JP2918952B2 - 二段前部甲板を有する船舶 - Google Patents
二段前部甲板を有する船舶Info
- Publication number
- JP2918952B2 JP2918952B2 JP2018530A JP1853090A JP2918952B2 JP 2918952 B2 JP2918952 B2 JP 2918952B2 JP 2018530 A JP2018530 A JP 2018530A JP 1853090 A JP1853090 A JP 1853090A JP 2918952 B2 JP2918952 B2 JP 2918952B2
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- Japan
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- wave
- ship
- hull
- waves
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
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- Revetment (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、二段前部甲板を有する船舶に係り、特に、
高速航走時において、船舶の前部が波浪中を突き進む場
合に生じる浮き上がり運動を抑制する技術に関するもの
である。
高速航走時において、船舶の前部が波浪中を突き進む場
合に生じる浮き上がり運動を抑制する技術に関するもの
である。
「従来技術とその課題」 一般に、大型船舶の高速運行を実施する場合には、造
波抵抗の減少、摩擦抵抗の減少、高速運行時の安定性、
波浪中動揺及び抵抗増加等の対策を講じる必要がある。
波抵抗の減少、摩擦抵抗の減少、高速運行時の安定性、
波浪中動揺及び抵抗増加等の対策を講じる必要がある。
このうち、主として波浪中高速運行性能を向上させる
目的で、特開昭62−198591号公報に示される［没水体付
き高速艇］が提案されている。該技術にあっては、船体
の前部における船底下側に魚雷型没水体を設けるととも
に、船体の後部船底に船尾側が下方に垂下した傾斜面を
設け、低速航行時に魚雷型没水体を水面下の浅い部分に
位置させ、高速航行時に傾斜面の流体力により魚雷型没
水体を十分に深く没水させて、安定性を高めるというも
のである。
目的で、特開昭62−198591号公報に示される［没水体付
き高速艇］が提案されている。該技術にあっては、船体
の前部における船底下側に魚雷型没水体を設けるととも
に、船体の後部船底に船尾側が下方に垂下した傾斜面を
設け、低速航行時に魚雷型没水体を水面下の浅い部分に
位置させ、高速航行時に傾斜面の流体力により魚雷型没
水体を十分に深く没水させて、安定性を高めるというも
のである。
しかし、かかる技術にあっては、航行時の安定性の向
上を図ることが可能であるものの、船体の前部を高速航
行時において、低速航行時よりも没水させることを条件
としているために、高速航行時あるいは波と衝突した場
合には、船体の前部の没水量が大きくなって、没水部分
の摩擦抵抗（粘性抵抗）が増大して高速航行性能が低下
し易く、かつ、高速航行時には低速航行時よりも相対的
に前のめり状態となり、速度によって姿勢が変化してし
まう難点もある。
上を図ることが可能であるものの、船体の前部を高速航
行時において、低速航行時よりも没水させることを条件
としているために、高速航行時あるいは波と衝突した場
合には、船体の前部の没水量が大きくなって、没水部分
の摩擦抵抗（粘性抵抗）が増大して高速航行性能が低下
し易く、かつ、高速航行時には低速航行時よりも相対的
に前のめり状態となり、速度によって姿勢が変化してし
まう難点もある。
本発明は、高速航行時に波と衝突したときの運動発生
を抑制し、かつ、船舶の姿勢安定を図ること等を目的と
するものである。
を抑制し、かつ、船舶の姿勢安定を図ること等を目的と
するものである。
「課題を解決するための手段」 本発明は、これらの課題を解決するための手段とし
て、船体の前部に、満載時吃水線の上方位置に設定され
る前部上方甲板と、該前部上方甲板よりも前方に突出し
航走時吃水線位置よりも若干高くかつ前部上方甲板より
も下方位置に設定される前部下方甲板とを具備する二段
前部甲板を有する船舶について、前記上方甲板の前方位
置に、前記下方甲板の上面に達した波浪を側部に誘導す
る波切り部が配設する。
て、船体の前部に、満載時吃水線の上方位置に設定され
る前部上方甲板と、該前部上方甲板よりも前方に突出し
航走時吃水線位置よりも若干高くかつ前部上方甲板より
も下方位置に設定される前部下方甲板とを具備する二段
前部甲板を有する船舶について、前記上方甲板の前方位
置に、前記下方甲板の上面に達した波浪を側部に誘導す
る波切り部が配設する。
「作用」 船舶の運行時に前部下方甲板が波と衝突した場合は、
前部下方甲板が波中に入ることによって、航行時吃水線
より上であった体積分の浮力が生じるが、この部分の体
積が小さく設定されていることにより、船体の前部を持
ち上げる力の発生が小さく、上向きの運動を抑制して、
当初の位置を保持しようとする。
前部下方甲板が波中に入ることによって、航行時吃水線
より上であった体積分の浮力が生じるが、この部分の体
積が小さく設定されていることにより、船体の前部を持
ち上げる力の発生が小さく、上向きの運動を抑制して、
当初の位置を保持しようとする。
また、前部下方甲板の部分が、波中に入って浮力が生
じて上昇するとき、前部下方甲板の上面が前部底面より
相対的に平面形状であることにより、波の圧力が下向き
に作用して、上向きの運動を抑制する。
じて上昇するとき、前部下方甲板の上面が前部底面より
相対的に平面形状であることにより、波の圧力が下向き
に作用して、上向きの運動を抑制する。
そして、前部下方甲板と前部上方甲板との間の波切り
部は、船体前部と波と衝突した場合に、波を左右に誘導
して、波との衝突による航行方向の抵抗力の発生を低減
するとともに、前部下方甲板からの波の撤去を速やかに
して、波による影響時間を短縮する。
部は、船体前部と波と衝突した場合に、波を左右に誘導
して、波との衝突による航行方向の抵抗力の発生を低減
するとともに、前部下方甲板からの波の撤去を速やかに
して、波による影響時間を短縮する。
「実施例」 以下、本発明に係る二段前部甲板を有する船舶の４つ
の実施例について、第１図（Ａ）ないし第１図（Ｄ）、
及び第２図〜第５図に基づいて説明する。
の実施例について、第１図（Ａ）ないし第１図（Ｄ）、
及び第２図〜第５図に基づいて説明する。
図中符号１は船体、２は前部上方甲板、３は前部下方
甲板、４は後述するように各形状をなす波切り部、５は
船底、WLは航行時吃水線である。
甲板、４は後述するように各形状をなす波切り部、５は
船底、WLは航行時吃水線である。
ここでの船舶は、船体１の部分が長尺な大型高速艇を
対象としており、例えば7000排水トン、船長200メート
ル程度の大きさであり、前部の船底が剣先形状（Sword
bow）をなしている。
対象としており、例えば7000排水トン、船長200メート
ル程度の大きさであり、前部の船底が剣先形状（Sword
bow）をなしている。
そして、第１図（Ａ）に示す実施例にあっては、前部
上方甲板２と前部下方甲板３との間が緩やかな二次曲線
の曲面の波切り部４で接続され、該波切り部４の途中の
横断形状が、鎖線で併記しているように、二等辺三角形
及び梯形を組み合わせて設定されており、前部上方甲板
２は、その高さが満載時吃水線（図示略）より上方位置
となるように設定され、前部下方甲板３は、その高さが
第２図に示す航走時吃水線位置（満載時吃水線と例えば
同じ）WLよりも若干高く、かつ、前部上方甲板２よりも
十分低くなる下方位置に設定される。そして、前部上方
甲板２の先端と前部下方甲板３の先端との距離（前部下
方甲板３の突出距離）は、例えば船長の５％ないし50％
に設定される。
上方甲板２と前部下方甲板３との間が緩やかな二次曲線
の曲面の波切り部４で接続され、該波切り部４の途中の
横断形状が、鎖線で併記しているように、二等辺三角形
及び梯形を組み合わせて設定されており、前部上方甲板
２は、その高さが満載時吃水線（図示略）より上方位置
となるように設定され、前部下方甲板３は、その高さが
第２図に示す航走時吃水線位置（満載時吃水線と例えば
同じ）WLよりも若干高く、かつ、前部上方甲板２よりも
十分低くなる下方位置に設定される。そして、前部上方
甲板２の先端と前部下方甲板３の先端との距離（前部下
方甲板３の突出距離）は、例えば船長の５％ないし50％
に設定される。
第１図（Ｂ）に示す実施例にあっては、波切り部４の
途中の横断形状が、鎖線で併記しているように、直角三
角形と２辺が直角である四角形とを組み合わせて設定さ
れており、他の箇所は第１図（Ａ）の例に準ずるもので
ある。
途中の横断形状が、鎖線で併記しているように、直角三
角形と２辺が直角である四角形とを組み合わせて設定さ
れており、他の箇所は第１図（Ａ）の例に準ずるもので
ある。
第１図（Ｃ）に示す実施例にあっては、波切り部４の
途中の横断形状が、鎖線で併記しているように、徐々に
横長の長方形となるように設定されているとともに、波
切り部４の長さが前部下方甲板３の長さの例えば半分以
下とされており、他の箇所は第１図（Ａ）の例に準ずる
ものである。
途中の横断形状が、鎖線で併記しているように、徐々に
横長の長方形となるように設定されているとともに、波
切り部４の長さが前部下方甲板３の長さの例えば半分以
下とされており、他の箇所は第１図（Ａ）の例に準ずる
ものである。
第１図（Ｄ）に示す実施例にあっては、波切り部４の
途中の横断形状が、鎖線で併記しているように、逆Ｔ字
状と略梯形とを組み合わせて設定されており、他の箇所
は第１図（Ａ）の例に準ずるものである。
途中の横断形状が、鎖線で併記しているように、逆Ｔ字
状と略梯形とを組み合わせて設定されており、他の箇所
は第１図（Ａ）の例に準ずるものである。
なお、第１図（Ｂ）（Ｃ）においては、波切り部４が
左右非対称形状となっているが、図示している２つの船
体１を組み合わせた双胴船への適用を考慮しており、そ
の場合、直線形状に近い部分が中心側に配置される設定
がなされ、単胴船の場合は、第１図（Ａ）（Ｄ）に準じ
て左右対称形とすればよい。
左右非対称形状となっているが、図示している２つの船
体１を組み合わせた双胴船への適用を考慮しており、そ
の場合、直線形状に近い部分が中心側に配置される設定
がなされ、単胴船の場合は、第１図（Ａ）（Ｄ）に準じ
て左右対称形とすればよい。
このように構成されている二段前部甲板を有する船舶
では、第２図に示すように、前部下方甲板３の高さＨが
航行時吃水線WLより若干高くなる設定とされているの
で、船舶が波高０の静止水面を航行する場合、あるい
は、波高が前部下方甲板３の高さより十分に低い場合に
は、船体１の底部５の剣先形状に基づいて、造波抵抗及
び摩擦抵抗が少なく、船舶が水面を滑るように航行する
ものとなり、前部下方甲板３が波を被ることがないか、
あるいは、波を被ってもその影響が無視できる程度であ
る。一方、波高が比較的大きく、船舶の運行にともなっ
て前部下方甲板３が波と衝突すると、第２図において第
１図（Ｃ）例の場合で示すように、波が前部下方甲板３
に被さることによる影響を受ける。
では、第２図に示すように、前部下方甲板３の高さＨが
航行時吃水線WLより若干高くなる設定とされているの
で、船舶が波高０の静止水面を航行する場合、あるい
は、波高が前部下方甲板３の高さより十分に低い場合に
は、船体１の底部５の剣先形状に基づいて、造波抵抗及
び摩擦抵抗が少なく、船舶が水面を滑るように航行する
ものとなり、前部下方甲板３が波を被ることがないか、
あるいは、波を被ってもその影響が無視できる程度であ
る。一方、波高が比較的大きく、船舶の運行にともなっ
て前部下方甲板３が波と衝突すると、第２図において第
１図（Ｃ）例の場合で示すように、波が前部下方甲板３
に被さることによる影響を受ける。
つまり、波が被さると、航行時吃水線より上である前
部下方甲板３の体積分（第２図の斜線の部分）の浮力が
生じて、船体１の前部を持ち上げようとする力が働く。
部下方甲板３の体積分（第２図の斜線の部分）の浮力が
生じて、船体１の前部を持ち上げようとする力が働く。
また、前部下方甲板３の上面が、底部５の剣先形状に
対して相対的に平面であることにより、前部下方甲板３
が浮力によって上昇するときに、波の圧力が下向きに作
用することになり、これらの総合作用で上方に移動を抑
制することになる。
対して相対的に平面であることにより、前部下方甲板３
が浮力によって上昇するときに、波の圧力が下向きに作
用することになり、これらの総合作用で上方に移動を抑
制することになる。
そして、波切り部（第２図では図示略）４に衝突した
波は、右側に（または左右両側に）誘導されることによ
り、船体１を逆方向に移動させる抵抗力の発生を低減す
るとともに、波の誘導により前記下方甲板３からの波の
撤去を速やかに行なって、船体前部の昇降現象、左右の
移動現象及び摩擦抵抗の増加現象の発生時間を短縮す
る。
波は、右側に（または左右両側に）誘導されることによ
り、船体１を逆方向に移動させる抵抗力の発生を低減す
るとともに、波の誘導により前記下方甲板３からの波の
撤去を速やかに行なって、船体前部の昇降現象、左右の
移動現象及び摩擦抵抗の増加現象の発生時間を短縮す
る。
＜実験例＞ 前部下方甲板を持たないモデル（改良前のモデル）及
び第１図（Ａ）ないし（Ｄ）例の船舶の70分の１モデル
をそれぞれ作成し、これらについて水槽実験を行ない、
波長とピッチ応答関数との関係、波長とヒーブ応答関数
との関係及び波高とピッチ応答関数との関係を検討し
た。
び第１図（Ａ）ないし（Ｄ）例の船舶の70分の１モデル
をそれぞれ作成し、これらについて水槽実験を行ない、
波長とピッチ応答関数との関係、波長とヒーブ応答関数
との関係及び波高とピッチ応答関数との関係を検討し
た。
実船換算において、排水量を3500トン、船長さを169.
15メートル、前部下方甲板の長さを第１図（Ａ）（Ｂ）
（Ｄ）例の場合、船長の30％、第１図（Ｃ）例の場合、
15％、前部下方甲板の航行時吃水線からの高さを第１図
（Ａ）〜（Ｄ）例の場合、1.4メートル、航行速度40ノ
ット、第３図及び第４図において波高４メートルを共通
条件とした。
15メートル、前部下方甲板の長さを第１図（Ａ）（Ｂ）
（Ｄ）例の場合、船長の30％、第１図（Ｃ）例の場合、
15％、前部下方甲板の航行時吃水線からの高さを第１図
（Ａ）〜（Ｄ）例の場合、1.4メートル、航行速度40ノ
ット、第３図及び第４図において波高４メートルを共通
条件とした。
第３図ないし第５図にこれらの実験で求めた関係曲線
を示す。
を示す。
ただし、図中、●は前部下方甲板及び波切り部のない
モデル、○は第１図（Ａ）例のモデル、△は第１図
（Ｂ）例のモデル、□は第１図（Ｃ）例のモデル、◇は
第１図（Ｄ）例のモデルを示し、各図のＡ〜Ｄは第１図
（Ａ）〜（Ｄ）例に対応している。
モデル、○は第１図（Ａ）例のモデル、△は第１図
（Ｂ）例のモデル、□は第１図（Ｃ）例のモデル、◇は
第１図（Ｄ）例のモデルを示し、各図のＡ〜Ｄは第１図
（Ａ）〜（Ｄ）例に対応している。
これらの実験から、次の結果が得られた。
船体の前方底部が剣先形状であるものにおいて、前部
下方甲板を有するものは、第３図にピッチ応答関数で示
すように、前部下方甲板の無いものと比較して、長波長
域でのピッチングを抑制する効果が高い。
下方甲板を有するものは、第３図にピッチ応答関数で示
すように、前部下方甲板の無いものと比較して、長波長
域でのピッチングを抑制する効果が高い。
特に、船体固有周波数と同調する波長／船長比（波長
λ／船長Ｌ）＝1.0の近傍においても効果が顕著であ
る。かつ、第１図（Ｃ）例のモデルは、他のモデルより
も良好な特性を示しており、この理由は、前部下方甲板
が浮力によって持ち上げられようとするときに、平面形
状であることに基づいて、大きな抵抗力を生じるためと
思われる。
λ／船長Ｌ）＝1.0の近傍においても効果が顕著であ
る。かつ、第１図（Ｃ）例のモデルは、他のモデルより
も良好な特性を示しており、この理由は、前部下方甲板
が浮力によって持ち上げられようとするときに、平面形
状であることに基づいて、大きな抵抗力を生じるためと
思われる。
そして、前部下方甲板を有するものは、第４図にヒー
ブ応答関数で示すように、前部下方甲板の無いものと比
較して、ヒービングを抑制する効果が高いことが明らか
となった。
ブ応答関数で示すように、前部下方甲板の無いものと比
較して、ヒービングを抑制する効果が高いことが明らか
となった。
さらに、第５図に示すように、波高が大きくなった場
合において、長波長域でのピッチングを抑制する効果が
高く、安全性の付与に効果があると認められる。この場
合において、波高が1.5メートルでは、前部下方甲板の
有無による効果の差が小さいが、これは航行時吃水線か
らの高さを1.4メートルに設定したので、前部下方甲板
を超える波浪成分の量が少なかったための思われ、ピッ
チング及びヒービングを抑制しようとする波高よりも、
前部下方甲板の高さを小さくする設定を行なうことによ
り、目的を達成できるものと推定される。
合において、長波長域でのピッチングを抑制する効果が
高く、安全性の付与に効果があると認められる。この場
合において、波高が1.5メートルでは、前部下方甲板の
有無による効果の差が小さいが、これは航行時吃水線か
らの高さを1.4メートルに設定したので、前部下方甲板
を超える波浪成分の量が少なかったための思われ、ピッ
チング及びヒービングを抑制しようとする波高よりも、
前部下方甲板の高さを小さくする設定を行なうことによ
り、目的を達成できるものと推定される。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明に係る二段前部甲板を有
する船舶によれば、以下のような優れた効果を奏する。
する船舶によれば、以下のような優れた効果を奏する。
A.船体の前部に、航行時には航行時吃水線よりも上に位
置し、かつ、大きな波が衝突した場合には波に没する前
記下方甲板を設けることによって、船体のピッチング等
の揺れを低減し、波浪に対する航行時の安定性を向上さ
せることができる。
置し、かつ、大きな波が衝突した場合には波に没する前
記下方甲板を設けることによって、船体のピッチング等
の揺れを低減し、波浪に対する航行時の安定性を向上さ
せることができる。
B.前部下方甲板の航行時吃水線からの高さを、対象とす
る波高より小さくする設定を行なうことにより、船舶の
安定性を向上させることができる。
る波高より小さくする設定を行なうことにより、船舶の
安定性を向上させることができる。
C.船底前部の形状が、没水体を設ける従来例と比較して
単純になり、剣先形状とすること等が容易であり、摩擦
抵抗を低減することができる。
単純になり、剣先形状とすること等が容易であり、摩擦
抵抗を低減することができる。
D.前部上方甲板と前部下方甲板との間に、波切り部を設
けることによって、衝突した波を左右に誘導して、その
影響を減少させ、前部下方甲板による安定性を向上させ
ることができる。
けることによって、衝突した波を左右に誘導して、その
影響を減少させ、前部下方甲板による安定性を向上させ
ることができる。
第１図（Ａ）ないし第１図（Ｄ）は本発明に係る二段前
部甲板を有する船舶の４つの実施例を示す斜視図、第２
図は第１図（Ｃ）例の船舶における前部甲板と波との関
係の説明図、第３図は第１図の各例の船舶等における波
長とピッチ応答関数との関係曲線図、第４図は第１図の
各例の船舶等における波長とヒーブ応答関数との関係曲
線図、第５図は第１図（Ｄ）例の船舶における波高とピ
ッチ応答関数との関係曲線図である。 １……船体、２……前部上方甲板、３……前部下方甲
板、４……波切り部、５……船底、WL……航行時吃水
線。
部甲板を有する船舶の４つの実施例を示す斜視図、第２
図は第１図（Ｃ）例の船舶における前部甲板と波との関
係の説明図、第３図は第１図の各例の船舶等における波
長とピッチ応答関数との関係曲線図、第４図は第１図の
各例の船舶等における波長とヒーブ応答関数との関係曲
線図、第５図は第１図（Ｄ）例の船舶における波高とピ
ッチ応答関数との関係曲線図である。 １……船体、２……前部上方甲板、３……前部下方甲
板、４……波切り部、５……船底、WL……航行時吃水
線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−147391（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−12633（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B63B 1/06
Claims (1)
- 【請求項１】船体の前部に、満載時吃水線の上方位置に
設定される前部上方甲板と、該前部上方甲板よりも前方
に突出し航走時吃水線位置よりも若干高くかつ前部上方
甲板よりも下方位置に設定される前部下方甲板とを具備
する二段前部甲板を有する船舶であって、 前記上方甲板の前方位置に、前記下方甲板の上面に達し
た波浪を側部に誘導する波切り部が配設されていること
を特徴とする二段前部甲板を有する船舶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018530A JP2918952B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 二段前部甲板を有する船舶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018530A JP2918952B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 二段前部甲板を有する船舶 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03224889A JPH03224889A (ja) | 1991-10-03 |
| JP2918952B2 true JP2918952B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=11974186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018530A Expired - Lifetime JP2918952B2 (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 二段前部甲板を有する船舶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2918952B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5562206B2 (ja) * | 2010-10-28 | 2014-07-30 | 本田技研工業株式会社 | 船舶の船首構造 |
| JP5986856B2 (ja) * | 2012-09-11 | 2016-09-06 | 三井造船株式会社 | 商用貨物船 |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP2018530A patent/JP2918952B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03224889A (ja) | 1991-10-03 |
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