ボラードプル

ボラード引張力は、船舶の牽引力（または曳航力）を測る従来の方法である。これは、船舶が全速力で牽引索を介して岸に取り付けられたボラードに加える力（通常はトン力またはキロニュートン（kN）単位）として定義され、一般には実地試験（シミュレーションの場合もある）で、穏やかな水面、潮汐なし、水平なトリム、プロペラが自由に流れられる十分な深さと側面の余裕がある試験条件下で測定される。^[1]車の馬力や燃費のように、これは便利だが理想的な数値であり、試験とは異なる運転条件に合わせて調整する必要がある。船舶のボラード引張力は、静的または最大ボラード引張力（測定された最大の力）と定常または連続ボラード引張力（たとえば10分間の間隔での測定値の平均値）の2つの数値で報告されることがある。陸上での同等の測定は牽引力または牽引力として知られており、荷物を移動するために使用される機関車、トラクターなどの重機、またはトラック（特にバラストトラクター）によって生成される水平方向の力の合計を測定するために使用されます。

ボラード牽引力は主に（ただしそれだけではないが）タグボートの強度を測るために使用され、2000年代から2010年代にかけての最大の商用港湾タグボートは、約60から65ショートトン力（530–580 kN、54–59 tf）のボラード牽引力を持ち、これは「通常の」タグボートより15ショートトン力（130 kN、14 tf）高いとされている。^{[2] [3]} 2020年の納入以来、世界最強のタグボートはアイランド・オフショアのアイランド・ビクトリー（Vard Brevik 831）で、ボラード牽引力は477ショートトン力（526ショートトン力、4,680 kN）である。^{[4]アイランド・ビクトリーは典型的なタグボートではなく、}アンカーハンドリングタグサプライ船と呼ばれる石油産業で使用される特別なクラスの船です。

洋上風力タービンのメンテナンスに使用される乗組員輸送船など、固定された物体に動力をかけて推進することで位置を保持する船舶の場合、「ボラードプッシュ」と同等の措置が講じられる場合があります。^[5]

地上車両とは異なり、搭載馬力の記述だけではタグボートの強さを理解するのに十分ではありません。これは、タグボートが主に非常に低速または無速度で動作するため、動力（動力 = 力 × 速度。したがって、無速度の場合、動力もゼロ）を供給していない可能性があるにもかかわらず、トルクを吸収して推力を供給するためです。ボラードの引っ張り値は、トン力（t またはトンと表記）またはキロニュートン（kN）で表されます。^[1]

有効曳航力は総抵抗×船速に等しい。^[6]

${\displaystyle P_{E}=R_{T}\times V}$

全抵抗は摩擦抵抗、残留抵抗、空気抵抗の合計である。^[6]${\displaystyle R_{F}}$${\displaystyle R_{R}}$${\displaystyle R_{A}}$

${\displaystyle R_{F}={\frac {1}{2}}\times C_{F}\times \rho _{w}\times V_{w}^{2}\times A_{s}}$

${\displaystyle R_{R}={\frac {1}{2}}\times C_{R}\times \rho _{w}\times V_{w}^{2}\times A_{s}}$

${\displaystyle R_{A}={\frac {1}{2}}\times C_{A}\times \rho _{a}\times V_{a}^{2}\times A_{a}}$

ここで: ^[7]

${\displaystyle \rho_{w}}$水の密度は

${\displaystyle \rho_{a}}$空気の密度は

${\displaystyle V_{w}}$水に対する速度である

${\displaystyle V_{a}}$空気の速度（相対速度）である

${\displaystyle C_{F}}$摩擦抵抗の抵抗係数である

${\displaystyle C_{R}}$残留抵抗の抵抗係数

${\displaystyle C_{A}}$空気抵抗の抵抗係数です（船は空気力学的に設計されていないため、通常は非常に高く、0.9を超えます）

${\displaystyle A_{s}}$船の濡れた部分

${\displaystyle A_{a}}$船の水面上の断面積です

ボラードの引っ張り力の値は 2 つの方法で決定できます。

この方法は、1 回限りの船舶設計や小規模造船所に役立ちます。精度には限界があり、信頼性の高い結果を得るには、いくつかの境界条件を遵守する必要があります。以下の要件をまとめると、実際のボラード牽引試験は、できれば河口ではなく、交通量がほとんどない穏やかな日に、 深海の港で実施する必要があります。

• 船は波のない水上にいる必要があります。潮流や強風があると測定値が狂う可能性があります。
• 船を前進させる静的な力は、プロペラの排出によってのみ生成される必要があります。船が壁に近すぎると、水が跳ね返って推進波が発生します。これにより、測定値が不正確になります。
• 船は深い水面上にあるはずです。地面効果があった場合、測定値は偽物になります。プロペラの歩行についても同じことが言えます。
• 水の塩分濃度は、水の比重に影響し、それによってプロペラが単位時間あたりに移動する質量にも影響するため、明確に定義された値を持つ必要があります。
• 牽引ロープの形状は明確に定義された値でなければなりません。理想的には、正確に水平かつ真っ直ぐであることが期待されます。しかし、現実にはこれは不可能です。
  • 線路は重さによって懸垂線状に落ちます。
  • ラインの 2 つの固定点、つまり陸上のボラードと船の牽引フックまたはクリートは、水面から同じ高さにならない場合があります。
• 状態は静的でなければなりません。信頼性の高い測定を行うには、エンジン出力、船の進行方向、プロペラ排出レースの状態、および牽引ラインの張力が一定またはほぼ一定の値に落ち着いている必要があります。
• 気をつけるべき条件の 1 つは、プロペラの排出レースに短絡が発生することです。排出レースの一部がプロペラに吸い込まれると、効率が急激に低下します。これは、水深が浅すぎる場所で試験を行った場合や、壁に近すぎる場所で試験を行った場合に発生する可能性があります。

実際のボラード牽引試験における誤差の影響については、図 2 を参照してください。ラインの端の高さの違いに注意してください (左舷のボラードは船の牽引フックよりも高くなっています)。さらに、プロペラの放電電流の部分的な短絡、船のトリムの不均一、牽引ラインの長さの短さなどがあります。これらの要因はすべて、測定誤差の原因となります。

この方法により、実際の試験の不確実性の多くが排除されます。ただし、数値シミュレーションには誤差範囲があります。さらに、船舶設計のボラードの引張力を決定できるシミュレーション ツールとコンピューター システムは高価です。したがって、この方法は、大規模な造船所や一連の船舶の設計に適しています。

両方の方法を組み合わせることができ、実際の試験を使用して数値シミュレーションの結果を検証できます。

人力車両では、簡略化された条件下での実用的なボラードプルテストが実施されます。ボラードプルは競技会のカテゴリによく含まれ、パワートレインの効率の指標となります。このような測定の条件は絶対的には不正確ですが、すべての競技者にとって同じです。したがって、複数の船舶を比較するのに有効です。

• アジポッド
• コルトノズル
• 牽引力

• 「ステアプロップ推進タグボートのボラード牽引試験コード」。2011 年 10 月 4 日にオリジナルからアーカイブ。2011年 8 月 24 日に閲覧。
• Molland, Anthony F. 編 (2008)。「水中車両」。海洋工学参考書。pp. 728–783。doi : 10.1016/B978-0-7506-8987-8.00010- X。ISBN 978-0-7506-8987-8。
• フライダーグ、アーサー。デ・ヨング、ヨッヘム。ヴァン・ヌーランド、ハイン (2013)。ボラードプル予測の不確実性(PDF)。船舶推進機に関する第 3 回国際シンポジウム。
• Dan, MMP; Khairul Fikhri, KA (2012)。「ボラードプル港湾タグの研究：安定性と直進性に焦点を当てる」。Journal of Advanced Manufacturing Technology 6 ( 2)。

• ボラードプル試験の国際規格 - 2019
• ボラードプル、ハンザ海上保険業者協会 P. ザハルカ大尉