潜水艦が水中を航行するのに必要な舵として、旧海軍を含め、各国の潜水艦はこれまで主に垂直(縦舵と呼ばれています)と水平(横舵と呼ばれています)に配置された十字型、タイプによっては艦橋セイルに潜舵という潜航深度の変換用の舵が採用されています。
中には平成16年度計画潜水艦「そうりゅう」から採用されたX型の4枚舵を有する潜水艦もあります。海上自衛隊では新型艦の革新的技術の一つと考えられる艦尾のX型の4枚舵ですが、十字型の舵においては針路を変える垂直舵と、姿勢を制御する水平舵がセットになっているのですが、それぞれ45度傾けた配置のX型では4枚の舵すべてに回頭姿勢制御の両方の役割を担わせています。
十字型の艦では垂直舵(軸は同軸で1本)または水平舵(やはり軸は同軸で一本)が破損または故障すれば艦の回頭や姿勢制御が不可能となるのに較べ、X型なら4枚の舵のそれぞれが両方の機能を併せ持っているため、一部に破損や故障があっても操縦が可能です。
このような潜水艦ではコンピューターにより艦尾4枚とセイル(艦橋)部の2枚の舵(潜舵とよばれています)を同時に制御して操艦する仕組みを持ち、十字型舵よりも旋回半径を小さくできるとともに、舵を切った時の船体の揺れも抑える効果があるほか、従来艦では作戦中に海底に着底するような場合、垂直舵の下側を損傷する可能性もありますが、X型舵では船腹が最下点となるため、そのような損傷から守られます。
旋回する時には舵を4枚とも回頭するように切り、頭を上げるときには舵を4枚とも上昇するように切ります。それぞれの舵角を加減すれば、対角線側の舵同士が同方向に動く十字舵と同じ効果が生まれるのです。
X型舵の利点をもう少し数学的に見てみますと、舵の面積を同じにし場合、十字型舵では上下の縦舵2枚で舵を切りますが、X型舵では4枚全部を使うから理屈の上では2倍の力が発生するので、結局、総合的には十字型舵よりも操縦性をよくすることができます。また旋回時の艦尾付近の騒音については明確には公表されていませんが、4枚で舵を切ったほうが1枚当たりの負荷が少なくなって騒音が減るという見積もりもでき、十字型舵と同じ面積の舵を装着するとした場合、スクリューから遠い(前方へ)位置にすることができ、スクリューへ乱れの少ない水流を送り込むことができ、流体学的な利点もあります。
さらに浮上航行中、十字型舵だと上側の縦舵が海面上に出て効きが悪いが、X型舵の場合、海中に没している面積が多いので、操縦性の低下が少ないです。さらに接岸・着底時の舵を岸壁や海底に当てないよう寸法を制限して設計する場合には、十字型舵よりX型舵の方が舵寸法を大きくできて、操縦性が向上することにも繋がります。
さしたる欠点もなく多くの利点が見い出せるX型舵、水中を高速で航行することに力量的な制限がある世界の中・小型の在来型潜水艦にとっての性能向上策としての採用が徐々に増えていくのではないでしょうか。
コメント
11月17日
19:20
1: 咲村珠樹
実際、そうりゅう型の乗員に聞くと、X型後舵は操縦性が良好で評判がいいみたいですね。
縦・横と分かれているよりも、姿勢の細かい調整がしやすいみたいです。
11月17日
19:40
2: U96
>咲村珠樹さん
おお!現場の評判が聞けるなんてすごいですね!
現代戦では咲村さんにかないません・・・
11月17日
20:27
3: 咲村珠樹
……ただ、咲村の場合、書籍などの資料が圧倒的に少ないのです。
直接取材したり、証言を聞いたりした「生の情報」がメインなんですよね。
あまりコレクションすることに興味がないせいで……民俗学(柳田国男直系)で仕込まれた手法が「現場で取材する」だったもので、逆に「ソースは?」に弱いのです(^^;
11月17日
21:14
4: U96
>咲村珠樹さん
私は図書館で取り寄せをしてもらって、資料を集めました。・・・ソ連兵器の資料の収集はかなり前から継続しておりましたが、本格的に軍事にのめり込んでいったのはほんの10年程前からです(^▽^)!
11月18日
16:27
5: あおねこ
古いシステムである
水平上下の操縦のシステムは
飛行船が元になってると聞いた事があります
Xのシステムは新しい時代のシステムというところでしょうか
11月18日
18:12
6: U96
>あおねこさん
波201の舵は飛行船を意識して、模型の水槽試験に臨んだようです。「潜水艦飛行船説」からは海龍という潜水艇が生まれました。海龍についてはまた書きたいと思います。
11月18日
23:00
7: 咲村珠樹
現在自衛隊の地方協力本部や各種イベントの自衛隊ブースで配られてるペーパークラフトシリーズに、そうりゅう型がありました。
……魚雷発射口とか良くできてますが、さすがにスクリュー形状は異なるそうですよ(^^;
11月18日
23:10
8: U96
>咲村珠樹さん
・・・それは機密なのですか?
11月18日
23:15
9: 咲村珠樹
スクリューの形状は静音性に直結するので、機密だらけの潜水艦の中でも、運用最大深度と同じく最大級の機密です。
11月18日
23:19
10: U96
>咲村珠樹さん
なるほど!・・・ありがとうございました!