JPH0776294A - 低雑音型二重殻船体構造 - Google Patents
低雑音型二重殻船体構造Info
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- JPH0776294A JPH0776294A JP34235093A JP34235093A JPH0776294A JP H0776294 A JPH0776294 A JP H0776294A JP 34235093 A JP34235093 A JP 34235093A JP 34235093 A JP34235093 A JP 34235093A JP H0776294 A JPH0776294 A JP H0776294A
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- Japan
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- hull
- sonar
- hull structure
- plate
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 音響放射面のコインシデンス周波数ｆc をソ
ーナ周波数より高く設定することによって、ソーナ周波
数域での船体１からの音響放射パワーを低減し、ソーナ
２，２′のＳ／Ｎ改善を図る。 【構成】 観測用音響機器を搭載した海洋研究船等であ
って、水中放射雑音低減が要求される船舶において、従
来の強度部材としての船体構造外板６に加え、少なくと
も機関室の部分及びソーナ取付部分で同船体構造外板６
上に適宜間隔の空隙８，８′を存して水中放射雑音低減
のための追殻船体外板７を並設したこと、また、追設船
体外板７として制振鋼板１１，１１′を使用したこと。
ーナ周波数より高く設定することによって、ソーナ周波
数域での船体１からの音響放射パワーを低減し、ソーナ
２，２′のＳ／Ｎ改善を図る。 【構成】 観測用音響機器を搭載した海洋研究船等であ
って、水中放射雑音低減が要求される船舶において、従
来の強度部材としての船体構造外板６に加え、少なくと
も機関室の部分及びソーナ取付部分で同船体構造外板６
上に適宜間隔の空隙８，８′を存して水中放射雑音低減
のための追殻船体外板７を並設したこと、また、追設船
体外板７として制振鋼板１１，１１′を使用したこと。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、海洋研究船等の水中放
射雑音低減が要求される船舶に適用される低雑音型二重
殻船体構造に関する。
射雑音低減が要求される船舶に適用される低雑音型二重
殻船体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の船体構造では、図５に示すように
単殻構造となっており、船底に配置されたタンク９を介
した船外への音響透過エネルギが大であるとともに、ソ
ーナ周波数域（一般に数ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ）で
の、船体外板６，６′の音響放射効率σが大となる外板
板厚を有している。また、船底には燃料タンク，清水タ
ンク等９が配置されているため、外板の制振処理が不可
能な場合がある。
単殻構造となっており、船底に配置されたタンク９を介
した船外への音響透過エネルギが大であるとともに、ソ
ーナ周波数域（一般に数ｋＨｚ〜数１００ｋＨｚ）で
の、船体外板６，６′の音響放射効率σが大となる外板
板厚を有している。また、船底には燃料タンク，清水タ
ンク等９が配置されているため、外板の制振処理が不可
能な場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、海洋研究船
等において、主機関３等によって発生した振動エネルギ
は、船体構造１へ伝搬し、更に音響エネルギとして水中
へ放射される。水中へ放射された音響エネルギは、船体
各部へ配置された観測用音響機器（以下ソーナという）
２，２′の位置へ伝搬し、ソーナ２，２′の信号，雑音
比（以下Ｓ／Ｎという）低下の原因となっている。とこ
ろで、振動する板から放射される音響パワーｗは、板の
振動速度＜ｖ2 ＞，音響放射効率σの積に比例し、式
（１）で表される。 ｗ∝σ＜ｖ2 ＞ （１） ここで、放射効率σと周波数ｆの関係は、図２に示すよ
うに、コインシデンス周波数ｆc で放射効率σが最大と
なり、ｆ＞ｆc ではδ＝１となる。コインシデンス周波
数ｆc は、板の曲げ剛性Ｂ，面密度ｍ′，板厚ｈ及び音
響放射の対象となる媒質の音速ｃを用いて式（２）で表
される。 ｆc ＝ｃ2 ／（２πｈ）・√（ｍ′／Ｂ） （２） 水中の音速をｃ＝１５００ｍ／ｓとし、船体外板６，
６′の板厚をｈ＝１０〜２０ｍｍとすると、コインシデ
ンス周波数はｆc ＝２３〜１１．５ｋＨｚとなり、ソー
ナ周波数とほぼ一致する。その結果、ソーナ周波数域の
音響放射パワーが増大し、そのために、主機関３等の防
振材１０E,１０E ′、外板制振処理等による水中放射雑
音低域、つまりＳ／Ｎ改善効果が十分に得られないこと
がある。また、船底には燃料タンク，清水タンク等が配
置されているため、タンク内の制振処理に制約を受ける
ことも、十分な水中放射雑音低減が得られない原因の一
つとなっている。
等において、主機関３等によって発生した振動エネルギ
は、船体構造１へ伝搬し、更に音響エネルギとして水中
へ放射される。水中へ放射された音響エネルギは、船体
各部へ配置された観測用音響機器（以下ソーナという）
２，２′の位置へ伝搬し、ソーナ２，２′の信号，雑音
比（以下Ｓ／Ｎという）低下の原因となっている。とこ
ろで、振動する板から放射される音響パワーｗは、板の
振動速度＜ｖ2 ＞，音響放射効率σの積に比例し、式
（１）で表される。 ｗ∝σ＜ｖ2 ＞ （１） ここで、放射効率σと周波数ｆの関係は、図２に示すよ
うに、コインシデンス周波数ｆc で放射効率σが最大と
なり、ｆ＞ｆc ではδ＝１となる。コインシデンス周波
数ｆc は、板の曲げ剛性Ｂ，面密度ｍ′，板厚ｈ及び音
響放射の対象となる媒質の音速ｃを用いて式（２）で表
される。 ｆc ＝ｃ2 ／（２πｈ）・√（ｍ′／Ｂ） （２） 水中の音速をｃ＝１５００ｍ／ｓとし、船体外板６，
６′の板厚をｈ＝１０〜２０ｍｍとすると、コインシデ
ンス周波数はｆc ＝２３〜１１．５ｋＨｚとなり、ソー
ナ周波数とほぼ一致する。その結果、ソーナ周波数域の
音響放射パワーが増大し、そのために、主機関３等の防
振材１０E,１０E ′、外板制振処理等による水中放射雑
音低域、つまりＳ／Ｎ改善効果が十分に得られないこと
がある。また、船底には燃料タンク，清水タンク等が配
置されているため、タンク内の制振処理に制約を受ける
ことも、十分な水中放射雑音低減が得られない原因の一
つとなっている。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、音響放射面のコインシデンス周波数ｆc をソ
ーナ周波数より高く設定することによって、ソーナ周波
数域での船体１からの音響放射パワーを低減し、ソーナ
２，２′のＳ／Ｎの改善を図る低雑音型二重殻船体構造
を提供することを目的とする。
たもので、音響放射面のコインシデンス周波数ｆc をソ
ーナ周波数より高く設定することによって、ソーナ周波
数域での船体１からの音響放射パワーを低減し、ソーナ
２，２′のＳ／Ｎの改善を図る低雑音型二重殻船体構造
を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのために請求項１の発
明は、観測用音響機器を搭載した海洋研究船等であって
水中放射雑音低減が要求される船舶において、従来の強
度部材としての船体構造外板に加え、少なくとも機関室
の部分及びソーナ取付部分で同船体構造外板上に適宜間
隔の空隙を存して水中放射雑音低減のための追設外板を
並設したことを特徴とする。
明は、観測用音響機器を搭載した海洋研究船等であって
水中放射雑音低減が要求される船舶において、従来の強
度部材としての船体構造外板に加え、少なくとも機関室
の部分及びソーナ取付部分で同船体構造外板上に適宜間
隔の空隙を存して水中放射雑音低減のための追設外板を
並設したことを特徴とする。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１において、そ
の追設外板として制振性鋼板を使用したことを特徴とす
る。
の追設外板として制振性鋼板を使用したことを特徴とす
る。
【０００７】
【作用】従来、主機関３等によって生じた振動エネルギ
は、機関台４，４′，タンクトップ５等の船体１を伝搬
し、船体外板から水中へ音響エネルギとして放射され、
ソーナ２，２′の自己雑音として検知され、Ｓ／Ｎ低下
の原因となっている。外板の音響放射効率σは、板厚ｈ
によって異なるが、従来の船殻強度から決定される板厚
（一般に１０〜２０ｍｍ）では、音響放射効率σが最大
となるコインシデンス周波数ｆc とソーナ周波数ｆs が
ほぼ一致している。これに対し、図１に示すように、本
発明では従来の構造外板６，６′の外にコインシデンス
周波数ｆc をソーナ周波数ｆs より十分高くした船体外
板７，７′を新たに追設し、二重殻構造とした。このよ
うな本発明で、音響放射面である外板７，７′の音響放
射効率σが、ソーナ周波数ｆs で小さくなり、船体から
の放射音響パワーが低減され、ソーナ２，２′のＳ／Ｎ
の改善を図ることが可能となる。また、従来の構造外板
６，６′と追設外板７，７′との間に空隙８，８′を設
けたことによって、タンク内音響エネルギの水中への透
過損失が増大する。さらに、追設外板は強度に部材とし
ての外板６,6′に追設した音響放射面であるので、比強
度の小さな制振鋼板の利用が可能となり、放射面の振動
速度<v2>が低減し、ソーナのＳ／Ｎの向上ができる。
は、機関台４，４′，タンクトップ５等の船体１を伝搬
し、船体外板から水中へ音響エネルギとして放射され、
ソーナ２，２′の自己雑音として検知され、Ｓ／Ｎ低下
の原因となっている。外板の音響放射効率σは、板厚ｈ
によって異なるが、従来の船殻強度から決定される板厚
（一般に１０〜２０ｍｍ）では、音響放射効率σが最大
となるコインシデンス周波数ｆc とソーナ周波数ｆs が
ほぼ一致している。これに対し、図１に示すように、本
発明では従来の構造外板６，６′の外にコインシデンス
周波数ｆc をソーナ周波数ｆs より十分高くした船体外
板７，７′を新たに追設し、二重殻構造とした。このよ
うな本発明で、音響放射面である外板７，７′の音響放
射効率σが、ソーナ周波数ｆs で小さくなり、船体から
の放射音響パワーが低減され、ソーナ２，２′のＳ／Ｎ
の改善を図ることが可能となる。また、従来の構造外板
６，６′と追設外板７，７′との間に空隙８，８′を設
けたことによって、タンク内音響エネルギの水中への透
過損失が増大する。さらに、追設外板は強度に部材とし
ての外板６,6′に追設した音響放射面であるので、比強
度の小さな制振鋼板の利用が可能となり、放射面の振動
速度<v2>が低減し、ソーナのＳ／Ｎの向上ができる。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１はその第１実施例を示す全体側面図及びそのＩ−Ｉ
矢視断面図、図２は平板の音響放射効率を示す線図、図
３は図１における構造外板及び追設外板の音響放射効率
を示す比較線図、図４はその第２実施例を示す全体側面
図及びそのIV−IV矢視横断面図である。
図１はその第１実施例を示す全体側面図及びそのＩ−Ｉ
矢視断面図、図２は平板の音響放射効率を示す線図、図
３は図１における構造外板及び追設外板の音響放射効率
を示す比較線図、図４はその第２実施例を示す全体側面
図及びそのIV−IV矢視横断面図である。
【０００９】上図において、図５と同一の符号はそれぞ
れ同図と同一の部材を示し、本発明構造が図５の構造と
大きく相異するところは、従来の構造外板６，６′の外
側にコインシデンス周波数ｆc がソーナ周波数ｆs に比
して十分高くなるような板厚の追設外板７，７′を並設
したことにある。
れ同図と同一の部材を示し、本発明構造が図５の構造と
大きく相異するところは、従来の構造外板６，６′の外
側にコインシデンス周波数ｆc がソーナ周波数ｆs に比
して十分高くなるような板厚の追設外板７，７′を並設
したことにある。
【００１０】まず、図１〜図３に示す第１実施例におい
て、新たに追設した外板７，７′の板厚ｈは、コインシ
デンス周波数ｆc がソーナ周波数ｆs より十分大きくな
るように式（３）を満足する板厚とする。 ｈ＜ｃ2 √｛１２ρ（１−ν2 ）／Ｅ｝／２πｆs （３） ここで、ｃは水中の音速（約１５００ｍ／ｓ），Ｅ，
ρ，νは、追設外板の等価ヤング率，等価質量密度，ポ
アソン比を表す。
て、新たに追設した外板７，７′の板厚ｈは、コインシ
デンス周波数ｆc がソーナ周波数ｆs より十分大きくな
るように式（３）を満足する板厚とする。 ｈ＜ｃ2 √｛１２ρ（１−ν2 ）／Ｅ｝／２πｆs （３） ここで、ｃは水中の音速（約１５００ｍ／ｓ），Ｅ，
ρ，νは、追設外板の等価ヤング率，等価質量密度，ポ
アソン比を表す。
【００１１】図１において、音響放射のための追設外板
７，７′は、主機関３等の音源機器とソーナ２，２′近
傍に、構造外板６，６′と追設外板７，７′の間に空隙
８，８′を確保して設置する。
７，７′は、主機関３等の音源機器とソーナ２，２′近
傍に、構造外板６，６′と追設外板７，７′の間に空隙
８，８′を確保して設置する。
【００１２】主機関３等の音源機器から発生した振動エ
ネルギは、船殻構造を経由して、船体外板７，７′へ伝
搬し、水中へ音響エネルギとして放射されることは従前
どおりであるが、本発明では、音響放射面である船体外
板７，７′の音響放射効率σを低減するため、従来の構
造外板６，６′の外部にコインシデンス周波数ｆc をソ
ーナ周波数ｆs に比して十分高くした船体外板７，７′
が追設されている点が異なる。
ネルギは、船殻構造を経由して、船体外板７，７′へ伝
搬し、水中へ音響エネルギとして放射されることは従前
どおりであるが、本発明では、音響放射面である船体外
板７，７′の音響放射効率σを低減するため、従来の構
造外板６，６′の外部にコインシデンス周波数ｆc をソ
ーナ周波数ｆs に比して十分高くした船体外板７，７′
が追設されている点が異なる。
【００１３】
【発明の効果】従来の構造外板６，６′（板厚は一般に
１０〜２０ｍｍ）のコインシデンス周波数はｆc ＝２３
〜１１．５ｋＨｚであり、ソーナ周波数ｆs と一致して
いるが、本発明の第１実施例では、板厚ｈを構造外板
６，６′の１／２〜１／４とした船体外板７，７′を追
設することによって、音響放射面のコインシデンス周波
数はｆc ＝≧４０〜５０ｋＨｚとなり、図３に示すよう
に、ソーナ周波数における音響放射パワーを低減するこ
とができる。
１０〜２０ｍｍ）のコインシデンス周波数はｆc ＝２３
〜１１．５ｋＨｚであり、ソーナ周波数ｆs と一致して
いるが、本発明の第１実施例では、板厚ｈを構造外板
６，６′の１／２〜１／４とした船体外板７，７′を追
設することによって、音響放射面のコインシデンス周波
数はｆc ＝≧４０〜５０ｋＨｚとなり、図３に示すよう
に、ソーナ周波数における音響放射パワーを低減するこ
とができる。
【００１４】さらに、構造外板６，６′と追設外板７，
７′の間に空隙８，８′を設けたことによって、船底に
配置されたタンク９内の流体から水中への音響透過エネ
ルギも低減され、ソーナＳ／Ｎの向上が図られる。空隙
の大小は特に狭小でない限り問題はない。空隙８，８′
を形成する追設外板７，７′の音響放射面は振動低減の
ためにエポキシ等の粘弾性制振材１０，１０′を施工し
て制振鋼板とする。さらに、構造外板６，６′の外面に
も制振材１１，１１′を施工する。なお、船舶によって
は、機関室以外からの音響放射パワ−が大きい場合に
は、その区画へも追設外板を取付けることができる。
７′の間に空隙８，８′を設けたことによって、船底に
配置されたタンク９内の流体から水中への音響透過エネ
ルギも低減され、ソーナＳ／Ｎの向上が図られる。空隙
の大小は特に狭小でない限り問題はない。空隙８，８′
を形成する追設外板７，７′の音響放射面は振動低減の
ためにエポキシ等の粘弾性制振材１０，１０′を施工し
て制振鋼板とする。さらに、構造外板６，６′の外面に
も制振材１１，１１′を施工する。なお、船舶によって
は、機関室以外からの音響放射パワ−が大きい場合に
は、その区画へも追設外板を取付けることができる。
【００１５】また、本発明の第２実施例では、追設外板
として制振鋼板を使用するので、第１実施例による効果
を奏するほか、さらに、制振鋼板は強度部材としての外
板６，６′に追設された音響放射面であるから、比強度
の小さな制振鋼板の利用が可能となり、放射面の振動速
度＜ｖ2 ＞が低減し、ソーナのＳ／Ｎが一段と向上す
る。さらに、従来、燃料タンク，清水タンク等９，９′
が配置されていたために、制振処理が不可能であった構
造外板６，６′を空隙８，８′が新たに設けられたこと
によって、外側に制振材１０，１０′の施工が可能とな
り、構造外板６,6′の振動がさらに低減し、音響放射面
７，７′へ伝搬される振動エネルギをさらに低減するこ
とも可能である。
として制振鋼板を使用するので、第１実施例による効果
を奏するほか、さらに、制振鋼板は強度部材としての外
板６，６′に追設された音響放射面であるから、比強度
の小さな制振鋼板の利用が可能となり、放射面の振動速
度＜ｖ2 ＞が低減し、ソーナのＳ／Ｎが一段と向上す
る。さらに、従来、燃料タンク，清水タンク等９，９′
が配置されていたために、制振処理が不可能であった構
造外板６，６′を空隙８，８′が新たに設けられたこと
によって、外側に制振材１０，１０′の施工が可能とな
り、構造外板６,6′の振動がさらに低減し、音響放射面
７，７′へ伝搬される振動エネルギをさらに低減するこ
とも可能である。
【００１６】要するに請求項１の発明によれば、観測用
音響機器を搭載した海洋研究船等であって水中放射雑音
低減が要求される船舶において、従来の強度部材として
の船体構造外板に加え、少なくとも機関室の部分及びソ
ーナ取付部分で同船体構造外板上に適宜間隔の空隙を存
して水中放射雑音低減のための追設外板を並設したこと
により、音響放射面のコインシデンス周波数ｆc をソー
ナ周波数より高く設定することによって、ソーナ周波数
域での船体１からの音響放射パワーを低減し、ソーナ
２，２′のＳ／Ｎの改善を図る低雑音型二重殻船体構造
を得るから、本発明は産業上極めて有益なものである。
音響機器を搭載した海洋研究船等であって水中放射雑音
低減が要求される船舶において、従来の強度部材として
の船体構造外板に加え、少なくとも機関室の部分及びソ
ーナ取付部分で同船体構造外板上に適宜間隔の空隙を存
して水中放射雑音低減のための追設外板を並設したこと
により、音響放射面のコインシデンス周波数ｆc をソー
ナ周波数より高く設定することによって、ソーナ周波数
域での船体１からの音響放射パワーを低減し、ソーナ
２，２′のＳ／Ｎの改善を図る低雑音型二重殻船体構造
を得るから、本発明は産業上極めて有益なものである。
【００１７】また、請求項２の発明によれば、請求項１
において、その追設外板として制振性鋼板を使用したこ
とにより、請求項１による効果のほか、さらにソーナＳ
／Ｎが向上するので、本発明は産業上極めて有益なもの
である。
において、その追設外板として制振性鋼板を使用したこ
とにより、請求項１による効果のほか、さらにソーナＳ
／Ｎが向上するので、本発明は産業上極めて有益なもの
である。
【図１】本発明の第１実施例を示す全体側面図及びその
Ｉ−Ｉ矢視断面図である。
Ｉ−Ｉ矢視断面図である。
【図２】平板の音響放射効率を示す線図である。
【図３】図１における構造外板と追設外板の音響放射効
率を示す比較線図である。
率を示す比較線図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す全体側面図及びその
IV−IV矢視断面図である。
IV−IV矢視断面図である。
【図５】従来の船体構造を示す全体側面図及びそのＶ−
Ｖ矢視断面図である。
Ｖ矢視断面図である。
１ 船体（船体構造） ２，２′ 観測用音響機器（ソーナ） ３ 主機関 ４ 機関台 ５ タンクトップ ６，６′ 構造外板（船体外板） ７，７′ 船体外板（追設外板） ８，８′ 空隙 ９ タンク １０E ,1０E ′ 防振材 １１，１１′ 制振材（制振鋼板）
Claims (2)
- 【請求項１】 観測用音響機器を搭載した海洋研究船等
であって水中放射雑音低減が要求される船舶において、
従来の強度部材としての船体構造外板に加え、少なくと
も機関室の部分及びソーナ取付部分で同船体構造外板上
に適宜間隔の空隙を存して水中放射雑音低減のための追
設外板を並設したことを特徴とする低雑音型二重殻船体
構造。 - 【請求項２】 請求項１において、その追設外板として
制振性鋼板を使用したことを特徴とする低雑音型二重殻
船体構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34235093A JPH0776294A (ja) | 1993-07-16 | 1993-12-14 | 低雑音型二重殻船体構造 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-43906 | 1993-07-16 | ||
| JP4390693 | 1993-07-16 | ||
| JP34235093A JPH0776294A (ja) | 1993-07-16 | 1993-12-14 | 低雑音型二重殻船体構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0776294A true JPH0776294A (ja) | 1995-03-20 |
Family
ID=26383740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34235093A Withdrawn JPH0776294A (ja) | 1993-07-16 | 1993-12-14 | 低雑音型二重殻船体構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0776294A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015514044A (ja) * | 2012-04-11 | 2015-05-18 | ホカン・ロセン | 船舶船体および船舶 |
| CN111169608A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-19 | 哈尔滨工程大学 | 一种用于船舶水下辐射噪声测量的海上船坞 |
-
1993
- 1993-12-14 JP JP34235093A patent/JPH0776294A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015514044A (ja) * | 2012-04-11 | 2015-05-18 | ホカン・ロセン | 船舶船体および船舶 |
| US9616973B2 (en) | 2012-04-11 | 2017-04-11 | Håkan Rosén | Marine hull and marine vessel |
| CN111169608A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-05-19 | 哈尔滨工程大学 | 一种用于船舶水下辐射噪声测量的海上船坞 |
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