運動により，二次的な波が放出されるためである。これを逆手に取って，むしろ装置の運動をうまく利用して波を消そうと言う考え方がある。この場合でも，上下揺れ，左右揺いずれにしても，浮き消波装置は波の影響が強く作用する水表面に設けるものであるから， この問題は重要であるが，以下に述べるHZ式浮き消波装置の開発研究い。 このため毎年五月頃1年魚を仕入れて，年末に出荷すると言う生産方式を採用している。この間， ′､マチは汚， 自然環境予測などの付随的基本技術についても十分に留意すべきことは言うまでもない。
2． HZ式浮き消波装置の原理

これらの固有基本技術の外に，係留，安全，防食・防1

当社で開発中の浮き消波装置を，仮にHZ式と呼ぶことについては，先に断ってあるが， まずその原理につい

−132−

9 ロ ー

‐

勺一一

1

1

４１１■１１８▽ＯＢ■Ⅱ１■■■■且ＵＵ巳■■■Ｂ■■■■■■︒

むと，魚の目方に蝋､て生産性の低下を招き，ひいては’が，一般的に言って，揺れない構造物が可能であれば，それをもとにして飛躍的な発展が可能であろう。

は，
とりあえず(ｲ)に主眼をおいて行なわれたものである。

1k9弱のものが4k9位に成長する。なるべく大きく育てた方が有利であり，海象条件に左右されて投じ作業を休’れ，横揺れが所定の運動になるようにしなければならない。それが，揺れが制御された構造物と言う意味である

漁業用の場合にも同じような使用法が可能である。以下の話は瀬戸内海のハマチ養殖に力を入れている漁協の幹部より聞いた話に基づいている。この漁協の有する養殖海面は，冬期の温度が低いのでハマチ・を越冬できな■日８ｈｉｉＵｂｔＧⅡｌＩＩｒ１

下では横軸を乾（あるいは殆）に縮めた曲線⑥線（あるいは、線）を用いて，消波性能を推定することが考えられよう。一般に，消波装置は波長の短いものに対して良く効くので， この消波装置は少なくともこれだけの性能

I（ｲ） 消波技術が，たとえばXm,周期がYsecとすると， この波に対して透過率軸（あるいは兇）の消波装置を設計することができよう。この消波装置を用いると，波高Xm以一。L壷…己寺L△F一一F．−j ・‐ｰ −１１︵訳︶左味冊鴎五矩鍵

０４
０２
０
６

／
／

／

③

／

／／

ノ

0

／〉 〆ざ

』

Vol､321979‑1て述べよう。浮き消波装置には種々の形式がある。これらを大別すると（1）波くずれを利用す るもの（人工渚,多孔板,網）（2）単純反射を利用するもの（垂直板，水平板,ポンいるとする。図中， ⑩は振動数, K(=2;r/ｽ;スー波長）は波数，砥は入射波の波振幅,HHR,Hケは反射波および透過波の波振幅とする。またHR*,Hｼ､＊は，パルプを閉じて水柱の運動を停めた状態における反射波および透過波の波振幅とする。

ッーン）

入射波の振動数とタンク内の水柱運動の振動数が等し（3）波の干渉を利用するものに分類できるが, HZ式は，波の干渉を利用して，効率よく波を消すことをねらったものである。図3にその装置および原理を示す。装置は1個のセンタータンクと2個のウイングタンクよりなり，パルプ1， 2の開度を調節することによって， タンク内水面の上下運動により誘起される空気の流れに，抵抗が与えられるようになっている。ウイングタンクは連通管で結ばれているので，左右逆位相の運動をする。そのため，センタータンク内の水面を強制的に上下させてやると，左右対称な波が放射されるが， ウイングタンクの場合には，左右反対称の波が放射されるようになっている。さらに，センタータン
クおよびウイングタンク内の水柱の運動には，それぞれ同調振動数が存在するが， この振動数が等しくなるようにしておく。

パルプ1 ，

2を完全に開放して，空気の流れに抵抗が働かない状態にしておいて， この装置に波が入射して来いとしているので， バルブを完全に開放にすると， タン

ク内水柱は同調運動をする。このとき，センタタンク内の水柱の運動は波振幅‑(H】ぞ*+HT*)の左右対称な波を， ウイングタンク内の水柱の運動は波振幅手(HR*一HT*)の左右反対称な波を放射することが理論的に知られている。

そのため，バルブを完全に開けるとHR=HR*一(H》ぞ*+HT*)‑(HR*‑HT*)=‑HR*
HT=HT*‑(HR*+HT*)+(HR*一HHT*)=‑HT*となって,反射波および透過波の位相が逆転することになる。

パルプ1 ， 2を全開するかわりに，半開にして，水柱連動の造波ダンピングと等しい大きさの外部ダンピングを新たに付加してみよ．う。 このとき， センタータンク内
水柱の連動が半減するので， これによる放射波の波高は‑(HR*+HT*)から一苑(HR*+Hｼ､*)になる。同様にし波の波長て， ウインク・タンク内水柱の運動も半減するので， これ（振動数）は， タンク内の水柱の同調振動数に相当してによる放射波の波高は千(HR*‑H了､*)から干乾(HR*‑HT*)となる。したがって， このときにはたときの関係を図3の下部に示す。ただし，

HHR=HHR*‑"(HR*+Hｼ､*)−猫(HR*一HT*)=0

ﾉくルプ2

Hi､=HT*一軸(HR*+HHT*)+M(HR*‑Hｼ､*)=0となり，反射波も透過波も存在しない完全消波状態になっていることがわかる。もし，これが実現できたとしたら，あたかも入射波が消波装置に吸い込まれて行くように見えるであろう。入射波のエネルギーは，バルブの抵抗として熱に変わってしまうのである。これがHZ式浮き消波装置の基本原理である。バルブのかわりに，発電機と抵抗を入れると， これは波浪発電に外ならない。このように，消波と波浪発電は極めて密接な関係にあるこ4とが理解されよう。

以上の消波（発電）理論は，防衛大学校の別所正利教
授ら2)‑5)に見い出されたものである。 ウイングタンクの水柱の運動｝民齢壁:士Iのバルブを全閉にし， センタータンクのバルブを全開にするとバノレフを元全l：

HR=HR*‑(HR*+HT*)=‑Hｼ､＊
HT=H/‑(HR*+砥､*)=‑HR*

開放したときc
反射波および透鍋産．

図3

HZ式浮き消波装置の原理説明図（同調時，バルブ全開）

Iと言う関係が成立する。この関係は，九州大学Q田才福造教授6) :および三菱重工業株式会社の土岐直二氏7)により見出されたものであるが，波干渉式の消波装樋を理解
−133−

一

船の科学

する上で重要な関係の一つである。

3．

射性能に関してもまずまずすぐれていると言えよう。前

節で述べた完全消波状態の存在は，あくまでも摩擦の無HZ式浮き消波装置の水槽実験結果

い場合の理論的可能性であって，正確に実現することはできない。しかし，大きな指針としては，大いに尊重す

つぎに，小型模型を用いて行なったHZ式浮き消波装

置の実験結果について述べよう。使用した造波水槽は，
全長25m,幅1m,深さ1．1mで，空気式造波装置を備べきであろう。

つぎに，装置の運動を許した場合の実験について見てゑよう。図5に5種類の係留方式に対する透過率の実験えている。水深を0.7mに取って，長手方向のほぼ中央に模型を固定して実験した。

結果を示す。①の水平固定の場合が最も消波性能が良いが， これは上に述べた固定の場合（図5の2点鎖線）にほぼ等しい消波性能である。他の②〜⑤は①に較べて成績が悪いが， これは①が殆んど動けないようになっているのに対して，②〜⑤はかなり自由に動けるためであ以下においては， えで波長を, CRで反射率を, CTで透過率を表わす。すなわち

CR=!"R/母,CT=!HHT/Hi,である。

図4にHZ式によるCRおよびCTの実験結果を示す。
結果を見ると，バルブを全閉あるいは全開にしたものよ

り，装置の運動による2次的な波が発生して，消波性能を劣化させるためである。先に浮き消波装置の固有基本

りも，適当に絞ったものの方が良い消波性能が得られる技術として，消波技術そのものの外に， 「揺れない構造
物または揺れが制御された浮遊構造物を作る技術」を挙げたが，その理由はここにある。現時点では，実海面上
で水平方向の動きを固定する①方式を実現することは難しい。これら5種の係留方式のうちでは，③方式が最も現実的のようであり，海上テストの係留方式もほぼこれことがわかる。HZ式がすぐれた消波性能を有することが理解されよう。波長の長い所でCRが小さいので，反〔対称波成分消波装置十反対称波成分消波装亜〕1 ．0に等しくなっている。
５
０

占緋園鯛

4. HZ式浮き消波装置の海上テスト「浮遊式消波装置（空気制御式）の開発研究」と題して，運輸省の科学技術試験研究補助金をいただき，愛媛

県宇和島市戸島3番耕地地元海面において，現在海上テ1

ストが行なわれている。当海域における自然条件調査の結果，設計波としては，波浪推算法により求められた波
高Hf=2.5m,周期T=5.4秒が採用された。設置水深0Iは約30mであるから，波長ス=45mである。図6に装置−÷波長入 (m)

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図5 係留された状態でのHZ式浮消波装置のHZ式消波装置の実験結果（固定）

消波特性
−134−

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図6た日立造船株式会社技術研究所の根角幸明氏をはじめとする関係各位に深く感謝いたします。

で計測実験が行われるが，今回の海上テストは（1） 消波性能の確認（2）作業性，安全性，耐久性の検討

参考文献
）畑敏男，
所

（3）実用性の評価

消波堤に関する一研究 ，海洋工学研究2）別所正利，を目的としている。

また，消波装置の一部にコンクリートと鋼の複合構造

波力利用と消波方法，特許出願昭和48年65398号

3）別所正利，浮遊式消波装置のfeasibilitystudy'',
日本造船学会試験水槽委員会第2部会資料（1973/2）

トの大きな目標となっている。

4）別所正利，１（ハイブリッド構造と称する）を用いており，その経時

逆時間ポテンシャルについて ，

１

変化の観測，強度テスト，耐久テストも今回の海上テス

関西造船協会誌第159号(1975/12)

ｈＩ

あとがき

5）加藤直三，工藤君明，杉田松次，元良誠三，

Oilshockに始まる造船不況の影響を受けて，造船各社は現在，懸命に構造転換の推進に努めている。造船会社に勤務されている方右にとっては， これはなまなましい現実であり， 日夜苦労の絶えないことであろう。 また，造船業をとりまく環境の変化は，研究・教育および関連産業に従事される方倉にも大きな影響を及ぼしつつある。大げさな言い方で気がひけるが，危機を乗り切る消波装置の基礎的研究" 9

日本造船学会論文集第136号(1974/12)
6）田才福造， 規測波中の二次元物体に働く漂流力について ，関西造船協会誌第152号（1974/3）
7）土岐直二， 横波中で二次元体に同調揺れする時の強い気概と高度の合理的精神を発揮したいものである。

おわりにあたり，貴重な実験データを提供して下さっ
−135−

.

80TONANCHOR

海上テストに用いられるHZ式浮き消波装置の概略図を示す。装置の大きさは，長さが30m,幅が9、，喫水が2．5mである。昨年11月より今年2月半ばま

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Vol､321979‑1

反射波と透過波， 日本造船学会試験水槽委員会第2部会資料（1973/2）

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船の科学
一−一一一一一一一一一一

続・ブルー▲ー一一一一一一一一一一一一一一÷−ニ

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一

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一

ド遍歴（7）
吉岡勲

ド橋から国会議事堂のそばまで3時間43分かかつて漕ぎ下った記事で，彼はその時舵手であった。距離は記録されていないが15〜16hlくらいであろう。舟はカッターでそれを4時間近く漕ぎ続けるのは激しい運動であったに

ウエストミンスター･スクール再訪
ウイリアム・フルードの少年時代を形成したこのパブ

リック･スクールをもう一度見たくて，佐世保重工ロン

ドン事務所の篤君に旧知のキーリー先生との連絡を頼ん
でおいて旅に出た。夏休象で田舎の家に戻っているが，ちがいない。翌1827年3月17日に新しい8人漕ぎのカッ

8月4日にはロンドンへ出ることになっているから，当日10時に学校の方へおいで下さい，再会を楽しみにしてクルーに編成され整調を漕いだ。それから'0日ばかり後に行なわれた毎年恒例の復活祭の競漕には病気で出場できなかった。そしてその夏7月11， 12日の競漕に出場した記録で終っている。対校競技があった記録はないが，学校には4隻のカッターがあって，生徒の訓練に使われていた。その翌年にフルードはここを去ってオクスフオ

ター・ リヴァイアザンが進水して， フルードは初漕ぎのいますという返事を受取った。

その日は約束の時刻より15分ほどおくれてウエストミ

ンスター大学裏のディーンズ･ヤードに着いた。この前に来たのは三年前1974年の夏であったが，その時の記憶がうすれていて学校はディーンズ･ヤードに面しているとばかり思ったので， うろうろと見廻したがそれらしいードに入学した。そしてそこでも彼は兄が心配するほどボートに熱中したのであった。
ついでフルードたち若者の精神生活を培った当時の蔵

ものがない。この国ではどこへ行っても表札がないから
こういう時にまことに不便である。建物の壁にあけた大きな穴のような門をくぐった奥のリ トル・ディーンズ・
ヤードにあることにやっと気がついた。門番の老人にき書を見せてもらうことにしたが，その前にこれを見て下さいとウエストミンスター．スクールに関する， 4冊の書物のあちらこちらをひろげて説明してくださった。 こ
ういう学校の起源は'4世紀に遡り，俗僧の数育程度を高める目的で， オヅクスプリッジのあるカレッジの予備校

くと， さっきまでそこで待って居られたがと言いながらそのへんを探してくれたが見当らないので，階上の応接室へ案内してくれた。窓から下の中庭を眺めていると間もなく黒いスーツの大柄なキーリー先生が， こちらを仰として僧院が創立した。 16世紀の宗教改革の波に押されて僧院が没落した時王家，貴族，高僧達がこれらの施設を自分らの子弟教育のために使用するようになると共に 次々と新しい学校を興した。それでパブリック・ス

ぎ手を振りながらやって来た。部屋に入って再会の挨拶をすると直ぐに先生の仕事部屋へ案内された。両壁面の書棚の間にはさまった隙間に大きなテーブルと肱掛椅子を並べた部屋で， テーブルには沢山の書籍が乱雑に並べ

クール教育の本質は精神と肉体の鍛錬にあり，乏しい生
活条件の中で訂''練して厳しい人生の試練に堪え得る心とからだの素地を叩き上げることにあった。鍛錬のためには個人競技よりは国体競技を奨励して，所属する団体に対する責任感と忠誠心とを養成することに努めたのである。

て積重ねてある。この前に来て以来大変世話になっていたので，おみやげに鎌倉彫の丸盆を持参した。椿の枝に花が一輪ついていてそれをやや，派手に色付けしたもの

で，簡単に説明して進呈したところ，大変に喜び合掌しウエストミンスター．スクールでは，今は公共広場とてお礼を述べられた。

なっているディーンズ．ヤードを昔は運動場として使っていたが， フットボールがやれるほどに広くないのでボ

用件は前もって知らせてあったので，何かフルードの資料がないかと捜したらこんな物が見付かりましたと先生の方から言い出された。それはWestminsterSchool

RowingLeaguerと表紙に書1. ,た古いノートで， フルードがボート部にいた記録である。彼の名前がこのノートに初めて救ったのはこの学校に入って3年後16歳の1826年6月で，その月の10日にテームズ河をリッチモン
Iートに力をいれた。テームズ河に近いのでこの方の便利はあったのである。

やがて図書室へ案内してもらった。小さい数室ほどの部屋で長い2つの壁面が書棚で，そこいつぱいに古い書籍ばかりが集めてある。 1600年, 1700年代の本が沢山あ

−136−

I

Vol､321979‑1

り， 1542年の数学の本と日本のことを書いた本をわざわ
ざ見せて下さったのに， その場でノートしなかったのが不覚である。

うに頑固に入ることを拒んでいる。そして牧師の家は決して教会のそばにはない。 これが日本の寺院であれば庫裏というのがあってそこには大てい人の気配がある。 もフルードと宗教上の交渉が深かったニューマンの活動

っとも私は信仰の対象として教会を訪ねたことはないかの中心であったエジバストン・オラトリーがどこにあるかをキーリー先生にきいたら，パーミンガムのハグリー

ら，苦情を言える筋合は些かもないのだがつい愚痴をこぼしたくなる。図書館の脇の潜戸を入ると中庭になっていて廊下に上るらしい石段の上にも扉があるがこれも開･ロードに在るとのこと。ここはカソリックに改宗して聖職に入りたいと考えたR、E.フルードが逃げこんだ所である｡私の関心はそのことよりは,フルード家の人倉との間に交された手紙がそこに保存されているのではない
かと思うからである。そのことを話したら先生は， ロン

ドンにもオラトリーがあります。ヴィクトリヤ・アルバート博物館のすぐ隣のブロンプトン・オラトリーです。
そこにもニューマン書簡の大きな収集があります。お訪ねなさるなら国書館長に紹介しますよ， ということなので，お願いしたら電話してあげましェうと先生の居室までつれて行かれた。一度リ トル・ディーンズ・ヤーードから出て外の通りから入るようになった部屋で，学校の寄宿舎にしている建物の地階にある一室，先生はここに起居している気配である。家具や書籍などが散らかしてあってやもめ暮しの男の部屋らしい。電話はすぐに通じて，いつ何時に行きますかということなので，明日10時に訪ねましょうと約束してもらった。今日はあなたのお好きなだけ何時までいてもよいですよと言われたが，そういう訳にもいかないので，時少し前に厚くお礼を言って帰って来た。午後はAdmiraltyLibraryを探すこ

かないし，叩いても応答はない。 10分余りもこんな風にうろうろしたと思ったころ，石段の上の扉が開いて年若
い小柄で女のような神父が声をかけてくれた。それが館長さんであった。

用件はもう伝えられていたので，挨拶がすむとすぐ二階の書庫へ案内された。イギリスの古いビルにまだ沢山残っている金属製の格子戸のついた狭い足ののろいエレ
ベーターに乗せられた。そこは大きな部屋の中央が下の階から吹抜きになっており，四周の壁に沿って回廊がめぐり壁面が全部書棚である。職しい数の古い典籍がぎっ
しりつまっている。こういうのを見るとその業績の厚さに呆れると共に， これだからイギリスはこわいと思う。
どれを取出してご覧になってもよろしいと言って下さった。更に隣の特殊書籍室につれて行き鍵のかかった戸棚を開けて， ここにニューマン関係の書簡が分類してあります。自由に見て下さいと言って検出方法を教えてから鍵を残したまま，立ち去った。ファイルは30冊ばかりある。ここで1時間余りあれこれと探したが，フルードに関係する物は遂に見つからなかった。やはりパーミンガ
ムまで行かねばならないのかと思ったがそれはやめた。

とにしていた。

手紙はほとんど全部ハーパーの著書に収録されている，

ブロンプトン・オラトリー

この際はそれでがまんしようと考えた。

サウスケンジントンの博物館地域の東のはずれ， オラ
トリーのあるブロンフ．トン・ロードに1977年8月5日約束の時刻に着いた。ずい分大きな伽藍でChurchofthe
LondonOratoryofSt.PhilipNeri というのがこのカソリック教会の名である。ニューマンは1878年に枢機卿に補せられたが， イギリスのカソリックに対する彼の貢献に報いてこの教会が1880年代に建てられた。彼は1890年に死んだ。礼拝堂の入口の左に図書館の扉があるが 当分休館するという札が下がっている。扉を引いても動かない。礼拝堂に出入する数人の人はいるが来意を取次いでもらえそうな人は見つからぬ。誰かをつかまえ
ようにもまるで手がかりがないという感じである。こう

商船基本設計の一考察
渡瀬正麿著

優れた船舶の設計をするための基本を，永年の経験によって得た 特に注意しておく方がよい'， と認識した諸問題について考察し多くの資料によってその真髄を明かした基本設計の好参考書である。

いういら立たしさはこの前にも後にも，教会を訪ねる度毎に味わわされた。町の中の教会であれば犬てぃ正面扉
は鍵がかかっていないが， 田舎だとどこでも厳重に戸締りしてあっておまけに石造りであるから， まるで砦のよ
−137−

.

B5判

180頁上製本定価900円（〒200円）

船の科学
‑ﾃ

丁云雪̲二■連載講座■＝=二二二二二三二二＝丁二三

船舶電子航法ノート （28）木村小一
(電子航法研究所）
4．6．16NNSSのシステム改良（2）

NNSSは1965年の運用開始以来, 10年余りの間一度（3）新型の衛星の開発

システム運用経費の節減

もその電波を中断することなく連続して運用されている

妓後の新衛星の開発はもちろん(1)と(2)を目的としていという，航法システムとしては画期的な成果をあげているが，全く新らしいシステムの開発の足がかりをも与える目的も併せ有しているとも見られる。

るが，更にまたいろいろなシステム改良も続けられている。このシステム改良にはつぎのようないくつかの面がある。

（1）測位精度の向上

JohnsHopkins大学の担当者たちは, 1973年から75年にかけて，衛星の軌道決定とその予測のための種灸のパラメータの検討という地道な研究に取組んでいた。その一つは極運動効果の除去である。極運動というのは，地球の回転軸が1年周期と14カ月周期の2つの振動の合成運動によって変化することにより，北極と南極の位置が10m余り変化をする運動である。これが非常に精度の高い測位をするときには5〜10mの範囲で影響があると

pi鼎1−MⅧ

韓鑿

されてきた。研究の結果， 1973年にはこの極運動による誤差を除くために，衛星から送信されてくる短命語のデータの内容の変更が行なわれ，利用者はその測位計算のプログラムに何等の変更を加えることなく， また，全く無意識のうちにこの誤差の大部分を取除くことが可能となり， この運動による誤差は1〜5rnまで減小することができたとされている。
(a)

1966年ごろのもの

為10[餌T配可飢Apa唾019AL随IGHT

(b)

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(c) 1975年の改訂

1967年の改訂使用されるジオイド図の変遷
第4.62図NNSSの空中線高設定に使用されるジオイ
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。①

、記一一＝｡.▲ −−−▲、ー＝』､画一

REV.α1〃6

Vol.321979-1(TransitlmprovementProgram)と呼ばれる。衛星
軌道予測の際に計算モデル化が困難な項目に地球周辺に

L‑8Dと呼ばれる測地系(地球の長半径a=6378.145km,

偏平率l/f=298.25)であったものから米国防総省のおける残留大気による衛星の減速がある。 これはそのよ
うな大気が高度1000km付近でどのような分布をしているかまたそれがどう変化するかといった資料が得にくい
ことがその原因である。TIPではこの効果を衛星上の統一測地系であるWGS‑72(a=6378.135km, 1/f=29

8.26）に変更になった。また，地球の重力モデルもAP
Ll.5 (a=6378. 137km, 1/f=298.25)からWGS‑72に変更され， ジオイドの図が若干変更された。 この新し機器によって除くことが考えられた。 DISCOS(じょう
乱補倣システム,DisturbanceCompensationSystem)と呼ばれるのがその装侭であって， これは衛星が加減速

いジオイド図が前に示した第1．9図である。なお，その掲戦がかなり前であるので， ジオイド図の変遷として第4.62図(a)(b)(c)を掲げ, (c)図にそれを再掲しておく。
(a)図は1966年ごろのもの, (b)は1967年に発表されたもの, (c)は1975年改訂のものであって, (b)と(c)の問には大
きな変更はない。更に，受信機における測位計算時の定数も従来のa=6378.148km, 1/f=298.23からa=637

8.135, 1/f=298.26に改めるよう勧告されている。 もし，古い受信機で，古い方の数字がプログラム中に入っているときは， ジオイド高の値を第4.63図の値だけ引き算することにより測位精度が改善されることが推しようされている。

この測地系と重力場モデルの変更に伴なってGM(万有引力の常数×地球の質量)という常数を398601.5±0.6
km3/sec2から3e8600.8±0.41km3/sec2に変更(このGMは(4．1)式に示すように衛星の周期に関係する）され，更に追跡局の位侭の座標も改められている。

軌道計算と軌道予測の計算には，いくつかのモデルが仮定されて使われているが，そのモデルを改良することによって軌道予測の糖度が向上され，長期間の予測が可能となる。 こうして長期間の軌道予測が行なわれれば，結果的にシステムの運用経費が安価になる。 1975年の改良で改められたものには太陽の輻射圧の効果，太陽および月による地球潮汐の効果などがあり， これらのモデルを改めることによって衛星の摂動がより良く予測できるようになったとされている。
地上局関係では，従来計算センタで使用されていた計されたことのセンサと加速用の小型の推進装置とから構成されている。センサは原理的には中空の球の中に小さな球を入れたようなものであるといわれる。衛星上は無重力状態であるため， この中空の球の中心に小球を保持しておくことができる。外側の球は衛星に固定をしてあるので， もし衛星が残留空気の抵抗を受けて減速をすると中の小球は前の方に進む，そこで， この球が常に中空の中心にあるように衛星の速度を小型のロケットで制御をしてやれば，衛星は空気抵抗による減速を補償できることになる。このDISCOSの実験をするために1972年にTRIAD‑1という衛星が打上げられた。この衛星ではこのDISCOSで3軸方向の速度制御をして，少なく
とも1週間の軌道予測が十分な精度で行なえることが確認できたと報告をされている。

運用型の衛星では， システムの簡単化のためにDISC
OSは衛星の進行方向のみの単軸の速度補償をするよう設計されたが，その結果， より精密な3軸姿勢制御が必要であった。推進用にはイオンエンジンが使用された。
これはテフロンの表面で放電を行なうことによって， テ
フロンイオンが放射され，その反動によって推力を得ようとするもので，電力さえあれば燃料はほとんど無限に得られ，推力の制御は放電の回数によって行なわれるからである。

こうして,軌道の安定度が増加することにより,衛星上に記憶されている軌道情報の入れかえは1週間程度にま算機を更新する計画が進められている。
NNSSの衛星を新らしいものに改良する計画はTIP
９８７６５４３２１０

で伸ばすことができ，そのためには衛星上の記憶容量の追ｸﾛなどの処置が必要となる。TIP用の新衛星(TIPS:

第4．63図空中線高の補正図の軌道データの記憶とその放送および衛星上の時計の制

古い計算プログラム(a=6378. 144km, 1/f=298.23)を使用しているときにはこの4hの値を空中線高から引御こ使用されている。このTIPSではその内容は明らか

︵三︶ニョ

(deg)

TransitImprovementProgramSatellite)ではこの目的などのために衛星上に汎用の新鋭の電子計算機を搭載している。そして， この計算機は地上からプログラム
可能で， アクセス時間4.8"sの16ビット32k語のメモリを備えており, 10日分(正副2つのメモリに5日分ずつ）

了示 面−3o4o釦釦

航海者の緯度

算する。

70

−m

にされていない現在5mあるまるめ誤差を除く追加の軌
道データも送信して↓､るが， これは現在のNNSS受信

−139−

I

船の科学

機の動作に影響を与えず，かつ受信できない形で位相変調をされている由である。

計算機のもう一つの機能である時計の制御は，計算機のプログラムによって発振器の出力周波数を精密制御をするIPS(IncrementallyProgrammableSynthesi‑

Zerrプログ.ﾗ･ムにより精密制御のできる周波数合成器という意味）であうて，計算機からの出力周波数をfOut,
発振器からの周波数をfoscとすると
fout=fosell‑(1/B){1‑1‑(1/A)}](4．68)

といった計算を行なって，計算機の出力周波数を制御する。ここでAは精制御, Bは粗制御の係数でBばAの1万倍の感度をもっており， このAとBは地上からの指令によって決定される。この計算機で制御される時計の出
力は地上のセシウムピーム発振器による原子時計と 日

1回程度比較され，時計の変動が地上の計算機で解析されて，時計誤差が0になるような最適制御をするAとB

第4.64図TransitImprovementProgram
Satellite(TIPS)の値が決定され，発振周波数は ×10‑12程度まで制御される。この目的はのちに4．9節で述べる予定の新しい

なお，在来型の衛星も未だ1〆一ス程鹿が地上に保管

航行衛星システムであるGPSの予備実験を兼ねており， この目的の送信も現在の2つの送信周波数にのせて，普通のNNSS受信機に影響をしない形の変調で送されているといわれているが，第4･ 19表にあるごとく，
そのう､らの1個と思われる衛星が1977年10月にTRAN‑

SATの名で打上げられている。 これは在来の衛星に
GPSの実験装置（受信装置など）をのせる改良が施さ信されている。

れたものといわれ, NNSS30110としてごく短期間軌
道要素などが受信されたのがそれと思われるが，その後電波を出していない。というようなことで, NNSSのTIPSは第4･64図に示す形状の衛星で，その受信電力が従来の衛星の倍になるよう配慮され, 400MHz帯は右旋円偏波, 150MHz帯は左旋円偏波（現在は両波とも左旋円偏波）で送信されている。第4.19表に示してあると
おりTIPSはその第1号TIP‑2が1975年に打ち上げられたが，太陽電池のパネルが開かず失敗，ついで, TIP−3が1976年9月に打上げられた。この衛星はその後
NNSS30460として1977年6〜8月に電波を出していた衛星と見られているが，わが国での受信結果では緯度方向の測位誤差が他の衛星に比して数倍（標準偏差で'80m程度）あり，その後寵波を停止している。米海軍は5個の新らしいTIPs (重逓809kg, 4枚の太陽電池パネ
ルと蓄電池で80〜105wの電力が使用できる）を発注しシステムが今後どのような道をたどるのかは剛らかでな
いが，かなりのシステム改良が行なわれて1,,るので，今後もなお当分は運用が続けられることが101待される。
4．6．17NNSSの長所と短所

最後にまとめとして, NNSSの長所と短所について整理をしておく。まず，長所としてば第 に現在利用1'1
能な唯一の全世界的システムであって，他のシステムと比べても高精度である。受信装侭はほぼ完全に自動化されており，測位結果は純度と経鹿で表示され，測位には図や表の助けをかりる必要はない。なお, NNSSで得られる位置データの紳度と経度は前述したようにWGSており； 1979年夏には打上げ可能とされている。

術星名称

一一｡一

打上げ年月日921975 10．12

TIP‑3

1976

TRANSAT1977 10．28

91

第4.19表NNSSの改良型衛星−一一一一4

登録播号

一一一−

−

i仇
軍趾

道要

素

逮地点｢兎癒下緬潤，

衛星の目的""̲A ikg im"[,:¥; ￨職踵ｼｽﾃﾑを職んだ…
'977=,06A ￨−｜ (8詔￨豐鱸謡￨ 《,淵￨職農0:"蝿悲運
一「','09 1 エ･6ir"￨職鍜0未通用

１１１

TRIAD‑01‑1X ￨ 1672
TIP‑2

１１

−−＝一一一

鯛75"一A ｜

−｜

−140−

γ03 1

160 1

7 1打上げ失敗

Vol､321979‑1‑72という測地系によるデータであり，各地で使用されトアップされている。以下に掲げた文献は（4 ． 1）と（4．4）記載のものその他から本文執筆の参考にして↓､る測地系との間に数百m以内の差がある場合がある
ので，測地系による緯度と経度の変換をする必要がある

たものを中心に掲げる｡）（わが国の近海の場合は1．9節で述べたように測地系変換区l,海図6019号が刊行されている)。測位はその都度独立して行われるのでレーンスリップのような現象はな（4．5)W､H.Guier&G.C.Weiffenbach:ASate‑

く，受信機を連続作動させる必要もない。 （受信機を再起動させたときは推測位置が必要）電離層による電波伝搬の影響は若干受けるが，その補正方法もほぼ満足する
程度に確立されている。受信機付属の計算機を利用して色々な航法計算ができ， また他の航法システムと組合わ(4･6)M.A.Schreiber&T.WyattEvolutionand

lliteDopplerNavigationSystem,Proc・ ofl.R.

E.p.507April (1960)

TestingofaNavigationalSatellite,Elec. Eng.
p.1033Dec. (1960)(4･7)

R.B.Kershner&R.R.Newton:

The

TransitSystem, Jour. of lnst. ofNavigation,

せた総合航法システムの構成品となることができる。

Vol.15,No.2p.129(1962)

一方，欠点としては，受信機が比較的高価（数百万円(4･8)M.A.Schreiber:DevelopmentofaNavi‑

以上）であり，希望するときに何時でも測位できるとは

gationSatelliteSystem,Signalp.31, Dec.(1962)

限らない。とくに衛星の軌道配置が悪いと半日ぐらい測（4．9)

位のできないことも生ずる。測位には十数分の連続測定が必要であるので，その問の船の移動データが測位計算の際に必要となる。 もし，(4･10)N・ Lawhead: PositionLocationSystems

この移動データに誤差があると測位誤差の原因となる。

Technology,p.1 1EEEPLANS(1976)（4． ll)

ここであげた2つの欠点をなくす新らしい衛星航法シ

参考文献（衛星航法全般とNNSSに関するもの）

J.B.Moffett: ProgramRequirmentsfor

Two‑Minute lntegratedDopplerSatelliteNavi‑

ステムが検討され，開発努力が行なわれている。この新システムについては，節を改めて紹介する。

E・Ehrlich:NavigationbySatellite,TRW

SpaceLog,Summer(1967)

gationSolutionAD731663(1971)(4． 12)木村小‑:船の速度誤差などがNNSS測位
計算に及ぼす影響， 日本航海学会誌No.46(1971)(4．13）西野朝生， 木村小一：星光丸における船位決定システムの評価について， 日本航海学会論文集，(4． 1）木村小一：衛星航法，海文堂出版(1977）（1978
年に再版，巻末にNNSSの文献45編をあげてある）（他に衛星航法をとりあげた著謹としては， 既出の(4． 14)木村小一， 奈須英臣：電波伝搬上の屈折効果（2.3)， （2．4)， （2．10)， （2．31)， （2．32)， （2.50）がNNSS測位に及ぼす影響， 日本航海学会論文集，などがある。 このうち（2．10）の「Sonnenberg:
RadarandElectronicNavigation」は1978年に改訂版としての第5版が出た。この新版ではオメガ，衛星航法および総合航法システムの章が追加され，記述中にはドプラ・ソナーも加わり，総ページ数も312ページから376ページと60ページ余りふえている｡）(4．2)M.Kayton&W.R.Rried(editor):Avio‑
nicsNavigationSystems, JohnWiley(1969)（名前通り航空航法の著書であるが，衛星航法に1章
をさき，その他船舶航法に参考となる記述もある｡）

No.47(1972)

No.49(1973)(4． 15）木村小一， 奈須英臣， 庄司和民:NNSSの測位精度について， 日本航海学会誌「航海｣, No.42(1974)(4．16）奈須英臣， 木村小一：電離層屈折によるNN
SS測位誤差の1計･算法， 日本航海学会論文集，
No.52(1974)(4･17)奈須英臣，木村小‑: 400MHzl波NNSS
受信測位精度改善の一方法， 日本航海学会論文集，
No.59(1978)(4･3) lll中厳一締：勉子航海計器の解説，成山堂苫店（1978） （肢近著で双曲線航法など広く髄子航法一般を(4．18）木村小一，奈須英臣， 内野孝雄， 山崎浩:N
NSSを利〃lしたI鍼I渡3次元測位について, 日本航扱っている｡）

海学会論文典, No.55(1976)(4．4）木村・西・田中・奈須・西野・藤￨n・伊藤：
NavyNavigationSatelliteSystemの利用の研究，(4･19) G.N・Brower&J.G.Morgan:Theoretical

電子航注研究所報告(1973) (巻末に1972年頃までのNNSSに関する文献のほとんどである92文献がリス

DOppleralldShOrtDOpplerSatellitePDSitiOnFiX

andPracticalComparisonbetweenTwo‑Minute‑141‑

Accul.acy,NAVIGATION, vol.19,No. 2 (1972)

船の科学
知、

(4．20) T.A.StansellJr. ;TheNavyNavigation

RAx$=114.4m

供、

SatelliteSystem‑DescriptionandStatus,NAVI‑

菫さ
I屋
I向

喰料

Transit,NAVIGATION,vol. 25,No. 1 (1978)

＆

皇全舜菖

牢畠

(4･24) V. L. Piscane(他);Recent(1973)
Improvements intheNavyNavigationSatellite
System,NAVIGATION,vol.20,No.3(1973)

一

4㈹/ImMH8●⑬

一一(4．23) T.A. StansellJr. ;TheManyFacesof

凡叫s＝83.9m

RBIs=54.9m

。

７
３
９

vol.18,No.1 (1971)

Ｎ

NavigationSatelliteSystem,NAVIGATION,2,；

５

心おユ︷１ｍふ(4･22)T.A. Stansell Jr.;Transit, theNavy

如田罪昌珈

No.2(1970)

R"=101.9m◎

gationSatelliteSystem,NAVIGATION,Vol.17

ｍ何

小い﹂中函

(4．21)T.A.StansellJr. ;UsingtheNavyNavi‑

凡

爪

迦今包時

､八

刷○

GATION,Vol.15,No.3(1968)

⑬

③

0

。◎

⑬。

I :②
4切削I

第4･追1図同じ測位データによるショート・(4･25)K.nMcDonald;ASurveyofSatellir

ドプラと2分間ドプラなどの比較

BasedSystemsforNavigation,PositionSurveill‑
ariceTrafficControlandCollisionAvoidance,（1）

ショート ・ ドプラ方式と2分間ドプラ方式（ショート ・ ドプラの測定値を5個分加算）

NAVIGATIONvol.20,No.4(1973)(4･26) StaffoftheSpaceAnalysisandCompp‑（2）

tatidnGroup; Planned Improvemento !n theTransitSystem,NAVIGATION,vol、 22,No.4の受信機が紹介されている。

(4．28）木村小一：人工衛塁による航法， 信学誌，

400MHz l波に

も」

・。勘

（3）衛星が軌道面から横にずれる補正項（4.45）式のり々を加味したときとワヵ=0で処理したとき，（1975）(4．27)米沢弓雄：船位決定のためのNNSSの現状と将来，造船技術， 78.7（1978） この論文あとに各社

2周波による電離層補正ずみとよる無補正。

図中の円は測位誤差の放射状方向のバラツキを示すR

MS円で数値はRRMsでその円の半径を示してある。
この例ではすべての場合にショート ・ ドプラの方が逆に測位誤差が大きくなるという結果となっているが， これ

信学誌vol.57,No. 4(1974)

は一つの結果であって， ショート ・ ドプラは測位精度が逆に悪くなることもありうるということの例を示したものである。この図でもう一つ重要なことは2周波受信のvol.56,No.10(1973)

結果ではり々を算入することの効果が以外に大きいことであって， このリカの算入は精密測位の際には欠くこと

vol.51,No.7(1968)(4．29）木村小一：船舶におけるエレクトロニクス，(4．30)木村小‑:オメガ航法と衛星航法， 信学誌(4．31）木村小一：衛星航法システムの現状， 計測と制御, vol. 17,No. 10(1978)のできないものと思われる。

ショート ・ ドプラの効果をしらべた別の論文では88回の測位の機会に対して，第4･追 表のような測位結果が（追補） （第26回の最後のあとにもう少し，測位デー
タの例を追加する予定でしたが，抜けましたので補足をします｡）

4.6.13固定地点での測位結果の例（つづき）
4.6.8節でショート ・ ドプラ・プログラムを紹介して得られている。 これを見ると， ショート ． ドプラは測位できる機会が大きく増加するとともに測位精度も平均して20〜30％は増加するといえそうである。
4.6･追1 移動する船舶での測位結果
NNSSは測位精度が非常に良好なために，移動するあり，そこでも述べてあるように， このプログラムを使

船舶上でその船位測定をしたときに，それがどの程度の12例を併せて8種類の方法で再測位荷￨､算をした例を示してある｡この図の荷￨算の方法はつぎの組合わせて何なっ

従来から余り航走中の船舶での測位鯖庇を示したものはない。その少なL,例としては，沿岸航行中にレーダ･にようと一般的には測位結度が向上するとされている｡第4・
追1図は， 2周波受信のショーI､ 、 ドプラ方式の測定値

紡度で測位ができているかを比較する他の船位測定手段
であってNNSSよりも高精度のものを得にくいので，る船位測疋との比較をした一二例があるにすぎない。こ

てある。
−142−

律
−−と

.−..一

Vol､321979‑1

第4･追1表ショート・ ドプラと2分間ドプラの比較

このうち，太平洋評価海域というのは，測量用の電子機｜ｼ･‑ﾄ . ドプﾗ￨韓間ド器などの測位精度等を評価する海域で，基準となる高精度測位手段が別に備えられているので最も信頼のおける術星軌道

５１２９７ ７３８１６４５…犬卿'… …職￨腱鷲嬢難￨w,存４１２５１ ２５１８
…大"… …総｜ ３"唾±｜聯
２１ ８９３４１
道（非対称軌道も含む）≠‑…うに愚…｡その他の海域での比較手段
NNSSと同程度（ロランC, レーダ, 3点両角法）あるいはそれ以下の精度の船位測定との比較であることに注意しなければならない。測位の成功率が余り良くないのは，衛星の低高軌道通過のほか，受信機が初期のものであったため，故障，雑音妨害，操作ミスなどが若干あ

軌道のみ

衛星般大仰角12.5｡〜75.で対称軌道， 2分間ドプラが5回以上
とれたもの

同

上

同左

52m

62m

繍…大""川…ず￨戦職騨￨潤轆）
全軌道

（注）

ったとされている。

第2の例は，超自動化船「星光丸」 (138,000DWT)に搭載したわが国でのNNSS受信機の第1号(2周波この受信点は南西部に高い建築物があって，仰角40．
以下の部分がブロックされ，ドプラが左右対称にとれない衛星軌道（非対称軌道）があるのでこの表のような分類になっている。

受信）での測位データを解析した結果（第4･追3表）である。この船の日本一中近東の航海において，オートパ
イロットを用いて直進航路をとった場所があるとの考え(NASA)の委託によって，沿岸測地局のPioneer号
により，そのようなところを全NNSS測位点の解析にが1965年に太平洋地域で測定をした結果（2周波受信）
よってしらべた結果，数次の航海において長短はあるがで， この当時は運用衛星は2個であった。膨大な報告で合計で70区間が得られ，その航程は全航程の航海によつあるが，それらをまとめると第4･追2表のようになる。
てもちがうが20〜30％に及び，そのほとんど
第4･追2表航行中の測位精度の実測例(Pioneer号, 1965)
が南支那海とインド洋であったとされている。 これらの測位データを仮に船が定速，定
直進区間
I
NNSS
I
バラツキ程度(RMS)
統海No．
針路（この値は測位点の回帰直線を引くことで求めてある）で航行したとしたときの航路からの偏差を求めて，それを表に示してあこでは，古いデータであるが，アメリカの航空宇宙局︾｜吋一皿一吋一岬一岬

0．74

0．51

)

￨

￨ !1598.6 1

70

{"

l

O.4( ￨

052 1

0.68

（単位n.m)所

一

5/18〜21

6／8〜

11

サンフランシスコ〜コデアクコデアクーアダ
ック

6/12〜

13

アダプクーアプツ

6/14〜20

アッツ〜ミッドウェイ

6/21〜

ミッドウェイー
ジ罰ンストソ24

6/25〜26

ジ汀ソストンー

67

38

tはNNS

からt=0でD=0.33n.m・が得られ，
測位誤差

比絞可
能凹改 平均値(n.m.)
14

0，22

主な比較手段（回数）レーダ(3)

レーダと目視(2)目挽(1)シ画ラン(8)
42

0．45

1 2ア

0．38

主としてロランAによる比校
レーダ0】）

レーダと目挽堂たはレーダと推測航法(DR)(6)(5)

これは，船の蛇行，潮流の影響なども加えたNN

3点両角法

その他

レーダ(5) レーダと目視(2) 3点両角法(2) DR(1) 目税（1）ロランAOカ スムージング 天測(LOPl*)(1)
ロランc(11）
ロラソA主たはロラン
AとCの組合わせ⑫『雷ランAおよびロラソC(9)SSの測位誤差を示唆するものと考えられて
し、Z，‐
いる。

庁
6

︵酬艇︶邑咽浄哩7

ここで, Dは偏移量(n.m),(4.追1)

●

４２

6／2〜

太平洋評価海域

19

幽一Ⅳ馳幻

場

１２
６１
４５
１６３１３
７
５

月／日
−

D=0.33‑0.60t

Sの測位間隔の経過時間(h)である。これ

第4･追3表星光丸の清進航路でのNNSS測位点のバラツキ
受く芯
回政

つぎのとおりであった。

C

ホノルル

7／1〜

6

ホノルルーサソフランシスコ

スパージングプ両亨， 卜@0(9)天測，その他(5)
一一一

口ランA
一一

計

‑143‑

第4･追2図NNSS測位用の経過時間(t)とその直線コースからの遍移量(D)均

１−２ｌ３ｌ４ｌ５−６−７ｌ８一癖

0．91

る。このようにして，すべてがRMSで1，，．以下という値が得られたので, NNSS
測位IHI隔に対するその偏移量を第4･追2図にプロットして， この回帰直線を求めた結果は

船の科学
主要目

技術短信

形
式lC‑101C‑151C‑251C‑351C‑51
箇維『'1｜ ］0 1 ，5 1 25 1 36 1 5』
聯度￨度/秒5/28
舵柄半径￨皿 ｜ ，10 1 ,80 1 ,80 1 70 1 ？50
計画圧力￨kg'c"｡￨ ｣'0 1 '20 1:40
雀全劣￨k91cIm21 ｣15 1 ｣25 1｣45
IH"￨ kW￨ 55 1 Z5 1 11(Z5)￨ 15(11)￨ 22(11),回転数rpml､,800
過負赫影/秒￨:00/60三菱C形舵取機第1号機完成

海上保安庁1000t型巡視船

しれとこ

に搭載

三菱重工業は，昨年，中小形船用に適した軽量・コン

パクトな三菱c形舵取機（複動ピストン式クレピス形）を開発したが， この程その初号機が完成し海上保安庁向
け巡視船 しれとこ（写真25頁参照）に搭載された。

モ

タ

特長

ポ形式×台数ンプ(1)経済的な価格

操縦装置のポンプユニットおよびパワーユニットが不要となり，操縦装置が安く購入できる他，織装が簡単

010×2

(T5C‑

（

）並列運転

(5)やさしい繊装で，艤装費用が低減できる。

小形・軽量でそのうえシリンダ支持部に球面軸受を採(2)容易な保守点検用しているので， シリンダの芯出し作業が簡単で据付が構成部品が少なく，構造が簡単なため保守点検が容易である。特に油圧ポンプは力〒トリッジタイプなので解放点検・部品交換が乗組員の手で簡単にできる。

容易である。また，万一据付台が変化した場合でもシリ
ンダに悪影響を及ぼさない。

(3)迅速な操舵性

海外技術短信電磁切替弁のon‑off制御なので，小舵角操舵時の応答性が良い。

(4)『，｡， ;"8‑￨8M×2)｡‑脇￨鷺朏
￨014×2)008×2

ケミカルタンカー用レベル・センサー

自由な配置
JohnDavis&Son(Derby)Ltd.は，電磁切替弁による直接制御方式を採用しているため，
パワーニニット制御しべなどが不要となり，舵取機の自このほど,ケミ

カルタンカーの過重を防止できる空圧式レベル。センサ

由な配腫が可能である。又， ポンプ・モータ等の油圧ユーを開発した。 この装置は，同社が「PneumaticTwo

ニットは油タンク上部にコンパクトに配腫されている。

LevelAlarmSystem」という商品名で発売したもので，国連の規格にもとづいて秋荷を自動的に停止できる機能をもち，現行ならびに将来のIMCOに適合することを壷r綜

特長として!↓'､る。この装置は，丈夫な耐水構造の主制御
装憧， タンカーのハッチに取り付ける液位計， タンカーの内部に取り付ける検出装腫などで榊成されている。
使用に際しては， タンカーの液位が検出装1段の下端に達するとクラクションが3秒間鳴動し，液位計が回転してタンカーがほぼ満杯になったことを知らせる。この時

点から秋荷は手動に切り換えてタンカーに供給する。
この焚股は57〜114psiの圧縮空気で作動し， 故障II*の予附として2次の圧縮空気も用いられる。なお， 1E縮空気の供給が体止するとバルブがl]助的に閉じる椛造になっている。

（資料提供：英国大使館）
C形舵取機
‑144‑

Vol､321979‑1

製品紹介

鋒襲

海図情報とレーダ情報重畳表示の新・狭海域航路

諾諦鰹霊罪興昏睡墓

与白上､■E報涜皇時列g宝E毎監視装置「チャートレーダSACOACR‑7」開発
住友重機械工業㈱及び日本アビオトロニクス㈱は，今それによって書きかえられる。

般海図･術報とレーダ情報を重畳表示する新型の狭海域航路I監視装侭「チャートレーダSACOACR‑7」を共‐−−−−−／（2）主要なる特徴(a)海図情報は緑色，同開発した。

1．

0

レーダ情報は橦色と

開発の経緯

：

蕊蕊蕊蕊

､

2色で重畳されるの住友重機械及び日本アビオト戸ニクスは，昭和48年に他船の自動捕捉及び自動追尾機能を有する衝突予防装置

で両情報に明確に区別され非常に見易い。

(b)海図は，原寸大に拡大投影されるので海図と全く同「SACOA−I」を開発，超自動化船香取丸（住重．

等な情報が得られる。

浦闘造船所建造）に搭赦，その後更に改良を加えた衝突予防装腫「SACOA−Ⅱ」を開発した。本装置は，海図とレーダを重畳させ，狭海域航行船の衝突，座礁を未(c)海図乾板に予め航路を記入しておけば，それがディスプレイ上に投影されるので航路と自船の関係位侭が然に防止するために，航路の確認及び行合船，同行船等の朧視を目的としrSACOA−n」のシリーズ製品として開発したものである。 （特許出願に'.）

(d)

2．

一目瞭然となり操船が容易となる。

レーダビデオは，プラズマディスプレイにドット表示されるので，静止した見易い情報が得られる。又デ

イライト形であるのでフードがなく複数の人員が同時に見ることがでさる。

装置の特色

(e)

本装腫は，海図とレーダピデオを重畳表示すると同時に，海図を自船の動きに応じて自動的に追従させていレーダピデオは，スキャナー3回転毎に書きかえられるので，その際に他船の映像が動き，その針路を容易に見分けることができる。

る。従来海図情報とレーダ情報を海図室と操舵室に別盈に分けていたものが同時に監視することが可能となり，(f)

海図上における自船の位置及び出合船と自船との相対位
置が一目瞭然に判り，避行操船に関し迅速かつ正確を判断が行えるようになった。特に狭海域，沿岸航行時及び省人化船の操舵室のOne‑manwatch等に威力を発揮⑧コントロール上の操作端が少く，操作が簡単である

レーダビデオは， ビデオ処理部でクラッター処理されているので，鮮明で見易い映像が得られる。
ので，熟練を要することなく直ぐに使用できる。
（3）機能の拡張

基本仕様に下記の拡張機能がオプションとしてある。

するものと期待されている。
（1）装置の概要
椛成は，表示部及び制御部より成る。表示部は， 220(a)電子カーソル】,Ⅷx220Innlの表示面に512×512ラインで262,144ドット(b)表示する蓄職形，高解像度のプラズマディスプレイパネ
ルを使用している。これに海図情報を拙に縮尺した白黒(c)海図尺度の選択ディジスイッチの設価(d) トルモーション表示

反転乾板を緑色のフィルターを透過して光学的に原図大に拡大して投影する。海図乾板は，ジャイロの方位信号とログの船速信号によりx−Y方向に自船の動きに合わ
せて自動的に駆動される。レーダ情報は， レーダピデオ
をプラズマディスプレイパネルに燈色にドット表示し海図情報と重畳させる。レーダピデオは， クラッタ除去を(e)測深データ表示

オプションA(狭海域航路監視の機能拡張）
任意の2点間のレンジ及びアジマスを数字表示する。

自船の速度及び針路の数字表示

オプションB(衝突予防の機能紘張）(a)他船をシンボル化してヘッディング表示・(b) 自船並びに他船の速度及び針路表示(c) DCPA及びTCPAの数字表示(d)衝突の危険船の判定及び表示行ったデジタルビデオを表示し， レーダアソテナの3回転毎にデータを更新し，プラズマディスプレイの映像も−145−認定されたMin.DCPA及びMin.TCPAになった
場合危険船の表示及び可聴警報を発する。

昭和53年度（11月分)新造船許可集計

小83951,0581 1,254,536

計

千円￨

1

】76,559,0001｜

一

小3…3,311551 2,260,6481 3,019,9551

412,004,393

〒門￨

１

計

合

千円

？21 ,309,5901 765,"，

計

１１︐︲１７１︲ＩＩｌｌＩｌｌｌｌＩ

::
￨
:職
輪"'鰯｜

︲︲−︲︲ｌＩｌＩＩＩＩＩ１｜:繊｜一価一円千心㈹円弧円証
船一Ｍ 一千叫千酔

17,370ｌＬＩｌ４■■００凸甲ｌｌ４ｌｌ■■ロ■ⅡＵＩｌＩ０４ｌ卜口ⅡＩＩｌｌｌｌｌｂⅡⅡＩⅡ１１１１Ⅱ！ＩＪＩⅡＩｌＩＩｌⅡ１０ⅡＩｌｌｌｊＢⅡＩ

37,3401

約
一β
契塑一副

51

９６２８２５Ｚａ

貨客船

｜

ｌ
０
０
０
０ｌ
ｍ２
ｌ５
ｌ如
−０
５
０
５
分Ｗ−
９
４
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９９ｍ２
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８＄︐９
９

572,6001︲１︐．１︲１１︲︲︲ｌ664,566

368,3081

８２００545,4101

241−１１︐１１１１︲１１︲・︲１︐１０︐１１︐︲

541

油槽船

︒︲

貨物船

｜

８３２３２３一一妬８｜ 隻数￨ GTIDW ￨ 契約船価

０５０５６
月︐７
１１１２
１３４

月分累計

運輸省船舶局造船課

ｌ−Ｔ−卸却皿咽一叩叩一一叩加

月〜11

ｌ−−ｍ２
ａ９
ａａ
＆３
＆
８３
５４３

4

隻

国内船

｜

分

唾１１弓１１卜旧︲
数
１
１
２

区

■編集後記■

口年も変り1979年を迎える。昨年末内閣も変り， 日本中れに基づく特定船舶製造業安定事業協会法の成立，佐世が新しい気分で希望に満ちた年になることを祈る。年号

保重工業救済，原子力船 むつ の佐世保重工業修理決の読承方が 人は苦しみに泣く では困るので 人の苦定，波止浜造船を始めとするいくつかの中小造船所の倒し欺は無く となって欲しいものだ。大平新内閣が国民のための政治を行なって名前通り鼓腹撃壌太平の世の中を出現させることを期待したいものである。
口本新年号は,本誌30周年記念特集号として「明日の造産等，造船界の不況を反映する事柄が多い。
口世界の船腹は，油槽船，撒積船を中心にまだ過剰気味のようだ。 しかし海運は，需給関係の動きにより市況のよい船種と市況の悪い船種が出るはずだから，今年は市船技術のための基礎研究特集」を行なった。構造不況の代表産業といわれる造船産業が，過剰設備の削減を行な

況の悪い船穂から市況のよい船種への改造, IMCOできめられたタンカーの二重底採用, SBT採用のためのって適量設備として再出発をするとき，設備・雇倣の合理化に加えて，技術力の優秀さを以て国際競争に対処し改造工率が増えてくることは期待される。それと同時にこの関係で世界のタンカーの傾向が変り，大型タンカー

なければならない。そのための技術向上に参考情報として大いに役立つものと期待すると共に， ご多忙の中を現在研究中の内容を発表していただいた執筆者各位に深く感謝の意を表する次第である。

から中型タンカーへの移行が起り，大型タンカー受注は少なくなるだろうが，中型タンカーの受注が増えてくるのではなかろうか。中型タンカーに移行すれば過剰の解消と共に受注数は増えると思われるから，造船安定操業

口昨年一年間を振り返って見るといろいろなことがあった。造船界に関係する主な蔀項を拾って見ると，円高，の見通しは必ずしも賭くないと考えられる。
□とに角,今年は造船界にとって,延いては当社にとって石油洋上備蓄，特定不況産業安定臨時措腫法の成立，も厳しい年になりそうだ｡お互に頑張って行きましょう。

こ☆予約購読案内書店での入手が困難な場合もありますので，本誌確保ご希
望の方は直接協会宛お申込み下さい。バックナンバーも備えてあります。

造船海運綜合技術雑誌

運輸省船舶局監修

・ 船の科学

禁転載第32巻

第1号(NO.363)

発行所株式会社

船舶技術協会〒104東京都中央区新川lの23の17（マリンピル）

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- ‑当一

､皇

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凸■‐今L凸エゴD凸｡. . 、ﾛｰｰ

.一一＝

、−−．

．一一一

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卜などあらゆる種類のス式船尾符との組み合

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そろえています。

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驚壷驚在畠宮城県塩釜市新浜町1‑43‑'7(株)鈴木ﾉﾂズﾙﾈﾊ器製作所内〒985TEl̲(02236)4−4'55(代）

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