潜水艦の舵は「十」から「X」へ、どう進化？ 45度傾けるのが効果的だけど難しい理由
海上自衛隊の潜水艦、おやしお型とそうりゅう型は一見するとよく似ていますが、艦尾の舵の形がまるで違います。前者は十字形で、後者はX形、両者にどのような違いがあるのでしょうか。
そうりゅう型潜水艦のX舵が優れているワケ
2019年11月6日（水）、川崎重工業神戸工場において、そうりゅう型潜水艦の12番艦「とうりゅう」が進水しました。同艦は、そうりゅう型の最終艦として2021年3月に就役予定です。
特徴のひとつは、艦尾の「X」舵で、これはそうりゅう型潜水艦に共通した特徴のひとつでもあります。実はこれが画期的なもので、前型であるおやしお型潜水艦までは十字の形をしていました。
X舵と十字舵、単純に取り付け角度が異なるだけにも見えますが、もちろん両者には大きな違いがあり、わざわざそうしているのにも大きなメリットがあるからです。「X」と「十」で何が違うのでしょうか。
そもそも潜水艦の舵は、海中という3次元空間を動き回れるように作られたものです。水上の艦艇とは異なり、潜水艦の舵には前後左右だけでなく上下への動きも求められるのです。従来の「十字舵」の場合、上下に設けられた縦舵が左右の動き、左右の横舵が上下の動きを担い、舵に求められる機能としては、これで必要十分なものです。
これを「X舵」にする理由のひとつは、ダメージコントロールの観点からです。十字舵の場合、2枚ひと組で上下と左右の動きを担っているため、1枚が壊れると単純に可動部分が2分の1に減少することになります。
これがX舵の場合、4枚で上下左右の動きを制御しているので、仮に1枚が損傷してもほかの3枚で舵の動きを補え、可動部の減少は4分の1で済むことになります。実際、十字舵は、海底に鎮座する場合は下の舵、接舷する場合は左または右の舵が接触するリスクが高いのです。これがX舵ならば、舵の接触率そのものが低くなるため、損傷リスクも低減します。
潜水艦、X舵の方が十字舵よりも機動性も向上
また十字舵では舵を動かすのに油圧シリンダーを上下用1本、左右用1本の計2本用いていました。これは上と下、左と右の舵で同じ動きをするからです。それに対し、X舵は4枚の舵が全て異なる動きをするため、油圧シリンダーも4本あります。
4本あると構造が複雑になる欠点はありますが、仮に1本が駄目になっても、動かなくなるのは4分の1です。ところが十字舵で油圧シリンダーが1本駄目になった場合、上下もしくは左右のどちらかが動かなくなってしまいます。ダメージコントロールという観点から、どちらが優れているかは明らかです。
X舵にするもうひとつの理由は、X舵の方が十字舵よりも、舵1枚当たりの面積を大きくすることができるからです。
上述したように、舵は接舷時や海底へ鎮座した際にぶつけて破損する可能性があります。よって従来の十字舵の場合、船体からはみ出させることはできず、船体の縦横最大寸法までに収める必要がありますが、X舵の場合、同じく船体の縦横最大寸法に収めても、√2倍の大きさにすることができるというわけです。
同じ艦体サイズであった場合、舵が大きくなると、それだけ機動性も高くなります。十字舵のおやしお型と比べると、X舵のそうりゅう型は水中旋回性で約30％向上し、浮上する際の角度も15％大きくなっています。要はおやしお型よりも小回りが利き、浮上する際は素早く行えるということです。
4枚の舵を制御するのが難しい理由
ではなぜ、潜水艦は最初から「X」舵を取り入れてこなかったのでしょう。それは「X」舵は制御が難しいからです。
十字舵は、前述したように上下2枚の縦舵で左右の動き、左右2枚の横舵で上下の動きを行います。ということは、上下の舵と左右の舵は動きが一緒で済み、細かな制御は必要ありません。だからこそ油圧シリンダーが2本のみで済むともいえるでしょう。
コンピューター制御される前のはるしお型潜水艦までは、縦舵と横舵で各々操舵手が操作し、2名が連携しなければ潜水艦は3次元に動くことができませんでした。次のおやしお型ではコンピューター制御が導入されて、1名の操舵手で縦舵と横舵の両方を操れるようになりましたが、それでも細かい動きの制御までは難しく、後舵は十字のままでした。
それに対しX舵は、4枚それぞれが違う動きを担うことで、上下左右に動いています。この4枚の舵、すなわち4本のシリンダーを同時制御するのが難しいため、そうりゅう型の登場まで海上自衛隊の潜水艦には採用されていませんでした。
それがそうりゅう型で可能になったのは、舵の制御に、おやしお型以上に高性能なコンピューターが導入されたからです。コンピューターが4枚の舵を一括して制御するため、そうりゅう型の操舵はゲーム機のようなジョイスティックに一新され、ハンドル式の舵輪と比べてより細かな操舵が可能になっています。
2020年にもなって、なんですかこれは？ｗｗｗ
잠수함의 키는 「10」으로부터 「X」에, 어떻게 진화? 45도 기울이는 것이 효과적이지만 어려운 이유
해상 자위대의 잠수함, 쿠릴 해류형형은 언뜻 보면 잘 닮습니다만, 함미의 키의 형태가 전혀 다릅니다.전자는 십자형으로, 후자는 X형, 양자에게 어떠한 차이가 있다의입니까.
형 잠수함의 X키가 우수한 이유
2019년 11월 6일(수), 카와사키 중공업 코베 공장에 있고, 형 잠수함의 12번함 「묻는 」가 진수 했습니다.동함은, 형의 최종함으로서 2021년 3월에 취역 예정입니다.
특징의 하나는, 함미의 「X」키로, 이것형 잠수함에 공통된 특징의 하나이기도 합니다.실은 이것이 획기적인 것으로, 전형인 쿠릴 해류형 잠수함까지는 십자의 형태를 하고 있었습니다.
X키와 십자키, 단순하게 설치 각도가 다른 만큼도 보입니다만, 물론 양자에게는 큰 차이가 있어, 일부러 그렇게 해서 있는데도 큰 메리트가 있다로부터입니다.「X」와「10」으로 무엇이 다른 것입니까.
원래 잠수함의 키는, 바다 속이라고 하는 3 차원 공간을 돌아다닐 수 있도록(듯이) 만들어진 것입니다.수상의 함정과는 달라, 잠수함의 키에는 전후좌우 뿐만이 아니라 상하에의 움직임도 구할 수 있습니다.종래의 「십자키」의 경우, 상하에 설치된 세로키가 좌우의 움직여, 좌우의 횡사가 상하의 움직임을 담당해, 키에 요구되는 기능으로서는, 이것으로 필요 충분한 것입니다.
이것이 X키의 경우, 4매로 상하 좌우의 움직임을 제어하고 있으므로,만일 1매가 손상해도 다른 3매로 키의 움직임을 보충해라, 가동부의 감소는 4분의 1으로 끝나게 됩니다.실제, 십자키는, 해저에 자리잡는 경우는 아래의 키, 접현하는 경우는 왼쪽 또는 오른쪽의 키가 접촉하는 리스크가 높습니다.이것이 X키라면, 키의 접촉율 그 자체가 낮아지기 위해, 손상 리스크도 저감 합니다.
잠수함, X키가 십자키보다 기동성도 향상
또 십자키에서는 키를 작동시키는데 유압 실린더를 상하용 1개, 좌우용 1개의 합계 2개 이용하고 있었습니다.이것은 위와 아래, 왼쪽과 오른쪽의 키로 같은 움직임을 하기 때문입니다.그에 대해, X키는 4매의 키가 모두 다른 움직임을 하기 위한(해), 유압 실린더도 4개 있어요.
X키로 하는 또 하나의 이유는, X키가 십자키보다,키 1매 당의 면적을 크게 할 수 있는으로부터입니다.
상술한 것처럼, 키는 접현시나 해저에 자리잡았을 때에 부딪쳐 파손할 가능성이 있어요.따라서 종래의 십자키의 경우, 선체에서는 봐 내게 하지 못하고, 선체의 종횡 최대 치수까지 거둘 필요가 있어요가, X키의 경우, 같은 선체의 종횡 최대 치수로 거두어도,√2배의 크기로 할 수 있다는 것입니다.
같은 함체 사이즈였을 경우,키가 커지면, 그 만큼 기동성도 높아져
4매의 키를 제어하는 것이 어려운 이유
그럼 왜, 잠수함은 최초부터 「X」키를 도입해 오지 않았겠지요.그것은 「X」키는 제어가 어렵기 때문입니다.
십자키는, 전술한 것처럼 상하 2매의 세로키로 좌우의 움직여, 좌우 2매의 횡사로 상하의 움직임을 실시합니다.그 말은, 상하의 키와 좌우의 키는 움직임이 함께로 끝나, 섬세한 제어는 필요 없습니다.그러니까 유압 실린더가 2개만으로 끝난다고도 말할 수 있겠지요.
컴퓨터 제어되기 전이 붙이고 형 잠수함까지는, 세로키와 횡사로 각각 조타수가 조작해, 2명이 제휴하지 않으면 잠수함은 3 차원에 움직일 수 없었습니다.다음의 쿠릴 해류형에서는 컴퓨터 제어가 도입되고, 1명의 조타수로 세로키와 횡사의 양쪽 모두를 조종할 수 있게 되었습니다만, 그런데도 세세한 움직임의 제어까지는 어렵고, 후사는 십자인 채였습니다.
그것형으로 가능하게 된 것은, 키의 제어에, 쿠릴 해류형 이상으로 고성능인 컴퓨터가 도입되었기 때문에입니다.컴퓨터가 4매의 키를 일괄해 제어하기 위해(때문에),형의 조타는 게임기와 같은 죠이스틱에 일신 되어 핸들식의 사륜과 비교해서 보다 섬세한 조타가 가능이 되어 있습니다.
2020년이나 되고, 무엇입니까 이것은?www