波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造
【課題】 平水中抵抗を増加させることなく波浪中抵抗増加を低減させる波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を提供すること。
【解決手段】 船体１０の船首部１１に設けたフレア２１と、フレア２１のフレア角が船体１０の後方に向かって増大する船首部１１に設けた波を跳ね返す波浪中抵抗増加低減ステップ３０とを備え、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を、フレア２１の下方で船首部１１における静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けていることにより、波浪中における抵抗増加を低減することができる。
【解決手段】 船体１０の船首部１１に設けたフレア２１と、フレア２１のフレア角が船体１０の後方に向かって増大する船首部１１に設けた波を跳ね返す波浪中抵抗増加低減ステップ３０とを備え、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を、フレア２１の下方で船首部１１における静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けていることにより、波浪中における抵抗増加を低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平水中抵抗を増加させることなく波浪中抵抗増加を低減させる波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、波浪中抵抗低減、波浪による揺れ低減、又は波浪衝撃の緩和などを目的として船体に構造物を取り付けることが提案されている。
例えば、特許文献１では、強烈な波浪衝撃を緩和する目的で船首部から後方に向かって下方に傾斜した条溝を設けることが開示されている。この条溝は、喫水線よりも上の船首部外面に平行に複数設けることで、強烈な波浪衝撃による船首外板の凹損を防止している。
また、特許文献２では、船首に当たる波浪の砕波による船体抵抗の増加を減少する目的で水平な防波フェンダーを設けることが開示されている。短波長不規則波は、波高に随って適宜段階の防波フェンダーにより騰勢を消去され、各防波フェンダーの下面に沿って両船側に流れ、エネルギー損となる砕波を生じさせないものである。
【０００３】
また、特許文献３では、船首部の波浪衝撃緩和を図る目的で、フレア角が３０度以上の外板部に突起体を設けることが開示されている。特許文献３は、その前提条件としてフレア角が３０度以上の外板部を形成することで甲板面積を広くとる船舶に関するものであり、このフレア角が３０度以上の外板部では損傷率が飛躍的に大きくなるために、外板部への波浪による衝撃を緩和するために突起体を設けている。
【０００４】
また、特許文献４及び５では、スプレー波の発生を防止する目的で船首部に水平なスプレー防止フィンを設けることが開示されている。スプレー波は、砕波を起こすとき船体に対する砕波抵抗を増加させるとともに砕波雑音の発生や視界を悪くすることもあることから、スプレー波が発生した後ではなく、スプレー防止フィンによってスプレー波の発生を未然に防止している。従って、スプレー波の発生自体を防止するために、スプレー防止フィンは喫水面すれすれに設け、船首先端から船体の両側面にわたって設けている。
また、特許文献６では、波浪による船舶の縦揺れを低減する目的で船首端から左右両舷側部に沿いながら後方へゆくにしたがい低下するように傾斜した帯状突起を設けることが開示されている。この帯状突起は、満載喫水線よりも上方の船体外板面に、海水との相互作用で造波減衰力の増大をもたらすように設けられ、波浪中を航行する際の船体のピッチングやヒービングなどの船体運動を抑制するものである。
【０００５】
また、特許文献７では、施工性に優れた流動抵抗低減鋼板を提供する目的で、その表面に微細な凹凸を形成することが開示されている。この流動抵抗低減鋼板は、表面に凹凸をもたせた母材を用いても塗装膜を施す工程で凹凸が埋められてしまうことや、塗装処理後に塗装表面に凹凸処理を施そうとしても処理面積が大きく形状が複雑であることなどの問題を解消するために、施工性の向上、並びに製造及び維持コストの抑制を目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実願昭４８−７６８８０号（実開昭５０−２３８８０号）の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロフィルム（昭和５０年３月１８日特許庁発行）公報
【特許文献２】実願昭５８−１５７９６号（実開昭５９−１２１２９３号）の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロフィルム（昭和５９年８月１５日特許庁発行）公報
【特許文献３】実願昭５９−７８０５４号（実開昭６０−１８９４８６号）の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロフィルム（昭和６０年１２月１６日特許庁発行）公報
【特許文献４】特開平６−１２２３９０号公報
【特許文献５】特開平６−３２１１７２号公報
【特許文献６】特開２００４−１３６７８０号公報
【特許文献７】特開２００４−１３７５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
船首部にフレアを備えた船舶では、フレアへの波の影響により波浪中抵抗が増加してしまうが、フレアによる波浪中抵抗増加を低減させることは今まで着目されていない。なお、特許文献３は、波浪衝撃緩和のためフレア部そのものに突起体を設けるものである。
また、船舶の航行時には船首部において静的水位が上昇するため、この航行時の静的水位上昇位置より下方に位置する構造物は流体抵抗を受けて平水中抵抗を増加させてしまう。
しかし、特許文献１から７に開示された構造は、いずれもフレアによる波浪中抵抗増加を低減させるものではなく、また静的水位上昇位置に着目したものでもない。
【０００８】
そこで本発明は、平水中抵抗を増加させることなく波浪中抵抗増加を低減させる波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造は、船体の船首部に設けたフレアと、前記フレアのフレア角が前記船体後方に向かって増大する前記船首部に設けた波を跳ね返す波浪中抵抗増加低減ステップとを備え、前記波浪中抵抗増加低減ステップを、前記フレアの下方で前記船首部における静的水位上昇位置よりも上方に設けて、波浪中における抵抗増加を低減したことを特徴とする。
波浪中抵抗増加低減ステップにより、フレアに向かっていく波が跳ね返されるため、フレアへの波の衝突を少なくすることができ、波浪中抵抗増加を低減できる。また、波浪中抵抗増加低減ステップを静的水位上昇位置よりも上方に設けることで、平水中抵抗が増加することがない。なお、波浪中抵抗増加低減ステップを「フレアの下方」に設けるとは、波を跳ね返す機能を果たす波浪中抵抗増加低減ステップの部分を、フレアの下方に臨ませることをいう。このため、フレアに波浪中抵抗増加低減ステップの波を跳ね返す機能を果たす部分以外の例えば支持構造体との接合部等が設けられていても良い。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記船首部と前記波浪中抵抗増加低減ステップの平面形状は、前記船首部の幅に加えた前記波浪中抵抗増加低減ステップの幅が船首側に向かって狭くなっており、かつ前記船体の中心から遠い外側辺が直線形状であることを特徴とする。
この構成によれば、波浪中抵抗増加を低減できると共に、波浪中抵抗増加低減ステップの外側辺を船体の外形に沿って形成した場合よりも、外側辺の長さを短くすることができるから、外側辺（外側面）と波との接触による抵抗増加を抑制することができる。なお、波浪中抵抗増加低減ステップの「平面形状」とは、船体の船底側から波浪中抵抗増加低減ステップを見た形状、すなわち、使用状態において波浪中抵抗増加低減ステップを水平面に投射して得られる形状をいう。また、外側辺が「直線形状」であるとは、船体外板の外面形状に沿って形成された場合よりも外側辺の長さが短くなるように形成された形状をいい、外側辺の船首側端と船尾側端を直線で結んだ形状のみならず、両者を略直線で結んだ形状も含まれる。
請求項３に記載の本発明は、請求項１あるいは請求項２に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記波浪中抵抗増加低減ステップの側面視したステップ角度を前記船体の後方に向かって略一定に維持したことを特徴とする。
この構成によれば、波浪中抵抗増加低減ステップに波が衝突する角度を波浪中抵抗増加低減ステップの全体において略同一にすることができる。なお、ここで「波浪中抵抗増加低減ステップの側面視したステップ角度」とは、波浪中抵抗増加低減ステップを船の側面側から見たときに、波浪中抵抗増加低減ステップの外側辺と水平面とによって形成される角度をいう。また「側面視したステップ角度を前記船体の後方に向かって略一定」とは、側面視したステップ角度が±５度以内であることをいう。
請求項４に記載の本発明は、請求項１から請求項３のうちの１項に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より上方向に設定するとともに、前記波浪中抵抗増加低減ステップを前記フレアに支持する支持構造体をさらに備えたことを特徴とする。
この構成によれば、波浪中抵抗増加低減ステップの下面への波の衝突による衝撃を緩和することができ、また、支持構造体により波浪中抵抗増加低減ステップを支持することができるから、波浪中抵抗増加低減ステップの損傷を抑制することが可能となる。
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記支持構造体は、その下面が前記波浪中抵抗増加低減ステップの上面に接しており、かつ、その外表面の角度が略鉛直あるいは鉛直から前記外表面が下方に向かう角度に設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、前記波浪中抵抗増加低減ステップの上面にまで波が達した場合も、支持構造体の外表面により速やかに水を落とすことができる。
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記支持構造体の外表面を、波浪を剥がす剥離形状に形成したことを特徴とする。
この構成によれば、前記支持構造体の外表面から波浪を剥がすことができる。なお、ここで「波浪を剥がす」とは、波の影響を打ち消すことができるよう、波の付着を抑制したり、あるいは砕いて消すことをいう。
【００１０】
請求項７に記載の本発明の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造は、船体の船首部に設けたフレアと、前記船体の側面部に設けた波を返す波浪中抵抗増加低減ステップとを備え、前記波浪中抵抗増加低減ステップを、前記フレアの高さ以下で静的水位上昇位置よりも上方に設けるとともに前記波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より下方向に設定したことを特徴とする。
ここで、「フレアの高さ」とは、フレアの最も低い部分の水平面からの高さのことをいう。そして、「波浪中抵抗増加低減ステップを、前記フレアの高さ以下」に設けるとは、船体を側面から見た状態において、波を跳ね返す機能を果たす波浪中抵抗増加低減ステップの部分がフレアの最も低い部分の高さ以下に設けられていることをいう。
波浪中抵抗増加低減ステップにより、フレアに向かっていく波が跳ね返されるため、フレアへの波の衝突を少なくすることができ、波浪中抵抗増加を低減できる。また、波浪中抵抗増加低減ステップを静的水位上昇位置よりも上方に設けることで、平水中抵抗が増加することがない。さらに、波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より下方向に設定することにより、特に斜め方向または横方向からの波による抵抗増加を効果的に緩和することができる。
請求項８に記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記波浪中抵抗増加低減ステップを、前記船体の後方に向かって高くしたことを特徴とする。
この構成により、波浪中抵抗増加低減ステップの下面に作用する波の力によって進行方向に抗力を生じ、この抗力を推力に利用することができる。
請求項９に記載の本発明は、請求項６または請求項８に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記波浪中抵抗増加低減ステップの外表面を、波浪を剥がす剥離形状に形成したことを特徴とする。
この構成によれば、波浪中抵抗増加低減ステップの外表面から波浪を剥がすことができる。
請求項１０に記載の本発明は、請求項６または請求項８に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記剥離形状は、窪み形状および／または突出形状であることを特徴とする。
この構成によれば、窪み形状および／または突出形状が、前記支持構造体および／または波浪中抵抗増加低減ステップの外表面から波浪を効果的に剥がすことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造によれば、フレアの下方の船首部に波浪中抵抗増加低減ステップを設けているため、フレアに向かっていく波が波浪中抵抗増加低減ステップによって跳ね返されて船体表面から剥がされるため、フレアへの波の影響を少なくすることができ、波浪中抵抗増加を低減できる。また、波浪中抵抗増加低減ステップを静的水位上昇位置よりも上方に設けることで、平水中抵抗が増加することがない。
また、船首部と波浪中抵抗増加低減ステップの平面形状を、船首部の幅に加えた波浪中抵抗増加低減ステップの幅が船首側に向かって狭くなっており、かつ船体の中心から遠い外側辺が直線形状である構成とすれば、外側辺（外側面）と波との接触による抵抗増加を抑制することができる。
また、波浪中抵抗増加低減ステップの側面視したステップ角度を前記船体の後方に向かって略一定に維持した構成とすれば、波を跳ね返す際に波浪中抵抗増加低減ステップにかかる負荷を均一なものとすることができる。
また、波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より上方向に設定し、支持構造体をさらに備えた構成とすれば、波浪中抵抗増加低減ステップの下面への波の衝突による衝撃を緩和し、支持構造体の支持によって波浪中抵抗増加低減ステップへの負荷集中を分散し損傷を抑制することができる。
また、支持構造体が、その下面が波浪中抵抗増加低減ステップの上面に接しており、かつ、その外表面の角度が略鉛直あるいは鉛直から外表面が下方に向かう角度に設定された構成とすれば、船体が斜め方向や横方向からの波を受けて、波浪中抵抗増加低減ステップの上面にまで波が達した場合も、支持構造体の外表面を介して速やかに水を落とすことができる。また、斜め方向や横方向からの波の影響を速やかに抑制することができる。
また、前記支持構造体の外表面を、波浪を剥がす剥離形状に形成した構成とすれば、外表面において波の付着を抑制したり、あるいは砕いて消し、船体に対する波の影響を打ち消すことができる。
また、船体の船首部に設けたフレアと、船体の側面部に設けた波を返す波浪中抵抗増加低減ステップとを備え、波浪中抵抗増加低減ステップを、フレアの高さ以下で静的水位上昇位置よりも上方に設けるとともに波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より下方向に設定した構成とすれば、船体の側面部において、波浪中抵抗増加低減ステップにより波を返すことができるから、特に斜め方向または横方向からの波による抵抗増加を効果的に緩和することができる。
また、前記波浪中抵抗増加低減ステップを、船体の後方に向かって高くした構成とすれば、波浪中抵抗増加低減ステップの下面に作用する波の力によって進行方向に抗力を生じ、この抗力を推力に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を示す要部概念側面図
【図２】本発明の第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造のフレア及びフレア角を説明する要部概念正面図
【図３】本発明の第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップの平面形状を説明するための、船体の船首部付近を船底側から見た要部概念底面図
【図４】図１の要部概念Ｅ−Ｅ矢視断面図
【図５】本発明の第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造による波浪中抵抗増加低減率に対する速度の影響を示すグラフ
【図６】本発明の第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造による波浪中抵抗増加低減率に対する波の方向の影響を示すグラフ
【図７】横方向の波の影響を模式的に示す船体構造の要部概念側面図であり、（ａ）波浪中抵抗増加低減ステップを備えていない船体構造に対する波の影響を示す要部概念側面図、（ｂ）第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップにより船体表面の波を剥がすことによる波の影響の低減を示す要部概念側面図
【図８】本発明の第２の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップ及び支持構造体を備えた船体構造を示す要部概念側面図
【図９】図８の要部概念Ｆ−Ｆ矢視断面図
【図１０】本発明の第２の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップ及び支持構造体の他の構成を示す要部断面図
【図１１】本発明の第２の実施形態による支持構造体の外表面の波浪を剥がす剥離形状の一例を示す要部概念正面図
【図１２】図１１の外表面６１の剥離形状の断面の例であり、（ａ）は窪み形状が形成されたものの断面図、（ｂ）は突出形状が形成されたものの断面図
【図１３】図１１とは異なる外表面６１の剥離形状の表面図
【図１４】本発明の第３の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を示す要部概念側面図
【図１５】図１４の要部概念Ｇ−Ｇ矢視断面図
【図１６】図１４よりも位置的に後方（船体中央寄り）に波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を示す要部概念断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造について説明する。
図１は本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を示す要部概念側面図である。
本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造は、船舶（船体）１０の船首部１１に設けたフレア２１と、フレア２１のフレア角が船体後方に向かって増大する船首部１１に設けた波を跳ね返す波浪中抵抗増加低減ステップ３０とを備えている。波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、フレア２１の下方で船首部１１における静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けて、波浪中におけるフレア２１による抵抗増加を低減している。
【００１４】
図２は、本実施形態の船体構造のフレア及びフレア角を説明する要部概念正面図である。図１に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、フレア角が船体後方に向かって増大する船首部１１に設けられている。また、波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、船首部１１において、前部垂線（Ｆ.Ｐ.，Fore Perpendicular）よりも前から設けられている。このため、図２に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の上面３２と船首部１１とが接する部分において、船体正面から見たときに船体外表面の接線と鉛直線Ｖとにより形成されるフレア角θは、船体後方に向かって増大する。より具体的には、波浪中抵抗増加低減ステップ３０前端のフレア角θ１よりも後端のフレア角θ２のほうが大きくなる位置に、上面３２が形成されている。なお、波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、船首部１１から船側部にまで延びる形状に形成することとしても良い。
【００１５】
本実施形態の船体構造においては、船首部１１において、前部垂線よりも前から波浪中抵抗増加低減ステップ３０が設けられているため、その前端のフレア角θ１は通常３０度よりも小さいものとなる。
本実施形態において、フレア２１とは、船体外表面の上部のフレア角θが０度よりも大きく、かつ下部のフレア角θよりも大きくなる部分をいう。波浪中抵抗増加低減ステップ３０の上方はフレア２１であるから、図２に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０前端のフレア角θ１よりもその上方のフレア角θ３のほうが大きく、波浪中抵抗増加低減ステップ３０後端のフレア角θ２よりもその上方のフレア角θ４のほうが大きくなっている。
なお、図２には船首部１１にフレア２１が設けられている構成を示したが、フレア２１は、船首部１１から船尾部までの全てにおいて設けられている必要はない。例えば、船首部１１付近にフレア２１が設けられており、それ以降が直立している船体形状、すなわち波浪中抵抗増加低減ステップ３０を設けた船体外表面の一部が直立したものとして構成してもよい。
【００１６】
静的水位上昇位置とは、平水中（波の無い状態）での船舶１０の走行時に生じる水面の盛り上がり位置のことである。また、船舶１０には設計時に代表的な船舶速度として航海速力が設定されており、静的水位上昇位置は船舶１０毎に設定されている航海速力での速度によって生じるものとしている。
図１、図２に示すように、静的水位上昇位置Ａは、特に船首部１１において喫水線Ｃよりも盛り上がり、滑らかに下降して喫水線Ｃに近づくような状態となる。
なお、これらの図では船舶１０の一方の側面だけを示しているが、船舶１０の他方の側面も同様の構成となっている。
【００１７】
図３は、船舶１０の船首部１１付近を船底側から見た要部概念底面図である。同図に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を船底側から見た場合の平面形状は、船体の中心線Ｈから遠い外側辺３０Ｌが直線形状となるように形成されている。そして、船舶１０の両側面に設けられている外側辺３０Ｌの間の幅Ｘは、同図右側の船首側に向かって狭くなっている。波浪中抵抗増加低減ステップ３０の平面形状をこのように構成することにより、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の反射波抵抗を小さくすることができる。
また、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を船舶１０の側面側から見たとき（図１参照）、外側辺３０Ｌと水平面Ｂとによって形成される角度は略０度に維持されており、外側辺３０Ｌが略水平となるように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０が形成されている。
また、波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、その先端が平面視した状態、あるいは図１のように側面視した状態で尖った形状をしており、波浪の波浪中抵抗増加低減ステップ３０への衝撃を緩和させた構造を採っている。
【００１８】
図４は図１における要部概念Ｅ−Ｅ矢視断面図である。同図に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の下面３１は、その角度αが水平面Ｂより上方向となるように設定されている。そして、波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、その下面３１の水平面に対する角度αが船体の後方に向かって略一定に維持されるように形成されている。ここで、角度αが略一定であるとは、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の外側辺３０Lおよび／または下面３１の角度の変化が±５度以内であることをいう。
【００１９】
図５は、本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造による波浪中抵抗増加低減率に対する速度の影響を示すグラフである。
実験は、本出願人の水槽（長さ１５０ｍ）で実施した。
模型船は、船長３．５ｍとし、実船として船長１９０ｍ程度を想定した。波状態は、実船換算波高３ｍ、波長を船長で除して得られる波長船長比０．３を想定し向波とした。
試験速度は、実施例１及び比較例１では０．８６ｍ／秒（１２ノット）としたのに対して、実施例２及び比較例２では１．１ｍ／秒（１５．５ノット）とし、実施例３及び比較例３では１．３ｍ／秒（１９ノット）とした。図５において、比較例１〜３は波浪中抵抗増加低減ステップ３０を取り付けていないものであり、実施例１〜３は波浪中抵抗増加低減ステップ３０を取り付けたものである。
なお、下記の式（１）で表されるフルード数Ｆｎは、実施例１及び比較例１が０．１５１、実施例２及び比較例２が０．１９５、実施例３及び比較例３が０．２３９である。
Ｆｎ＝Ｖ／（Ｌ×ｇ）１／２ ……（１）
（Ｖ：速度、Ｌ：船長、ｇ：重力加速度）
また、波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、実船スケールとして幅Ｗ１が５ｍ、高さが１．５ｍのものを想定し、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の下面３１の角度αを３２°とした縮尺モデルを用いた。また、実船換算の波高ＨＷは３．０ｍに設定した。
【００２０】
図５における縦軸は波高を使って無次元化した抵抗増加係数（ＫＡＷ）であり、実施例１〜３と比較例１〜３の比較により、波浪中抵抗増加低減ステップを備えることにより、波高３ｍ相当、向波の条件下においては、計画速力１２ノット、１５．５ノット及び１９ノットの実施例１〜３は、この順に波浪中抵抗が１．０％、１４．４％及び１８．６％減少する見込みであることが明らかとなった。
【００２１】
図６は、本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造による波浪中抵抗増加低減率に対する波の方向の影響を示すグラフである。同図には、図５に示した実施例２及び比較例２の結果に加えて、実施例２及び比較例２の向波を進行方向に対する角度２０度の波に変更した実施例４及び比較例４の結果、並びに実施例２及び比較例２の向波を進行方向に対する角度８０度の波に変更した実施例５及び比較例５の結果を示している。ここで、進行方向に対する角度は、船舶１０が静止している状態において、船舶１０の進行方向（船首の向いている方向）と波の進行方向とがなす角により特定されるものをいう。
実施例２、４、５と比較例２、４、５の比較により、波高３ｍ相当、計画速力１５．５ノットの条件下においては、波浪中抵抗増加低減ステップを備えることにより、向波（実施例２）では波浪中抵抗が１４．４％減少し、角度２０度の波（実施例４）では波浪中抵抗が１０．６％減少し、角度８０度の波（実施例５）では波浪中抵抗が８．５％減少する見込みであることが明らかとなった。すなわち、波浪中抵抗増加低減ステップは斜め方向からの波や略横方向からの波に対しても、波浪中抵抗を低減させる効果があることが分かった。
【００２２】
図７は、横方向の波の影響を模式的に示す船体構造の要部概念側面図である。同図（ａ）に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を備えていない船体構造は、船首部１１のフレア２１のかなり上の位置まで波が到達することとなる。これにより、波の影響を受けて波浪中抵抗が増加する。これに対して、同図（ｂ）に示すように、本実施形態の船体構造のようにフレア２１の下方に波浪中抵抗増加低減ステップ３０を備えている船体構造は、波浪中抵抗増加低減ステップ３０により船体表面の波を剥がすことができる。したがって、船首部１１の波浪中抵抗増加低減ステップ３０上部のフレア２１にまで波が到達することを防ぐことができる。この結果として、向波のみならず、斜め方向からの波（斜波）及び横方向からの波（横波）の影響を抑えて、波浪中抵抗増加低減率を低減させることができる。
【００２３】
第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造によれば、フレア２１に向かっていく波が波浪中抵抗増加低減ステップ３０によって跳ね返されるため、船体表面から波が剥離される。これにより、フレア２１への波の衝突を少なくすることができ、波浪中抵抗増加を低減できる。また、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けることで、平水中抵抗が増加することがない。
【００２４】
また、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の下面３１の角度を水平面より上方向に設定しているので、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の下面３１への波の衝突による衝撃を緩和することができ、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の損傷を抑制することが可能である。なお、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の損傷を抑制するためには、下面３１と水平面とにより形成される角度を３０°以上とすることが好ましい。
【００２５】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造について説明する。本実施形態の船体構造は、前記波浪中抵抗増加低減ステップをフレアに支持する支持構造体をさらに備えている点において、上述した第１の実施形態の船体構造と異なっている。なお、第１の実施形態において説明した部材と同一の部材には同一の符号を付し、本実施形態では説明を省略する。
図８は、本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップ及び支持構造体を備えた船体構造を示す要部概念側面図である。図９は図８の要部概念Ｆ−Ｆ矢視断面図である。なお、これらの図では船舶１０の一方の側面だけを示しているが、船舶１０の他方の側面も同様の構成となっている。
これらの図に示すように、本実施形態の船舶１０は、船首部１１の波浪中抵抗増加低減ステップ３０を支持する支持構造体６０を備えている。支持構造体６０は、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を前記波浪中抵抗増加低減ステップのフレア２１に支持するものである。このため、波を跳ね返す際の負荷を分散して、波浪中抵抗増加低減ステップ３０が損傷することを抑制できる。
支持構造体６０を設けることにより、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の強度を向上させると共に、波浪中における抵抗増加を減少させることができる。特に、横方向からの波を船体表面から剥がすこと、すなわち斜波や横波が抵抗増加低減ステップ３０を越えても、支持構造体６０により波返しを良くすることができるから、波浪中における抵抗増加を減少させることができる。
【００２６】
また、支持構造体６０の下面６２は、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の上面３２と接しており、かつ、その外表面６１が略鉛直方向となるように、すなわちその角度が略鉛直に設定されている。支持構造体６０を正面から見ると、図９に示すように、支持構造体６０の外表面６１が、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の外側辺３０Ｌとフレア２１とを接続するようにして構成されている。このように外表面６１を構成することにより、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を超えた波Ｗを、外表面６１により効果的に跳ね返すことができる。
なお、同図中に二点鎖線で示したように、支持構造体６０は、鉛直から外表面６１が下方に向かう角度、すなわち、外表面６１の下部よりも上部が外側にせり出した構成としてもよい。
【００２７】
図１０は、本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップ及び支持構造体の他の構成を示す要部断面図である。なお、図１０の断面は図８においてＦ―Ｆにより示した部分に相当する部分を示している。同図に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を支持する支持構造体６０の外表面６１は、鉛直方向に略平行な部分である外表面６１Ｖと、上部よりも下部が外側にせり出した外表面６１Ｓとから構成することもできる。このように、鉛直方向に対する角度の異なる２つの平面により構成している。このため、外表面６１Ｖによってフレア２１から波を剥がしてフレア２１に対する影響を抑えることができる。また、外表面６１Ｖのみでは、外側辺３０Ｌとフレア２１とを接続する距離が大きくなることから、支持構造体６０により接続することが困難な場合でも、両者を接続することができる。
【００２８】
図１１は、支持構造体６０の外表面６１の波浪を剥がす剥離形状の一例を示す要部概念正面図である。同図に示すように支持構造体６０の外表面６１を、略水平方向に延びる窪み形状又は突出形状が複数並んだものとして形成すれば、外表面６１において波を砕いて、船体表面から剥離させることができる。図１２は、図１１の外表面６１の剥離形状の断面の例であり、（ａ）は窪み形状が形成されたものの断面図を示し、（ｂ）は突出形状が形成されたものの断面図を示している。
図１３は、図１１とは異なる外表面６１の剥離形状の表面図である。同図に示すように、外表面６１は、複数の窪みまたは突出部が形成されたものとして構成することができる。なお、外表面６１の形状は、図１１〜図１３に示したものを組み合わせて構成することもできる。
【００２９】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造について説明する。
図１４は本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を示す要部概念側面図であり、図１５は図１４の要部概念Ｇ−Ｇ矢視断面図である。図１６は図１４よりも位置的に後方（船体中央寄り）に波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を示す要部概念断面図である。なお、第１または第２の実施形態において説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、説明を省略する。また、図では船舶１０の一方の側面だけを示しているが、船舶１０の他方の側面も同様の構成となっている。
【００３０】
本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造は、船舶１０の船体側部に波を跳ね返す波浪中抵抗増加低減ステップ７０を備えている。波浪中抵抗増加低減ステップ７０は、フレア２１の高さ以下で静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けられており、波浪中における船体側部の抵抗増加を低減している。
本実施形態では、図１５に示すように、フレア２１の下方で静的水位上昇位置Ａ（図１４参照）よりも上方に波浪中抵抗増加低減ステップ７０が設けられている。これにより、波浪中における船体側部の抵抗増加を低減することができる。なお、図１５では、波浪中抵抗増加低減ステップ７０の上方にフレア２１が形成されている構成を示したが、図１６に示したように、船首部１１にフレア２１が形成されており、船側中央部にはフレア２１が形成されていない構成としてもよい。
波浪中抵抗増加低減ステップ７０の下面７１は、水平面Ｂより下方向に角度βが設定されている。すなわち、波浪中抵抗増加低減ステップ７０の船舶１０への取り付け部分付近をその面内に含む水平面Ｂよりも、下面７１が下方に位置するようになっている。この場合、波を押し返す時に波浪中抵抗増加低減ステップ７０に加わる力が大きくなるが、支持構造体６０により、波浪中抵抗増加低減ステップ７０の強度を十分なものとすることができる。
また、波浪中抵抗増加低減ステップ７０の下面７１と側面７２とのなす角度γを鈍角にすることができる。これにより、波を剥がし、またフレア２１まで横波の跳ね返りが至ることを防止できる。
また、船体側部の波浪中抵抗増加低減ステップ７０は、船舶１０の後方に向かって高くしている。なお、波浪中抵抗増加低減ステップ７０を船舶１０の船体側部に設ける場合、水位上昇位置Ａの最大高さ位置よりも後方に設けることが好ましい。
また、波浪中抵抗増加低減ステップ７０は、船舶１０の船体側部ではなく、船首部１１に設けることとしてもよい。
本発明は、図１６に二点鎖線で示したように船首部１１にフレア２１が形成されており、船側中央部にはフレア２１が形成されていないが、側面視した状態においてフレア２１の高さ（フレアライン、図１６に「Ｆ．Ｌ．」と示す。）以下で静的水位上昇位置Ａ（図１４参照）よりも上方に波浪中抵抗増加低減ステップ７０が設けられている構成として実施することもできる。
【００３１】
第３の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造によれば、波浪中抵抗増加低減ステップ７０によって波の高さを低く抑えることで波浪中抵抗増加を低減できる。また、波浪中抵抗増加低減ステップ７０を静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けることで、平水中抵抗が増加することがない。
また、波浪中抵抗増加低減ステップ７０を、静的水位上昇位置Ａの最大高さ位置よりも後方に設けているので、波浪中抵抗増加低減ステップ７０が水中に没することが少ないために平水中抵抗を増加させず、また波を跳ね返すことで波浪中における抵抗を低減することができる。
【００３２】
また、波浪中抵抗増加低減ステップ７０の下面７１の角度を水平面より下方向に設定しているので、波の跳ね返し効果を大きくでき、波浪中抵抗増加の低減効果を高めることができる。
また、波浪中抵抗増加低減ステップ７０を船舶１０の後方に向かって高くしているので、図１４に示すように波浪中抵抗増加低減ステップ７０の下面７１に作用する波の力によって進行方向に抗力を生じ、この抗力を太矢印で示すように推力に利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、コンテナ船をはじめ、油タンカー、ＬＮＧ船、又はＬＰＧ船などの船舶に広く適用できるものである。また、波浪中抵抗増加低減ステップを船舶の建造時に設けることも、既存の船舶に後付で設けることも可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 船舶（船体）
１１ 船首部
２１ フレア
３０ 波浪中抵抗増加低減ステップ
３０Ｌ 外側辺
３１ 下面
３２ 上面
６０ 支持構造体
６１ 外表面
６２ 下面
７０ 波浪中抵抗増加低減ステップ
７１ 下面
Ａ 静的水位上昇位置
Ｂ 水平面
Ｃ 喫水線
Ｈ 船体の中心線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平水中抵抗を増加させることなく波浪中抵抗増加を低減させる波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、波浪中抵抗低減、波浪による揺れ低減、又は波浪衝撃の緩和などを目的として船体に構造物を取り付けることが提案されている。
例えば、特許文献１では、強烈な波浪衝撃を緩和する目的で船首部から後方に向かって下方に傾斜した条溝を設けることが開示されている。この条溝は、喫水線よりも上の船首部外面に平行に複数設けることで、強烈な波浪衝撃による船首外板の凹損を防止している。
また、特許文献２では、船首に当たる波浪の砕波による船体抵抗の増加を減少する目的で水平な防波フェンダーを設けることが開示されている。短波長不規則波は、波高に随って適宜段階の防波フェンダーにより騰勢を消去され、各防波フェンダーの下面に沿って両船側に流れ、エネルギー損となる砕波を生じさせないものである。
【０００３】
また、特許文献３では、船首部の波浪衝撃緩和を図る目的で、フレア角が３０度以上の外板部に突起体を設けることが開示されている。特許文献３は、その前提条件としてフレア角が３０度以上の外板部を形成することで甲板面積を広くとる船舶に関するものであり、このフレア角が３０度以上の外板部では損傷率が飛躍的に大きくなるために、外板部への波浪による衝撃を緩和するために突起体を設けている。
【０００４】
また、特許文献４及び５では、スプレー波の発生を防止する目的で船首部に水平なスプレー防止フィンを設けることが開示されている。スプレー波は、砕波を起こすとき船体に対する砕波抵抗を増加させるとともに砕波雑音の発生や視界を悪くすることもあることから、スプレー波が発生した後ではなく、スプレー防止フィンによってスプレー波の発生を未然に防止している。従って、スプレー波の発生自体を防止するために、スプレー防止フィンは喫水面すれすれに設け、船首先端から船体の両側面にわたって設けている。
また、特許文献６では、波浪による船舶の縦揺れを低減する目的で船首端から左右両舷側部に沿いながら後方へゆくにしたがい低下するように傾斜した帯状突起を設けることが開示されている。この帯状突起は、満載喫水線よりも上方の船体外板面に、海水との相互作用で造波減衰力の増大をもたらすように設けられ、波浪中を航行する際の船体のピッチングやヒービングなどの船体運動を抑制するものである。
【０００５】
また、特許文献７では、施工性に優れた流動抵抗低減鋼板を提供する目的で、その表面に微細な凹凸を形成することが開示されている。この流動抵抗低減鋼板は、表面に凹凸をもたせた母材を用いても塗装膜を施す工程で凹凸が埋められてしまうことや、塗装処理後に塗装表面に凹凸処理を施そうとしても処理面積が大きく形状が複雑であることなどの問題を解消するために、施工性の向上、並びに製造及び維持コストの抑制を目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実願昭４８−７６８８０号（実開昭５０−２３８８０号）の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロフィルム（昭和５０年３月１８日特許庁発行）公報
【特許文献２】実願昭５８−１５７９６号（実開昭５９−１２１２９３号）の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロフィルム（昭和５９年８月１５日特許庁発行）公報
【特許文献３】実願昭５９−７８０５４号（実開昭６０−１８９４８６号）の願書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロフィルム（昭和６０年１２月１６日特許庁発行）公報
【特許文献４】特開平６−１２２３９０号公報
【特許文献５】特開平６−３２１１７２号公報
【特許文献６】特開２００４−１３６７８０号公報
【特許文献７】特開２００４−１３７５７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
船首部にフレアを備えた船舶では、フレアへの波の影響により波浪中抵抗が増加してしまうが、フレアによる波浪中抵抗増加を低減させることは今まで着目されていない。なお、特許文献３は、波浪衝撃緩和のためフレア部そのものに突起体を設けるものである。
また、船舶の航行時には船首部において静的水位が上昇するため、この航行時の静的水位上昇位置より下方に位置する構造物は流体抵抗を受けて平水中抵抗を増加させてしまう。
しかし、特許文献１から７に開示された構造は、いずれもフレアによる波浪中抵抗増加を低減させるものではなく、また静的水位上昇位置に着目したものでもない。
【０００８】
そこで本発明は、平水中抵抗を増加させることなく波浪中抵抗増加を低減させる波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の本発明の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造は、船体の船首部に設けたフレアと、前記フレアのフレア角が前記船体後方に向かって増大する前記船首部に設けた波を跳ね返す波浪中抵抗増加低減ステップとを備え、前記波浪中抵抗増加低減ステップを、前記フレアの下方で前記船首部における静的水位上昇位置よりも上方に設けて、波浪中における抵抗増加を低減したことを特徴とする。
波浪中抵抗増加低減ステップにより、フレアに向かっていく波が跳ね返されるため、フレアへの波の衝突を少なくすることができ、波浪中抵抗増加を低減できる。また、波浪中抵抗増加低減ステップを静的水位上昇位置よりも上方に設けることで、平水中抵抗が増加することがない。なお、波浪中抵抗増加低減ステップを「フレアの下方」に設けるとは、波を跳ね返す機能を果たす波浪中抵抗増加低減ステップの部分を、フレアの下方に臨ませることをいう。このため、フレアに波浪中抵抗増加低減ステップの波を跳ね返す機能を果たす部分以外の例えば支持構造体との接合部等が設けられていても良い。
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記船首部と前記波浪中抵抗増加低減ステップの平面形状は、前記船首部の幅に加えた前記波浪中抵抗増加低減ステップの幅が船首側に向かって狭くなっており、かつ前記船体の中心から遠い外側辺が直線形状であることを特徴とする。
この構成によれば、波浪中抵抗増加を低減できると共に、波浪中抵抗増加低減ステップの外側辺を船体の外形に沿って形成した場合よりも、外側辺の長さを短くすることができるから、外側辺（外側面）と波との接触による抵抗増加を抑制することができる。なお、波浪中抵抗増加低減ステップの「平面形状」とは、船体の船底側から波浪中抵抗増加低減ステップを見た形状、すなわち、使用状態において波浪中抵抗増加低減ステップを水平面に投射して得られる形状をいう。また、外側辺が「直線形状」であるとは、船体外板の外面形状に沿って形成された場合よりも外側辺の長さが短くなるように形成された形状をいい、外側辺の船首側端と船尾側端を直線で結んだ形状のみならず、両者を略直線で結んだ形状も含まれる。
請求項３に記載の本発明は、請求項１あるいは請求項２に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記波浪中抵抗増加低減ステップの側面視したステップ角度を前記船体の後方に向かって略一定に維持したことを特徴とする。
この構成によれば、波浪中抵抗増加低減ステップに波が衝突する角度を波浪中抵抗増加低減ステップの全体において略同一にすることができる。なお、ここで「波浪中抵抗増加低減ステップの側面視したステップ角度」とは、波浪中抵抗増加低減ステップを船の側面側から見たときに、波浪中抵抗増加低減ステップの外側辺と水平面とによって形成される角度をいう。また「側面視したステップ角度を前記船体の後方に向かって略一定」とは、側面視したステップ角度が±５度以内であることをいう。
請求項４に記載の本発明は、請求項１から請求項３のうちの１項に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より上方向に設定するとともに、前記波浪中抵抗増加低減ステップを前記フレアに支持する支持構造体をさらに備えたことを特徴とする。
この構成によれば、波浪中抵抗増加低減ステップの下面への波の衝突による衝撃を緩和することができ、また、支持構造体により波浪中抵抗増加低減ステップを支持することができるから、波浪中抵抗増加低減ステップの損傷を抑制することが可能となる。
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記支持構造体は、その下面が前記波浪中抵抗増加低減ステップの上面に接しており、かつ、その外表面の角度が略鉛直あるいは鉛直から前記外表面が下方に向かう角度に設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、前記波浪中抵抗増加低減ステップの上面にまで波が達した場合も、支持構造体の外表面により速やかに水を落とすことができる。
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記支持構造体の外表面を、波浪を剥がす剥離形状に形成したことを特徴とする。
この構成によれば、前記支持構造体の外表面から波浪を剥がすことができる。なお、ここで「波浪を剥がす」とは、波の影響を打ち消すことができるよう、波の付着を抑制したり、あるいは砕いて消すことをいう。
【００１０】
請求項７に記載の本発明の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造は、船体の船首部に設けたフレアと、前記船体の側面部に設けた波を返す波浪中抵抗増加低減ステップとを備え、前記波浪中抵抗増加低減ステップを、前記フレアの高さ以下で静的水位上昇位置よりも上方に設けるとともに前記波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より下方向に設定したことを特徴とする。
ここで、「フレアの高さ」とは、フレアの最も低い部分の水平面からの高さのことをいう。そして、「波浪中抵抗増加低減ステップを、前記フレアの高さ以下」に設けるとは、船体を側面から見た状態において、波を跳ね返す機能を果たす波浪中抵抗増加低減ステップの部分がフレアの最も低い部分の高さ以下に設けられていることをいう。
波浪中抵抗増加低減ステップにより、フレアに向かっていく波が跳ね返されるため、フレアへの波の衝突を少なくすることができ、波浪中抵抗増加を低減できる。また、波浪中抵抗増加低減ステップを静的水位上昇位置よりも上方に設けることで、平水中抵抗が増加することがない。さらに、波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より下方向に設定することにより、特に斜め方向または横方向からの波による抵抗増加を効果的に緩和することができる。
請求項８に記載の本発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記波浪中抵抗増加低減ステップを、前記船体の後方に向かって高くしたことを特徴とする。
この構成により、波浪中抵抗増加低減ステップの下面に作用する波の力によって進行方向に抗力を生じ、この抗力を推力に利用することができる。
請求項９に記載の本発明は、請求項６または請求項８に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記波浪中抵抗増加低減ステップの外表面を、波浪を剥がす剥離形状に形成したことを特徴とする。
この構成によれば、波浪中抵抗増加低減ステップの外表面から波浪を剥がすことができる。
請求項１０に記載の本発明は、請求項６または請求項８に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造において、前記剥離形状は、窪み形状および／または突出形状であることを特徴とする。
この構成によれば、窪み形状および／または突出形状が、前記支持構造体および／または波浪中抵抗増加低減ステップの外表面から波浪を効果的に剥がすことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造によれば、フレアの下方の船首部に波浪中抵抗増加低減ステップを設けているため、フレアに向かっていく波が波浪中抵抗増加低減ステップによって跳ね返されて船体表面から剥がされるため、フレアへの波の影響を少なくすることができ、波浪中抵抗増加を低減できる。また、波浪中抵抗増加低減ステップを静的水位上昇位置よりも上方に設けることで、平水中抵抗が増加することがない。
また、船首部と波浪中抵抗増加低減ステップの平面形状を、船首部の幅に加えた波浪中抵抗増加低減ステップの幅が船首側に向かって狭くなっており、かつ船体の中心から遠い外側辺が直線形状である構成とすれば、外側辺（外側面）と波との接触による抵抗増加を抑制することができる。
また、波浪中抵抗増加低減ステップの側面視したステップ角度を前記船体の後方に向かって略一定に維持した構成とすれば、波を跳ね返す際に波浪中抵抗増加低減ステップにかかる負荷を均一なものとすることができる。
また、波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より上方向に設定し、支持構造体をさらに備えた構成とすれば、波浪中抵抗増加低減ステップの下面への波の衝突による衝撃を緩和し、支持構造体の支持によって波浪中抵抗増加低減ステップへの負荷集中を分散し損傷を抑制することができる。
また、支持構造体が、その下面が波浪中抵抗増加低減ステップの上面に接しており、かつ、その外表面の角度が略鉛直あるいは鉛直から外表面が下方に向かう角度に設定された構成とすれば、船体が斜め方向や横方向からの波を受けて、波浪中抵抗増加低減ステップの上面にまで波が達した場合も、支持構造体の外表面を介して速やかに水を落とすことができる。また、斜め方向や横方向からの波の影響を速やかに抑制することができる。
また、前記支持構造体の外表面を、波浪を剥がす剥離形状に形成した構成とすれば、外表面において波の付着を抑制したり、あるいは砕いて消し、船体に対する波の影響を打ち消すことができる。
また、船体の船首部に設けたフレアと、船体の側面部に設けた波を返す波浪中抵抗増加低減ステップとを備え、波浪中抵抗増加低減ステップを、フレアの高さ以下で静的水位上昇位置よりも上方に設けるとともに波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より下方向に設定した構成とすれば、船体の側面部において、波浪中抵抗増加低減ステップにより波を返すことができるから、特に斜め方向または横方向からの波による抵抗増加を効果的に緩和することができる。
また、前記波浪中抵抗増加低減ステップを、船体の後方に向かって高くした構成とすれば、波浪中抵抗増加低減ステップの下面に作用する波の力によって進行方向に抗力を生じ、この抗力を推力に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を示す要部概念側面図
【図２】本発明の第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造のフレア及びフレア角を説明する要部概念正面図
【図３】本発明の第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップの平面形状を説明するための、船体の船首部付近を船底側から見た要部概念底面図
【図４】図１の要部概念Ｅ−Ｅ矢視断面図
【図５】本発明の第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造による波浪中抵抗増加低減率に対する速度の影響を示すグラフ
【図６】本発明の第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造による波浪中抵抗増加低減率に対する波の方向の影響を示すグラフ
【図７】横方向の波の影響を模式的に示す船体構造の要部概念側面図であり、（ａ）波浪中抵抗増加低減ステップを備えていない船体構造に対する波の影響を示す要部概念側面図、（ｂ）第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップにより船体表面の波を剥がすことによる波の影響の低減を示す要部概念側面図
【図８】本発明の第２の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップ及び支持構造体を備えた船体構造を示す要部概念側面図
【図９】図８の要部概念Ｆ−Ｆ矢視断面図
【図１０】本発明の第２の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップ及び支持構造体の他の構成を示す要部断面図
【図１１】本発明の第２の実施形態による支持構造体の外表面の波浪を剥がす剥離形状の一例を示す要部概念正面図
【図１２】図１１の外表面６１の剥離形状の断面の例であり、（ａ）は窪み形状が形成されたものの断面図、（ｂ）は突出形状が形成されたものの断面図
【図１３】図１１とは異なる外表面６１の剥離形状の表面図
【図１４】本発明の第３の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を示す要部概念側面図
【図１５】図１４の要部概念Ｇ−Ｇ矢視断面図
【図１６】図１４よりも位置的に後方（船体中央寄り）に波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を示す要部概念断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造について説明する。
図１は本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を示す要部概念側面図である。
本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造は、船舶（船体）１０の船首部１１に設けたフレア２１と、フレア２１のフレア角が船体後方に向かって増大する船首部１１に設けた波を跳ね返す波浪中抵抗増加低減ステップ３０とを備えている。波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、フレア２１の下方で船首部１１における静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けて、波浪中におけるフレア２１による抵抗増加を低減している。
【００１４】
図２は、本実施形態の船体構造のフレア及びフレア角を説明する要部概念正面図である。図１に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、フレア角が船体後方に向かって増大する船首部１１に設けられている。また、波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、船首部１１において、前部垂線（Ｆ.Ｐ.，Fore Perpendicular）よりも前から設けられている。このため、図２に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の上面３２と船首部１１とが接する部分において、船体正面から見たときに船体外表面の接線と鉛直線Ｖとにより形成されるフレア角θは、船体後方に向かって増大する。より具体的には、波浪中抵抗増加低減ステップ３０前端のフレア角θ１よりも後端のフレア角θ２のほうが大きくなる位置に、上面３２が形成されている。なお、波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、船首部１１から船側部にまで延びる形状に形成することとしても良い。
【００１５】
本実施形態の船体構造においては、船首部１１において、前部垂線よりも前から波浪中抵抗増加低減ステップ３０が設けられているため、その前端のフレア角θ１は通常３０度よりも小さいものとなる。
本実施形態において、フレア２１とは、船体外表面の上部のフレア角θが０度よりも大きく、かつ下部のフレア角θよりも大きくなる部分をいう。波浪中抵抗増加低減ステップ３０の上方はフレア２１であるから、図２に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０前端のフレア角θ１よりもその上方のフレア角θ３のほうが大きく、波浪中抵抗増加低減ステップ３０後端のフレア角θ２よりもその上方のフレア角θ４のほうが大きくなっている。
なお、図２には船首部１１にフレア２１が設けられている構成を示したが、フレア２１は、船首部１１から船尾部までの全てにおいて設けられている必要はない。例えば、船首部１１付近にフレア２１が設けられており、それ以降が直立している船体形状、すなわち波浪中抵抗増加低減ステップ３０を設けた船体外表面の一部が直立したものとして構成してもよい。
【００１６】
静的水位上昇位置とは、平水中（波の無い状態）での船舶１０の走行時に生じる水面の盛り上がり位置のことである。また、船舶１０には設計時に代表的な船舶速度として航海速力が設定されており、静的水位上昇位置は船舶１０毎に設定されている航海速力での速度によって生じるものとしている。
図１、図２に示すように、静的水位上昇位置Ａは、特に船首部１１において喫水線Ｃよりも盛り上がり、滑らかに下降して喫水線Ｃに近づくような状態となる。
なお、これらの図では船舶１０の一方の側面だけを示しているが、船舶１０の他方の側面も同様の構成となっている。
【００１７】
図３は、船舶１０の船首部１１付近を船底側から見た要部概念底面図である。同図に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を船底側から見た場合の平面形状は、船体の中心線Ｈから遠い外側辺３０Ｌが直線形状となるように形成されている。そして、船舶１０の両側面に設けられている外側辺３０Ｌの間の幅Ｘは、同図右側の船首側に向かって狭くなっている。波浪中抵抗増加低減ステップ３０の平面形状をこのように構成することにより、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の反射波抵抗を小さくすることができる。
また、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を船舶１０の側面側から見たとき（図１参照）、外側辺３０Ｌと水平面Ｂとによって形成される角度は略０度に維持されており、外側辺３０Ｌが略水平となるように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０が形成されている。
また、波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、その先端が平面視した状態、あるいは図１のように側面視した状態で尖った形状をしており、波浪の波浪中抵抗増加低減ステップ３０への衝撃を緩和させた構造を採っている。
【００１８】
図４は図１における要部概念Ｅ−Ｅ矢視断面図である。同図に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の下面３１は、その角度αが水平面Ｂより上方向となるように設定されている。そして、波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、その下面３１の水平面に対する角度αが船体の後方に向かって略一定に維持されるように形成されている。ここで、角度αが略一定であるとは、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の外側辺３０Lおよび／または下面３１の角度の変化が±５度以内であることをいう。
【００１９】
図５は、本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造による波浪中抵抗増加低減率に対する速度の影響を示すグラフである。
実験は、本出願人の水槽（長さ１５０ｍ）で実施した。
模型船は、船長３．５ｍとし、実船として船長１９０ｍ程度を想定した。波状態は、実船換算波高３ｍ、波長を船長で除して得られる波長船長比０．３を想定し向波とした。
試験速度は、実施例１及び比較例１では０．８６ｍ／秒（１２ノット）としたのに対して、実施例２及び比較例２では１．１ｍ／秒（１５．５ノット）とし、実施例３及び比較例３では１．３ｍ／秒（１９ノット）とした。図５において、比較例１〜３は波浪中抵抗増加低減ステップ３０を取り付けていないものであり、実施例１〜３は波浪中抵抗増加低減ステップ３０を取り付けたものである。
なお、下記の式（１）で表されるフルード数Ｆｎは、実施例１及び比較例１が０．１５１、実施例２及び比較例２が０．１９５、実施例３及び比較例３が０．２３９である。
Ｆｎ＝Ｖ／（Ｌ×ｇ）１／２ ……（１）
（Ｖ：速度、Ｌ：船長、ｇ：重力加速度）
また、波浪中抵抗増加低減ステップ３０は、実船スケールとして幅Ｗ１が５ｍ、高さが１．５ｍのものを想定し、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の下面３１の角度αを３２°とした縮尺モデルを用いた。また、実船換算の波高ＨＷは３．０ｍに設定した。
【００２０】
図５における縦軸は波高を使って無次元化した抵抗増加係数（ＫＡＷ）であり、実施例１〜３と比較例１〜３の比較により、波浪中抵抗増加低減ステップを備えることにより、波高３ｍ相当、向波の条件下においては、計画速力１２ノット、１５．５ノット及び１９ノットの実施例１〜３は、この順に波浪中抵抗が１．０％、１４．４％及び１８．６％減少する見込みであることが明らかとなった。
【００２１】
図６は、本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造による波浪中抵抗増加低減率に対する波の方向の影響を示すグラフである。同図には、図５に示した実施例２及び比較例２の結果に加えて、実施例２及び比較例２の向波を進行方向に対する角度２０度の波に変更した実施例４及び比較例４の結果、並びに実施例２及び比較例２の向波を進行方向に対する角度８０度の波に変更した実施例５及び比較例５の結果を示している。ここで、進行方向に対する角度は、船舶１０が静止している状態において、船舶１０の進行方向（船首の向いている方向）と波の進行方向とがなす角により特定されるものをいう。
実施例２、４、５と比較例２、４、５の比較により、波高３ｍ相当、計画速力１５．５ノットの条件下においては、波浪中抵抗増加低減ステップを備えることにより、向波（実施例２）では波浪中抵抗が１４．４％減少し、角度２０度の波（実施例４）では波浪中抵抗が１０．６％減少し、角度８０度の波（実施例５）では波浪中抵抗が８．５％減少する見込みであることが明らかとなった。すなわち、波浪中抵抗増加低減ステップは斜め方向からの波や略横方向からの波に対しても、波浪中抵抗を低減させる効果があることが分かった。
【００２２】
図７は、横方向の波の影響を模式的に示す船体構造の要部概念側面図である。同図（ａ）に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を備えていない船体構造は、船首部１１のフレア２１のかなり上の位置まで波が到達することとなる。これにより、波の影響を受けて波浪中抵抗が増加する。これに対して、同図（ｂ）に示すように、本実施形態の船体構造のようにフレア２１の下方に波浪中抵抗増加低減ステップ３０を備えている船体構造は、波浪中抵抗増加低減ステップ３０により船体表面の波を剥がすことができる。したがって、船首部１１の波浪中抵抗増加低減ステップ３０上部のフレア２１にまで波が到達することを防ぐことができる。この結果として、向波のみならず、斜め方向からの波（斜波）及び横方向からの波（横波）の影響を抑えて、波浪中抵抗増加低減率を低減させることができる。
【００２３】
第１の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造によれば、フレア２１に向かっていく波が波浪中抵抗増加低減ステップ３０によって跳ね返されるため、船体表面から波が剥離される。これにより、フレア２１への波の衝突を少なくすることができ、波浪中抵抗増加を低減できる。また、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けることで、平水中抵抗が増加することがない。
【００２４】
また、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の下面３１の角度を水平面より上方向に設定しているので、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の下面３１への波の衝突による衝撃を緩和することができ、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の損傷を抑制することが可能である。なお、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の損傷を抑制するためには、下面３１と水平面とにより形成される角度を３０°以上とすることが好ましい。
【００２５】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造について説明する。本実施形態の船体構造は、前記波浪中抵抗増加低減ステップをフレアに支持する支持構造体をさらに備えている点において、上述した第１の実施形態の船体構造と異なっている。なお、第１の実施形態において説明した部材と同一の部材には同一の符号を付し、本実施形態では説明を省略する。
図８は、本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップ及び支持構造体を備えた船体構造を示す要部概念側面図である。図９は図８の要部概念Ｆ−Ｆ矢視断面図である。なお、これらの図では船舶１０の一方の側面だけを示しているが、船舶１０の他方の側面も同様の構成となっている。
これらの図に示すように、本実施形態の船舶１０は、船首部１１の波浪中抵抗増加低減ステップ３０を支持する支持構造体６０を備えている。支持構造体６０は、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を前記波浪中抵抗増加低減ステップのフレア２１に支持するものである。このため、波を跳ね返す際の負荷を分散して、波浪中抵抗増加低減ステップ３０が損傷することを抑制できる。
支持構造体６０を設けることにより、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の強度を向上させると共に、波浪中における抵抗増加を減少させることができる。特に、横方向からの波を船体表面から剥がすこと、すなわち斜波や横波が抵抗増加低減ステップ３０を越えても、支持構造体６０により波返しを良くすることができるから、波浪中における抵抗増加を減少させることができる。
【００２６】
また、支持構造体６０の下面６２は、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の上面３２と接しており、かつ、その外表面６１が略鉛直方向となるように、すなわちその角度が略鉛直に設定されている。支持構造体６０を正面から見ると、図９に示すように、支持構造体６０の外表面６１が、波浪中抵抗増加低減ステップ３０の外側辺３０Ｌとフレア２１とを接続するようにして構成されている。このように外表面６１を構成することにより、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を超えた波Ｗを、外表面６１により効果的に跳ね返すことができる。
なお、同図中に二点鎖線で示したように、支持構造体６０は、鉛直から外表面６１が下方に向かう角度、すなわち、外表面６１の下部よりも上部が外側にせり出した構成としてもよい。
【００２７】
図１０は、本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップ及び支持構造体の他の構成を示す要部断面図である。なお、図１０の断面は図８においてＦ―Ｆにより示した部分に相当する部分を示している。同図に示すように、波浪中抵抗増加低減ステップ３０を支持する支持構造体６０の外表面６１は、鉛直方向に略平行な部分である外表面６１Ｖと、上部よりも下部が外側にせり出した外表面６１Ｓとから構成することもできる。このように、鉛直方向に対する角度の異なる２つの平面により構成している。このため、外表面６１Ｖによってフレア２１から波を剥がしてフレア２１に対する影響を抑えることができる。また、外表面６１Ｖのみでは、外側辺３０Ｌとフレア２１とを接続する距離が大きくなることから、支持構造体６０により接続することが困難な場合でも、両者を接続することができる。
【００２８】
図１１は、支持構造体６０の外表面６１の波浪を剥がす剥離形状の一例を示す要部概念正面図である。同図に示すように支持構造体６０の外表面６１を、略水平方向に延びる窪み形状又は突出形状が複数並んだものとして形成すれば、外表面６１において波を砕いて、船体表面から剥離させることができる。図１２は、図１１の外表面６１の剥離形状の断面の例であり、（ａ）は窪み形状が形成されたものの断面図を示し、（ｂ）は突出形状が形成されたものの断面図を示している。
図１３は、図１１とは異なる外表面６１の剥離形状の表面図である。同図に示すように、外表面６１は、複数の窪みまたは突出部が形成されたものとして構成することができる。なお、外表面６１の形状は、図１１〜図１３に示したものを組み合わせて構成することもできる。
【００２９】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造について説明する。
図１４は本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を示す要部概念側面図であり、図１５は図１４の要部概念Ｇ−Ｇ矢視断面図である。図１６は図１４よりも位置的に後方（船体中央寄り）に波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造を示す要部概念断面図である。なお、第１または第２の実施形態において説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、説明を省略する。また、図では船舶１０の一方の側面だけを示しているが、船舶１０の他方の側面も同様の構成となっている。
【００３０】
本実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造は、船舶１０の船体側部に波を跳ね返す波浪中抵抗増加低減ステップ７０を備えている。波浪中抵抗増加低減ステップ７０は、フレア２１の高さ以下で静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けられており、波浪中における船体側部の抵抗増加を低減している。
本実施形態では、図１５に示すように、フレア２１の下方で静的水位上昇位置Ａ（図１４参照）よりも上方に波浪中抵抗増加低減ステップ７０が設けられている。これにより、波浪中における船体側部の抵抗増加を低減することができる。なお、図１５では、波浪中抵抗増加低減ステップ７０の上方にフレア２１が形成されている構成を示したが、図１６に示したように、船首部１１にフレア２１が形成されており、船側中央部にはフレア２１が形成されていない構成としてもよい。
波浪中抵抗増加低減ステップ７０の下面７１は、水平面Ｂより下方向に角度βが設定されている。すなわち、波浪中抵抗増加低減ステップ７０の船舶１０への取り付け部分付近をその面内に含む水平面Ｂよりも、下面７１が下方に位置するようになっている。この場合、波を押し返す時に波浪中抵抗増加低減ステップ７０に加わる力が大きくなるが、支持構造体６０により、波浪中抵抗増加低減ステップ７０の強度を十分なものとすることができる。
また、波浪中抵抗増加低減ステップ７０の下面７１と側面７２とのなす角度γを鈍角にすることができる。これにより、波を剥がし、またフレア２１まで横波の跳ね返りが至ることを防止できる。
また、船体側部の波浪中抵抗増加低減ステップ７０は、船舶１０の後方に向かって高くしている。なお、波浪中抵抗増加低減ステップ７０を船舶１０の船体側部に設ける場合、水位上昇位置Ａの最大高さ位置よりも後方に設けることが好ましい。
また、波浪中抵抗増加低減ステップ７０は、船舶１０の船体側部ではなく、船首部１１に設けることとしてもよい。
本発明は、図１６に二点鎖線で示したように船首部１１にフレア２１が形成されており、船側中央部にはフレア２１が形成されていないが、側面視した状態においてフレア２１の高さ（フレアライン、図１６に「Ｆ．Ｌ．」と示す。）以下で静的水位上昇位置Ａ（図１４参照）よりも上方に波浪中抵抗増加低減ステップ７０が設けられている構成として実施することもできる。
【００３１】
第３の実施形態による波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造によれば、波浪中抵抗増加低減ステップ７０によって波の高さを低く抑えることで波浪中抵抗増加を低減できる。また、波浪中抵抗増加低減ステップ７０を静的水位上昇位置Ａよりも上方に設けることで、平水中抵抗が増加することがない。
また、波浪中抵抗増加低減ステップ７０を、静的水位上昇位置Ａの最大高さ位置よりも後方に設けているので、波浪中抵抗増加低減ステップ７０が水中に没することが少ないために平水中抵抗を増加させず、また波を跳ね返すことで波浪中における抵抗を低減することができる。
【００３２】
また、波浪中抵抗増加低減ステップ７０の下面７１の角度を水平面より下方向に設定しているので、波の跳ね返し効果を大きくでき、波浪中抵抗増加の低減効果を高めることができる。
また、波浪中抵抗増加低減ステップ７０を船舶１０の後方に向かって高くしているので、図１４に示すように波浪中抵抗増加低減ステップ７０の下面７１に作用する波の力によって進行方向に抗力を生じ、この抗力を太矢印で示すように推力に利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、コンテナ船をはじめ、油タンカー、ＬＮＧ船、又はＬＰＧ船などの船舶に広く適用できるものである。また、波浪中抵抗増加低減ステップを船舶の建造時に設けることも、既存の船舶に後付で設けることも可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０ 船舶（船体）
１１ 船首部
２１ フレア
３０ 波浪中抵抗増加低減ステップ
３０Ｌ 外側辺
３１ 下面
３２ 上面
６０ 支持構造体
６１ 外表面
６２ 下面
７０ 波浪中抵抗増加低減ステップ
７１ 下面
Ａ 静的水位上昇位置
Ｂ 水平面
Ｃ 喫水線
Ｈ 船体の中心線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の船首部に設けたフレアと、前記フレアのフレア角が前記船体後方に向かって増大する前記船首部に設けた波を跳ね返す波浪中抵抗増加低減ステップとを備え、前記波浪中抵抗増加低減ステップを、前記フレアの下方で前記船首部における静的水位上昇位置よりも上方に設けて、波浪中における抵抗増加を低減したことを特徴とする波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項２】
前記船首部と前記波浪中抵抗増加低減ステップの平面形状は、前記船首部の幅に加えた前記波浪中抵抗増加低減ステップの幅が船首側に向かって狭くなっており、かつ前記船体の中心から遠い外側辺が直線形状であることを特徴とする請求項１に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項３】
前記波浪中抵抗増加低減ステップの側面視したステップ角度を前記船体の後方に向かって略一定に維持したことを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項４】
前記波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より上方向に設定するとともに、前記波浪中抵抗増加低減ステップを前記フレアに支持する支持構造体をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの１項に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項５】
前記支持構造体は、その下面が前記波浪中抵抗増加低減ステップの上面に接しており、かつ、その外表面の角度が略鉛直あるいは鉛直から前記外表面が下方に向かう角度に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項６】
前記支持構造体の外表面を、波浪を剥がす剥離形状に形成したことを特徴とする請求項５に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項７】
船体の船首部に設けたフレアと、前記船体の側面部に設けた波を返す波浪中抵抗増加低減ステップとを備え、前記波浪中抵抗増加低減ステップを、前記フレアの高さ以下で静的水位上昇位置よりも上方に設けるとともに前記波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より下方向に設定したことを特徴とする波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項８】
前記波浪中抵抗増加低減ステップを、前記船体の後方に向かって高くしたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項９】
前記波浪中抵抗増加低減ステップの外表面を、波浪を剥がす剥離形状に形成したことを特徴とする請求項６または請求項８に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項１０】
前記剥離形状は、窪み形状および／または突出形状であることを特徴とする請求項６または請求項８に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項１】
船体の船首部に設けたフレアと、前記フレアのフレア角が前記船体後方に向かって増大する前記船首部に設けた波を跳ね返す波浪中抵抗増加低減ステップとを備え、前記波浪中抵抗増加低減ステップを、前記フレアの下方で前記船首部における静的水位上昇位置よりも上方に設けて、波浪中における抵抗増加を低減したことを特徴とする波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項２】
前記船首部と前記波浪中抵抗増加低減ステップの平面形状は、前記船首部の幅に加えた前記波浪中抵抗増加低減ステップの幅が船首側に向かって狭くなっており、かつ前記船体の中心から遠い外側辺が直線形状であることを特徴とする請求項１に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項３】
前記波浪中抵抗増加低減ステップの側面視したステップ角度を前記船体の後方に向かって略一定に維持したことを特徴とする請求項１あるいは請求項２に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項４】
前記波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より上方向に設定するとともに、前記波浪中抵抗増加低減ステップを前記フレアに支持する支持構造体をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちの１項に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項５】
前記支持構造体は、その下面が前記波浪中抵抗増加低減ステップの上面に接しており、かつ、その外表面の角度が略鉛直あるいは鉛直から前記外表面が下方に向かう角度に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項６】
前記支持構造体の外表面を、波浪を剥がす剥離形状に形成したことを特徴とする請求項５に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項７】
船体の船首部に設けたフレアと、前記船体の側面部に設けた波を返す波浪中抵抗増加低減ステップとを備え、前記波浪中抵抗増加低減ステップを、前記フレアの高さ以下で静的水位上昇位置よりも上方に設けるとともに前記波浪中抵抗増加低減ステップの下面の角度を水平面より下方向に設定したことを特徴とする波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項８】
前記波浪中抵抗増加低減ステップを、前記船体の後方に向かって高くしたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項９】
前記波浪中抵抗増加低減ステップの外表面を、波浪を剥がす剥離形状に形成したことを特徴とする請求項６または請求項８に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【請求項１０】
前記剥離形状は、窪み形状および／または突出形状であることを特徴とする請求項６または請求項８に記載の波浪中抵抗増加低減ステップを備えた船体構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−８６７９０（Ｐ２０１２−８６７９０Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３７３９８（Ｐ２０１０−２３７３９８）
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（５０１２０４５２５）独立行政法人海上技術安全研究所 (185)
【出願人】（５９４１９７２１８）内海造船株式会社 (3)
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（５０１２０４５２５）独立行政法人海上技術安全研究所 (185)
【出願人】（５９４１９７２１８）内海造船株式会社 (3)
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