JPH10100989A - 潜水船の摩擦抵抗低減装置 - Google Patents
潜水船の摩擦抵抗低減装置Info
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- JPH10100989A JPH10100989A JP8279914A JP27991496A JPH10100989A JP H10100989 A JPH10100989 A JP H10100989A JP 8279914 A JP8279914 A JP 8279914A JP 27991496 A JP27991496 A JP 27991496A JP H10100989 A JPH10100989 A JP H10100989A
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 4
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 潜水船を必要なときだけ高速航走させる。
【解決手段】 船体１の船首部２に位置する船体外板３
の静圧が小さい位置に、開口部４を設ける。開口部４
に、多数の空気吹き出し口５を有する多孔板６を水密に
嵌め込む。多孔板６の内側にシーチェスト７を取り付
け、シーチェスト７に空気送給管１０を介し空気ボンベ
８を接続する。加圧空気１１を空気吹き出し口５から水
中へ吹き出させ、発生させた微小気泡１２を流線に乗せ
て流し、船体１の表面を微小気泡１２で覆う。
の静圧が小さい位置に、開口部４を設ける。開口部４
に、多数の空気吹き出し口５を有する多孔板６を水密に
嵌め込む。多孔板６の内側にシーチェスト７を取り付
け、シーチェスト７に空気送給管１０を介し空気ボンベ
８を接続する。加圧空気１１を空気吹き出し口５から水
中へ吹き出させ、発生させた微小気泡１２を流線に乗せ
て流し、船体１の表面を微小気泡１２で覆う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は航走時に船体に作用
する摩擦抵抗を低減できるようにする潜水船の摩擦抵抗
低減装置に関するものである。
する摩擦抵抗を低減できるようにする潜水船の摩擦抵抗
低減装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】船舶の航行時には、流体としての海水の
粘性のために船体の周りに海水による境界層が形成され
るが、この境界層の中では、海水の流速は船体表面が零
で船体表面から離れるに従い急激に大きく変化する傾向
にあり、船体の表面に海水の摩擦抵抗が作用し船体抵抗
の大きな要因の一つとなっている。
粘性のために船体の周りに海水による境界層が形成され
るが、この境界層の中では、海水の流速は船体表面が零
で船体表面から離れるに従い急激に大きく変化する傾向
にあり、船体の表面に海水の摩擦抵抗が作用し船体抵抗
の大きな要因の一つとなっている。
【０００３】そのため、近年、上記船体の表面に作用す
る摩擦抵抗を減少させて推進性能を向上させるための研
究が進められており、その対策の一つとして、船体表面
から微小気泡（マイクロバブル）を噴出させ、船体の浸
水部（没水部）表面の境界層内に微小気泡を吹き込んで
船体の浸水部表面に作用する摩擦抵抗を低減することを
狙ったマイクロバブル推進法の研究が進められている。
る摩擦抵抗を減少させて推進性能を向上させるための研
究が進められており、その対策の一つとして、船体表面
から微小気泡（マイクロバブル）を噴出させ、船体の浸
水部（没水部）表面の境界層内に微小気泡を吹き込んで
船体の浸水部表面に作用する摩擦抵抗を低減することを
狙ったマイクロバブル推進法の研究が進められている。
【０００４】ところで、船舶の中には、船体全体を没水
させた状態で航走する潜水船があり、かかる潜水船にお
いては、形状抵抗が小さい船体形状としてあるが、上記
マイクロバブル推進法の採用により摩擦抵抗を小さくし
て、ある一定の時間だけより高速で航走できるようにす
ることが要望されている。
させた状態で航走する潜水船があり、かかる潜水船にお
いては、形状抵抗が小さい船体形状としてあるが、上記
マイクロバブル推進法の採用により摩擦抵抗を小さくし
て、ある一定の時間だけより高速で航走できるようにす
ることが要望されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、潜水船に対
するマイクロバブル推進法の採用は未だ研究課題であ
り、実用化されていない。
するマイクロバブル推進法の採用は未だ研究課題であ
り、実用化されていない。
【０００６】そこで、本発明は、マイクロバブル推進法
を具現化して潜水船を必要なときだけより高速で航走さ
せることができるような潜水船の摩擦抵抗低減装置を提
供しようとするものである。
を具現化して潜水船を必要なときだけより高速で航走さ
せることができるような潜水船の摩擦抵抗低減装置を提
供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、船首部の静圧が小さい位置の船体外板
に、少なくとも下半周に亘り開口部を設け、且つ該開口
部に、多数の空気吹き出し口を穿設した多孔板を水密に
嵌め込むと共に、該多孔板の内側に、空気吹き出し口を
取り囲むようにシーチェストを取り付け、更に該シーチ
ェストに、加圧空気供給源に一端を接続した空気送給管
の他端を接続した構成とする。
決するために、船首部の静圧が小さい位置の船体外板
に、少なくとも下半周に亘り開口部を設け、且つ該開口
部に、多数の空気吹き出し口を穿設した多孔板を水密に
嵌め込むと共に、該多孔板の内側に、空気吹き出し口を
取り囲むようにシーチェストを取り付け、更に該シーチ
ェストに、加圧空気供給源に一端を接続した空気送給管
の他端を接続した構成とする。
【０００８】潜水船が高速で航走する必要が生じた場合
に、加圧空気供給源から空気送給管を通しシーチェスト
内に加圧空気を供給して空気吹き出し口から吹き出させ
ると、発生した微小気泡が流線に乗って船底や船尾の方
向へ送られることから、船体の表面を微小気泡で覆うこ
とができ、船体に作用する摩擦抵抗を低減できるように
なる。上記空気吹き出し口は船首部の静圧が小さい位置
に設けてあることから、微小気泡発生時の加圧空気吹き
出し圧力は小さくて済む。
に、加圧空気供給源から空気送給管を通しシーチェスト
内に加圧空気を供給して空気吹き出し口から吹き出させ
ると、発生した微小気泡が流線に乗って船底や船尾の方
向へ送られることから、船体の表面を微小気泡で覆うこ
とができ、船体に作用する摩擦抵抗を低減できるように
なる。上記空気吹き出し口は船首部の静圧が小さい位置
に設けてあることから、微小気泡発生時の加圧空気吹き
出し圧力は小さくて済む。
【０００９】又、船首部の開口部に多孔板を嵌め込むこ
とに代えて、船首部の船体外板に空気吹き出し口を直接
穿設するようにした構成とすると、船体の構造強度的に
有利となる。
とに代えて、船首部の船体外板に空気吹き出し口を直接
穿設するようにした構成とすると、船体の構造強度的に
有利となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１１】図１（イ）（ロ）（ハ）は本発明の実施の
一形態を示すもので、船体１を完全に没水させて航走す
るようにしてある潜水船において、船首部２の静圧が小
さい位置（流速が最も速くて負圧が作用する位置）の船
体外板３に、少なくとも下半周に亘り開口部４を設け、
該開口部４に、たとえば、直径が２mmの空気吹き出し口
（細孔）５を縦横に５mmの配列ピッチで穿設した多孔板
６を面一に嵌め込んで水密に取り付け、且つ該多孔板６
の内側に、上記空気吹き出し口５を取り囲むようにシー
チェスト７を取り付け、更に、該シーチェスト７に、一
端に加圧空気供給源としての空気ボンベ８を接続した流
量調整弁９付きの空気送給管１０の他端を接続し、空気
ボンベ８からの加圧空気１１を空気送給管１０を通しシ
ーチェスト７内に導入して各空気吹き出し口５から水中
へ吹き出させることにより微小気泡１２を発生させるよ
うにし、発生した微小気泡１２を流線に乗せて流せるよ
うにする。
一形態を示すもので、船体１を完全に没水させて航走す
るようにしてある潜水船において、船首部２の静圧が小
さい位置（流速が最も速くて負圧が作用する位置）の船
体外板３に、少なくとも下半周に亘り開口部４を設け、
該開口部４に、たとえば、直径が２mmの空気吹き出し口
（細孔）５を縦横に５mmの配列ピッチで穿設した多孔板
６を面一に嵌め込んで水密に取り付け、且つ該多孔板６
の内側に、上記空気吹き出し口５を取り囲むようにシー
チェスト７を取り付け、更に、該シーチェスト７に、一
端に加圧空気供給源としての空気ボンベ８を接続した流
量調整弁９付きの空気送給管１０の他端を接続し、空気
ボンベ８からの加圧空気１１を空気送給管１０を通しシ
ーチェスト７内に導入して各空気吹き出し口５から水中
へ吹き出させることにより微小気泡１２を発生させるよ
うにし、発生した微小気泡１２を流線に乗せて流せるよ
うにする。
【００１２】本発明者等は、船体形状が与えられると、
船体周りにおいて流線に沿って流れる微小気泡の乱流拡
散を考慮した運動と任意位置でのボイド率分布を求める
計算式を確立した。乱流拡散の影響は、等方性乱流の仮
定の基で乱数を用いて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（上向き）方
向の流速を変動させ、微小気泡の軌跡に乱れを与えるこ
とにより考慮した。すなわち、微小気泡のランダムな運
動をモンテカルロ法により直接的にシミュレートした。
微小気泡の運動が計算されると、ボイド率は、ある時刻
における検査領域内（セル内）に存在する微小気泡の体
積を検査領域（セル）の体積で除することにより求める
ことができる。
船体周りにおいて流線に沿って流れる微小気泡の乱流拡
散を考慮した運動と任意位置でのボイド率分布を求める
計算式を確立した。乱流拡散の影響は、等方性乱流の仮
定の基で乱数を用いて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸（上向き）方
向の流速を変動させ、微小気泡の軌跡に乱れを与えるこ
とにより考慮した。すなわち、微小気泡のランダムな運
動をモンテカルロ法により直接的にシミュレートした。
微小気泡の運動が計算されると、ボイド率は、ある時刻
における検査領域内（セル内）に存在する微小気泡の体
積を検査領域（セル）の体積で除することにより求める
ことができる。
【００１３】したがって、このようにして求めたボイド
率の分布を基に、摩擦抵抗低減に効果の高いボイド率が
生じるような船首部２での流線の軌跡を求めて、上記の
多孔板６の取り付け位置を決定した。
率の分布を基に、摩擦抵抗低減に効果の高いボイド率が
生じるような船首部２での流線の軌跡を求めて、上記の
多孔板６の取り付け位置を決定した。
【００１４】潜水船が高速で航走する必要が生じたとき
に、空気ボンベ８からの加圧空気１１を空気送給管１０
を通しシーチェスト７内に導き、空気吹き出し口５を通
して水中へ吹き出させるようにすると、発生した微小気
泡１２は流線に乗って流れることになる。船首部２では
船底に入るような流線や船尾に向かうような流線、更に
は船底と船尾との間へ向かうような流線が生ずるため、
微小気泡１２は各方向へ向かう流線に乗って流れること
になり、その結果、船体１の表面を微小気泡で全面的に
覆うことができて微小気泡１２によるボイドを形成する
ことができ、このボイドの存在により、船体１の摩擦抵
抗を低減することができる。したがって、潜水船を高速
で航走させることができるようになる。
に、空気ボンベ８からの加圧空気１１を空気送給管１０
を通しシーチェスト７内に導き、空気吹き出し口５を通
して水中へ吹き出させるようにすると、発生した微小気
泡１２は流線に乗って流れることになる。船首部２では
船底に入るような流線や船尾に向かうような流線、更に
は船底と船尾との間へ向かうような流線が生ずるため、
微小気泡１２は各方向へ向かう流線に乗って流れること
になり、その結果、船体１の表面を微小気泡で全面的に
覆うことができて微小気泡１２によるボイドを形成する
ことができ、このボイドの存在により、船体１の摩擦抵
抗を低減することができる。したがって、潜水船を高速
で航走させることができるようになる。
【００１５】上記において、微小気泡１２は、加圧空気
１１が多孔板６に有する空気吹き出し口５を通過する際
のオリフィス作用によって発生するもので、空気吹き出
し口５と該空気吹き出し口５に接する水との相対移動に
より容易且つ確実に気泡化される。この際、空気吹き出
し口５を有する多孔板６は静圧の最も小さい位置に設定
してあることから、微小気泡１２を発生させる際の加圧
空気１１の吹き出し圧力は小さくて済む利点がある。
１１が多孔板６に有する空気吹き出し口５を通過する際
のオリフィス作用によって発生するもので、空気吹き出
し口５と該空気吹き出し口５に接する水との相対移動に
より容易且つ確実に気泡化される。この際、空気吹き出
し口５を有する多孔板６は静圧の最も小さい位置に設定
してあることから、微小気泡１２を発生させる際の加圧
空気１１の吹き出し圧力は小さくて済む利点がある。
【００１６】次に、図２は本発明の他の実施の形態を示
すもので、図１に示したものと同様な構成において、船
首部２の船体外板３に設けた開口部４に、多数の空気吹
き出し口５を有する多孔板６を取り付けることに代え
て、空気吹き出し口５を同位置の船体外板３に直接穿設
したものである。
すもので、図１に示したものと同様な構成において、船
首部２の船体外板３に設けた開口部４に、多数の空気吹
き出し口５を有する多孔板６を取り付けることに代え
て、空気吹き出し口５を同位置の船体外板３に直接穿設
したものである。
【００１７】図２に示すようにすると、船首部２に開口
部４を設けないことから、図１に示したものに比して、
船体１の構造強度的に有利となる。
部４を設けないことから、図１に示したものに比して、
船体１の構造強度的に有利となる。
【００１８】なお、上記実施の形態では、船体１を完全
に没水させて航走する潜水船への採用例を示したが、図
３に示す如く、船体１の一部を浮上させて航走する半没
水式の潜水船に対しても同様に実施することができ、こ
の場合、加圧空気供給源としてはブロワを用いることも
できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。
に没水させて航走する潜水船への採用例を示したが、図
３に示す如く、船体１の一部を浮上させて航走する半没
水式の潜水船に対しても同様に実施することができ、こ
の場合、加圧空気供給源としてはブロワを用いることも
できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ることは勿論である。
【００１９】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明の潜水船の摩擦
抵抗低減装置によれば、船首部の静圧が小さい位置の船
体外板に、少なくとも下半周に亘り開口部を設け、且つ
該開口部に、多数の空気吹き出し口を穿設した多孔板を
水密に嵌め込むと共に、該多孔板の内側に、空気吹き出
し口を取り囲むようにシーチェストを取り付け、更に該
シーチェストに、加圧空気供給源に一端を接続した空気
送給管の他端を接続した構成としてあるので、空気吹き
出し口より加圧空気を吹き出させて発生させた微小気泡
を各方向へ向かう流線に乗せて流すことができ、これに
より、船体表面を微小気泡で覆って良好なボイドを形成
させることができて、船体に作用する摩擦抵抗を低減す
ることができ、潜水船の推進性能を向上させることがで
き、又、船首部の開口部に多孔板を嵌め込むことに代え
て、船首部の船体外板に空気吹き出し口を直接穿設する
ようにした構成とすることにより、船体の構造強度的に
有利となる、等の優れた効果を発揮する。
抵抗低減装置によれば、船首部の静圧が小さい位置の船
体外板に、少なくとも下半周に亘り開口部を設け、且つ
該開口部に、多数の空気吹き出し口を穿設した多孔板を
水密に嵌め込むと共に、該多孔板の内側に、空気吹き出
し口を取り囲むようにシーチェストを取り付け、更に該
シーチェストに、加圧空気供給源に一端を接続した空気
送給管の他端を接続した構成としてあるので、空気吹き
出し口より加圧空気を吹き出させて発生させた微小気泡
を各方向へ向かう流線に乗せて流すことができ、これに
より、船体表面を微小気泡で覆って良好なボイドを形成
させることができて、船体に作用する摩擦抵抗を低減す
ることができ、潜水船の推進性能を向上させることがで
き、又、船首部の開口部に多孔板を嵌め込むことに代え
て、船首部の船体外板に空気吹き出し口を直接穿設する
ようにした構成とすることにより、船体の構造強度的に
有利となる、等の優れた効果を発揮する。
【図１】本発明の潜水船の摩擦抵抗低減装置の実施の一
形態を示すもので、（イ）は概略側面図、（ロ）は
（イ）のＡ−Ａ方向矢視図、（ハ）は（ロ）のＢ−Ｂ方
向拡大矢視図である。
形態を示すもので、（イ）は概略側面図、（ロ）は
（イ）のＡ−Ａ方向矢視図、（ハ）は（ロ）のＢ−Ｂ方
向拡大矢視図である。
【図２】本発明の他の実施の形態を示す概要図である。
【図３】半没水式の潜水船への採用例を示す概略側面図
である。
である。
１ 船体 ２ 船首部 ３ 船体外板 ４ 開口部 ５ 空気吹き出し口 ６ 多孔板 ７ シーチェスト ８ 空気ボンベ（加圧空気供給源） １０ 空気送給管
Claims (2)
- 【請求項１】 船首部の静圧が小さい位置の船体外板
に、少なくとも下半周に亘り開口部を設け、且つ該開口
部に、多数の空気吹き出し口を穿設した多孔板を水密に
嵌め込むと共に、該多孔板の内側に、空気吹き出し口を
取り囲むようにシーチェストを取り付け、更に該シーチ
ェストに、加圧空気供給源に一端を接続した空気送給管
の他端を接続した構成を有することを特徴とする潜水船
の摩擦抵抗低減装置。 - 【請求項２】 船首部の開口部に多孔板を嵌め込むこと
に代えて、船首部の船体外板に空気吹き出し口を直接穿
設するようにした請求項１記載の潜水船の摩擦抵抗低減
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8279914A JPH10100989A (ja) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | 潜水船の摩擦抵抗低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8279914A JPH10100989A (ja) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | 潜水船の摩擦抵抗低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10100989A true JPH10100989A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17617676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8279914A Pending JPH10100989A (ja) | 1996-10-02 | 1996-10-02 | 潜水船の摩擦抵抗低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10100989A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040034056A (ko) * | 2002-10-21 | 2004-04-28 | 박효상 | 고속 잠항체 |
| JP2006224823A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水中航走体及びその制御方法 |
| CN104709453A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-06-17 | 王显春 | 喷气式无人潜艇 |
| CN106184665A (zh) * | 2016-08-16 | 2016-12-07 | 武汉工程大学 | 一种潜艇的被动防护方法 |
| RU2643745C2 (ru) * | 2016-07-06 | 2018-02-05 | Владимир Дмитриевич Шкилев | Подводная лодка |
| CN114368463A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-19 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 离体气泡帷幕防护装置和潜航器 |
| CN115180061A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-10-14 | 哈尔滨工程大学 | 一种高温空化器、包含高温空化器的超空泡航行体及方法 |
-
1996
- 1996-10-02 JP JP8279914A patent/JPH10100989A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040034056A (ko) * | 2002-10-21 | 2004-04-28 | 박효상 | 고속 잠항체 |
| JP2006224823A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水中航走体及びその制御方法 |
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| CN114368463A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-19 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 离体气泡帷幕防护装置和潜航器 |
| CN114368463B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-03-03 | 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 | 离体气泡帷幕防护装置和潜航器 |
| CN115180061A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-10-14 | 哈尔滨工程大学 | 一种高温空化器、包含高温空化器的超空泡航行体及方法 |
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