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大型客船を見ていて常々思うのですが、あんなに背の高い船がどうして転覆せずに安定して浮いていられるのでしょうか?大型の飛鳥2では水面から上におよそ30mくらいの構造物が乗っているのに、水面下(喫水)は7.5mしかないそうです。復元性を保つために何か特別な工夫があると思いますので、それを教えてください。
フィンスタビライザーやバラスト水の移動というアクティブなやり方は思いつくのですが、かといってエンジンが止まって電源が切れたら転覆してしまう様だと困りますよね。

●質問者: Ryusei
●カテゴリ:科学・統計資料
✍キーワード:アクティブ エンジン バラスト水 復元 構造
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 6/6件

▽最新の回答へ

1 ● gettoblaster
●15ポイント

素人なので想像ですが、まず、重量のかさむエンジンが船底近くに配置されているというのが大きいと思います。幅も30mくらいあるので、断面がほぼスクエアならばそれで十分ではないでしょうか?

あと喫水下は2重につくってあって、上部構造よりも重量がかさむような気がするので重心は見た目以上に低く、十分復元力があるのでは?

http://www.tokyonews.co.jp/funenotabi/cruise/kyakusen/harmon...

タンカーとか、積荷がないと浮きすぎてひっくり返るので、海水入れて沈めて走るなんて聞きますが、客船ならそれほど重量が変わらないため、喫水も安定しているのでしょう。

◎質問者からの返答

ご回答ありがとうございます。やはり底の方が重いからという事ですね。


2 ● virtual
●40ポイント

http://www.pts-cruise.jp/tokushu/23/

飛鳥2は船幅が30m程度あり船の高さだけが極端に大きい訳ではありません。

http://nippon.zaidan.info/seikabutsu/2002/00366/contents/013...

おおむね船の喫水、幅、全長の関係はここにあるグラフのような関係にあります。

船はどうして転ばないの?

基本的にどの船も転覆しないように浮心と重心の関係をきちんと設計しています。見かけ高さと喫水の関係で転覆しそうに見えますが、上にあるものは主に客室で見た目ほど重くありません。

また船底に近い部分には重量のあるエンジンや燃料やバラスト水で満たされているので転覆することはないのです。

復原性

◎質問者からの返答

有用なリンクありがとうございます。じっくり見てみます。


3 ● ya-yuta
●15ポイント

復原性 - Wikipedia

はどうですか?

◎質問者からの返答

なるほど、復元性ではなくて復原性でしたか。参考になりました。ありがとうございます。


4 ● すだこふつ
●15ポイント

http://www.asukacruise.co.jp/

URLはダミー。


別段変わったことはしていませんよ。上が軽くて下が重いだけ、ようはだるまと同じです。

水線下にはエンジンや燃料などの重量物を積み、上部構造は軽合金を多用して軽く作る。それだけです。

まあ客船ですから乗り心地をよくする為に色々とギミックが付いてますが、ギミックが動いてないと転覆するなんてことはありません。

◎質問者からの返答

だるまと同じ。なるほど。上部構造物が見た目以上に軽いのですかね。

特殊用途車両から船までも守備範囲とは。


5 ● aiaina
●10ポイント

たとえば、直径10cmの鉄球があったとします。中身がすべて鉄であれば、同じ直径10cmの水の球体より重くなります。この場合、鉄球は水より重いので沈みます。

しかし、同じ直径10cmの球体であっても、中身が空洞になっていれば…重さが違いますよね? そして、それが同じ直径10cmの水の球体より軽くなれば…外側が鉄であっても浮きます。

同じ体積(大きさ)で水より軽いものは浮くし、同じ体積で水より重いものは沈みます。

鉄で船の模型を作っても、その模型と同じ体積の水の固まりよりも重ければ沈みます。一方、(中身を空洞にするとかして)同じ体積の水の固まりより軽ければ浮きます。

大型船の場合も、中身が空洞(実際には空気や積載物がある)になっていて、同じ体積(大きさ)の水の固まりよりはずっと軽いのです。だから浮きます。

なぜ重い大型船が浮くの?ということだと思いますが、(同じ大きさの)水よりはずっと軽いのです。

実験です。お風呂に入ったときに、洗面器をお風呂に浮かべてください。洗面器の中がからっぽなら、洗面器は浮きますよね。洗面器の中が空気で満たされている場合、同じ体積の水よりずっと軽いからです。ところが洗面器の中に水を入れるとどんどん水面と同じ高さになると思います。洗面器が水で満たされれば、同じ体積の水とほぼ同じ重さになるからです。そして、水より重いものを中に入れると…同じ体積の水より洗面器の方が重くなるので…沈みます。

大型船も、同じ体積の水より重い荷物を積めば、みずより重くなるので沈没します。

なお、水より軽いものを水に入れたとき、それが水圧によって浮かび上がろうとする力を浮力と呼びます。http://q.hatena.ne.jp/1156140727

◎質問者からの返答

長文のご回答ありがとうございます。アルキメデスの原理は理解しているつもりですので、浮かぶのはとりあえず分かるのですが、なぜひっくり返らないかというところが今回の疑問です。

しかし、あれだけ少ししか沈んでないのに船が浮かんでいるという事は、いかに上部構造物が軽いかという証明でしょうね。ヒントになりました。ありがとうございます。


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