今治造船株式会社
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丸亀事業本部 造船設計グループ技術開発チーム
人員構成を教えて下さい。
技術開発チームは船型性能係5名、試験水槽係5名、そしてチーム長の合計11名で成り立っています。
主な業務は何ですか?
(1) 船型性能係は、主に速力・馬力の推定と線図の作成を担当しています。新規開発船について、何馬力のエンジンで何ノットの速力が出るかを、過去の実績船のデータベース等を基に推定します。この数値は仕様書に記載される重要な値です。また、試運転における速力は保証値となるので慎重に検討を行います。

(2) 速力の推定と並行して、船型(船体を構成する曲面)の作成も進めます。船型が異なれば、水から受ける抵抗や推進効率(エンジンからプロペラに伝えられた馬力がどれだけ有効に作用しているか)も違ってきます。また船型は、貨物倉、燃料タンク、機関室、舵、プロペラなどの配置にも影響するので、設計の他のチームとの協議も必要です。船型を表す図面を線図といいますが、これは船の性能(価値)を握る非常に重要な図面であり、造船会社の財産です。
400mの曳航水槽
海上技術安全研究所 三鷹 400m 水槽
(3) 試験水槽係は、出来上がった船型の性能確認のための水槽試験業務に従事しています。まず、長さ2mに縮小された模型船を製作します。NC(数値制御)切削機を用いて、直方体のウレタンを、線図通りに削り出し、防水加工を施します。模型船が出来上がれば水槽試験に移ります。当社にある水槽は回流水槽と言って、止まっている模型船に向かって水を流して船体にかかる抵抗などを計測します。模型船の製作精度や試験機器のセッティングのわずかな誤差でも、実船にしてみれば影響が大きいので、慎重な作業が求められます。また、常に良い精度で計測を行うために、日々の機器のメンテナンスも欠かせません。

研究開発にも大きな威力を発揮するCFD
(4) 今日の船型開発では、水槽試験と並行してCFD(数値流体力学)も活用しています。これはコンピュータ上で流力性能をシミュレーションして、船型改良の方向性を探るものです。CFDのメリットは、船型評価までに要する時間が水槽試験に比べて格段に短くて済むこと、また、船型設計の初期段階から形状パラメータと流力性能の関係を効率的に把握できることです。最近のコンピュータの性能も相俟って、短期間に幅広い検討を行うことが可能となり、最適船型に早くたどり着くことができます。

(5) 回流水槽とCFDによって最も性能が良い船型を選び出した後、大型模型(長さ約6m)を使った更に精度の高い水槽試験を行います。この水槽は曳航水槽と言って、400mもの長い水槽で、模型船を曳引車で曳航させて(引っ張って)計測をします。試験の際は、当チームの人間が試験に立ち会い、模型船の製作精度のチェックや計測データの確認に当たります。

また、波の様子を注意深く観察し、船型改良の余地を模索します。試験の結果によってこの船型を採用するか否かが決まるので、当チームにとって緊張する一日です。 なお、上述の試験は、穏やかな水面を直進する場合の試験ですが、このほかに波浪中試験(水槽で波を起こして抵抗増加量などを計測)や操縦性試験(船を平面内で強制的に運動させて船体や舵にかかる力を計測)も行います。

(6) 採用する船型が決まれば、その線図に基づいて実船が建造されるわけですが、やはり一番気がかりなのは試運転です。水槽試験の精度がいくら良くても、模型船と実船の間には尺度影響があるので、伴流や表面粗度が異なります。実船の馬力推定に際しては、過去の建造船の試運転結果を蓄積してデータベースを作っておき、それを基に尺度影響を推定することになります。それを誤ると試運転で期待に反した結果となることがあります。無事に保証速力をクリアすれば、1隻の船に対する長期間の仕事が一段落して、ほっとする瞬間です。
新たな取り組みを教えて下さい。
以上のような、商談から引き渡しまでの一連の業務に含まれる仕事のほかに、船型改良以外の性能向上手段、いわゆる省エネ装置の開発も行っています。すでに「ハイブリットフィン」という、舵に2次元翼と非対称翼が付いたものが実用化されました。これによって、3〜6%の燃料を節約することができ、CO2排出削減にもつながります。また現在も、新たな省エネ装置開発の研究に取り組んでいます。こういった研究開発でも、先に述べたCFDが大きな威力を発揮することになります。
回流水槽を使った性能確認のための試験
メッセージ
Speed(速力), Strength(船体強度), Stability(復原力)は、船舶の3大"S"と言われますが、SpeedとStabilityは船型によって決まるものです。よって3大”S”のうちの2つを私たちが決定することになります。また、推進性能は営業面でも重要な要素となるので、他の造船所の船に負けない船型を作らなければなりません。そのため、他部署の皆さんには厳しい条件を出すこともありますが、皆さんの協力により、船主さんの満足する船が次々と引き渡されていきます。
私たちには、さらなる性能の向上を目指すという重要な役割が課せられています。有識者を招いての勉強会、研究機関や大学、他の造船所との共同研究への参画、学会やシンポジウムへの参加といったことを通じて得た知識を船造りに生かすため、チーム一丸となって日々研鑽を続けていく所存です。
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