連載-ボートデザイナーの仕事(第2回)


 
■1章
1.舟艇に関する基礎知識                           
一般の人々に舟艇を解説することはかなり難しい。理由は船舶用語が特殊で、用語の
意味を理解するには船舶に関して何らかの経験を必要とする場合が多いからである。
本書は舟艇に関連する業務を担当する者、具体的には営業、サービス、設計関係者が
基礎知識として理解するのに便利な解説書を目指して作成している。本書はできるだ
け判りやすく解説するが、それでも不十分な部分は別の書籍等により理解していただ
くことを前提に解説を進めていく。                      
舟艇に関する基礎知識としては次の6項目について解説する。           
●船舶用語                                 
●船体に関する基礎知識                           
●抵抗および推進                              
●速度チャートの使用法                           
●構造および安全性                             
●関連法規                                 

1-1 船舶用語                                
●舟艇とは                                 
さて、舟艇は今まで軽量小型の船舶を意味すると考えられてきた。最も小さな舟艇と
して手漕ぎボートやセーリングヨットなどは理解しやすい。また一般的にはアルミ合
金などの軽金属やFRPを主材料とする船舶も舟艇として理解されている。しかし最近は
全長が120m以上のアルミ合金製高速フェリーも出現し、船体材料や大きさで舟艇と
定義するのが難しくなりつつある。本書で述べる舟艇は比較的高速力で全長が150m
を超えない船舶を舟艇として取り扱うことにする。               

1-1-1 船舶用語(英語名とその和訳)                    
海や船舶に関する用語は一般人にも理解できる用語も多いが、普通の辞書には載って
いない専門用語も多い。最近は、インターネット上で専門用語の意味を知ることもで
きるようになったので昔のように海事用語辞典を買う必要もなくなったのは時代の流
れであろう。                                
本稿で使用する可能性の高い海事用語をここですべて説明することもできないので例
として一部を掲載する。(別紙付録参照)                   
                                                                                                                                              

[GENERAL]   一般

SEA WATER

海水、比重は1.025

BUOYANCY

浮力

PRINCIPAL DIMENSIONS

主要寸法

LENGTH OVERALL

全長Loa

REGISTER LENGTH

登録長Lr

LENGTH BETWEEN PERPENDICULALARS

垂線間長Lpp 

LENGTH 0N LOAD WATER LINE

水線長Lw

BREADTH OVERALL

全幅Boa  

REGISTER BREADTH

登録幅Br

MOULDED BREADTH

型幅B

MOULDED DEPTH

型深さD

CLASSIFICATION DEPTH

登録深さDr

FREEBOARD DEPTH

乾舷深さDfr

MOULDED DRAFT

型吃水d

DISPLACEMENT TONNAGE

排水量

GROSS TONNAGE

総トン数

DEAD WEIGHT TONNAGE

載貨重量トン

KNOT

ノット(1KT=1852m/h)

NAUTICAL MILE

海里(1nm=1852m)

BOS'N STORE E

甲板関係の倉庫

CARPENT.SHOP

大工関連の倉庫

WATER BALLAST TANK

重心位置調整タンク

CARGO HATCH

貨物倉口ハッチ

HATCH COVER

ハッチ

ENG.CASINGK

機関室区画

AIR COND.UNIT RM.

空調機器区画

VEG.RM.

野菜保存倉庫

LOBBY

通路や部屋間の区画

MEAT RM.

肉類保存倉庫

FISH RM.

魚類保存倉庫

WET PROV.STORE

要湿度食材保存区画

DRY PROV.STORE

乾燥食材保存区画

RICE STORE

穀類を保存する区画

REF.MACH.RM.

冷凍機、冷却装置設置区画

BOND STORE

接着剤、溶剤保管区画

PAINT & LAMP RM.

塗料保管区画

LKR

物品保管区画

LINEN LKR

サービスクロス収納区画

FROTH TANK & FIRE STATION

泡消火装置区画 

O.S.LKR

ウェス類収納区画

LAUNDRY

洗濯室

DRY RM.

乾燥室

GALLEY

ギャレー

MESS RM.

食堂

REC. RM.

遊興室

SMOKING RM.

喫煙室

BATH RM.

浴室

COMMON LAVATRY

化粧室(トイレ)

TALLY OFFICE

事務室

E.C.T.

電気配線区画

V.T SP

換気ダクト区画

COOK

調理人

BOY

給仕人

SAILER

水夫

GENERAL OFFICE

事務室

OILER

注油係

BOS'N

甲板長

ENGNEER

機関長

DAY RM.

居室

BED RM.

寝室

BATH RM.

浴室 

RADIO RM.

無線室

BATT.RM.

バッテリー収納区画

ELECT.EQUIP.RM.

計測機器収納区画

MED.LKR.

医療品収納区画 

HOSPITAL

病院、診療室

STATE RM.

特等専用室

CHART SPACE(RM.)

海図室

WHEEL HOUSE

操舵室

FUNNEL

煙突 

UPPER DECK

上甲板

F'CLE DECK

船首の一段高い甲板

BOAT DECK

救命艇設置甲板

BRIDGE DECK

操舵室がある甲板

CAPTAIN'S DECK

船長室がある甲板

NAV.BRI.DECK

操舵室がある甲板

COMP.BRIDGE DECK

航法装置のある甲板

CARGO HOLD

貨物収納区画

DECK CRANE

荷役クレーン

BILGE TANK

汚水タンク

FRESH WATER TANK

清水タンク

EMER.FIRE PUMP

緊急消火ポンプ

[HULL CONSTRUCTION]  船体構造

HULL COMP.

船体構造一式

LONGI.FRAME COMP.

縦方向フレーム一式

TRANSEVERSE FRAME COMP.

横方向フレーム一式 

FRAME

横方向フレーム 

BHD

隔壁

W.T.BHD

水密隔壁

RFM GUNWALE

ガンネル部分の補強材

ENGINE BED

機関支持台

HULL LINER COMP.

ハル内張り一式

TOILET LINER COMP.

トイレ区画内張り一式

GALLEY LINER COMP.

ギャレー区画内張り一式 

[DECK CONSTRUCTION]  甲板構造

DECK COMP.

デッキ構造一式

RFM DECK

デッキ補強材

DECK LINER COMP. 

デッキ内張り一式 

RFM DECK LINER

デッキ内張り補強材一式 

FLYINGBRIDGE COMP.

フライングブリッジ

RADAR GATE ASS'Y

レーダー支持台

OWNING GATE ASS'Y

オーニング支持台

BOW SPRIT

船首から突き出た延長甲板

SIDE GATE ASS'Y

船側出入口

TRANSAM GATE ASS'Y

船尾出入口

BULWALK

船側手摺上端部

TRANSAM

船体後端部

TRANSAM STEP ASS'Y

船体後端平坦部

[DECK FITTINGS] 甲板艤装

CLEAT

クリート、係船金具

MOORIG CLEAT

ムアリングクリート、係船金具

MOORING BITT

ムアリングビット、係船金具

FRIRLEAD

フェアリーダ、係船金具

MOORING HOLE

ムアリングホール、係船金具

BOLLARD

ボラード、係船金具

HOLE CLEAT

ホールクリート、係船金具

ANCHOR WINDLASS

アンカーウインチ

ANCHOR ROLLER

アンカー巻き上げローラー

ANCHOR

錨、イカリ

ANCHOR SOCKET

錨固定装置

FENDER HOLDER

フェンダー収納用具

AIR FENDAR  

船体と岸壁間のクッション

BOW RAIL

船首の手摺り(バウパルピット)

HAND RAIL

手摺り

GRAB RAIL

小型のハンドレール

STERN RAIL

船尾レール

ANCHOR HATCH

アンカー、係船ロープ収納部

LOCK ASS'Y

閉鎖金具

HINGES

ヒンジ

SEALING PACKING

水密パッキン

SKYLIGHT HATCH

採光窓(脱出ハッチ兼用)

LOCKER HATCH

物入れハッチ

STERN HATCH

船尾ハッチ

COMPANION HATCH

出入口ハッチ

ENTRANCE DOOR

出入口ドア

HULL WINDOW

船体取付窓

FRONT WINDOW

フロントウインドウシールド

CORNER WINDOW

コーナーウインドウシールド

SIDE WINDOW

サイドウインドウシールド

FLYING BRIDGE

暴露部最上甲板

F.B. WINDSHIELD ASS'Y

風防

LADDER STEP ASS'Y

昇降階段

MATRESS

マットレス

F.B. RAIL ASS'Y

F.B.周囲のハンドレール

TRANSAM LADDER

スイミングラダー

TROLLING POST

竿差し

SEAT BASE COMP.

シートの土台

SEAT CUSHION

シートクション

SEAT BACKREST

シート背当て

GUNWALE

防舷材

TEAK DECK

チーク材で仕上げたデッキ

ICE BOX

氷を使用した保冷庫

TEAK TOP RALL

チーク材で仕上げた手摺り

[MACHINERY SYSTEM] 機関艤装

PROPULSION ENGINE

推進エンジン

REMOTE CONTROL ASS'Y

機関制御装置

PROPELLER SHAFT

プロペラ軸

PROPELLER

プロペラ(推進器)

STERN TUBE ASS'Y

船尾管

SHAFT BRACKET ASS'Y

シャフトブラケット

EXHAUST PIPE ASS'Y

排気管装置

SILENCER ASS'Y

消音器

METER PANEL

計器パネル

ANODE ASS'Y

防食亜鉛または防食装置

GENERATOR

発電機

WATER HEATER

温水器

AIR CON. SYSTEM

空調装置

FUEL FILLER

燃料注入口

FUEL FILLING HOSE

燃料注入ホース

WIRE HOSE CLAMP

ワイヤーホースクランプ

HOSE CLAMP

ホースクランプ

AIR VENT ASS'Y

空気抜き金具

AIR VENT HOSE

空気抜きホース

NYLON TIES

ナイロンタイ

FUEL TANK ASS'Y

燃料タンク(金具付)

FUEL TANK COMP.

燃料タンク

TANK UNIT

タンク容量センサー

GAUGE

燃料計

SUCTION TUBE

タンク金具

PLATE CLAMP

タンク金具固定用

PACKING PLATE

タンク金具用パッキン

DUAL TANK NIPPLE

タンク金物用ニップル

ELBOW FITTING

90°曲げホース金具

HOSE JOINT

ホース金具

HOSE NIPPLE

ホース金具

BALL VALVE

ボールバルブ

GATE VALVE

ゲートバルブ

SUCTION HOSE

給油ホース(耐油)

RETURN HOSE

リターン給油ホース(耐熱耐油)

HOSE BAND

ホースバンド

VENTILATOR

換気口

CASE,VENTILATOR

換気箱

VENTILATOR DUCT

換気用ダクト

DUCT

換気用ダクト

SEA WATER FILTER ASS'Y/FONT>

海水フィルター

THRU. HULL VALVE

船底貫通バルブ

[STEERING SYSTEM]    操縦装置

STEERING SYSTEM ASS'Y

操舵装置

STEERING WHEEL

操舵輪

HELM PUMP

油圧ポンプ

HYDRAULIC CYLINDER

油圧シリンダー

NYLON HOSE

油圧伝達ホース

3WAYS FITTING

3方向金具

HYDRAULIC OIL

作動油

HOSE FITTINGS

配管金具

RUDDER

RUDDER SHAFT

舵軸

RUDDER TUBE ASS'Y

舵軸潤滑及び水密装置

TILLER

舵軸へトルクを伝える腕板

TIE BAR

2枚舵へ操舵力を伝達するバー

AUTOPILOT SYSTEM

自動操縦装置

[PIPING SYSTEM]     配管

DRAIN PLUG

区画内ビルジの排出プラグ

WASH BOWL

手洗い用のシンク

FAUCET ASS'Y

蛇口

SHOWER UNIT ASS'Y

シャワーユニット

WATER HOSE

温水用(赤)、冷水用(青)

HOSE JOINT

ホース金具

ELBOW FITTING

90°曲げホース金具

HOSE JOINT

ホース金具

HOSE NIPPLE

ホース金具

HOSE SOCKET

ホース金具

THRU HULL FITTING

船底貫通金具

EARTH BONDING WIRE

水面下金具を結ぶ配線

MARINE TOILET ASS'Y

便器

WASH BOWL

ウォッシュボール

FAUCET ASS'Y

蛇口

FRESH WATER TANK

清水タンク

FRESH WATER PUMP

清水ポンプ

ACCUMULATOR

脈動圧調整タンク

[ELECTRICAL SYSTEM]  電気艤装

CEILING LIGHT

天井灯

SPOT LIGHT

スポットライト

RECEPTACLE

コンセント

CHART LIGHT

海図灯

WIPER

ワイパー

WINDOW WASHER

ウインドウウォッシャー

HORN

ホーン

COMPASS

コンパス

INTERPHONE(INTER-COM.)

インターコム(船内通話装置)

ROOM LIGHT

室内灯

AUTO BILGE PUMP

自動発停ビルジポンプ

AUDIO SETS

オーディオセット

WALL LIGHT

壁灯

SMALL LIGHT

豆球

ENGINEROOM LIGHT

船舶用作業灯

SOLAR BATTERY

太陽光発電器

NAVIGATION LIGHT

航海灯

SHORE CONNECTION

陸電装置

COCKPIT LIGHT

デッキを照らすライト

BATTERY

蓄電池

BATTERY SWITCH

蓄電池スイッチ

MAIN SWITCH

主電源スイッチ

SWITCH PANEL

スイッチパネル

SWITCH BOARD

スイッチボード

WIRE HARNESS ASS'Y

ワイヤーハーネス

NYLON TYES

結束バンド

WIRE CLIPS

ワイヤークリップ

INSTRUMENTAL PANEL COVER

計器盤カバー

INSTRUMENTAL PANEL LIGHT

計器盤灯

FUSE BOXS

ヒューズボックス

[INTERIOR]          室内艤装

LOUNGE SEAT

ラウンジシート

LIVING SEAT

普通のソファ

DINETTE SEAT

向かい合わせの椅子

TABLE

テーブル

STOOL

丸椅子(化粧台前の椅子)

SIDEBOARD

物入れロッカー

WINE LOCKER

酒類ロッカー

LOCKER

物入れ

ICE BOX

氷を使用した保冷庫

REFRIGERATOR

冷蔵庫

DRIVER'S SEAT

運転席

NAVIGATER SEAT

助手席

CHART TABLE

海図台

SHELF

SHADE ASS'Y

シェード(日除け)

REST ROOM

化粧室

DRESSER UNIT

洗面台

MIRROR

TOILET BASE

便器取り付け台

SHOWER ROOM UNIT

シャワー室ユニット

SOAP BOX

石鹸入れ

PAPER HOLDER

ペーパーホルダー

VENTILATOR

換気扇

SHOSE BOX

靴箱

TACKLE BOX

釣り道具入れ

CEILING PANEL ASS'Y

天井パネル

SIDE PANEL ASS'Y

壁パネル

TRIM ASS'Y

縁取り、部品の端部隠し

COAMING PAD ASS'Y

装飾部品

CARPET ASS'Y

カーペット

[SAFETY EQUIPMENT]   安全備品

LIFE VEST

救命胴衣

LIFE JACKET

救命胴衣

LIFE RING

救命浮環

LIFE RAFT

救命イカダ、救命浮器

FIRE EXTINGUISHER

消火器

DRY CHEMICAL EXTINGUISHER

粉末消火器

SELF FIRE EXTINGUISHER

液体自己消火器

FIRE BACKET

消火バケツ

BLACK BALL

黒球

INJECTOR

噴射管

MOORINGROPE

係船ロープ

ANCHOR

COMPASS

コンパス

HORN

ホーン

EMERGENCY AID KIT

救急箱

PORTABLE BILGE PUMP

持ち運びビルジポンプ

EMERGENCY SIGNAL

信号紅炎

MIRROR

BARROW METER

気圧計

BINOCULAR

双眼鏡

NC FLAG

遭難信号旗

CHART

海図

EMERGENCY BELL

号鐘

[LABEL, STICKER]    ラベル、ステッカー

MARK

マーク(エンブレム)

OK MARK

完成検査済マーク

PLATE/APPROVAL NO.

承認、製造番号

PLATE/INSPECTION

メーカー検査証

STICKERS/STOCK

架台位置表示ステッカー

STICKERS/CAPACITY

定員表示ステッカー

OWNERS MANUAL

オーナーズマニュアル

INSPECTION CARD

検査カード

JCI CERTIFICATE

JCI検査証

[OPTION]   オプション、選択

SEARCH LIGHT

探照灯

JET LIFTER

小型ボート上下架クレーン

DOCK LIGHT

入出港時に使用する前照灯

TV

テレビ

HOT PLATE

電磁調理器

ELECTRICAL COOKING RANGE

電熱調理器

GPS PLOTTER

衛星航法装置

DEPTH SOUNDER

水深計

FISH FINDER

魚群探知器

WATER THERMOMETER

水温計

FIGHTING CHAIR

ファイティングチェア

BOTTOM PAINT

船底塗料

DECK WASH PUMP

デッキ洗浄ポンプ

SIDE THRUSTER

サイドスラスター、離接岸装置

	
 
1-2 船体形状に関する基礎知識                       
●舟艇の抵抗                                
高速とは絶対的な速度が高い状態と理論的に高速な状態である場合がある。舟艇の場
合、判りやすく理解する例としては滑走状態であるかどうかでも判断できるが、船舶
工学としての判断基準としては速長比やフルード数により判断できる。速長比やフ
ルード数の解説は後述するとして、まずは船体抵抗にはどのような種類があるかを解
説する。舟艇がある速度で走行する際、その進行を阻止する力が生じるがそれを走行
抵抗という。これらの全抵抗を分離して考えると主に水抵抗と空気抵抗に分けられ、
さらに水抵抗は造渦抵抗や摩擦抵抗および付加物抵抗に分けることができる。厳密に
は付加物抵抗や空気抵抗も水抵抗と同様に渦抵抗や摩擦抵抗に分けられるが全抵抗に
比べるとその割合は比較的小さいので一括して取り扱う場合が多い。排水量型船舶の
抵抗は低速では摩擦抵抗が大部分であるが速度が増すに連れて造波抵抗が飛躍的に増
大する。波は船首と船尾で造られ、その波長は船の幅と速度に比例し、低速では波長
が船の長さに比べて小さいので船体は水平に近い状態であるが、速度が増すにつれて
波長は大きくなり、船首は波の山に船尾は山の谷に沈み込む形となり船体は縦傾斜
(トリム)を持つことになる。さらに速度が増すと造波抵抗はますます増大し、ある
限界点に達すると船型によっては船体抵抗成分に大きな変化が発生する。すなわちこ
れが抵抗の山の頂点で、滑走艇では船底に動的な揚力を生じて船体重量の一部を支え
て滑走状態(プレーニング)に入り造波抵抗は急速に減少する。この領域を超えると
速度も急速に増大し、さらに揚力も増して水面近くまで浮上し滑走状態になる。この
抵抗のピークをハンプと言い、滑走型舟艇ではこのハンプを超えに必要な出力のエン
ジンを装備せねばならない。この抵抗を解説したのが図-1である。
 
注)このグラフは定性的な傾向を示しており実際の舟艇では船型、重量、走行トリム
により抵抗特性は変化する。                         
●フルード数と速長比                            
舟艇の長さと速度の関係を無次元化係数として表わしたのがフルード数(V/テgL)や
速長比(V/テL)である。理論的に解析する場合はフルード数を使用する場合が多い
ようである。    

ここで舟艇のサイズと速力の関係をフルード数で比較してみる。         
ここで使用するフルード数はV/テgL= で表す。        

例1 全長7m、速力24ノット                        
   V/テgL=24x1.852ヨ3.6(m/s)/テ9.81x7(m)=1.490
例2 全長20m、速力40ノット                        
   V/テgL=40x1.852ヨ3.6(m/s)/テ9.81x20(m)=1.469          
例1と例2はフルード数で比較すると絶対的な速力は大きく違うが、理論的な速度領域
は同等であることを意味する。                        
 さて船型を決める場合に排水量型と滑走型どちらが良いかを判断する基準として
は、その舟艇のフルード数がどの程度であるかを知ると判り易い。滑走型船型を採用
する場合、巡航速力がハンプ直後だと少し出力を絞るとハンプ速度以下となり抵抗が
急増するので巡航速力はハンプ付近を十分に乗り越えた速度で計画すべきである。こ
のハンプ領域はフルード数では0.3?0.5である。低速な舟艇は、浮力により船体重量
を支える方が抵抗は少なく、高速舟艇は動的な揚力で重量を支えて、できるだけ水面
に乗り上げて滑走する方が抵抗は少ないと言える。これらの中間領域では艇体重量の
半分は浮力で半分は揚力で艇体を支えるような状態である。このような状態の舟艇は
半滑走型、あるいは半排水量型と呼ばれる。フルード数と船型および走行姿勢を図-2に示
す。                                    
        
●フルード数による船型の分類                       
1)排水量型(DISPLACEMENT TYPE)                     
排水量型船型では喫水線下の断面積カーブは滑らかに変化し、走行中に船体で掻き分
けられた水は船尾では元の位置にスムーズに戻るような形状である。低速な船舶はこ
のような排水量型船型が多い。図のようなセ-リングクルーザーは典型的な例である。
       
2)半排水量型(SEMI-DISPLACEMENT TYPE)
半排水量型船型では停船時の断面積カーブが船尾でゼロに戻らずトランサム面が水に
浸っている状態である。速度が上がるとトランサム後部は水の慣性で空洞ができ、流
れは整流されて、トランサム部の抵抗は船尾が伸びている場合の摩擦抵抗より少なく
なる。この船型の特徴は、滑走面のバトックラインが船尾の近くで直線に近くなって
おり、十分な速度では船尾が引き込まれることはなく、排水量型のように船首が高く
上がる(トリムが付く)ことはない。図は遊漁船の例である。          
       
3)滑走型(PLANING  TYPE)                         
滑走型船型は停船時に断面積カーブが船尾に近づくほど大きくなり、浮力の分布が船
尾に集中し、滑走に入り易い船型を採用している。               
        
●船底の形状による船型の分類と特徴                     
舟艇の船型を船底の形状で分類するとモノハルとマルチハルに分類でき、それぞれを
排水量型と滑走型に分類することもできる。それぞれの船底形状は抵抗や波さばき、
安定性などの特性を重視しており一長一短があるので優劣を判断することは難しい。
ここでは、多くの舟艇に使用されている代表的な船型について解説する。    
(A)モノハル                               
(A-1)排水量型                                
 手漕ぎボートやセールボートに代表される船型である。(詳細な説明は略)	  
(A-2)滑走型                                 
 滑走船型はハードチャイン艇で総称される。舟艇は走行性能と船体の空間利用との
 兼ね合いが 重要である。特に狭小空間の有効利用が重要なプレジャーボートでは
 総合的に評価が高いV型 船型が主流となっている。V型船型は外洋の波浪中でも比
 較的耐航性が良いが、V角度が大き く軽量な舟艇では水線面がチャイン以下の場
 合、停船時の横安定が若干弱い。しかし、横傾斜 が約10度以上になるとチャイン
 が水面に接し大きな復元力を持つと共に走行時には幅広のチ ャインが大きな横安
 定を生みだす特徴がある。典型的なV船型は15。?25。の深いV角度と 数本のス
 トライプを持つが舟艇のサイズや使用目的により船底形状は多少違いがある。V型船
 型の具体的な例としては1)コーンケーブV	2)コンベックスV 3)ディープVが
 代表的である。                              
 1)コーンケーブV船型はV角度が大きくとれるので中波での衝撃を小さくするクッ
  ション効果により乗り心地を良いと言われている。             
 2)コンベックスV船型は摩擦抵抗が少なく高速向きと言える。        
 3)ディープV船型は船底が比較的フラットでV角度が20。を超え旋回の際、船体は
  外側船底が押し上げられ内側に大きく傾斜するがキール部分は横滑りを防ぐ。 
  あまり、タイトな旋回をする場合はキール部分を丸くしたりして適当に横滑りを
  させて調整する。                           

V型船型は滑走時に優れた横安定                       船底に取り付けられたストライプは走行状態で多少の揚力を発生し横安定を増加させ る。特にチャインが水面と接しないような高速ではストライプがチャインの代わりに 横安定を保っている。またストライプが多くなるとストライプ下からの水圧を分散さ せるのでローリングを柔らかくする効果もある。またストライプ役割はスプレーをう まくさばくのも目的である。                                   V型船型はスプレーをかぶりにくい                        V船型は速度が増すと船体は浮き上がり船底で生じたスプレーは横へすり抜けて甲板上 に水をほんどかぶらない。しかしストライプの数や位置により波さばきに少し差がで る。                                             V型船型は滑走に入り易い                            V角度が大きく、軽量な船型はチャインのほとんどが水面上にあるので水面下の形状は 細長い形状となりチャインに当たる水の抵抗が小さいので滑走に入り易い。排水量が 大きい場合はチャインの半分以上が水面と接することになり造波抵抗も摩擦抵抗も大 きくなり滑走に入り難くなるので適度な軽量化が重要である。                  (V船型のくせ)V船型は多くの長所もあるが欠点もある。             横落ちすると衝撃大                              波のある水面を走行中、スロットルやステアリング操作が適当でないとジャンプし、 船体が傾斜したまま着水する場合がある。この時は船底に大きな衝撃を受けることが ある。                                            浅い角度での波切りは注意                           波とほぼ平行に走行し、波の頂上に乗り上げると船体は大きくローリングする。さら に、高速で旋回操作なども加わると、このローリングは大きくなるのでできるだけ波 に対する角度を大きく取るような操船を行うことが望ましい。                   プロペラトルクによる横傾斜                          高出力シングルエンジンの場合、波をジャンプするとプロペラだけが水中に残りプロ ペラトルクで船体が傾斜したまま着水することがある。修正するには高度な操縦テク ニックが必要である。                                    横風の影響                                  走行時、強い横風を受けると横滑りを防ぐ為に当て舵をおこなうが結果的に風上側に 傾斜する。防止するには船尾にタブを備えて修正するがタブの角度が大き過ぎると抵 抗も増え後部の揚力が増し船首が下がり過ぎる場合もあるので注意が必要である。         (B) マルチハル                                (B-1) 排水量型                                カタマラン型、トリマラン型、ウェーブピアサー型やSWATH型に代表される船型で、 浮力により船体重量を支えており、船首に当る波浪の衝撃を減少させている。一方、 排水量型船体は造波抵抗を減らす為に、極端に細長い船体になっている。この船型の 特徴は波浪の影響を少なくすることができるが、小型舟艇では船体空間の利用が困難 であるほか建造コストが高いなどの面で不利な面も多く、実用化されているのは比較 的に中、大型船が多い。                                   (B-2) 滑走型                                 カタマラン型やトリマラン型などで代表され、浮力と揚力の関係はモノハルと同じ考 え方である。これらのカタマランやトリマランの船体断面は次に示す通りである。マ ルチハルの特徴としては横安定が優れており、特に小型で超高速のレースボートでは 船底の空気層がエアクション効果を生み出し中程度の波に対しては柔らかな乗り心地 を生み出すことである。また、滑走状態に入ると双胴で船体重量を支えるので横安定 が強く、大馬力エンジンを装備することも可能である。舟艇の大きさにもよるが高速 では双胴間の空気で揚力が発生し、抵抗を大幅に減らすことができるので内水面で使 用するレーシングボートの多くがこの船型を採用している。実用的なマルチハルボー トは横安定の良さと甲板面積の広さを釣船に応用し実用化した例も多くなってきた。         マルチハル船型の特徴をまとめると次のとおりである。              <カタマラン船型>                              乗り心地が良い                                船体中央下部の空気が高速になるとエアクッション効果を持つと共に、両側に分かれ たハルはモノハルと比較すると波の衝撃が小さく乗り心地が良い。                 旋回がタイト                                 マルチハル船型は旋回中横傾斜することもなく、両側のハルは水面に食い込み横滑り を妨げるので旋回半径は小さい。また横風に対しても横滑りが少ないので直進安定性 は良い。                                           優れた横安定                                 両側に船体を有するので強い横安定を発揮する。高速艇ではV型船型では滑走面が細長 くなり横安定が不足するが双胴船は横安定が強いので大馬力エンジンを搭載できるの でより高速に適した船型と言える。                              造波抵抗が小さい                               双胴の細身のハルは造波抵抗が小さいので荷重の小さな状態では滑走に入り易いが、 重荷重では重心バランスに敏感で後部の浮力が小さい場合は滑走に入り難い場合もあ る。                                             甲板使用面積が広い                              モノハルに比べて重心も低く、横安定も良く、両側のハルは前後に長く配置されるの で甲板面積を有効に広く使用可能である。実際に量産プレジャーボートで実用化され ている。                                          旋回は外傾斜                                 旋回中、モノハルとは異なり外傾斜することが多く、横Gも強く残り、乗員は外側へ強 く荷重を受けるので急旋回は好ましくない。旋回中の乗員は強い横Gを受けるので注意 が必要である。                                        重心変化の影響が大きい                            船体が細長いので後部浮力が小さいので重心の変化に若干敏感である。向かい風で船 体下部のエアクッション効果により水抵抗が減少し高速力が得られる。特にレース用 のフォーミュラカタマランなどが顕著である。                          <トリマラン船型>                              トリマラン船型はモノハルとカタマランの長所を併せ持ったのがトリマラン船型であ る。カタマラン船型の特徴は次の通りである。 乗り心地が良い あまり大きくない波浪中では船体中央下部のV船型が波の衝撃を吸収するが、それ以上 の波でジャンプした場合は、衝撃はやや大きくなる。                       旋回がタイト カタマラン船型と似て旋回中両側のハルは水面に食い込み横滑りを妨げるので旋回半 径は小さい。直進性も良い。                                 優れた横安定                                 カタマランとV型船型の長所を持ち停泊時および走行時共に優れた横安定を有する。         造波抵抗が小さい                               カタマランとV型船型の長所を持ち、細身のハルは造波抵抗が小さいので荷重の小さな 状態では滑走に入り易いが、重荷重では後部の浮力が小さいので若干滑走に入り難い がカタマランほどではない。                                  ●ボートの航走状態(挙動)                          舟艇は走行中さまざまな挙動があることを理解しておく必要がある。特に船舶の予備 知識が乏しい一般人に販売する量産プレジャーボートではできるだけ操船が容易な ボートとして開発することが求められ試作艇を製作し欠点があれば改修されるのが普 通である。次ページにその挙動を解説する。                          1-3 抵抗及び推進                              ●推力と速度は反比例する                           プロペラは、速度がゼロで最大推力を発揮し、速度が上がるに従って推力は減ってく る。一方、抵抗は速度が増すと急上昇し、ハンプを超えて滑走(プレーニング)に入 ると一旦抵抗は減少し、その後は再び増加する。最高速力は抵抗カーブと推力カーブ が交差するところで得られる。                                 ●プロペラの選択                               プロペラ特性は直径(ダイヤ)とピッチがおおいに関係がある。プロペラを設計する 場合はプロペラの回転数すなわちエンジンの減速比やプロペラの展開面積比及び翼型 の検討も重要である。大型大馬力の舟艇ではオリジナルのプロペラを設定するが、ほ とんどの小型舟艇ではあらかじめ用意された各種プロペラを選択するのが普通であ る。プロペラ選択ではエンジンが最大馬力を発生する回転数に合わせることが重要で あり、ほとんどはプロペラダイヤとピッチの関係で決定する。特別な高速艇や加速を 重視する舟艇では翼型や展開面積比も充分に考慮する必要がある。 加速を重視する場合はできるだけ直径を大きくしピッチを小さくする。 最高速度を重視する場合はピッチを大きくする。小型のドライブ船ではメーカーで用 意している各種のプロペラの中からボートの特性に合う直径とピッチを持つものを選 択するのが普通である。                                   1-4 速度チャートの使用し速力を推定                     ●速力の推定                                 舟艇の基本設計では予定する搭載エンジンで最高速力の推定は大変重要である。速力 推定は、エンジン出力と速力の関係を示す実績値をチャートにして推定すると便利で ある。このチャートは横軸に速度の係数を、縦軸に馬力の係数を目盛り、チャート内 の曲線はある幅を持つが、これは舟艇が速度を出しやすい船型であるかどうかを示し ており、その要素としては船体の長さと幅の比(L/B)および重心位置(LCG/LT)など でかなり変化する。造船所は独自のデータ(特に自社の実績値)でチャートを作り使 用している場合が多く公開されることはほとんどない。次で説明するチャートは雑誌 等で公表されている舟艇のカタログ値を集計して作成した参考チャートである。 以下に速力推定の手順を例として示す。 まず計画するボートの長さ、重量及び馬力を仮定                 L:  長さ L=13.0m                           △:  重量 W=18.0(トン)                       BHP: 馬力 1300BHP                                    次に BHP/△を求める。 BHP/△=1300/18.0≒72.2 BHP/△の値を次に示すチャート上にプロットし V/テgLの値を読み取るとV/テgL=1.3?1.5となる。(計算には平均値のV/テgL=1.4 を使用する) 読み取ったV/テgLから最高速力を推定する。 V=1.4xテgL=1.4テ9.8x13 =15.8(m/s) =30.7(KT)                                         ●速度チャートの有効活用。 上記のチャートで求める最高速力はかなりの幅を持った値となっており実用的ではな い。実用的なチャートでは船型の要素や長さ方向の重心位置、全長/全幅など様々な要 素を加えもう少し精度を高くしたチャートで検討すべきである。しかしこれらの チャートも、企画開発初期のエンジン出力決定や船体重量、搭載重量と速力性能の関 係などの基本設計ではかなり役立つ手法である。                 1-5 船体構造及び安全性 ◆船体材料 舟艇の船体材料としてはFRPが主流であるが、軽合金、アルミや木造の場合もある。 FRPは成型が容易で重量当りの強度は鉄の2.5倍以上もある優れた素材であるが、弾性 率が小さく剛性がやや劣るなどの弱点もある。しかし修理が簡単で仕上げが美しく比 較的安価に製造できる利点によりプレジャーボートのほとんどがFRP製といっても過 言ではない。しかし最近は廃棄処分の方法やリサイクルが困難であることから日本で はFRPボートの普及に陰りが見えており、これらの問題解決が求められている。しか しこれらの問題がある程度解決できればコストが安く耐用年数の長いFRPは今後も充 分使用される材料である。                                   ●船体構造 FRPやアルミ材料を使用するプレジャーボートは船体構造に曲面を多用し、面の剛性 を高めると共に、集中して加わる力を面全体に分散吸収させる設計となっている。ま た必要に応じて骨となる部材を取り付けて面を補強し剛性を高めている。舟艇は高速 を出す為に軽量化は重要であり、航空機や乗用車と同様に外板に全体の強度を持たせ るモノコック構造も多く採用されている。また軽量化と同時に強度が必要な部分には 複合材(サンドイッチ構造)も多用されている。                         ●スキン構造 ボートに加わる力を外板全体で支える構造をスキン構造と言い、小型艇で採用される 場合が多い。この構造は部材が少なくて済むので製造原価が安く特に人件費(工数) を減らしたい水上オートバイ、手漕ぎボート小型ヨットのような小型ボートで多く採 用されている。                                        ●ロンジ構造 ロンジ構造は船底面の縦方向に強固な補強材を入れて強化した構造で、主に中大型艇 に採用されている。縦方向の補強材はエンジン搭載を考慮し船尾から船首まで伸びて いる。FRP艇ではこれら補強部材としてベニア合板や樹脂発泡材が多く、FRPで積層し 補強して縦方向フレーム材(ロンジ)として使用している。                    ●船体強度テスト 滑走艇が波浪中を高速で航走すると、船底に加わる水圧は極めて大きく速力の増加と 共に加速度的に増大する。また波間をジャンプし着水すると船底が受ける加速度は20 ?30G以上の強い衝撃力が加わり、船底に加わる水圧は2?4kg/にも達するので、 強度を確認し安全性を高める必要がある。新規に開発する量産ボートでは型式承認を 受ける必要があり、試作ボートを使用し強度テストを行うが官庁の規格では2.5mの高 さから落下試験を行うか、それ以外に一定の波浪中で長時間耐久テストを実施し強度 を確認することになっている。                                 ●浮力体(フローテーション) 舟艇の安全性を高める為に、沈没しないよう浮力体を装備する場合がある。全長6m未 満の舟艇では浮力体が装着され、沈没しないように設計されている。船底が破損した 状態の浮力の確認は実際に沈テストを行い確認する。浮力体はガソリンやオイルに侵 されにくい材料を使用するが、通常は硬質ウレタンの発泡材を使用し、コストの厳し い安価なボートではビニール等でカバーしたスチロフォームを使用する。浮力体の使 用量はボートの大きさにより異なるが、ボート本体、エンジン、乗員および備品を合 計した全重量を水面に浮かべられる量とする。浮力体を装備したボートが沈没を免れ て浮かんだ状態を評価する場合、2状態が考えられる。ミニマムフローテーションはど うにか沈没を免れた状態を言い、レベルフローテーションは水平に浮かんで水没した 状態を言う。当然、レベルフローテーションの方が安全性は高いが、水没時の安定や 浮力体をどの程度にするかまだ確立されていない。                       1-6 関連法規 海事関係の法規は複雑であり一般人がすべての内容を理解することは困難である。以 下は舟艇を業務とする者にとって最小限の知識として理解しておくべき関係法規を解 説したものである。 1. 船舶検査関係(船舶安全法) 船舶安全法は日本の船舶が通常の航海で出会う気象、海象で安全に航海できる能力を 有し、搭載している人命、財産の安全を確保できる船体構造、設備を有しているかを 検査することを定めた法律である。                               2. 免許関係(船舶職員法) 船舶職員法は船舶の操縦資格(小型船舶操縦士免許等)について定めてあり、船舶を 安全に航行させるに必要な技量を有する者を、船舶職員として資格を定めて、船舶の 安全航行を確保する法律である。                                3. 船舶登録関係 船舶の登録に関する法規は登録全体に関する船舶法、 登録する船舶の総トン数に関する法律および漁船の登録を定めた漁船法がある。           4. 海上衝突予防法 海上衝突予防法は、海上において船舶の衝突を予防する目的で、国際的に統一した海 上の交通ルールを定めた法であり、特に船灯や音響信号の技術的な設定基準や航法に ついて定めている。                              ●総トン数について 総トン数により海事法令の適用が異なり、航行区域も制限される。船舶の総トン数計 算は複雑で一般には理解が困難な場合が多い。 総トン数の計算は、使用する寸法の取り方に知識が必要で、実際の寸法の取り方の説 明は省略する。                                       総トン数の計算例 閉囲場所の合計容積  19.340立方メートル 除外場所の合計容積  12.800立方メートル 合計容積(V)=     32.140立方メートル 係数K1=(0.2+0.02log10V)= 0.2301 t(国際総トン数)K1*V= 7.3 トン 係数K2=(0.6+t/10000)*[1+(30-t)/180]=0.6765 総トン数=K2*t=     4.9トン