帆船の安定性：近代セーリングクルーザーと伸子帆をもつスクーナー(ラガー）の比較青木一紀（大阪大学：研究当時）増山豊（金沢工業大学）梅田直哉(大阪大学）緒言これまでのヨットの安全に関する研究   レーシングヨットが軽排水量化により転覆しやすくなっている傾向（野本）クルージングヨットがレーシングヨットに近づく傾向にある（青木ほか，関西造船協会論文集 240号） 350艇分のヨット船型主要目の分析によって判明 2 比較研究主要目検討の次のステップ：詳細設計情報による新旧帆船の安定性比較近代セーリングクルーザー：1990年代  伸子帆をもつスクーナー(ラガー）：1890年代 100年の間に帆走の安定性にどのような変化があったか？  3 実際のヨットの転覆の原因これまでの研究の主体 1.横波による波浪外力 2.風速・風向の変化による不安定化   風による不安定性も無視できないこれまでの横波に対しての耐転覆性能とは違ったアプローチが必要 4 対象としたヨット金沢工業大学所有セーリングクルーザー KIT34 船型主要目 LOA LWL Bmax Draft (Fin Keel) Cb Sail Area (Mains’l) (Jib) (Spin) 10.68 [m] 8.55 [m] 3.04 [m] 1.94 [m] 0.398 35.69 [m2] 35.69 [m2] 61.58 [m2] 5 風速と針路による釣り合い点の変化風速船速 U [m/s] 6 5 0 4 -10 3 -20 2 -30 1 -40 0 30 60 90 120 ヒール角 φ [deg.] 10 150 γ -50 30 180 60 90 120 150 γ 6 180 ラガー近代型のセーリングクルーザーとは別の「伸子帆」と呼ばれる帆を持つ帆船にも適用伸子帆明治・大正期の和船から洋船への過渡期に，日本各地で広く用いられた帆。和帆船の横帆と比較して風上帆走性能が優れ，上手回しも容易だった。 7 対象としたラガー伊勢・市川造船建造(明治26年）の長さ25.9ｍのスクーナー「自在丸」に伸子帆装備(ただし長さをKIT-34に揃えた）と想定船型主要目 LOA LWL Bmax Draft Cb Sail Area (total) 10.00 [m] 8.99 [m] 2.41 [m] 0.93 [m] 0.496 50.00 [m2] 8 伸子帆の性能実験大阪大学工学部研究用風洞にて実験を実施実験模型主要目帆模型 Sail Area (Main) (Fore) 船体模型 Lpp B 0.194 [m2] 0.126 [m2] 0.956 [m] 0.200 [m] 9 ラガーの定常航走状態ラガー最大速度：8.7kt 最大のぼり角：33.5度近代クルーザー最大速度：10.6kt 最大のぼり角：30.0度リーフなしの場合 10 ラガーの固有値による安定判別 Vw=9.0m/s,Γ=100° VwVw 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2 Vw Vw 12 12 TE’=0.1, c1=1, c2’=0.1 11 10 9 8 7 6 5 4 u v r p φ γ δ TE’=0.1, c1=2, c2’=0.1 3 2 0 20 Vw Vw 12 11 11 10 10 9 9 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 40 60 40 60 80 100 120 140 160 TE’=0.1, c1=3, c2’=0.1 TE' = 0.1，C1 = 3，C2' =1 180 γ 2 2 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 γ 0 20 80 100 120 140 160 180 γ 11 結言    近代セーリングクルーザー（KIT-34）とラガー（市川造船建造自在丸）の例を対象に、前後・左右・旋回・横揺れの運動について、その定常帆走状態とそこでの局所安定性を検討し，時間領域シミュレーションによってそれらを確認した。伸子帆の空力データについては、風洞試験を実施した。ラガーは、近代セーリングクルーザーにその速力、のぼり性能では劣る。 12 残された課題     帆走制御系としては、本来、舵角とセールトリムが制御変数であるべき。しかしながら、本研究では舵角のみ。その原因は、セールトリムはそれぞれの条件下で推力最大となるように風洞試験時に調整しているため。セールトリムを制御変数とするためには、風洞試験の工数が飛躍的に増加。 13 謝辞      野本謙作先生（ラガー全般についてのご教示）中野義彦先生（伸子帆の操作法ご指導）当時伊勢工業高校・景山裕二先生、鳥羽商船高専・伊藤政光先生（ラガー船型調査ご指導）神社みなとまち再生グループ・中村清理事長ほかの皆様（ラガー船型調査ご協力）全日本造船機械労働組合市川造船分会・中村実男執行委員長ほかの皆様（ラガー船型調査ご協力） 14