実海域省エネ装置:STEP

ENERGY SAVING DEVICE FOR REDUCTION OF ADDED RESISTANCE BY WAVES: STEP

"STEP"(ステップ)は、実海域中を航行する船舶に働く波による抵抗増加を低減させる省エネ装置で、船首部の波が当たる位置に装着します。船舶が波のない平水中を航行すると船体周りの水面が盛り上がりますが(静的水位上昇と呼ばれます)、STEPはその静的水位上昇位置より上方に装着するため、平水中での抵抗性能に影響を与えません。

船首部での波の反射方向を船幅方向に変えることにより、波浪中抵抗を減らします。



波浪中水槽試験の様子です。
(クリックすると動画をご覧になれます。)


STEPを初めて装着した実船(5,000台積み自動車運搬船)です。


 STEPを取り付けた自動車運搬船(with STEP)とSTEPなしの同型の自動車運搬船(w/o STEP)で実船計測を行い、効果の検証を行いました。

 速力と馬力の関係(夏期満載状態、向波±90度)の比較を示します。STEPによる馬力の変化量rpを、平水中(波高1m以下)、波浪中(波高2m以上)それぞれについて算出しました。平水中(波高1m以下)ではSTEPに波が当たることないので、rp=7%を計測のばらつきと考え、STEPによる馬力削減効果3%(夏期満載状態、波高2m以上向波±90度)を確認しました。


実船計測により得られた速力と馬力の関係


STEPは比較的小型の装置のため、就航中の船舶への装着工事も実施可能です。


STEPの就航中の船舶への装着(レトロフィット)工事の様子です。


発表文献
  1. 黒田 麻利子, 辻本 勝, 佐々木 紀幸, 表 正和, 野嶋 宣男, 加賀 正人: 波浪中抵抗増加低減のための船首水面上ステップの効果について, 日本船舶海洋工学会論文集, 第14号, pp.105-110, 2011.
  2. 黒田 麻利子, 辻本 勝, 白石 耕一郎, 佐々木 紀幸, 表 正和, 野嶋 宣男, 加賀 正人: 自動車運搬船のための波浪中抵抗増加低減STEPの開発, 日本船舶海洋工学会論文集, 第16号, pp.17-23, 2012.
  3. Kuroda, M., Tsujimoto, M., Sasaki, N., Omote, M., Nojima, N., and Kaga M.: Development of STEP for the Reduction of Added Resistance in Waves, Proc. of ISOPE2012, Vol.3, pp.819-825, 2012.
  4. 黒田 麻利子, 辻本 勝, 佐々木 紀幸, 内藤 牧雄, 表 正和, 野嶋 宣男, 加賀 正人: 実船計測による波浪中省エネ装置STEPの評価, 日本船舶海洋工学会講演会論文集, 第15号, 2012.
  5. Kuroda, M., Tsujimoto, M., Sasaki, N., Naito, M., Omote, M., Nojima, N. and Kaga, M.: Analysis on Onboard Measurement Data for the Validation of the Effect of the Energy Saving Device STEP, Proc. of PRADS2013, pp.346-351, 2013.
  6. 辻本 勝, 黒田 麻利子, 白石 耕一郎, 佐々木 紀幸, 内藤 牧雄, 表 正和, 野嶋 宣男, 加賀 正人: 実海域省エネ装置STEPの開発, 海上技術安全研究所報告, 第14巻, 第2号, pp.45-63, 2014.
  7. 辻本 勝: 実海域省エネ装置STEP, 次世代船舶シンポジウム-省エネへの試み-, 日本船舶海洋工学会関西支部シンポジウム, pp.88-92, 2015.

 STEPの研究開発は、国土交通省からの高効率船舶等技術開発費補助金、ボートレース交付金による日本財団の助成金、及び一般財団法人日本海事協会の「業界要望による共同研究」のスキームによる研究支援並びに一般財団法人日本造船技術センターの共同研究事業による支援を内海造船株式会社が受け、海上技術安全研究所と共同で実施しました。また、実船計測による検証を、海上技術安全研究所、日産専用船株式会社、内海造船株式会社の共同研究で実施しました。