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研究開発:研究所・センター

研究開発:研究所・センター

艦艇装備研究所


概要

艦艇装備研究所は、船舶、船舶用機器、水中武器、音響器材、磁気器材及び掃海器材のシステム化技術とこれらの要素技術について研究を行っています。

システム研究部

船舶、水中武器、掃海器材に関するシステム化についての考案及び調査研究ならびに海上における試験

航走技術研究部

船体、雷体、缶体、船舶のぎ装、推進装置及び掃海器材に関する要素技術並びに船舶用機器についての考案及び調査研究

探知技術研究部

船舶、水中武器及び掃海器材に関する要素技術、音響器材及び磁気器材についての考案及び調査研究

川崎支所

磁気器材及び水中電界器材に関する調査研究

主な研究内容

大水槽
大水槽

艦艇等の模型を曳引車で曳航し、流体力学的な性能評価を行うための水槽試験施設です。
水槽は長さ247m、幅12.5m、深さ7mの大きさがあり、最大8 m/sで走行する曳引車で模型を曳航します。


大水槽

この写真は、水上艦の模型を試験している様子です。

フローノイズシミュレータ
フローノイズシミュレータ

流体雑音が計測可能な大型キャビテーション水槽(フローノイズシミュレータ)は、縦横2mの正方形断面の計測胴をもち、その中では最高15m/sまで均一で乱れの少ない流れが得られます。2基の吸音塔を設置することにより、計測胴内の背景雑音はきわめて低いレベルに抑えられています。


フローノイズシミュレータ

左写真は、レーザ光でプロペラ周囲の流れを計測している様子です。フローノイズシミュレータでは、レーザ光や画像処理を応用した流れの計測が実施でき、右図に示すように、プロペラで発生する渦(赤い部分が渦の中心)の挙動を明らかにし、プロペラ放射音の低減に向けた研究をしています。

艦首砕波の低減に関する研究

艦艇が航走する際に発生する砕波は、護衛艦の艦首ソーナーの雑音源の1つとなっていることから、艦首の形状を工夫し艦首砕波を低減するための研究を行っています。

艦首砕波の低減に関する研究


研究の方法としては、模型を用いた水槽試験や、コンピュータ上でのシミュレーションを行っています。

艦首砕波の低減に関する研究


下記の例は、計算手法の検証のために単純な形状を対象として、水槽試験と数値解析を比較した結果を示しています。進行方向と側面方向にそれぞれ波が裏返って崩れる様子が計算されています。今後は実際の艦艇の形状を対象とした検討を行っていく予定です。



艦首砕波の低減に関する研究
動画


艦首砕波の低減に関する研究
艦首砕波の低減に関する研究
艦首砕波の低減に関する研究
無人航走体構成要素の研究
無人航走体構成要素の研究

無人機を活用した海洋情報収集に必要な技術として、無人機が自律的に障害物を回避しながら航走する技術や無人水中航走体(UUV)が収集した情報を無人水上艇(USV)を介して遠方の母船などへ速やかに伝えることを目的としたシステム制御技術を研究しています。


UUVからUSVへ水中音響通信によって情報を伝送するためのUUV・USV間の協調制御技術など
USV: Unmanned Surface Vehicle 無人水上艇
UUV:Unmanned Underwater Vehicle 無人水中航走体

大型UUVの研究
大型UUVの研究

水中における長期間かつ広範囲での警戒監視・情報収集や、水中機器等の搬送等の機能を有し、潜水艦の機能を補完できる大型UUVを可能とするため、燃料電池等に関する研究を実施しています。


UUV:Unmanned Underwater Vehicle 無人水中航走体

水中爆発時の圧力波挙動の研究

【動画】

動画


コンデンサに蓄えた電気エネルギーを瞬間的に放電し、金属細線を一気に蒸発させることで爆発を発生させることが可能な細線爆発装置により、試験水槽内に水中爆発を模擬したバブル(直径:約30cm)を生起させることができます。その時のバブル挙動や試験板の変形挙動を研究しています。

FBG干渉型光ファイバ受波器の研究
FBG*干渉型光ファイバ受波器の研究

電気を必要としない光ファイバを受波素子として用い、これにFBGを適用することにより、簡素な構造で、かつ、電気信号処理を用いることなく指向性を与えることのできるFBG干渉型光ファイバ受波器の研究を行っています。
この指向性を付与した干渉型光ファイバ受波器をえい航式ソーナー等に適用することにより、目標の方位も迅速に判断でき、探知能力が向上します。

水中音響通信ネットワークの研究
水中音響通信ネットワークの研究

直進性の強い電波の伝搬と異なり、海中の音波は水温や水圧の変化に応じて屈折し、複雑な経路で伝搬します。このような音波を利用した水中デジタル通信において水平方向へ通信距離を延伸するためには、海面や海底における多重反射の影響を抑制することが必要となります。このため、本研究では、多重反射の影響を抑制し、遠距離通信を可能とする水中音響デジタル通信に関する研究を実施しています。

艦艇磁気処理最適化技術の研究
艦艇磁気処理最適化技術の研究

艦艇の永久磁気を低減するための磁気処理手順を最適化することにより、磁気低減効果の向上及び磁気処理ケーブル配置の効率化を目指した研究を実施しています。この研究では、箱形磁気模型を用いて永久磁気を低減する実験を行うと共に、磁気処理のシミュレーション計算を実施し、実験結果とシミュレーション結果との比較・検討を実施しています。

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