クルージングヨットの風の中での転覆と沈没に関する実験的研究

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1 クルージングヨットの風の中での転覆と沈没に関する実験的研究
セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 クルージングヨットの風の中での転覆と沈没に関する実験的研究 by 梅田直哉、堀正寿、青木一紀 （大阪大学） 片山徹、池田良穂 （大阪府立大学）

2 ２００３年９月１５日、２１フィートのクルーザーが琵琶湖で転覆、沈没し、１２名の乗員中７名が死亡した。
セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 緒言 ２００３年９月１５日、２１フィートのクルーザーが琵琶湖で転覆、沈没し、１２名の乗員中７名が死亡した。 このヨットの復原性範囲は１１０度あるといわれ、また湖面に特段の波がなかったことからこの転覆の原因は明確ではなかった。 さらに、転覆しても船内に空気が閉じ込められることからこのヨットが沈没したことも謎であった。

3 このため、神戸地方海難審判理事所は、第１著者にこの事故原因の鑑定を依頼した。
セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 緒言 このため、神戸地方海難審判理事所は、第１著者にこの事故原因の鑑定を依頼した。 これを受けて、著者らは、このヨットの復原てこ曲線を計算し、送風機をもつ試験水槽で1/5.785の縮尺模型を用いた実験を実施した。 これらの結果と生存者の証言をもとに、このヨットが転覆、沈没した事故シナリオを推定した。

4 事故を起こしたヨット スループリグ、フィンキール FRP クルージングとレース兼用. 長さ : 6.45 m 幅: 2.48 m
セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 事故を起こしたヨット mast スループリグ、フィンキール FRP クルージングとレース兼用. 長さ : 6.45 m 幅: 2.48 m 軽荷排水量: tons GM: m 開口部: コンパニオンウエイ、ベンチレーター用の穴 rudder fin keel tiller ventilator companionway cockpit

5 セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 琵琶湖

6 セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 2003年９月１５日の事故 16:30 ヨットは船外機を使用してマリーナを出港した。大人７名と５名の子供が乗船していた。２名の子供以外はライフジャケットを着用していなかった。 16:33 ヨットはポートタックのクローズホールドで１５度風下側にヒールしながら帆走を始めた。８名がポート側、１名が中央、３名がスターボ側に位置し、その全員がデッキ上にいた。メンシートはカムクリートに固定されていた。

7 セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 2003年９月１５日の事故 16:49 スキッパーは、タック用意を号令し、ラフした。そしてヨットはスターボタックとなったが、新しいタックでの予定のクローズホールドのコースを越えてその回頭運動は続いた。同時に新しい風下側にヨットは激しく傾いた。おそらく、何らかの原因でスキッパーがティラーを戻すことができず、またクリートからメンシートを放すことができなかったためと思われる。 ポート側への大きな横傾斜により、スターボ側デッキの大人１名と子供１名はメンセール上に落ち、その後その他の全乗員が落水し、ヨットは完全に転覆した。

8 まもなくヨットは直立状態に復原し始めるが、浸水により船尾は水面下にあった。16:50、ヨットは船尾から沈んだ。
セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 Accident on 15 September 2003 まもなくヨットは直立状態に復原し始めるが、浸水により船尾は水面下にあった。16:50、ヨットは船尾から沈んだ。 その日は晴天で、平均風速は7.4 m/sから 8.5 m/s 、最大風速は11.5 m/s から 11.8 m/sと付近のブイでは観測されていた。湖面には特段の波はなかった。 大人３名と子供２名は救助されたが、スキッパーを含め他の乗員は水死または行方不明となった。

9 非浸水の復原てこ曲線 バラスト重量は軽荷排水量の31.6 %. 乗員重量は軽荷排水量の60 %. セーリングヨット研究会 海王丸船上
２００７年３月 非浸水の復原てこ曲線 バラスト重量は軽荷排水量の31.6 %. 乗員重量は軽荷排水量の60 %.

10 セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 船内浸水時の復原てこ曲線 2 m3以上の浸水があると倒立状態は不安定になる.

11 転覆から沈没への動的過程を検討するため。 大阪府立大学の送風機つき曳航水槽において。
セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 模型実験 転覆から沈没への動的過程を検討するため。 大阪府立大学の送風機つき曳航水槽において。 縮尺1/ のメンセールつきヨットの相似模型。排水量、トリム、ＧＭおよび船内配置、板厚を幾何学的相似に再現。 最初、ヨット模型は横風中で直立状態を保持するように拘束。 次に、一定風速の横風中で拘束を突然取り除くことで、制御されないタッキングを模擬し、その結果としての運動を調べた。

12 セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 模型実験

13 セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 模型実験

14 制御されないタッキングが起こると、転覆が避けられない風速は8 m/sとなり、これは事故時の風速の推定値にあたる。
セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 事故シナリオ 制御されないタッキングが起こると、転覆が避けられない風速は8 m/sとなり、これは事故時の風速の推定値にあたる。

15 セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 模型実験 一旦転覆すると、キャビン内の空気は閉じ込められる。しかしながら、フィンキールなど水面上の船体に働く風圧モーメントにより、ヨットは倒立状態からさらに横傾斜し、バウの穴ややコンパニオンウエイの一部が水面上に出てくる。すると、空気が船内に出始め、水がキャビン内に徐々に入ってくる。 2 m3以上キャビン内に浸水すると、ヨットは不安定となり、復原を始める。この過渡状態の間に進むさらなる浸水により大きな船尾トリム が発生する。

16 セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 模型実験 ヨットがほとんど復原すると、コンパニオンウエイは船尾トリムのため完全に水没する。もしここで船首の穴が閉じているとき、キャビン内の空気は閉じ込められ、ヨットは安全であった。不幸にして、船首の穴は開いていたため、キャビン内の空気は船首穴から抜けて、このためヨットは沈没した。

17 セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 模型実験から求めた沈没時間 沈没限界風速 10 m/s

18 結論 デッキ上に多数の乗員がいたため、ヨットの復原てこは著しく減少していた。
セーリングヨット研究会 海王丸船上 ２００７年３月 結論 デッキ上に多数の乗員がいたため、ヨットの復原てこは著しく減少していた。 スキッパーがティラーを戻せずメンシートを緩めることができなかったならば、風速 8 m/s 以上でヨットは転覆しうる。 もし風速が 10 m/s以上ならば、倒立からさらなる横傾斜のため、空気の排出と水の浸入が起こる。そのキャビン内浸水量が, 2 m3を越えると、ヨットは復原を始める。 復原したとき、多量のキャビン内の浸水のため、船尾トリムが起こり、コンパニオンウエイは水没する。もし、船首の穴が開いていると、その船首の穴から空気が排出され、コンパニオンウエイから水が船内に浸入する。その結果、ヨットは沈没に至る。 事故時に推定される風速は、上記の転覆および復原に要する限界値を越えていた。