JP2016130077A - 船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】フルード数が０．２５から０．３８の場合に、船体の全長を増加させることなく、居住区や貨物積載部の縮小を抑制すると共に、推進性能を向上することができる船舶を提供する。【解決手段】船舶１は、フルード数が０．２５から０．３８の船舶であって、満載喫水線よりも下方に配されて上端部が最軽荷喫水線以上に配される船首バルブ７と、船首バルブ７の前端部７ａから鉛直上方に向かって延びる前縁部８ａを具備するステム８と、を備える。【選択図】図２

Description

この発明は、船舶に関する。

船舶の推進性能を向上するためには、船体抵抗を低下させる手法と、推進効率を向上させる手法とがある。特に船体抵抗の低減は、推進性能の向上に大きく寄与する。
船舶の全抵抗は、摩擦抵抗と剰余抵抗という大きく２つの抵抗成分に分類することができる。さらに剰余抵抗は、造波抵抗と粘性抵抗に分類できる。造波抵抗の低減には、船首形状を改良する技術が知られている。

上述した造波抵抗を低減するための船首形状としては、例えば、バルバスバウが挙げられる。このバルバスバウは、主船体が作る波と逆位相の波を意図的に発生させる。このバルバスバウが作る波は、主船体が作る波を打ち消す方向に作用するため、合成船首波高が低減されて造波抵抗を低減させることができる。しかし、その効果は限定的であるため、更なる造波抵抗の低減が望まれていた。

一方で、剰余抵抗は、全抵抗から摩擦抵抗を除いた抵抗成分であって、船舶の幅寸法に対する長さ寸法の比率が大きくなるほど低減される傾向がある。これは、船舶の長さが長くなることで船体が痩せることによる粘性抵抗の低下や、船舶の水線長が長くなることによる造波抵抗の低減によるものである。しかしながら、船舶の全長は、岸壁設備等の条件に応じて制限されるため、水線長を延長することには限界があった。

特許文献１においては、フルード数が０．１８から０．２３の船舶における船首造波抵抗の低減を目的として、船首最先端ラインを、計画速力において計画満載喫水線の少し下方付近から水面の盛り上がりにより水に接する部分の水線面を含む高さまで略垂直上方に延ばし（アップライトステム）、当該範囲の水線面形状を先鋭にする技術が記載されている。この特許文献１に記載の技術によれば、全長制限をクリアして輸送効率の良い大きなホールドを確保しつつ、設計速力における船首端の水面の盛り上がりを小さくし、船首波崩れをなくすことが可能となっている。

特許文献２においては、満載喫水線下に船首バルブと満載喫水線の近傍の船舶前端とを略同一位置に配置することでフルード数を低減させて、造波抵抗を軽減する技術が記載されている。

特開２００３−１６００９０号公報 特開２００５−３３５６７０号公報

ところで、上述した特許文献１においては、比較的フルード数の小さい船舶を前提としている。一方で、離島航路のフェリーなど、高速化が要求される船舶においては、フルード数が０．２５を超えることが想定される。このようにフルード数が０．２５を超えると造波抵抗の増加が顕著となり、フルード数が０．３８を超えたところで極大値（以下、ラストハンプと称する）となる。ここで、ラストハンプを超えると、造波抵抗は低下する。例えば、水中翼船などは、このラストハンプを超えた領域で航走している。しかし、上述した排水量型の船舶は、一般にラストハンプを超えることはない。そのため、速力の増加に伴って造波抵抗が急激に増加して推進効率が低下してしまう。
また、船舶の全長を変えずに、速力の増加に伴う推進性能の低下を抑制するためには、船舶の全長を変えずに全幅を小さくして痩せさせることが考えられる。しかし、全幅が小さくなるため居住区や貨物積載部が縮小してしまうと共に、復原性能を確保することが困難になるという課題がある。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、フルード数が０．２５から０．３８の場合に、船舶（船体）の全長を増加させることなく、居住区や貨物積載部の縮小を抑制すると共に推進性能を向上することができる船舶を提供することを目的とする。

この発明の第一態様によれば、船舶は、フルード数が０．２５から０．３８の船舶であって、満載喫水線よりも下方に配されて上端部が最軽荷喫水線以上に配される船首バルブと、前記船首バルブの前端部から鉛直上方に向かって延びる前縁部を具備するステムと、を備える。
このように構成することで、フルード数が０．２５から０．３８の排水量型の船舶において、船舶（船体）の全長を増加させることなく水線長を延長して、フルード数を低下させることができる。そのため、剰余抵抗の内、特に造波抵抗を低減できる。さらに、水線長が延長されることで、プリズマチック曲線をなだらかにすることができるため、造波抵抗を低減できる。また、水線長の延長により方形係数Ｃｂを小さくすることができるため、粘性抵抗を低減できる。更には、フルード数が０．２５から０．３８の船舶で、計画速力が遅い船舶、即ち、船舶の水線長が比較的短い船舶については、針路安定性をも向上させることができる。また、船首バルブの上端部が最軽荷喫水線以上に配されることで、船首付近の波高位置を船首側に移動させることができるとともに、波高を抑制することができる。そのため、アンカー位置をより船首側に移動させて、これに合わせて上甲板のウインドラス等を船首側に移動できる。その結果、船舶（船体）の全長を増加させることなく、居住区や貨物積載部の縮小を抑制すると共に、推進性能を向上することができる。

この発明の第二態様によれば、船舶は、第一態様において、計画満載喫水線の高さをＨとした場合に、船首端から船体の全長の１％後方に於ける断面における前記上端部が、０．７Ｈ以上の位置に配されるようにしてもよい。
このように構成することで、アンカーをより船首側に配置することができるため、ウインドラス等を船首側に配置させた場合には、その分だけ居住区や貨物積載部を拡大することができる。

この発明の第三態様によれば、船舶は、第一又は第二態様において、方形係数Ｃｂが０．６以下であってもよい。
このように構成することで、方形係数Ｃｂが０．６以下で喫水差の少ない、いわゆる痩せ形の船舶において、効率よく剰余抵抗を低減させて推進性能を向上することが出来ると共に、針路安定性の向上も図ることが出来る。

この発明の第四態様によれば、船舶は、第一から第三態様の何れか一つの態様において、船体の全長が３００ｍ以下であっても良い。

この発明の第五態様によれば、船舶は、第一から第三態様の何れか一つの態様において、船体の全長が２５０ｍ以下であっても良い。

この発明の第六態様によれば、船舶は、第一から第三態様の何れか一つの態様において、船体の全長が２００ｍ以下であっても良い。

この発明の第七態様によれば、船舶は、第一から第三態様の何れか一つの態様において、船体の全長が１５０ｍ以下であっても良い。

この発明の第八態様によれば、船舶は、第一から第三態様の何れか一つの態様において、船体の全長が１２０ｍ以下であっても良い。

この発明の第九態様によれば、船舶は、第一から第三態様の何れか一つの態様において、船体の全長が１００ｍ以下であっても良い。

この発明の第十態様によれば、船舶は、第一から第三態様の何れか一つの態様において、船体の全長が８０ｍ以下であっても良い。

この発明の第十一態様によれば、船舶は、第一から第十態様の何れか一つの態様において、方形係数Ｃｂが０．６以下の旅客船であってもよい。

この発明の第十二態様によれば、船舶は、第一から第十態様の何れか一つの態様において、方形係数Ｃｂが０．６以下の貨物船であってもよい。

上記船舶によれば、フルード数が０．２５から０．３８の場合に、船体の全長を増加させることなく、居住区や貨物積載部の縮小を抑制すると共に推進性能を向上することが可能となる。

この発明の実施形態における船舶の全体構成を示す側面図である。 図１における船舶の船首近傍の拡大図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線（船首端から船体の全長の１％後方に於ける断面線）に沿う断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 第一比較例における船舶の図１に相当する側面図である。 縦軸を船体中央断面積に対する船首尾方向任意位置に於ける横断面積の比率であるプリズマチック係数（Ｃｐ）、横軸を船首尾方向の任意位置としたグラフである。 縦軸を造波抵抗係数（Ｃｗ）、横軸をフルード（Ｆｎ）数としたグラフである。 図７において二点鎖線で囲まれた部分を拡大したグラフである。 縦軸を剰余抵抗係数（Ｃｒ）、横軸をフルード（Ｆｎ）数としたグラフである。 図９の二点鎖線で囲まれた部分を拡大したグラフである。 縦軸をＢＨＰ（Brake Horse Power）、横軸をフルード（Ｆｎ）数としたグラフである。 図１１の二点鎖線で囲まれた部分を拡大したグラフである。 縦軸を波高（wave height）、横軸を前部垂線と後部垂線との間の距離Ｌｐｐに対する船首尾方向の位置ｘの比（ｘ／Ｌｐｐ）としたグラフである。 第二比較例における船舶の図３に相当する断面図である。

次に、この発明の一実施形態に係る船舶を図面に基づき説明する。
図１は、この発明の実施形態における船舶の全体構成を示す側面図である。図２は、図１における船舶の船首近傍の拡大図である。
この実施形態の船舶１は、速力が比較的速いフルード数が０．２５から０．３８程度までの船舶であって、例えば、客船、車両を運搬可能なフェリー、貨物を運搬可能な貨客船等の旅客船、ＲＯＲＯ船（Ｒｏｌｌ−ｏｎ／Ｒｏｌｌ−ｏｆｆ船）、コンテナ船、および、自動車運搬船等の乾貨物船である。ここで、「旅客船」には、海洋調査を行う「調査船」を含めても良い。旅客船や貨物船は、は、方形係数Ｃｂが０．６以下の比較的痩せ形の船舶に分類される。

図１に示すように、この船舶１の船体２は、船尾２ｂ側に、プロペラ５と、舵６とを備えている。プロペラ５は、船体２内に設けられた主機（図示せず）によって駆動され、船舶１を推進させる推進力を発生させる。舵６は、プロペラ５の後方に設けられ、船体２の進行方向を制御する。なお、プロペラ５及び舵６については、これらに限定されず、同様の推進・操舵効果が得られるもの、例えばアジマス推進器、ポッド推進器、アジマス推進器とプロペラ、ポッド推進器とプロペラ等から構成される推進装置であっても良い。

一方で、図１、図２に示すように、船体２の船首２ａには、バルバスバウ（船首バルブ）７と、ステム（舳先）８とが形成されている。
バルバスバウ７は、船舶１が航行する際に船体２が作る波と逆位相の波を意図的に発生させる。このバルバスバウ７が作る波は、船体２が作る波を打ち消す方向に作用する。そのため、合成船首波高が低減されて造波抵抗が低減される。ここで、図１においては、計画満載喫水線（D.L.W.L）まで船体２が沈んでいる場合を示している。図１中、「Ｆ．Ｐ．」は、船体２の前部垂線、「Ａ．Ｐ．」は、船体２の後部垂線である。この図１の場合、水線長Ｌ１は、後部垂線（Ａ．Ｐ．）よりも僅かに船尾２ｂ側の位置から前部垂線（Ｆ．Ｐ．）までの長さである。

ステム８は、船首２ａの先端部を形成している。このステム８は、バルバスバウ７の前端部７ａから鉛直上方に延びる前縁部８ａを有している。言い換えれば、ステム８の前縁部８ａは、前部垂線Ｆ．Ｐ．上に配されるように形成されている。この前縁部８ａは、少なくとも船首２ａによる造波の高さよりも上方まで形成されている。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線（船首端から船体の全長の１％後方に於ける断面線）に沿う断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
図３、図４に示すように、ステム８は、一対の舷側２ｃと、上甲板９とを備えている。このステム８は、前縁部８ａに向かうに従って一対の舷側２ｃ同士が近づくように、言い換えれば船体２の幅寸法が小さくなるように、その水線面形状が先鋭に形成されている。また、図４に示すように、ステム８を構成する舷側２ｃは、それぞれ船首尾方向で僅かに湾曲した凹状の曲面とされている。さらに、図３に示すように、ステム８を構成する一対の舷側２ｃは、バルバスバウ７の直ぐ上において平行に近い形状で形成されている。さらに、これら一対の舷側２ｃは、上方に向かうに従って互いに離間する凹状の曲面とされている。

これら一対の舷側２ｃは、上部同士が上甲板９により接続されている。上甲板９には、例えば、アンカー（図示せず）を投錨、揚錨するためのウインドラス等の係船装置が配置されている。ここで、アンカーは、船首２ａの造波との接触を避けるために、船首尾方向における造波の波高位置よりも船尾側に配置される。

図２、図３に示すように、上下方向における船底位置Ｂ．Ｌから計画満載喫水線（D.L.W.L）までの高さをＨとした場合、上下方向における船底位置Ｂ．Ｌから上述したバルバスバウ７の上端の高さ位置ｈは、０．７Ｈ以上（ｈ≧０．７Ｈ）とされている。ここで、図３に示すバルバスバウ７の横断面は、縦方向に長い円形状に形成されている。このバルバスバウ７の上端は、例えば、図３に示すバルバスバウ７の上部を形成する一対の舷側２ｃ同士の距離が最も小さくなり、かつ船底位置Ｂ．Ｌに最も近い箇所である。また、バルバスバウ７の上端の高さは、最軽荷喫水線ＷＬ以上に配される。ここで、最軽荷喫水線ＷＬは、損傷時復原性の要件により決定される。この実施形態における船舶１の最軽荷喫水線ＷＬの高さは、計画満載喫水線の高さの７０％以上となっている。

つまり、フェリー、ＲＯＲＯ船等の喫水差があまり大きくない痩せ型の船においては、航走時の船首沈下や船首波の盛り上がりを考慮すると、満載から軽荷状態までの全ての積み付け状態においてバルバスバウ７を没水させることができる。

次に、上述した実施形態の船舶１における作用を説明する。
図５は、第一比較例における船舶の図１に相当する側面図である。
図５に示すように、船舶１００は、バルバスバウ１０７の前端部１０７ａよりも船尾１０２ｂ側から船首１０２ａの前端部に向かって傾斜するようにステム１０８の前縁部１０８ａが形成されている。これにより、図５に示す、第一比較例の船舶１００は、一般的な船舶の船首形状となっている。つまり、この実施形態における船舶１が、バルバスバウ７の前端部７ａから鉛直上方に延びるように前縁部８ａを備えていることで、船舶１の水線長Ｌ１を、第一比較例の船舶１００の水線長Ｌ２よりも長くすることができる。

図６は、縦軸を船体中央断面積に対する船首尾方向任意位置に於ける横断面積の比率であるプリズマチック係数（Ｃｐ）、横軸を船首尾方向の任意位置としたグラフである。ここで、１Ｓ．Ｓは前部垂線（Ｆ．Ｐ．）と後部水線（Ａ．Ｐ．）との間の距離である垂線間長Ｌｐｐ×０．１を示し、「０」が船体中央、「５」が前部垂線（Ｆ．Ｐ．）、「−５」が後部垂線（Ａ．Ｐ．）を示す。また、図６において、実線は、この実施形態における船体２のプリズマチック曲線の変化の一例を示すグラフである。一方で、破線は、第一比較例の船体１０２におけるプリズマチック曲線の変化の一例を示すグラフである。

図６に示すように、上述した実施形態における船体２は、船首２ａ側に水線長が延長される分だけ、第一比較例によりも、船首２ａ側におけるプリズマチック曲線の傾斜が緩やかになっている。これは、船体２の幅、排水量が一定の場合に、船体２の船首尾方向の中央部における横断面積に対して、中央部の船首側における横断面積の比率を減少させることができるからである。これにより船体２のいわゆる肩部と称される部位で生じる造波を小さくすることが可能となる。また、船体２の幅、排水量を一定としたまま、船体２を相対的に痩せさせることができる。そのため、粘性抵抗を低減することができる。

図７は、縦軸を造波抵抗係数（Ｃｗ）、横軸をフルード（Ｆｎ）数としたグラフである。図８は、図７において二点鎖線で囲まれた部分を拡大したグラフである。このグラフにおいて、黒塗りの四角形で示す点は第一比較例であり、白抜きの四角形で示す点は上述した実施形態の船舶１の場合を示している（以下、図８から図１２も同様）。ここで、「Ｖｓ」を計画速力、「ｇ」を重力加速度、「Ｌ」を計画満載喫水線における水線長とすると、フルード数Ｆｎは、Ｆｎ＝（Ｖｓ／（ｇＬ）＾０．５）と表される。つまり、フルード数は、計画速力Ｖｓを一定とした場合、水線長Ｌが長いほど小さくなる。

図７に示すように、造波抵抗係数は、フルード数の増加に伴って、フルード数が０．２５よりも上、とりわけフルード数が０．２８よりも上の領域において増加している。この造波抵抗係数の増加率は、フルード数が０．２５から上昇するに従って、徐々に大きくなり、フルード数が０．３２付近で一定となる。さらに、造波抵抗係数の増加率は、フルード数が０．３５を超える辺りから徐々に小さくなっている。この造波抵抗係数は、フルード数が０．３８を超えたところで極大値となり、その後、減少に転ずる。この造波抵抗係数の増減は、いわゆるラストハンプと称されるものである。

この実施形態の船舶１が対象とするフルード数が０．２５から０．３５の造波抵抗の増加率が正となる領域では、ラストハンプにより造波抵抗係数が増加する領域となる。この領域においては、フルード数の少しの増減によっても、造波抵抗係数が大きく変化する。ここで、この実施形態における船舶１の計画満載喫水線の長さは、例えば１００ｍの場合であり、第一比較例における船舶１００の水線の長さに対して例えば、４ｍ程度長くすることが可能となっている。

図８に示すように、この実施形態における船舶１のフルード数は、０．３４０と０．３４１との間の値となる。一方で、第一比較例における船舶１００のフルード数は、０．３４５と０．３４６との間の値となる。つまり、この実施形態における船舶１のフルード数は、第一比較例のフルード数よりも０．００８だけ小さな値となる。これらフルード数の違いは、上述した水線長の違いによるものである。実施形態と第一比較例とにおける各フルード数の差は僅かではあるが、このフルード数の差分により、実施形態における船舶は第一比較例の船舶１００に対して造波抵抗係数が約８％低減される。

図９は、縦軸を剰余抵抗係数（Ｃｒ）、横軸をフルード（Ｆｎ）数としたグラフである。図１０は、図９の二点鎖線で囲まれた部分を拡大したグラフである。
図９に示すように、全抵抗から摩擦抵抗を除いた剰余抵抗の大きさを示す剰余抵抗係数は、フルード数の増加に伴ってフルード数が０．３１の近傍から増加する。より具体的には、剰余抵抗係数の増加率は、フルード数の増加に伴って徐々に大きくなっている。

図１０において、この実施形態における船舶１のフルード数、および、第一比較例における船舶１００のフルード数は、何れも上述した図８と同様である。つまり、この実施形態における船舶１のフルード数が、第一比較例のフルード数よりも０．００８だけ小さな値となる。これにより、剰余抵抗係数は、１０％低減される。

図１１は、縦軸をＢＨＰ（Brake Horse Power）、横軸をフルード（Ｆｎ）数としたグラフである。図１２は、図１１の二点鎖線で囲まれた部分を拡大したグラフである。図１１、および、図１２において、実線はこの実施形態における船舶１のＢＨＰ、破線は第一比較例における船舶１００のＢＨＰである。ＢＨＰは制動馬力であって、主機関の外部に取り出すことのできる馬力である。

図１１に示すように、ＢＨＰは、フルード数の増加に伴って増加する。このＢＨＰの増加率は、フルード数の増加に伴って徐々に大きくなる。ここで、この実施形態における船舶１のＢＨＰと、第一比較例における船舶１００のＢＨＰとは異なる曲線となる。これは、要するに、それぞれ船舶１、船舶１００における剰余抵抗が異なるからである。
図１１、および、図１２において、この実施形態における船舶１のフルード数、および、第一比較例における船舶１００のフルード数は、何れも上述した図８と同様である。つまり、この実施形態における船舶１のフルード数が、第一比較例のフルード数よりも０．００８だけ小さな値となる。これにより、水線長が長くなることで、同一速力に於ける所要ＢＨＰは４％低減される。

図１３は、縦軸を波高（wave height）、横軸を前部垂線（Ｆ．Ｐ．）と後部水線（Ａ．Ｐ．）との間の距離である垂線間長Ｌｐｐに対する船首尾方向の位置ｘの比（ｘ／Ｌｐｐ）としたグラフである。すなわち横軸において、右側に行くほど船首２ａの先端部に近づくこととなる。また、縦軸の波高は、船首による造波の波高である。図１３において、線の長い破線（長破線）は、上述したステム１０８を備える第一比較例における波高を示している。一方で、一点鎖線、線の短い波線（短破線）は、第二比較例の船舶２００（図１４参照）における波高を示している。この第二比較例の船舶２００は、この実施形態における船舶１と、バルバスバウの上端の位置が異なるだけである。より具体的には、この第二比較例は、バルバスバウ２０７の上端の高さ位置ｈを、０．５Ｈ（一点鎖線）、および、０．６Ｈ（二点鎖線）としている。

図１４は、第二比較例における船舶の図３に相当する断面図である。この図１４は、ｈ＝０．５Ｈの場合を示している。この第二比較例の船舶２００の船体２０２は、一対の舷側２０２ｃと、上甲板２０９と、バルバスバウ７とをそれぞれ備えている。この第二比較例の船舶２００におけるバルバスバウ７の上端の高さ位置ｈは、計画満載喫水線（D.L.W.L）の高さ位置Ｈの半分である０．５Ｈとされている。

一方で、図１３における二点鎖線、および、実線は、この実施形態の実施例における船舶１における波高を示している。すなわち、バルバスバウ７の上端の高さ位置ｈを、０．７Ｈ（二点鎖線）、および、０．８Ｈ（実線）としている。
このようにバルバスバウ７の上端の高さ位置ｈを大きくするに従って、バルバスバウ７の上端は、計画満載喫水線（D.L.W.L）により近づくことになる。

図１３に示すように、まず、第一比較例の船舶１００の場合、造波による波高の位置が最も高く、且つ、船首（船首端）から最も離れた位置となる。船舶１００におけるアンカーは、この波高の位置よりも船尾側に設ける必要がある。そのため、居住区や貨物積載部が、上甲板１０９に設けられるウインドラスなどによってその前端位置が制限されてしまう。

一方で、第二比較例の船舶２００や、実施例における船舶１のように、ステム８の前縁部８ａ（図１４では図示せず）を、バルバスバウ７の前端部７ａ（図１４では図示せず）から鉛直上方に延びるように形成することで、造波による波高の位置を船首２ａ側へと移動させることができる。この波高の位置を船首２ａ側へと移動した分だけ、アンカーを位置Ａ１から位置Ａ２へと船首側に移動させることができる。そのため、ウインドラス等の係船装置の位置も船首側に移動でき、上述した第一比較例の船舶１００よりも居住区や貨物積載部の前端位置を船首側まで拡大することができる。

さらに、この発明の実施例においては、ｈ＝０．７Ｈ以上としている。これにより、船首２ａによる造波の波高をさらに低くすることが可能となる。そのため、アンカーを位置Ａ２から更に船首側の位置Ａ３へと移動させて、ウインドラス等の係船装置の位置を、更に船首２ａ側へ移動させることができる。その結果、上述した第二比較例の船舶２００よりも、更に居住区や貨物積載部の前端位置を船首２ａ側まで拡大することができる。

ここで、フェリーやＲＯＲＯ船等においては、ｈ＝０．８Ｈを超えると、航行中にバルバスバウ７が水面よりも上方に出る場合がある。そのため、このバルバスバウ７により造波抵抗が増大しないように、バルバスバウ７の上端の高さ位置ｈを、計画満載喫水線（D.L.W.L.）よりも下方で、更に、０．８Ｈ程度までに収めるようにしても良い。

以下に示すテーブルは、この発明の実施例における船（船体）の長さに応じたフルード数の低下量を示している。このテーブルにおいては、３００ｍから１５０ｍまで５０ｍ間隔で、また、１５０ｍ以下は、１２０ｍ、１００ｍ、および、８０ｍの場合を例示している。

このテーブルに示すように、船の長さが３００ｍで速力を２５ｋｎ一定と仮定した場合、第一比較例（速力２５ｋｎにおけるＦｎ数＝０．２３７１）に対して、上述した実施形態のステム８を採用して水線長が５ｍ延長されたとすると、Ｆｎ数は、「０．２３５１」となり、Ｆｎ数の低下量は「０．００２０」となる。

同様に、船の長さが１５０ｍで速力を２５ｋｎ一定と仮定した場合、第一比較例（速力２５ｋｎにおけるＦｎ数＝０．３３５３）に対して、上述した実施形態のステム８を採用して水線長が５ｍ延長されたとすると、Ｆｎ数の低下量は「０．００５５」となる。
さらに、船の長さが８０ｍで速力を２５ｋｎ一定と仮定した場合、第一比較例（速力２５ｋｎにおけるＦｎ数＝０．４５９１）に対して、上述した実施形態のステム８を採用して水線長が５ｍ延長されたとすると、Ｆｎ数の低下量は「０．０１３７」となる。

すなわち、速力一定の場合、船の長さが短くなるほどＦｎ数が高くなるため、上述した実施形態のステム８を採用して水線長が延長された際のＦｎ数の低減効果が増すこととなる。

したがって、上述した実施形態によれば、フルード数が０．２５から０．３８の排水量型の船舶において、船体２の全長を増加させることなく水線長Ｌ１を延長して、フルード数を低下させることができる。そのため、剰余抵抗のうち特に造波抵抗を低減できる。さらに、水線長Ｌ１が延長されることで、プリズマチック曲線をなだらかにすることができるため、造波抵抗を低減できる。

また、水線長Ｌ１を延長できることで、方形係数Ｃｂを小さくすることができるため、粘性抵抗を低減できる。更には、フルード数が０．２５から０．３８の船舶１で、その計画速力が遅い船舶、即ち、船舶の水線長が比較的短い船舶については、針路安定性をも向上させることができる。また、バルバスバウ７の上端部が最軽荷喫水線（W.L）以上に配されることで、船首２ａ付近の波高位置を船首２ａ側に移動させることができるとともに、波高を抑制することができる。そのため、アンカー位置をより船首２ａ側に移動させて、これに合わせて上甲板９のウインドラス等を船首２ａ側に移動できる。その結果、船舶（船体）の全長を増加させることなく、居住区や貨物積載部の縮小を抑制すると共に、推進性能を向上することができる。

さらに、バルバスバウ７の上端の高さ位置ｈを０．７Ｈ以上とすることで、アンカーをさらに船首２ａ側に配置することができる。そのため、ウインドラス等を船首２ａ側に配置させることができ、その分だけ居住区や貨物積載部を拡大することができる。また、全ての積み付け状態においてバルバスバウ７を全て没水させることができる。そのため、バルバスバウ７による造波抵抗低減効果を有効に得ることができる。さらに、バルバスバウ７の横断面積を必要以上に大きくする必要がなくなるため、低速航行時の推進性能の悪化を抑制することができる。

また、方形係数Ｃｂが０．６以下の、喫水差の少ないいわゆる痩せ形の船舶においても効率よく剰余抵抗の低減および、針路安定性の向上を図り、推進性能を向上することができる。

この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

例えば、上述した各実施形態においては、フェリーやＲＯＲＯ船等を例示したが、これらに限られない。例えば、喫水差が小さく、痩せ形で、且つ、フルード数が０．２５から０．３８程度の船舶であれば適用可能である。

１ 船舶
２ 船体
２ｂ 船尾
２ａ 船首
５ プロペラ
６ 舵
７ バルバスバウ（船首バルブ）
７ａ 前端部
８ ステム
８ａ 前縁部
９ 上甲板

Claims (12)

1. フルード数が０．２５から０．３８の船舶であって、
   満載喫水線よりも下方に配されて上端部が最軽荷喫水線以上に配される船首バルブと、
   前記船首バルブの前端部から鉛直上方に向かって延びる前縁部を有するステムと、を備える船舶。
2. 計画満載喫水線の高さをＨとした場合に、船首端から船体の全長の１％後方に於ける断面における前記上端部が、０．７Ｈ以上の位置に配される請求項１に記載の船舶。
3. 方形係数Ｃｂが０．６以下である請求項１又は２に記載の船舶。
4. 船体の全長が３００ｍ以下の請求項１から３の何れか一項に記載の船舶。
5. 船体の全長が２５０ｍ以下の請求項１から３の何れか一項に記載の船舶。
6. 船体の全長が２００ｍ以下の請求項１から３の何れか一項に記載の船舶。
7. 船体の全長が１５０ｍ以下の請求項１から３の何れか一項に記載の船舶。
8. 船体の全長が１２０ｍ以下の請求項１から３の何れか一項に記載の船舶。
9. 船体の全長が１００ｍ以下の請求項１から３の何れか一項に記載の船舶。
10. 船体の全長が８０ｍ以下の請求項１から３の何れか一項に記載の船舶。
11. 方形係数Ｃｂが０．６以下の旅客船である請求項１から１０の何れか一項に記載の船舶。
12. 方形係数Ｃｂが０．６以下の貨物船である請求項１から１０の何れか一項に記載の船舶。

Images