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船:日本は海洋国家。船と橋を知らなくていいはずがない。

2021/09/05
 
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escort of warships
海上自衛隊ホームページより 護衛艦・しらぬい

水上輸送機関の総称。大小は問わない。

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主に大型の船。

小型で人力推進する船。

戦闘用の船。

小型の船。

浮力を使わない船

水中翼船は停泊時には浮力で支えるが、高速航行するときには揚力によって浮き上がらせている。
ホバークラフトやエアクッション艇は水面に吹き付ける空気の圧力で船体を浮上させている。

汽船

原動機を利用して航行する船。船舶の主流。ディーゼル船、蒸気船、ガスタービン船、ガソリンエンジン船など。

帆船

マストに帆をかけて風の力で航行する船。

商船

旅客船(クルーズ船、遊覧船など)、貨客船(カーフェリー、離島航路船など)、貨物船(コンテナ船、タンカー、バージなど)がある。貨物船がなかったら、柑橘類も石油も小麦粉も日本には来ない。

それ以外の船

漁船、特殊船(作業船、調査船、取締船、消防船など)、軍艦(護衛艦、潜水艦など)がある。

セーリングヨット

個人で所有できる船。居住区(キャビン)を持たず乗員数1~3名のディンギーと居住区がある。
4名以上乗船可能なクルーザーがある。レジャー用の他競技用としても普及している。

モータークルーザー

外洋航海が可能でキャビンを有するレジャー用小型船舶。特に高出力の原動機を採用しているものをモータークルーザーという。速力よりも耐候性、操縦性、居住性に重点が置かれている。
小型から1,000トン以上のものまで多種多様。

海上保安庁

日本を11の保安管区に分け5種類、447の船艇を配備している。

  • 巡視船: ヘリコプター、機関砲を搭載している。航続距離は2万海里。
  • 巡視艇
  • 教育業務用船
  • 特殊警備救護艇
  • 測量船
  • 灯台見廻り船

消防船 ひりゅう

原油タンカー、LNG船の火災の他、石油コンビナートなどの陸上施設の火災にも対応できる。消防ポンプを2基装備、放水銃は合計46,000L/分の放水が可能。
放射熱から自身を守るため海水を霧状に噴出する自動噴霧装置も装備している。

護衛艦 こんごう型

イージスシステム搭載。船橋の四隅に固定された4基のフェイズド・アレイ・レーダーにより上空360度の半球空間で一度に200以上の目標を捕捉(索敵可能)、多数のミサイルを同時に発射できる。

護衛艦 ひゅうが型

広大な飛行甲板を持つ。通常4機、最大11機を搭載可能。対艦任務、特に潜水艦に対して有用。

掃海艇 やえやま型

航路安全のため水中に敷設された機雷除去・破壊処理をする。
機雷は金属製の磁気に反応して爆発するため、掃海艇の船体は木製が一般的。

潜水艦 そうりゅう型

原子力潜水艦以外では世界最大。大気中の酸素を利用しないスターリング機関で推進する。
約2週間水中航行ができる。船尾の舵は損傷しにくく水中での運動性が高いX舵を採用。

リチウムイオン電気推進船 あまのかわ

大阪市内の観光名所を巡る遊覧船。従来の電気船の鉛電池が8時間充電して45分の稼働時間だったのに比べ、1時間の充電で6時間の航行が可能。
低振動、低騒音、排ガスも出ない。メンテナンスも容易。コストが高く長時間航行はできないため行動範囲は限られる。

液化ガス専用船

LNG船LPG船がある。ガスを低温冷却し、容積を少なくして輸送している。メタンを主成分とする液化天然ガスは-161.5℃で液化するため、超低温に対応した材質、形状をしている。

液化天然ガスは沸点に近い形で輸送されるため航行中少しずつ気化するガスをそのまま燃料として利用できる。
そのためLNG船の主機には蒸気タービン機関が多く採用されている。

タンカー

原油タンカーとケミカルタンカーがある。ケミカルタンカーはアルコールやベンゼンなど液体化学物質を輸送するもの。1990年代以降タンカーの外板は二重船穀(ダブルハル)となった。座礁・衝突事故の際の原油流出を防ぐため。

バラストタンク

船が荷を積んでいないときバランスを取るため海水を入れるタンク。別の地域に微生物やプランクトンを運ぶことになり生態系に影響を及ぼすことから、条約により基準値まで浄化することが義務づけられている。

バラスト水

産油国に向かう日本のタンカーは空荷のためバラスト水として日本の海水を積み込むことでプロペラ深度を保っている。目的地で原油を積み込む前にこれを排出する。しかし近年このバラスト水に含まれるプランクトンなどが海洋生物の生態系に影響するとわかってきた。
2017年以降はすべての船舶がバラスト水を一定の基準まで浄化処理してから排出するよう義務付けられた。

キャビテーション

水蒸気の泡。液体に溶け込んでいる気体の圧力が周囲の液体の圧力よりも高くなり気泡が成長する現象。
ポンプや管路(パイプライン、ダクト)の損傷原因となる。間接や指のぽきぽきもこれの一種。

甲板の広さ

食事の場合ひとり当たり最低600㎜は必要。700㎜以上あればゆったりとできる。

甲板の高さ

JIS規格では高さを700㎜と定めている。

シーバース

原油タンカーは満載時には喫水が深くなるため浅い港湾には入港できない。また引火性が高く危険でもあるためシーバースという沖合に設けられた浮き桟橋に着岸して積みおろしを行う。
シーバースは陸上の原油関係施設とパイプラインで繋がっている。

バージ

艀(はしけ)。重量のある貨物を運ぶ簡素な平底の貨物船。推進機関を持たないためタグボートやプッシャーボートで移動させてもらう。喫水が浅いため水深が浅い所でも低い橋が架かっている所でも航行できる。

カーゴタンク

LNG船のタンクは船体から独立した丸いタンクのモス球形タンク方式とタンクの外壁が船の内装と密着しているメンブレン方式の2種類ある。

ベントライザ

ガスが膨張してタンク内の圧力が上昇したとき少しずつ大気中にガスを放出する部位。

海上コンテナ

ドライコンテナ、リーファーコンテナ、オープントップコンテナ、フラットトラックコンテナがある。
リーファーコンテナは25~-25℃の範囲で温度調節が可能。

RO-RO(ローロー)船(Roll on Roll off)

クレーンなどを使わず、専用の岸壁からランプウェイという橋を自走して自動車専用船に積み込む。
可動式デッキ、スロープ、大型専用エレベーターなどがあり、効率よく自動車を積み込める。
船底にはバラスト水が入っている。多く収容するため間隔は前後30㎝、左右10㎝しかない。
自動車は動かないよう四隅を専用ベルトで固縛される。

リフタブルデッキ

バスやトラックなど車高が高い車両を収容するため上下に移動する設備が設けられている。

地球深部探査船 ちきゅう

世界最高峰の掘削能力を誇る。海面から10,000m掘り貴重なサンプルを取り出すことができる。研究区画が設けられていて、採取したサンプルを即座に分析・調査することができる。
特に深海の微生物は地表の環境ではすぐに死滅してしまうため、無酸素状態の元速やかに処理・冷凍保存する必要がある。

詳しくは→ https://www.jamstec.go.jp/chikyu/j/

砕氷(さいひょう)船 しらせ

海氷には漂流している流氷と岸に固着して動かない定着氷がある。昭和基地沖合には3~5m厚さの定着氷が100㎞にも渡って広がっている。厚さ1.5mまでならしらせは時速3ノットで砕氷しながら航行できる(連続砕氷)が、これができない厚さの場合はラミング砕氷を行う。

ラミング砕氷

船体を一度後退させ前進して氷盤に突入し、砕氷する。

外装

しらせはアイスベルトにステンレスクラッド鋼を使用している。強靱で耐食性が高い上に耐氷塗料が塗布されていないので砕氷時に塗料が剥離せず、海洋汚染を防いでいる。

撒水システム

積雪は砕氷時に摩擦を増加させ大きな抵抗となる。船底から汲み上げた海水を船首にある20器のノズルから連続的に放水して積雪を濡らすことで船体と海水の間に生じる摩擦を減少させる仕組み。

喫水標

ドラフトマーク。水面下に沈む船体の深さを示す目盛り。船首、中央、船尾の両舷についている(20㎝刻み)。
喫水は水の密度、海水の塩分濃度、水温で変化する。海水は真水より2.7%浮力が大きい(喫水が浅い)。

舵を切る

進行方向向かって右に曲がるのを面舵(おもかじ)、左に曲がるのを取舵(とりかじ)という。船尾のプロペラの後ろに取り付けられた舵(ラダー)を使って曲がる。

性能

重要なのは旋回性と保針性(針路安定性)。旋回性とはいかに素早く針路を曲げられるか。保針性とはいかに真っ直ぐ進めるか。舵を切らない状態で船首の揺れが少なく風波の影響で揺れてもすぐ収まり直進できるのが望ましい。
保針性が悪いと針路が安定しないため、当て舵が必要となり水の抵抗が増加、燃費が悪くなる。

船の揺れ

上下方向に揺れるヒービング、左右に揺れるスウェイング、前後に揺れるサージング、横に揺れるローリング、縦に揺れるピッチング、船首が揺れるヨーイングがある。これら6種類を6自由度の船体運動という。転覆の可能性があるのは横揺れ。

船の速さ

ノットで示される。1ノットは1時間に1海里(1,852m)進む速さ。時速にすると1,852㎞。
1海里は地球の緯度1度の1/60を基準とする。客船は15~23ノット、速さが求められるコンテナ船は25ノットが一般的。

バルバスバウ

航行中に受ける造波抵抗を軽減させる。船首の下に付いている。

ファンネル

排気を行う煙突。

船橋(せんきょう)

船長が操船・通信する場所。

艙口(そうこう)

ハッチ。貨物の出し入れを行う上甲板部の開口部。

船艙(せんそう)

ホールド。上甲板の下の貨物収容区画。

ビルジキール

船の横揺れを抑制する装置。

帆船(はんせん)

3本の場合最前列のマストをフォアマスト、最も高いものをメインマスト、最後尾のものをミズンマストという。

スタッフ

船長の下に甲板部、機関部、事務部がある。船舶職員になるには海技免状(1~6級)が必要。

甲板部

一等航海士(チーフオフィサー)~三等航海士(セカンド、サードオフィサー)がいる。船の運航、貨物の管理・積み卸し、船体整備など荷役と航海に関するすべてを行う。
航海士と甲板部員各1名ずつが1組みになり、24時間航海当直を行う。

機関部

機関長(チーフエンジニア)と一等~三等機関士がいる。船の主機と各種補機の操作、管理が仕事。
現在は当直なしでも航行可能となっている。

事務部

事務長(パーサー)の下に司厨長などがいる。事務の仕事は陸上で行われるようになったため船員への食事提供が主な仕事。食材の仕入、調理、片付けを行う。厨房はギャレーという。

肩章(Epaulet)

上意下達の階級社会であるため船長、船医など制服の肩や袖のラインでわかるようになっている。

荷役(にやく)

船と陸の間で行われる貨物の積み卸し作業。船を直接横付けして行う。港に入れないほど船が大きい場合や原油など危険物である場合は沖合に停泊させた船にパイプラインや艀(バージ)を利用する。一等航海士が監督する。
ローディングコンピュータを使って船体が大きく傾かないようバランスを取る必要がある。

マグネットコンパス

羅針盤。地軸上の真北である北極点と地球の地軸上の真北である磁北には偏差という若干のずれ(約8度)があるため考慮する必要があった。

ジャイロコンパス

回転軸、水平軸、垂直軸を自由に高速回転させると一定方向を保つ。内部のコマを地球の自転と同じ方向に回転させればジャイロ軸は常に真北を示し続け、偏差や自差は発生しない。

航海当直(ワッチシステム)

一度航海に出ると24時間進み続けるため航海士は常にブリッジで当直(ワッチ)しなければならない。
2名ずつ、4時間交替で行う。非番の時間帯は休憩。

  • パーゼロ:8~12時、20~24時。三等航海士が担当。陸上と同じで負担が軽いため殿様ワッチと呼ばれる。
  • ゼロヨン:0~4時、12~16時。二等航海士が担当。真夜中に起きていなければならないため泥棒ワッチと呼ばれる。
  • ヨンパー :4~8時、16~20時。一等航海士が担当。薄明かり、薄暗いときには海の状態を見極めにくいため経験豊富な一等が行う。

航海日誌(ログ・ブック)

航海に関する指定事項を記録するもの。当直航海士の仕事。海難事故の際は事実関係を示す証拠となる。
独特の英文で記され毎日船長の署名をもらう。

時化(しけ)

低気圧の影響で海が荒れ、波高が4mを超えること。6mを超えると大時化という。転覆、遭難のリスクが高くなるため船長は適切な航路を選択する。北半球では台風に遭遇した場合、針路の左半円に回避する。
台風は左回りの風を吹かせているため左側は風速が相殺される(可航半円)。
一方右半円は台風の進行速度に風速が加わるため風が更に強くなる(危険半円)。

救命浮環(浮き輪)

20トン以上の船には設置義務付け。14.5㎏の鉄片を淡水中で24時間支えられる浮力と、18mの高さから落下させても損傷しない強度を持つ。発泡ウレタン製。自己点火灯と自己発煙信号が連結されている。

救命胴衣(ライフジャケット)

首掛け式、ベスト式、ジャンパー式、イマージョン・スーツがある。

海難

衝突、火災、座礁・乗り上げ、浸水などがある。

国交省管轄下で物流拠点となる港湾と、水産庁管轄下で漁業拠点となる漁港がある。

桁橋、ラーメン橋、トラス橋、アーチ橋、斜張橋、吊橋がある。建設初期コストばかりでなく、完成後の維持管理費も考慮したライフサイクルコストで規模や形式が選定される。材料は主に鋼とコンクリート。
防錆対策として8年に1回塗り替えが必要。

ラーメン橋

橋桁と橋脚が結合し一体化した構造の橋。ドイツ語のRahmen(フレーム)が語源。
荷重による変形が小さいため耐震性に優れた橋となる。門形ラーメン橋、方杖(π形)ラーメン橋、連続ラーメン橋、フィーレンディール橋などがある。

0.035~1.7%の炭素を含む鉄。炭素を入れると強度を高くすることができるが、入れすぎると脆くなる。
強度はその単位面積当たり受け持てる力のこと。コンクリートより高価だが、自重当たりの強度が高い。

高性能鋼

製鉄の過程で錆の進行を遅らせるため特別な元素(クロム、ニッケルなど)を添加したり、鋼板の製造時に温度や圧力を制御する熱加工制御技術を用いたりしている。

設計荷重

自荷重(橋の自重)、活荷重(車両、人など)、風荷重、温度、地震などを考慮する。

風洞実験

吊橋や斜張橋などは長い支間の橋梁では風の影響が大きいため、コンピュータ・シミュレーションの他に縮尺模型を用いた実験も行われる。

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