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Oct 13, 2023

1975 年の実験用プロペラが航行中に壊れたが、乗組員は違いに気づかなかった

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FreightWaves Classics は、Old Dominion Freight Line — Helping the World Keep Promises によって後援されています。 詳細については、こちらをご覧ください。

FreightWaves は、American Shipper の 70 年近くにわたる海運および海事出版物のコレクションのアーカイブを調査し、昔の興味深い貨物の話を紹介します。

この版では、アメリカン シッパー誌の 1975 年 5 月号から、FreightWaves が海上での実験の詳細な説明を再取り上げています。

最初のアメリカの O/B/O 船は、新しいプロペラのコンセプトをテストするために使用されました。 ウルトラシー号はハンブルクとガルベストンの間のどこかでブレードを折ったが、乗組員は港に到着するまでそれに気付かなかった。 振動問題を抱えるコンテナ船にとっては恩恵と見なされている。

姉妹船のウルトラマーとウルトラシーは、船尾をよく見るまでは、ポッドに入った 2 つのエンドウ豆と同じくらい似ています。

そこで、ファンテールの下と舵の後ろに、通常の視界から隠れたウルトラシーには、ウルトラマーを含むほとんどの船のプロペラに関連付けられている豊かな曲線よりも、カウボーイの拍車のセットに似ている鋭く尖ったプロペラが表示されます。

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実際、ウルトラシーの車輪はウルトラマーよりも 1 ノット速い速度 (950 RPM) で船を推進し、操縦士の年間燃料費を 25 万ドルも節約します。

さらに、公式には「高度に歪んだプロペラ」と表現されている新しいプロペラは、非常に静かに完璧にその役割を果たし、船上の振動は驚くほど最小限に抑えられます。 昨年の秋に船がガルベストンに到着し、陸上の職員がプロペラのブレードの1枚が壊れて紛失したと報告したとき、この点は乗組員にとってさらに驚きでした。 他のプロペラがあれば、乗組員は事故が起こった瞬間に気づき、航海が完了するまで、欠けたブレードの振動による悲惨さに耐えていたでしょう。 船自体も損傷を受け、精密に校正された計器は調整が狂い、フィッティングが緩み、シャフトやエンジンの部品がその時よりも早く磨耗したことでしょう。

ウルトラシーとウルトラマーは、船舶の運航効率を向上させるために造船設計者、海洋技術者、海事局によって行われた大規模な実験の「試験管」です。 マラド社はまだ正式な結論を報告していないが、船に乗っている人々や船を運航する会社の関係者と数分間話をすれば、ほとんど疑いの余地はない。

彼らは知っています、そして答えは「その通りです！」です。

輸送コストを下げるために船が大型化するにつれて、船を動かす発電所も大型化する必要があります。 経済的な理由から、大型容器のほとんどは単軸スクリューです。 単一のプロペラにこれほど大きな出力を与えると、キャビテーションや船の振動により問題が発生します。

水中でプロペラが回転するときにプロペラに作用する力は異なります。 これによりプロペラの金属が弱くなり、振動として船に伝わります。

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よりゆっくり回転する大型のプロペラを使用することで、キャビテーションを軽減できます。 また、船体の振動は、特別な構造設計、澄んだ水の船尾、細い船体ライン、大型プロペラの使用によって軽減できます。 ただし、そのような方法の効果は限られており、常に満足できるものではありません。

この問題を軽減する実験的な方法の 1 つは、プロペラに作用する力を均等化することでキャビテーションと振動を軽減する、プロペラを大きく傾けることです。

大型船舶における高度に歪んだプロペラの最初のテストは、アリーズ・マリン・シッピング・カンパニーと米国初の鉱石/バルク/石油（O/B/O）運搬船が所有するウルトラシーとウルトラマーでマラッドによって実施されています。

2 隻の船舶は長さ 875 フィート、幅 105 フィートで、最大 45.9 フィートの喫水で運航します。 各船舶の排水量は 98,855 トンで、24,000 馬力を発生する同一の発電所によって動力が供給されます。 これらはカリフォルニア州サンディエゴの国立鉄鋼造船会社 (NASSCO) によって建造されました。

MaRad のテスト プログラムの最初のステップは、2 つの O/B/O が構築される前に始まりました。 Hydronautics, Inc. は、サン クレメンテ級 O/B/O の既存モデル用に、考えられるすべての動作条件下で従来のプロペラを設計およびテストするよう指定されました。

同時に、海軍船舶研究開発センター (NSRDC) は、O/B/O 用の高度に傾斜したプロペラのモデルを設計およびテストするように指定されました。 2 つのプロペラは 5 枚のブレードと直径 26 フィートで設計されました。

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最初の 2 つの O/B/O がテストに選ばれ、Ultramar には従来のプロペラが装備され、Ultrasea には高度に傾斜したブレードが装備されました。 これらの船は細部に至るまでほぼ同一であるため、比較研究には最適でした。

次に、大きなスキューバック ブレードをフルスケールのアプリケーションでテストすることが決定されました。

最終的に、ブレード先端のスキュー角が 72° のスキュープロペラの設計が選択され、ニュージャージー州のファーグマン プロペラがプロペラの製造を契約し、船舶に対するプロペラの影響を測定するための機器が船舶用に設計されました。

ウルトラマーは 1973 年の夏に就航し、ウルトラシーは 1974 年 3 月に就航しました。

節約の可能性の証拠として、ウルトラシーが運用される前に、大きく歪んだプロペラの 1 つのブレードが損傷し、導電法によって修復されました。 ブレードを弱めるこの方法は、通常のキャビテーションによりブレードがすぐに壊れてしまうため、従来のプロペラでは実用的ではありません。

ブレードは最終的に係船前の最後の航海で折れたが、アイレス・シッピング社副社長のピーター・コンスタンス氏によると、同船の乗組員は港に着くまでブレードが折れたことに気付かず、稼働率の半分で目立った操業効率の低下はなかったという。ブレードに従来のプロペラが装備されていた場合にあったブレードが 1 つなくなりました。 コンスタンス氏によると、高度に傾斜したプロペラは従来のプロペラよりもはるかに優れた性能を発揮します。

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コンスタンス氏は、メンテナンスの節約に加えて、Ultrasea の運用効率の向上により 1 日あたり 800 ドルの燃料節約がもたらされたと述べました。 高度に傾斜したプロペラを備えた Ultrasea は、950 RPM で Ultramar よりも平均 1 ノット優れており、これは約 10 ドルの燃料節約につながります。

コンスタンス氏は、20 年間で所有者はメンテナンス費用を 100 万ドル節約できると見積もっていました。

ウルトラマー号のルイス・キングマ船長によると、「ウルトラシー号と同じように、（バンカーCの）バレルまで約2.7マイルですが、従来のプロペラを使用すると振動がさらに多くなり、電子機器の校正に影響を与える可能性があります」エンジンルームです。」

ウルトラシー号のジェームズ・D・ベネット船長は、プロペラが歪んでいたことについて、「これは本当に立派なブレードだ。驚くべきことは、プロペラが損傷し、片方のブレードの半分が欠けているのに、プロペラに何の変化も見られないことだ」と語った。性能は問題ありません。シャフトとその内容に関する限り、船内の振動に変化は検出できません。」

ベネット船長は、最後の航海でドイツのハンブルクとテキサス州ガルベストンの間のどこかで刃が折れたことは知っていたが、ガルベストンに到着するまで折れが発見されなかったため、どこで折れたかは分からないと述べた。

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ウルトラマー号の主任技師であるジョセフ・ボンドは、ウルトラシー号が海上試験に出たときに乗船していましたが、船内の振動のなさに驚きました。

試験の第 1 段階に関する MaRad への報告書の中で、NASSCO は次のように報告しました。「高度に傾斜したプロペラの主な利点は、非定常な軸受力とモーメントの減少、および非定常な圧力力の減少です。これらの利点は、何もしなくても達成されることが示されています」前方または後進の効率に悪影響を及ぼします。」

さらなる利点として、騒音の低減と、高度に傾斜したブレードによる機械の振動の大幅な低減による居住性の向上が報告されました。 報告書によれば、この振動の減少は、機械のメンテナンスの削減に大きな効果をもたらすとのことです。

もう 1 つの間接的な利点は、振動の減少による節約の結果として船舶のコスト/利益分析が改善されることです。 この研究では、米国の大型商船の新しい艦隊は、高度に傾斜したプロペラを使用することで大幅な節約が可能であると報告しました。 1972 年には、振動問題のある船舶の追加費用は平均 25 万ドルに達しました。 船舶の 63% が振動の問題を抱えているコンテナ船艦隊では、艦隊内の船舶 1 隻あたり 125,000 ドルの潜在的な節約効果が得られる可能性があります。

船は現在ジャクソンビルに停泊しています。 運航に戻る前に、両隻はジャクソンビル造船所で乾ドックされる予定である。研究結果を検証するために、ウルトラマーにはスキューバックブレードが、ウルトラシーには従来型のブレードが装備される予定である。

1月末頃にジャクソンビルに到着したウルトラシー号は、ほぼ1年前の進水以来わずか4航海しか行っていない。

処女航海でバンクーバーからバングラデシュまで穀物を運びました。 その後、オーストラリアのグローブでボーキサイトの貨物を受け取り、ロッテルダムに届けました。

3回目と4回目の航海ではニューオーリンズからハンブルクまで穀物を運びました。 船のブレードが折れたのは第４航海からの帰還途中だった。

最後の穀物輸送は 12 月に引き渡され、その後船はロッテルダムに向けてバンカーに向かい、その後ガルベストンに向かい、停泊して命令を待ちました。

2隻の穀物積載量は3,217,510立方フィート、液体貨物積載量は561,549バレルです。

ウルトラマー号は 18 か月以上の運航で、わずか 7 回の航海しか行っていません。 航海はサウジアラビアのラスタヌラから、553,494バレルの原油を積んでイタリアのナポリとフランスのセットまで行われました。 ニューオーリンズからロッテルダムまで63,510トンの穀物を運ぶ。 ニューオーリンズからロッテルダムまで62,644トンの穀物を運ぶ。 ケベック州セプティルズからオランダのエイマイデンまで、79,200トンのイラン石油を輸送。 ノーフォークからパナマ運河を経由して日本のファナカワまで55,719トンの石炭を運び、その後オーストラリアのヘイポイントからエイマイデンまで77,970トンの石炭を運びます。 ノーフォークから日本の加古川まで、59,350トンの石炭を運ぶ。 そして最後に、ペルシャ湾からデラウェア州まで471,763バレルの原油を運びました。

最後の貨物は 1975 年 2 月 1 日に引き渡され、船は停泊するために直接ジャクソンビルに向かった。

両船長は、米国に流入する石油供給量の30％をアメリカ船籍の船舶に割り当てる法案が議会で可決されれば、間違いなく自国の船舶に利益をもたらすだろうという点で同意した。

ベネット船長によれば、「アメリカ国旗のタンカーで国内に持ち込まれる石油の量が増加することは、石油を輸送できるアメリカ国旗の多くの船の収益性を高めることになり、我々は石油を輸送することができる」と述べています。もしこれが油の中だったら、これは赤ん坊のスーパータンカーと呼ばれるかもしれない。」

ウルトラシー号はまだ石油を輸送したことはないが、キングマ船長によれば、二度石油を扱ったことがあるウルトラマー号は、特別な準備をしなくても石油を運ぶことができるという。

これらの船は大量に扱えるあらゆる貨物を運ぶために建造されており、キングマ船長によると、競争相手は外国籍の船だという。

どちらの船も 16.5 ノットの速度で巡航し、1 マイルあたり約 1.7 バレルを消費します。これはキングマ船長によれば、優れた消費率です。

燃料消費量が少ないことに加えて、これらの船舶は完全に自動化されており、乗組員はわずか 26 名ですが、Victory タンカーの乗組員は 48 名で、OBO の 7 分の 1 にすぎません。

これらの船はパナマ運河の通過が許可されている最大の船でもあり、スエズ運河が再び開通すれば通過することができる。 ベネット船長によると、大型船は操舵のために特大の舵を備えており、非常によく操縦できるという。

1975 年 5 月号の続きを読むにはここをクリックしてください。

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