JP2003267293A - 船舶の波浪抵抗低減構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造にて平水中抵抗を変えることなく
波浪による抵抗増加を効果的に低減できるようにした船
舶の波浪抵抗低減構造を提供する。 【解決手段】 船体１の喫水線２より高い位置におい
て、船首部Ａに略水平に延びる張出しフィン３を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波浪中を航行する
船舶に作用する波浪による抵抗を低減するようにした船
舶の波浪抵抗低減構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】実海域には波があることから、波浪中を
航行する船舶には平水中抵抗（波がない時に船体が受け
る抵抗）に加えて、波浪による抵抗が働くことになる。
この波浪による抵抗増加を低減することができれば、船
の馬力低減に有効となる。

【０００３】前記波浪中を航行する船舶に作用する波浪
による抵抗増加は、主に大きな二つの成分に分けられ
る。一つは波浪中で船体運動があるために起こる抵抗増
加であり、もう一つは船首部で波が反射するために生じ
る船体抵抗である。

【０００４】前者の抵抗増加を減らすためには、波浪中
の船体運動を小さくすればよく、このための構造として
は従来からアンチ・ピッチング・フィン（Anti Pitchin
g Fin）やアンチ・ピッチング・タンク（Anti Pitching
Tank）が知られている。

【０００５】一方、後者の波の反射による抵抗増加を減
らす方法としては、船首部の水線面形状を鋭角的な形状
にする方法がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記アンチ・
ピッチング・フィンは、水面下で船体表面からフィンを
突き出して設けた構造であり、一方、アンチ・ピッチン
グ・タンクは船体表面に水を取り入れる開口部を持つ構
造であり、いずれも船体の平水中抵抗を増加させてしま
う問題がある。

【０００７】又、船首部の水線面形状を鋭角にする方法
は、波浪中抵抗増加の低下だけを考える場合には有効で
あるが、この水線面形状は平水中抵抗に対して最適な形
状とはならない。従って、全抵抗（平水中抵抗＋波浪中
抵抗増加）は逆に増加してしまう問題がある。

【０００８】本発明は、上述の実情に鑑みてなしたもの
で、簡単な構造にて平水中抵抗を変えることなく波浪に
よる抵抗増加を効果的に低減できるようにした船舶の波
浪抵抗低減構造を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
船体の喫水線より高い位置において、船首部に略水平に
延びる張出しフィンを設けたことを特徴とする船舶の波
浪抵抗低減構造、に係るものである。

【００１０】請求項２記載の発明は、船体の喫水線より
高い位置において、船尾部に略水平に延びる張出しフィ
ンを設けたことを特徴とする船舶の波浪抵抗低減構造、
に係るものである。

【００１１】請求項３記載の発明は、船体の喫水線より
高い位置において、船首部と船尾部に略水平に延びる張
出しフィンを設けたことを特徴とする船舶の波浪抵抗低
減構造、に係るものである。

【００１２】請求項４記載の発明は、船体の船尾部に船
尾突出部を備えている船体構造において、船尾突出部の
底面を喫水線より高く形成し、該底面と水面とのなす角
を１゜〜１０゜の範囲としたことを特徴とする船舶の波
浪抵抗低減構造、に係るものである。

【００１３】請求項５記載の発明は、請求項４の構造と
請求項１〜３の構造とを組合わせて備えたことを特徴と
する船舶の波浪抵抗低減構造、に係るものである。

【００１４】上記手段によれば、以下のように作用す
る。

【００１５】請求項１〜３記載の船舶の波浪抵抗低減構
造によれば、船体の船首部、又は船尾部、或いはその両
者に略水平に延びる張出しフィンを設けた構成としてい
るので、船体が波浪中で上下揺れや縦揺れの運動を行う
とき、張出しフィンが水中に没したり空中に出たりする
ようになり、張出しフィンが水中を移動する時に船体が
流体から抵抗を受け、この抵抗は船体の上下揺れや縦揺
れに対して減衰力となるので、張出しフィンによって船
体運動が低減され、船体運動の低減により波浪中抵抗増
加が低減される。

【００１６】又、張出しフィンは船体の喫水線より上部
に設けているので、張出しフィンによって平水中抵抗が
変化することはなく、よって、張出しフィンを設けるこ
とにより平水中抵抗を維持したまま波浪中性能を改善す
ることができる。

【００１７】請求項４、５記載の船舶の波浪抵抗低減構
造によれば、船尾突出部の底面が喫水線２より上部に位
置し、且つその底面と水面とのなす角が約１゜〜１０゜
の範囲になるようにしているので、船体が波浪中で上下
揺れや縦揺れの運動を行うと、船尾突出部の底面が水中
に没したり空中に出たりする状態となり、船尾突出部の
底面が水中に侵入する時は船体は流体から抵抗を受け、
この抵抗は船体の上下揺れや縦揺れに対して減衰力とな
るので、船尾突出部の底面によって船体運動が低減さ
れ、船体運動の低減により、波浪中抵抗増加が低減され
る。

【００１８】又、船尾突出部の底面は船体の喫水線より
高くしているので、船尾突出部の底面によって平水中抵
抗が変化することはなく、よって、上記船尾突出部の底
面の構成によれば平水中抵抗を維持したまま波浪中性能
を改善することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を図面に基づいて説明する。

【００２０】図１〜図３は、本発明の船舶の波浪抵抗低
減構造の形態の一例を示したものであり、船体１の喫水
線２より高い位置において、船首部Ａに略水平に延びる
張出しフィン３を設けた構成としている。図２に示す平
面において、張出しフィン３は船首部Ａの外周に沿って
略同一幅Ｗで張出させて庇状フィン３ａとした場合を示
している。しかし、張出しフィン３の形状はこれに限定
されるものではなく、例えば図４、図５に示すように船
首部Ａの前側に板状部材３ｂを突出して設けるようにし
てもよく、又は他の種々の形状としてもよい。前記張出
しフィン３の張出幅Ｗは、船体１の幅より小さいものと
する。

【００２１】前記船体１に取り付ける張出しフィン３の
高さ位置は、喫水線２より高く、且つ波浪中航行時に張
出しフィン３が波浪を横切る高さである。これにより、
張出しフィン３は波浪により水中に没入したり水面上に
出現したりするようになる。又、前記張出しフィン３
は、破線で示すように複数段設けるようにしてもよく、
この場合も、各張出しフィン３が波浪中航行時に波浪を
横切る高さになるように船体１に取り付ける。

【００２２】図１〜図５に示した形態例では、船体１が
波浪中で上下揺れや縦揺れの運動を行うと、船首部Ａ及
び船尾部Ｂでは船体１の上下変位が大きくなり、船首部
Ａに取り付けた張出しフィン３は水中に没したり空中に
出たりするようになる。張出しフィン３が水中を移動す
る時には船体１が流体から抵抗を受けることになり、こ
の抵抗は、船体１の上下揺れや縦揺れに対して減衰力と
なるので、張出しフィン３によって船体運動は低減す
る。

【００２３】波浪中抵抗増加を構成する二成分のうち、
船体運動に基づく成分は船体運動が小さくなれば減少す
るので、前記した張出しフィン３による減衰作用によっ
て船体運動が低減されることから、波浪中抵抗増加は低
減する。

【００２４】図１２は、船体長さ１メートルの模型船体
を用いて水槽で波浪中抵抗の計測を行った実験結果を示
す線図であり、横軸は波高の自乗、縦軸は波浪中抵抗増
加を表わし、この時の船体長さＬに対する入射波の波長
λ、即ちλ／Ｌは約１．２とした。図中Ｓ１は喫水線か
ら２０ミリメートルの高さに前記張出しフィン３を取り
付けた場合、Ｓ２は喫水線から３３ミリメートルの高さ
に前記張出しフィン３を取り付けた場合、Ｓ３は張出し
フィンを備えていない場合の波浪中抵抗を夫々表わす。

【００２５】図１２から明らかなように、喫水線から２
０ミリメートルの高さに張出しフィン３を取り付けた場
合であるＳ１、及び喫水線から３３ミリメートルの高さ
に張出しフィン３を取り付けた場合であるＳ２は、夫々
張出しフィンを備えていない場合のＳ３に対して波浪中
抵抗が低減した。

【００２６】一方、前記張出しフィン３は、船体１の喫
水線２より上部に設けているので、張出しフィン３によ
って平水中抵抗が変化することはなく、よって、前記張
出しフィン３によれば平水中抵抗を維持したまま波浪中
性能を改善することができる。

【００２７】図６〜図８は、本発明の船舶の波浪抵抗低
減構造の他の形態を示したものであり、船体１の喫水線
２より高い位置において、船尾部Ｂに略水平に延びる張
出しフィン３を設けた構成としている。この張出しフィ
ン３は、前記図１〜図５に示した構成と同様に庇状フィ
ン３ａとしてもよく、又板状部材３ｂとしてもよく、更
に複数段備えるようにしてもよい。

【００２８】図６〜図８に示した形態例では、船体１が
波浪中で上下揺れや縦揺れの運動を行うと、船尾部Ｂに
取り付けた張出しフィン３が水中に没したり空中に出た
りする状態となり、張出しフィン３が水中を移動する時
に船体１が流体から抵抗を受け、この抵抗は船体１の上
下揺れや縦揺れに対して減衰力となるので、張出しフィ
ン３によって船体運動は低減される。

【００２９】このように船体運動が減少することによ
り、波浪中抵抗増加は低減する。又この場合も、張出し
フィン３は船体１の喫水線２より上部に設けているの
で、張出しフィン３によって平水中抵抗が変化すること
はなく、よって、前記張出しフィン３によれば平水中抵
抗を維持したまま波浪中性能を改善することができる。

【００３０】図９、図１０は、本発明の船舶の波浪抵抗
低減構造の更に他の形態を示したものであり、船体１の
喫水線２より高い位置において、船首部Ａと船尾部Ｂの
両方に略水平に延びる張出しフィン３を設けた構成とし
ている。この張出しフィン３は、前記図１〜図５に示し
た構成と同様に庇状フィン３ａとしてもよく、又板状部
材３ｂとしてもよく、更に複数段備えるようにしてもよ
い。

【００３１】図９、図１０に示した形態例では、船体１
が波浪中で上下揺れや縦揺れの運動を行うと、船首部Ａ
と船尾部Ｂに取り付けた張出しフィン３が水中に没した
り空中に出たりする状態となり、張出しフィン３が水中
を移動する時に船体１が流体から抵抗を受け、この抵抗
は船体１の上下揺れや縦揺れに対して減衰力となるの
で、張出しフィン３によって船体運動は低減される。図
９、図１０では船首部Ａと船尾部Ｂとに張出しフィン３
を設けているので、船体運動の低減効果は、前記した船
首部Ａと船尾部Ｂの一方のみに張出しフィン３を設けた
場合に比して更に向上する。

【００３２】このように船体運動が減少することによ
り、波浪中抵抗増加は低減する。又この場合も、張出し
フィン３は船体１の喫水線２より上部に設けているの
で、張出しフィン３によって平水中抵抗が変化すること
はなく、よって、前記張出しフィン３によれば平水中抵
抗を維持したまま波浪中性能を改善することができる。

【００３３】図１１は、本発明の船舶の波浪抵抗低減構
造の更に他の形態を示したものであり、船尾部Ｂの後方
に向かって張出する船尾突出部４を備えた船体構造を示
している。図中５は舵である。図１０のように船尾突出
部４を備えた構造において、船尾突出部４の底面４ａが
喫水線２より高く、且つその底面４ａと水面とのなす角
αが約１゜〜１０゜の範囲となるように構成している。
即ち、船尾突出部４の底面４ａは平面に近い小さな角α
（約１゜〜１０゜）とすることによって、船尾突出部４
の底面４ａが水中に没入しようとする時に流体から抵抗
を受けるようにしている。

【００３４】図１１に示した形態例では、船尾突出部４
の底面４ａが喫水線２より上部に位置し、且つその底面
４ａと水面とのなす角αが約１゜〜１０゜の範囲になる
ようにしているので、船体１が波浪中で上下揺れや縦揺
れの運動を行うと、船尾突出部４の底面４ａが水中に没
したり空中に出たりする状態となり、船尾突出部４の底
面４ａが水中に進入する時は船体１は流体から抵抗を受
け、この抵抗は船体１の上下揺れや縦揺れに対して減衰
力となるので、船尾突出部４の底面４ａによって船体運
動は低減される。

【００３５】このように船体運動が減少すると、波浪中
抵抗増加は低減する。又この場合も、船尾突出部４の底
面４ａは船体１の喫水線２より高くしているので、船尾
突出部４の底面４ａによって平水中抵抗が変化すること
はなく、よって、上記船尾突出部４の底面４ａの構成に
よれば平水中抵抗を維持したまま波浪中性能を改善する
ことができる。

【００３６】一方、図１１に示した船尾突出部４の底面
４ａの構成は、図１〜図１０で説明した船体１に張出し
フィン３を備えた構成と組合わせて備えることができ、
このように組合わせると、船体運動を更に減少させて、
波浪中抵抗増加が更に低減されるようになる。

【００３７】尚、本発明は上記形態例にのみ限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々変更を加え得ることは勿論である。

【００３８】

【発明の効果】請求項１〜３記載の船舶の波浪抵抗低減
構造によれば、船体の船首部、又は船尾部、或いはその
両者に略水平に延びる張出しフィンを設けた構成として
いるので、船体が波浪中で上下揺れや縦揺れの運動を行
うとき、張出しフィンが水中に没したり空中に出たりす
るようになり、張出しフィンが水中を移動する時に船体
が流体から抵抗を受け、この抵抗は船体の上下揺れや縦
揺れに対して減衰力となるので、張出しフィンによって
船体運動が低減され、船体運動の低減により波浪中抵抗
増加が低減される効果がある。

【００３９】又、張出しフィンは船体の喫水線より上部
に設けているので、張出しフィンによって平水中抵抗が
変化することはなく、よって、張出しフィンを設けるこ
とにより平水中抵抗を維持したまま波浪中性能を改善で
きる効果がある。

【００４０】請求項４、５記載の船舶の波浪抵抗低減構
造によれば、船尾突出部の底面が喫水線２より上部に位
置し、且つその底面と水面とのなす角が約１゜〜１０゜
の範囲になるようにしているので、船体が波浪中で上下
揺れや縦揺れの運動を行うと、船尾突出部の底面が水中
に没したり空中に出たりする状態となり、船尾突出部の
底面が水中に進入する時は船体は流体から抵抗を受け、
この抵抗は船体の上下揺れや縦揺れに対して減衰力とな
るので、船尾突出部の底面によって船体運動が低減さ
れ、船体運動の低減により、波浪中抵抗増加が低減され
る効果がある。

【００４１】又、船尾突出部の底面は船体の喫水線より
高くしているので、船尾突出部の底面によって平水中抵
抗が変化することはなく、よって、上記船尾突出部の底
面の構成によれば平水中抵抗を維持したまま波浪中性能
を改善できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の船舶の波浪抵抗低減構造の形態の一例
を示す側面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ方向矢視図である。

【図４】異なる形状の張出しフィンを備えた船体の側面
図である。

【図５】図４の平面図である。

【図６】本発明の船舶の波浪抵抗低減構造の他の形態を
示す側面図である。

【図７】図６の平面図である。

【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ方向矢視図である。

【図９】本発明の船舶の波浪抵抗低減構造の更に他の形
態を示す側面図である。

【図１０】図９の平面図である。

【図１１】本発明の船舶の波浪抵抗低減構造の更に他の
形態を示す側面図である。

【図１２】模型船体を用いて水槽で波浪中抵抗の計測を
行った実験結果を示す線図である。

【符号の説明】

１ 船体 ２ 喫水線 ３ 張出しフィン ４ 船尾突出部 ４ａ 底面 Ａ 船首部 Ｂ 船尾部 α 船尾突出部底面と水面とのなす角

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船体の喫水線より高い位置において、船
   首部に略水平に延びる張出しフィンを設けたことを特徴
   とする船舶の波浪抵抗低減構造。
2. 【請求項２】 船体の喫水線より高い位置において、船
   尾部に略水平に延びる張出しフィンを設けたことを特徴
   とする船舶の波浪抵抗低減構造。
3. 【請求項３】 船体の喫水線より高い位置において、船
   首部と船尾部に略水平に延びる張出しフィンを設けたこ
   とを特徴とする船舶の波浪抵抗低減構造。
4. 【請求項４】 船体の船尾部に船尾突出部を備えている
   船体構造において、船尾突出部の底面を喫水線より高く
   形成し、該底面と水面とのなす角を１゜〜１０゜の範囲
   としたことを特徴とする船舶の波浪抵抗低減構造。
5. 【請求項５】 請求項４の構造と請求項１〜３の構造と
   を組合わせて備えたことを特徴とする船舶の波浪抵抗低
   減構造。