(昭和46年5月日本造船学会客季講演会において講演)
On the New Seakeeping Basin of the University of Tokyo (Part 2) by Seizo Motora,  Member Masataka Fujino, Member Matsuji Sugita, Member Takeo Koyama, Member Hisaaki Maeda, Member Masashiro Koyanagi, Member Summary In the Part 1, arrangement of the new seakeeping basin, hydraulic wave maker and high speed This part towing carriage which were completed on March 1969, have been reported in detail. The main is devoted to describe main towing carriage and subcarriage built in 1970 fiscal year. towing carriage, of which the principal dimensions are 31.68m in width, 8.050m in length and 6.209 m  in  height,  moves  longitudinal  way  above  the  rectangular  part  of  new  basin  and  the subcarriage moves transverse way on this main carriage. Accordingly by manual or automatic control of both carriages, it is possible to make the Therefore, it is subcarriage pursue a free running ship model and always stay right above it. very easy to supply electric power to a model running on water surface without any restriction Moreover of motion, or to recieve eletric signal from the model and record it on the subcarriage. by moving both carriages simultaneously, it is able to make a model ship advance obliquely to the direction of wave propagation, and to measure the hydrodynamic force acting on it or its motion in oblique waves.
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東京大学では昭和43, 44両年度にわたつて標記水槽の建設を行なつた。そのうも昭和43年度に建設された水槽本体，上屋，造送機および高速電車の概要については，すでに第１線として報告したのでか，引読き昭和４４年度に建設された主曳航電車および追跡電車について本報告に述べることとする。主曳航電車はスポン30.425mの50 kgレールたを角水槽（50 m×30 m）の長手方向に動き，かつ主曳航電単上に敷設されたスポン2.600 mの30 kgレール上を追跡電車が主曳航電車の運動方向と直角の方向に動きうるように立つている。したがつて、追跡電車は角水槽の水面上を自由に航走する狭型船のほぼ直上に常にいるように追跡することができる。その結果，模型組に必要な電力の供給を追跡電車から行なうことが可能であり，また模型船からの計測信号等も有線で追跡電車上ないしは主曳航電車の上に導き記録することができる。このような主曳航電車と追跡電車については、次のような運転方式を採ることができる。直後走行運転 主曳航電車と追跡電車とを全く別個に直後走行させることができることはもちろんであ( i )るが、両電車の速度比を一定にして同時走行させることにより全く勝手な方向に斜め走行させることができる。このような運転は主曳航電車上に設けられた阿電車操作用の主操作盤上で，それぞれの電車の走行速度を設定し岡時走行させれば実現できる。この斜め走行は主として、電車に曳航されて斜波中を走行する模型船に加わる波東京大学工学部組組工学科東京大学生産技術研究所
月本浩船学会論文集
対129名
该外力や斜波中での模型船の運動を計測することを目的としている。 （ii）追跡運転追踪電車が静水中あるいは改炎中を自航する模型船の商上に常にいるように主曳航電車および治跡電車を制御する運転方式で，これによれば狭型船の航跡をXYレコーダー上に記録したり，模型船への電力の供給あるいは信号の受渡しがきわめて容易に行なえる。ただし披演中の自航機型船を，この両電車のみで完全に追跡することは不可能であるから，追跡電車上に軽量の精密追跡装置を別個に設けて供型組を精密に追跡し，両電車はこの追跡装置の平均的な周波数の低い運動を追跡するように制御される。 (iii)手動運転追跡電車上に操縦桿を設け,これを人間が操作することにより両電車を勝手な方向に動かす運転法で，（ii）の追跡運転はど精密な追跡動作が必要でない場合，あるいは精密追跡装置の追跡可能範囲を越えて微型船が運動することがあらかじめ予想される場合の追跡等を，この手動追跡運転によって行なうことができる以上の運転方式のうち，いずれを選ぶかは主曳航電車上の主操作盤上の運転方式切換スイッチにより，単独走行運転・斜行運転・追跡運転のいずれかを選定することにより行なえる。以下，主曳然電車，精密追跡装置，追跡電車の順に横絡を説明する。
2 主曳航電車
主曳義電車の設計を進めていく前に，予想されたいくつかの問題点を検討した。そのうち主なものを列挙しよ(i):限られた50m×30mの水面をできるかぎり有効に利用するには，電車の進行方向の長さを極力短くしたいのであるが、スパンが30.425 mと長いためあまり短くすると走行中に蛇行を起すのではないか。自航技型を追跡する場合には，通常の一方向に走行する曳航電車と具なり、短時間に進行方向を変える操作が可能でなければならない。この意味からは富車の構造はなるべく軽構造とし，限られた駆動電動機の出力内で十分の応答性を確保したい。 (iii) 計測信号の周波数よりも少なくとも１相高いところに, 蒂浩勢としての固有振動数をもつていきたい。すなわち通常の計測中に遭遇する最高周波数は約1.8〜2.0cpsであるので，固有振動数は上下方向，水平方向ともに20 cps以上にしたい。一方、簡単な計算により，この固有振動数の要求を満たす阿性をもつならば，追跡電車の走行・主曳航電車の加誘速時の外力・務載重量物等による主曳航電車の換み等は計測に支障をきたすことはないと確められたので，構造強度の面では主として固有振動数を高くするように配慮すればよいことがわかつた。以上の問題点に対する対策として（ i ）とついては，角水槽北側の主レール側にのみガイドローラーを取付けるが，蛇行を防ぐ意味からガイドローラーの心臣をできるだけ大きくとるために，北側のコンソールの長さを7.0mとし荷例コンソールの英さ5.8mより長くして、北側コンソールの外側に心距7.34mでガイドローラ→を取付けることにした。しかし，４個の駆動輪の負荷は与等にするために駆動輪の配置は電車の中心線に対して対称とした。その結果，駆動韓の韓岡距離は南北両コシソールとも5.0 mとし，さらに駆動直流電動機（9.0 kW, 300rpm) 4台の負荷および出力も均等化するために駆動電源に対して、4台を並列に接続している。なお南側の駆動輪は北側よりも30mm幅が広い90mm幅とし，万一の粒行やレールスパンの変動等による脱輪にそなえるとともに，南側にも転落防止用補助ガイドローラー（通常はレールに接触していない）を取付けた。 (ii)に対しては，SCR速度制御方式の特性から一台の制御整では潜らかな折返し走行は期待できないので,全く同じSCR速度制領設を２組搭載し正逆の進行方向に対して１組ずつの速度制御をかけ，瞬時に主曳銃艦車が折返すことができるようにした。このことは追跡電車についても全く同様である。以上のような点に関して特に考慮を払つて主曳航電車を設計したわけであるが，その構造は主として形網を用いて組立てたコンソール部を，バイブとポックスガーダーから成るプリッヂ部でつないで１体としたトラス構造である（Fig. 1, 2)。主曳就電車の主要目および義略の性能等をTable 1にまとめた。主曳就電車自体は南北コンソール部の長さがすこし異なるだけで，ほとんど左右対称であり，かつ異なるコンソール部の重量の差も電卓自体の全重量と比較するとほとんど無視できるほど小さいものであるので，重心はほぼ中央にあり，さらに主曳統電車および追跡電車駆動用のサイリスタ変換装置・指令器盤・台車駆動盤・助設電源等の製御盤も南北コンソール部の上に振りわけて重量の均等化をはかつているので，４個の駆動軸にかかる静荷重も等しい。
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東京大学館館館館館設후槽について(第２報)このように設計された主曳統電車の国有振動数を計加淡速度範囲0.02g~0.06g算したところ.上下方向に関しては約7.9 cps.水平方滝皮側側 SCR レオナード定速夜倒御向については約6.7 cpsで,  (iii)に述べた希望周波数よりかなり低いが，これ以上固有振動数を高くするために剛性をますと，極端に電車の重量がふふ追跡運転を行なう際の制御の面から好ましくないので，本設計で妥協することにした。完成後上下方向について固有振動数を計測したところ約7.74 cpsで，ほぼ設計通りの振動数は確保できた。主曳航電車への電源は，駆動用3相交流220V,計測用単相100Vで,その供給は高速電車と共用の５本の閉体トロリーで行なつている。実験中の計測はほとんど追跡電車上で行なうように設計されているので、主曳航電車上には計測のための区画はとつておらず，人間が常時居るのは両電車の動作を操作する主験作整周囲の床部だけである。この操作床には主曳統確率および追跡電車を同時に制御できる主操作盤がある。この操作盤は主曳統電車・追跡電車をそれぞれ全く初勝して運転できるように，両電車に対する同一の機能をもつ操作部を２組持つている。このように両電車を別價に訓御するには，主操作盤上の運転方式切換スイッチによつて，単独運転・斜行運転・追跡運転のうち最初の単独運転方式を選択することにより行なえる(Fig. 3)。なお，もうすこし詳しく云えば岸独運転というのは，両電車を同時に運転することができないというのではなく，制御をそれぞれ独立に行なうということで，単独運転でも両電車をそれぞれ特定の速度で運転することはできるから，後に述べる斜行運転も可能である。運転方式のうち第二の斜行運転は，般密にいえば定角度斜行通転のことである。斜行運転そのものは，上述の105
日本治紹学会論文集　第129号

単独運転でも両電車の速度を、希望する終行角になるように設定すれば実現できるわけであるが，この方法では合速度の大きさあるいは方向を全く任意に変えたい場合には，両電車の設定連度を決めるのに最小限，数表をひき簡単な計算を行なわねばならない。そこで定角度斜行運転では0°～360°を15°すつに等分して計24の定角度を予じめ設定しておき、必要に応じてそのうちのいギれかの斜行角をロータリースイッチにて選び定角度斜行を行なうようにしてある。この定角度斜行での合速度の設定はほ独運転の場合と同様の設定メイヤルによつて容易に行なえ，単独運転方式で斜行するときのように耐絶年の分速度をそれぞれに設定する必要がなくなる。この合速度の設定精度は通常の単独通転と同程度である。設定角度あるいは設定合速度の精度を検定するために実際に斜行したときの両管車の速度を別々に計測した結果から，斜行角および合速度を求めた結果をTable 2にまとめた。この装で斜行角0°は静止している主曳航電車上を追跡電車が市側 (50 m  ඵ波板の方向)に向つて走行する場合をいい，斜行角180°は追跡電車が北側に向つて走行する場合である。したがつて、斜行角90°, 270°の場合は追跡電車は走行せず、主曳航電車のみが走行する。さて、検定の結果終行為については，90°または270°に近い角度──辻曳航電車の分速度が追跡電車の分速度より大きい——ほど設定終行角の誤差が大きい[1]ことが判る。この誤差は主曳航電車と追跡電車の速実測合改改安測斜行角設定斜行角度特性が完企には同一でないために起つていると思m/sec) 0.9925われ、設定斜行角と実測斜行角との間の狭差は，い14°50' 15°わゆる定常調差のようである。このことは，設定方1.0120 194°51' 195°位角を45°または225°に固定して合速度の大きさや0.9856 30° 30°25'を変えてみた（II）の場合の実測斜行角と設定斜行1.0105 209°47' 210°角との誤差の現われ方に顕著に見られる。いずれに0, 9903 45° 45°28′しろ検定の結果，合速度が0.2 m/secのような低速1.0033 224°48′ 225°度の場合を除けば，実用上実測斜行約は設定斜行角60° 60°53′ 0.9918に等しいといえよう。また終行中の追線からの端椅0.9964 240°11' 240°も実用上羔つかえないほと十分小さいことが上述の0.9986計測から切らかとなつている。 76°08′ 75° 255° 255°40' 0.9980迫跡運転というのは法本的には，米独連転では速貨指令を速度設定ダイヤルによつて行なつているのに対し、外部よりなんらかの方法によつて速度指令106
東京大学組組航路性能試験水槽について(第２報)
信号を両電車に与えて運転する方式である。その意味では文字通りの追跡運転のほか手動運転もこの範疇に入る。すなわち主曳航電車および追跡電車への指令信号を作る２個のポテンショメーターの軸を、操縦桿を前後左右に動かすことによつて回転させ再電車への指令信号を作り出し、これを主操作整の外部指令信号端子に入れればよい。この手動運転用の操縦炉は追跡電車上にあり，追跡電車上にいる運転手がそのレバーを倒すと，倒した方向に応じた主及統電車と追跡電車の分速度が決定され、その方向に追跡電車が水面上を動くことになる（Fig. 4)。また合迷货の大きさは操縦桿の倒し量に比例する。このように手動遊転では操縦桿の操作によつて両電車への指令告号をとりだしているのに対し、これを自動的に行なうことも当然できるわけである。この日的のために今回2種類の泊跡我設を製作し、その発生する位置替号を自動追跡運転の指令信号として利用している。主曳航電車の遠度制御は，駅動線とは別宿に設けられた速度検出用車輪の回転速度をアナログ電圧でとり出して制御する。いわゆるアナログ速度制御方式によつている。一方，走行中の実測速度も上述のアナログ電圧から換算して求めるのではなく，やはり速度表示用の車輪を別に設けて，この車輪軸の回転を光学的バルス発生装廠に伝え，それが発生するベルスを一定時間教えて，速度をディジタル表示する方式をとつている。また側動方式は遥常の走行時の電気制動のほかに，緊急用として非輪輪と直結に制動輪（直径360 mm，輪幅90 mm）を設け，これをアスペストを用いたブレーキシューで締めつけて割動する方式をとり，レールを直接ブレーキシューではさみつける方法はレール保護のため用いなかつた。このような割動輪は4個の駆動輪に1個ずつ取付けてあり、その駆動源は空気圧である。このほか主な競装品としては、プリッジ部西側ボックスガーダーの下面に１トンチェーンプロック用モノレーん(200×100 I烈剣) 1本,南北両コンソールをつなぐ歩廊(ニキスポンドメタル使用),主ガイドローラー•補助ガイドローラーの外間4個所にレールクリーナーおよびストッパー,追跡電車用バッファー (可縮量400 mm) 2個所、水槽産作業用様子（取はずし可能）等がある。
3 精密追跡装置
（ｉ）受助型箱第边跡換節本発置は単独に使用しても６方向運動計測製廠として使える機能をもつもので,追誘電米上に設立して使用する。大丸の特造はFig.5, 6に示したように、アルミ形鋼にて外枠（良さ1100 m,編800 mm，深さ250 mm）を作りそれに２本の＃方向ガイドシャフトを設けて、そのシャフトを非常に摩擦の少ないテフロンローラーで上下からはさみ，立方向のガイドシャフトを兼ねた¥方向に動く枠組をつくる。このf方向がイドシャフト.I:を同じようなテフォンターラーで動くプロックを作り、このプロックに上下方向（a方向）の運動をとり出す。我さ450 mmの主程をとりつける。この主程は模型のピッチ角・ロール角・ロー角を検由するジンバル常を介して模型船にとりつけられる。各方向の後域的な自由区は、第ブル1070 mm, y方向850 mm, zかj [t] 300 mmであり，また各方向の運動機には，ピッチ・ロール・ヨーは1山転用i ートルクポテンシュメータ- (トルク3g-cm)を,サージ・スウェイ・ヒープには10回転型ポチンシッメーターを用いている。それぞれの
方向の測定範囲はTable 3に示しておいた。以上のような仕様をもつ６方向運動計測装置を自動追跡装置として使用するには，斜辺下力に垂れ下つた主枠のxy平面上の中心からの変位をとりだして、主棒の¤方向変位あるいはy方向変位なそれぞれ主曳航電車または追跡電車への指令倍分として利用し、主格か *y 平面上の中心に常にあるように削倒すればよ. （ii）能動型精密追跡装置受動型特密追跡装置では，極力機械的降振を少なくしているとはいえ，模型船の自由な運動をある和度は拘束し、次の運動変位を検出することはできない。この火点を補うために，模型組の竜心位置および方位角をサーボ機構を用いて提動的に追跡する製置をも同時に製作した。横観をFig. 7, 8, 9に示したが,その人人の大きさは長さ1,350 mm,幅1,100mmで,通常のXYレコーダーと同様に#方向およびッ方向の位置を側御する２台のサーボモーター 〈出力100 W〉によつて，模型給追跡プロックがコントロールされる。このプロックからは長さ300 mm の角度换比押が2組のジンバルを介して鉛直下方にさがり，その下縮は複数船の重心位置に物束される。模型船の座心が xy 平面内で移動すると、この枠の下端も自由に≠方向あるいはy方向に移動することができる。したがつて検出枠は，その上端を通る船西線に対してある角度をもつことになる。この角度を２個のマイクロシンにて別々に検出すれば， ■方向あるいはy方向の重心移動量を電気的アナロゲ量でとり出すことができ，これを用いて追跡プロックが教理船の重心の面上にあるように削得する。さらに，追跡プロックから水平の腕を出し、その腕の先端からる角度検出桿を降ろして、その下端を標型船の船体中心線上で爪心より前方330 mmのところで拘束する。検型始の方位角が変化すると，この映出枠の下滞はその方向に助くので這心位置の変化を検出したときと同様に，換出枠の上端に取付けられたマイクロシンにて方位角淡化を電気量に変換して取り出すことができる。この電気量をサーポキーター（出力0.35 W）の操作信りとして利用すれば，水平開を常に紹体中心線の方向に一致させることができる。本装置を自動追跡通転に利用する場合も受動型精密追跡装置の場合と同様， ay平面上を運動する追跡プロックの、外枠の中心に対する位置をポテンショメーターで検出しこれを主改続電車および追跡電車駆動用の操作信号として利用し自動追跡するのである。 ( i ), ( ii )いずれの精密追跡装置も当初の目的は、跡水面上での操縦性試験のように運動用技数の非常に低い現象に対して自動追跡するように考慮されており、弦浪中での運動のような高周改数の運動にまでも完全に追難させるととは，主曳航電車・追跡電車の大きな慣性，取助電動機の容量か
東京大学組航海性能試験水槽について(第２報)
ら極めて困難であると予想されたので、とりあえず考えていない。しかし，時々刻々の核型髪の位置は，別個に許測されている主曳航電車および治跡電車の位置に，上記精密追跡装置により許測された位置を電気的アナログ量で加減算することにより容易に求められる。
県跡電車
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主曳航電車上に設けられたスパン2,600 mのレール上を，主曳航電車の進行方向と面角方向に走行する追跡電車が十分その性能を発揮することが、本水槽の機能を完全に実残する上のキーポイントであることは、すでに十分述べたとおりである。迫味電川は，水槽上を就走する狭型船への電力の供給・計源信号の受渡し等を行なつたり，あるいは検型船を拘束して改良中で模原船に加わる波浪外力を計測したりするので，狭い水面を下分に活用するには必要最小限の大きさに押える必要があ近中本体2, 950 mmつた。また主曳統密車にとつては，追跡電車は動荷重AI 2, 798 mm Alであるので，主曳航衛軍の限られた桜造強度で十分な1, 645 mm分剛性を保つためや計測に方宮な报動の発生を防止する600 mm電車下面から水面までの高さ耐からも極力重量を押えた。Table 4に追跡電車の主1.2トン車事A要目とその概略の性能を示した(Fig. 10, 11)。電車電車駆動部および概略の性能駆動電動機　1.1kW, 1,150rpm, 30分定格2台本体は軽量形鎖を主体に組立てられた，完全な箱型で直径150 mm × 4,覧ある。床面は長さ2,400 mm×幅2,000 mmで,その革輸輸問羅 2, 190 mm約半分がいわゆる計测以，残り半分には内径1,200ハスバ歯床１段液逃，減速比22/110海成mmの同形計測レールを設けた。この同形レールには0.09〜1.80 m/sec,ただし手動運転速度節囲時の最大速度は1.0 m/sec上述の精密追跡装置を取付けたり，模型船の船首方位0.02g~0.08g加減速度範囲を任意に変えられる被型船取付台を介して，渋浪中のSCRレオナード定速度制御浅茂郡羽6分力計測用動力計などを載せることができる。
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日本造船学会跡文集　第129写
当な場所に固定する際の固特装置としても利用できる。 4輪駆動ではあるが、前部２輪・後部２輪はそれぞれ同ーの軸で結ばれ，それらの級動軸は１台ずつの丘流電動機(1.1 kW, 1,150 rpm)で駆動されている。このクラスの竜動機では国転数が高いため,  0.09〜1.8 m/sec の比較的低い速度範囲で十分その力体を発揮させるには，いきおい駆動輪の径は小さくせざるをえず，直径は150 mmとなつじ手動追跡の際を除いては，追跡定車の操縦はすべて主曳航空車上の主操作整にて行なうので、手動追跡に用いる操統特・運転方式切換スイッチおよび非常分止用把釦等を除いては追跡を中上には運転関係の換作費はなく，できるかぎり許測床を広く使えるようにした。道路電車への配線は計測用AC 100 V 2本,主以航空車上の追跡電車駆動整と駆動電動機の間の配線2本，計4本を開体トミリーとしたほかは、すべて可換式トロリーとしそれには繰返しの折曲けにも強い特殊な細い電線を用いた。透度制御方式は主曳統は以下、アナログ制御とし実測速度の表示も同様のディジタル以示方式を用いた。制動は通常の電気割筋のほかに緊急労止用として，追圧駆動によつてレールを自後プレーキシューで探む方式を採用した。この緊急御動装置は，近麻電小を水槽水面上の送
結
具体的に本水槽の建設計画を立案しはじめてから約３年、当初の予定とおり昭和45年３月末に水槽本体および上座の指設。市曳航電車・追跡電車・高速電車・追放機等の設備等が完成するまでに，数多くの方々から甚大なご助力をいただいた。とくに本水槽の計画にあたつては日本酒紹学会水槽委員会第２部会の膳氏並びに東京大学田宮，乾、田古里各数授，加路助数授，伊田助手の路氏から貨金なご数示を，また設計製作にあたられた安川電機（株）九機（株）両社には多火のご協力をいただいた。ここに深花なる謝恋を炎する次第である。
参　等・文　献
完良談三，小山随夫，藤原正隆，伊田　力，小柳雅志郎：東京大学船船航海性能貸験水格について（祭1報）日本造船学会論文集, 第128号,  1970