カタマラン

「カタマラン」という言葉は、タミル語のkattumaram (கட்டுமரம்)に由来し、「丸太を束ねたもの」という意味で、3～7本の木の幹を縛り合わせて作られた単胴のいかだの一種です。英語では、この用語は無関係な双胴船を指すように変化しました。^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

カタマラン型の船は、オーストロネシア人の初期の技術でした。ハイネ＝ゲルデルン（1932年）やホーネル（1943年）などの初期の研究者は、カタマランはアウトリガーカヌーから進化したと考えていましたが、ドーラン（1981年）やマフディ（1988年）などのオーストロネシア文化を専門とする現代の著者は、現在ではその逆だと考えています。^{[ 5 ] [ 6 ] [ 1 ]}

2艘のカヌーは、2本の丸太を縛り合わせた最小限のいかだ技術から直接発展した。時を経て、双胴カヌーの形は、片方の船体がもう一方よりも小さい非対称のダブルカヌーへと発展した。最終的に、小さい方の船体がアウトリガーの原型となり、シングルアウトリガーカヌー、そしてリバーシブルシングルアウトリガーカヌーへと発展した。最後に、シングルアウトリガータイプはダブルアウトリガーカヌー（またはトリマラン）へと発展した。^{[ 5 ] [ 6 ] [ 1 ]}

これはまた、東南アジアの島嶼部に住むオーストロネシア人の古い集団が、船をタッキング時に安定させるためにダブルアウトリガーカヌーを好む傾向がある理由も説明している。しかし、カタマランやシングルアウトリガーカヌーがまだ使われている小さな地域もまだ存在する。対照的に、オセアニア、マダガスカル、コモロ諸島のより遠く離れた子孫集団は、ツインハルとシングルアウトリガーカヌーのタイプを保持していたが、ダブルアウトリガーの技術は彼らには届かなかった（ただし、西メラネシアには存在する）。タッキング時にアウトリガーが風下を向いたときの船の不安定さの問題に対処するために、彼らは代わりに、リバーシブルシングルアウトリガーと併用して、帆走のシャント技術を開発した。 ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 1 ] [ 7 ] [ 8 ]}

アウトリガーカヌーは、より「原始的な形態」ではあるものの、それでも効果的であり、航海術に長けたポリネシア人が遠く離れた太平洋の島々へ航海することを可能にした。^{[ 9 ]}

以下は、伝統的なオーストロネシアのカタマラン船の一覧です。

• メラネシア諸島：

• フィジー：ドルア（またはワカ・タブ）
• パプアニューギニア：ラカトイ
• トンガ:ハタフア、カリア、トンギアキ

• ポリネシア

• クック諸島：Vaka katea
• ハワイ：Waʻa kaulua
• マルケサス諸島：ヴァカ・トウア
• ニュージーランド：ワカ・ホウルア
• サモア:アリア、アマタシ、ヴァーテレ
• ソサエティ諸島:パヒ島、ティパイルア

ヨーロッパで最初に記録された双胴帆船の例は、 1662年にウィリアム・ペティによって設計されたもので、当時の他の船よりも速く、浅い水域で、弱い風でも、少ない乗組員で航行できるように設計されていました。しかし、この珍しい設計は懐疑的に受け止められ、商業的には成功しませんでした。^{[ 10 ] [ 11 ]}

この設計は、19世紀初頭にイギリス人のメイフラワー・F・クリスプがビルマのラングーンで双胴商船を建造するまで、約160年間西洋ではあまり使われなかった。この船はオリジナルと名付けられた。クリスプはそれを「速くて航行性能に優れた船で、数年間、モンスーンの時期にラングーンとテナセリム州の間で交易を行った」と評した。^{[ 12 ] [ 13 ]}

1876 年後半、アメリカ人のナサニエル・ヘレショフは、自身の設計による双胴帆船を建造した (米国特許番号 189,459)。^{[ 14 ]}この船、アマリリス号は、1876 年 6 月 22 日に行われた初レースで非常に優れた成績を収めた。このデビューにより、カタマランが標準的な単胴船に比べて明らかに優れた性能を発揮することが実証された。ニューヨーク ヨット クラブの創立 100 周年記念レガッタというこのイベントの結果、カタマランは通常のセーリング クラスから除外され、この状況は 1970 年代まで続いた。^{[ 15 ]} 1882 年 6 月 6 日、ニューオーリンズのサザン ヨット クラブの 3 隻のカタマランがポンチャートレイン湖の15海里のコースでレースを行い、カタマラン クラスで優勝したニップ アンド タック号は、最速のスループのタイムを 5 分以上上回った。^{[ 16 ] [ 17 ]} 

1916年、レオナルド・トーレス・ケベドは、ビナベ（双胴船）と呼ばれる新しいタイプのカタマラン船であるマルチハル鋼船の特許を取得し、1918年にビルバオ（スペイン）で建造および試験を行った。革新的な設計では、海によるねじれに対抗する柔軟な構造システムが導入され、2基の30馬力イスパノ・スイザ船舶用エンジンが搭載され、各フロートの船尾に2つの舵を配置し、プロペラも船尾に配置することで、航行時に構成を変更することができた。^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]} 1936年、エリック・ド・ビショップはハワイでポリネシアの「ダブルカヌー」を建造し、フランスに英雄として迎えられるためにそれを航海して帰国した。1939年、彼はその経験を本『カイミロア』として出版し、1940年に英語に翻訳された。^{[ 21 ]}

ローランドとフランシス・プラウトは1949年にカタマランの実験を行い、 1954年にエセックス州キャンベイ島（イングランド）にある1935年建造のボート工場をカタマラン製造用に転換した。彼らのシアウォーター・カタマランはモノハル艇とのレースで容易に勝利を収めた。1956年建造のシアウォーターIII「イエローバード」は、1960年代にフランシス・プラウトによってレースで成功を収め、コーンウォール国立海洋博物館のコレクションに収蔵されている。^{[ 22 ]}プラウト・カタマランズ社は、船体中央より後方にマストを配置したマスト後部リグを設計し、大型のジブ（設計の縮小されたメインセールの2倍以上の大きさ）を支えた。これはスノーグース・モデルとして製造された。^{[ 23 ]}この帆装の利点は、船首が海に食い込む傾向を軽減することだと主張された。^{[ 24 ] [ 25 ]}

20世紀半ば、ビーチキャットは進水が容易で大量生産が可能だったため、セーリングカタマランの一般的なカテゴリーとなった。カリフォルニアでは、サーフボードメーカーのホビー・アルターが1967年に250ポンド（110kg ）のホビー14を製造し、2年後にはさらに大型で成功を収めたホビー16を製造した。2016年現在、ホビー16はまだ製造されており、10万艇以上が製造されている。^{[ 26 ]} 

カタマランは1976年にオリンピックのセーリング競技に導入されました。2人乗りのトルネードカタマランは、 1976年から2008年までオリンピックのマルチハル種目に選ばれました。 2000年に再設計されました。 ^{[ 27 ]}フォイリングのナクラ17は、2021年に開催された東京2020オリンピックで使用されました。^{[ 28 ] [ 29 ]} 2015年にナクラ15がユース世界選手権クラスとして、またユースオリンピックの新しいクラスとして採用された後です。^{[ 30 ] [ 31 ]}

低速から中速では、軽量カタマランの船体は、その速度にほぼ比例する水流抵抗を受けます。低速では、抵抗はほぼ完全に表面摩擦によるものであるため、排水型モノハルも同じ関係になります。ボートの速度が上がり、波が発生すると、抵抗はいくつかの設計要因、特に船体の排水量対長さと船体分離対長さの比率に依存し、さまざまな速度の波列が合体して打ち消し合うため、多くの小さなピークを持つ非自明な抵抗曲線になります^{[ 32 ] [ 33 ]。}動力付きカタマランの場合、これはより小型の動力装置を意味します（ただし、通常は2つ必要です）。セーリングカタマランの場合、低い前進抵抗^{[ 34 ]}により、帆は付着流から動力を得ることができ^{[ 35 ]}、これは翼に類似した最も効率的なモードであり、レース艇でウィングセイルが使用されることにつながります。^{[ 36 ]}

カタマランは、主に形状安定性によって傾斜や転覆に抵抗します。^{[ 33 ]}幅Bの長方形断面モノハルと、距離 2× Bだけ離れた幅B /2の 2 つのカタマラン船体の傾斜安定性を比較すると、カタマランはモノハルの 7 倍の初期傾斜抵抗力を持つことがわかります。^{[ 37 ]}モノハルと比較すると、クルージング カタマラン セーリング ボートは、傾斜や転覆に対する初期抵抗力が高く、50 フィートのカタマランでは、同等のモノハルよりも 4 倍の力で転覆を開始する必要があります。^{[ 38 ]}

速度と積載量のトレードオフの尺度の一つは、静水輸送効率と比較した排水フルード数（Fn V）[39]である。[ 40 ] _Fn V^は、滑走船体^のように、_喫水線長が速度に依存しすぎて意味をなさない場合に適用される。 ^{[ 41 ]}基準長として、船体の体積排水量Vの立方根を使用する。ここで、uは海と船の間の相対流速、gは重力加速度である。

${\displaystyle \mathrm {Fn_{V}} ={\frac {u}{\sqrt {gV^{1/3}}}}$

船舶の静水輸送効率は、満載排水量と最大静水速度を、対応する必要動力で割った値に比例する。^{[ 42 ]}

大型商船の Fn _Vは1 ～ 0 の間であるのに対し、高性能の動力付きカタマランは 2.5 に近づく場合があり、これはカタマランの方が単位体積あたりの速度が高いことを示しています。各タイプの船舶には対応する静水輸送効率があり、大型輸送船は 100 ～ 1,000 の範囲であるのに対し、輸送用カタマランは 11 ～ 18 であり、これは単胴船の方が積載量あたりの効率が高いことを示しています。^{[ 40 ]}

レクリエーション用およびスポーツ用カタマランは通常、2名の乗組員で、ビーチから進水および着岸できるように設計されています。ほとんどのカタマランは、ブリッジ構造にトランポリン、回転マスト、メインセールに全長バテンを備えています。パフォーマンスバージョンでは、乗組員が船外に出て、特定の帆走方向での強風時の転覆力を相殺できるように、トラピーズを備えていることがよくあります。^{[ 50 ]}

第33回アメリカズカップでは、ディフェンダーとチャレンジャーの両方が全長90フィート（27メートル）のマルチハル艇を建造した。ディフェンダーのSociété Nautique de GenèveはチームAlinghiと共にカタマラン艇で参戦した。チャレンジャーのBMW Oracle Racingはトリマラン艇を使用し、従来のソフトセイルリグを巨大なウィングセイル（当時建造された中で最大のウィングセイル）に置き換えた。2010年2月、スペインのバレンシア沖で、強力なウィングセイルを備えたBMW Oracle Racingのトリマラン艇が優位に立った。これは、それまでのアメリカズカップシリーズで常に使用されてきた伝統的なモノハル艇からの脱却を意味した。^{[ 51 ]} 

サンフランシスコ湾で行われた2013年のアメリカズカップは、全長72フィート（22メートル）のAC72カタマラン（2013年アメリカズカップのルールで定められた艇）で行われた。各ヨットは水中翼とウィングセイルを採用した。このレガッタは、挑戦者のエミレーツチームニュージーランドに対し、オラクルチームUSAが9対8で勝利した。これは、オラクルチームUSAがレガッタ開始時に2ポイントのペナルティを受けていたため、15試合で決着がついた。^{[ 52 ] [ 53 ]} 

ヨットの世界では、全長100 フィート (30 m)を超えるマルチハルが開発されてきた。「ザ・レース」はこの傾向を加速させるのに役立った。これは、2000 年の大晦日にスペインのバルセロナを出発した世界一周の挑戦だった。このイベントに関連する賞金と名声のため、全長100 フィート (30 m)を超える新しいカタマランが 4 隻 (および大幅に改造されたもの 2 隻)建造され、競い合った。最大のPlayStation は、スティーブ・フォセットが所有し、全長125 フィート (38 m)、マストは水面から147 フィート (45 m)の高さだった。新しいメガカタマランのほぼすべてが、強度と可能な限りの軽量化のためにプリプレグカーボンファイバーで建造された。これらのボートの最高速度は50 ノット (58 mph、93 km/h)に近づく。レースは、グラント・ダルトンがスキッパーを務める全長33.50m （109.9フィート）のカタマラン「クラブメッド」が優勝した。同船は62日間で世界一周し、平均速度は18ノット（21mph 、33km /h）だった。^{[ 54 ]}          

クルージングセーラーは、ボートを選ぶ際に、容積、有効積載量、速度、コストの間でトレードオフを行う必要があります。カタマランを選ぶと、コスト単位あたりの積載量が減少する代わりに速度が向上します。ハワードとドーンは、クルージングモノハルとカタマランの間のトレードオフを次のように説明しています。^{[ 38 ]}長距離外洋クルージングモノハルは、特定の乗組員と支援物資に対して30フィート（9.1m ）ほど短くてもよいのに対し、クルージングカタマランでは同じ容量を達成するには40フィート（12m ）必要になります。カタマランは速度が速いだけでなく、モノハルよりも喫水が少なく（わずか3フィート（0.91m ））、浜辺に乗り上げやすいです。カタマランはタッキングが難しく、マリーナでより多くのスペースを必要とします。クルージングカタマランは、2つのエンジンと2つの舵があるため、追加費用がかかります。タージャン氏は、クルージング用カタマラン船は1日あたり300海里（350マイル、560km ）の快適な航行を維持でき、レース用バージョンでは1日あたり400海里（460マイル、740km ）をはるかに超える航行が可能だと付け加えている。さらに、全速力で横風を受けて航行している時でも、船体の傾きは10～12度を超えることはない。^{[ 55 ]}       

動力付きクルージングカタマランは、帆走クルージングカタマランに見られる多くの設備を共有しています。サロンは通常、2つの船体にまたがっており、その中に客室とエンジン室があります。帆走カタマランと同様に、この構成は荒れた海での船の揺れを最小限に抑えます。^{[ 56 ]}

2010年3月に進水したスイス登録の波浪貫通型カタマラン「トゥラノール・プラネットソーラー」は、世界最大の太陽光発電船である。2012年には世界一周航海を達成した。 ^{[ 57 ]}

1970年代には、ノルウェーのマンダルにあるウェステルモエン・ハイドロフォイル社が1973年にウェスタマラン設計を発表し、高速フェリーとしてカタマランが導入された。^{[ 58 ]}ステナ・ボイジャーは大型高速フェリーの一例で、通常は時速46マイル（74km /h）で航行したが、時速70マイル（110km /h）を超える速度も可能だった。^{[ 59 ]}  

オーストラリアのタスマニア島は、大型輸送用カタマランの建造地となった。1977年にインキャット社^{[ 60 ]}、1988年にオースタル社^{[ 61 ]}が設立され、それぞれ民間フェリーと海軍艦艇を建造した。インキャット社は、高速三胴船HSCフランシスコを建造した。この船は58ノットで、（2014年時点で）就航中の最速旅客船である^{[ 62 ] 。}

蒸気機関で推進された最初の軍艦は、デモロゴスまたはフルトンと名付けられ、 1812年の米英戦争中にアメリカ合衆国で建造されたもので、船体間に外輪を備えた双胴船だった。

20世紀初頭には、潜水艦救助船としてカタマラン船が数隻建造された。ドイツのSMS VulkanとSMS Cyclop、ロシアのKommuna、スペインのKanguroなどがその例で、いずれも船体間のムーンプールの上に巨大なクレーンを設置し、損傷した潜水艦を引き上げる設計だった。冷戦時代のアメリカ海軍の潜水艦救助船USS PigeonとUSS Ortolanもカタマラン船だったが、ムーンプールは備えていなかった。

カタマランを高速海上輸送に利用したのは、1999年から2001年までオーストラリア海軍で運用されていたHMASジャービスベイが先駆けとなった。現在、米軍海上輸送司令部は米海軍が所有する複数の遠征高速輸送カタマランを運用しており、 ^{[ 63 ]}軍事貨物の高速輸送や浅瀬の港への入港に利用している。

マカール級は、インド海軍向けに建造された2隻の大型カタマラン船体測量船のクラスである。2012年時点で、1隻のINSマカール（J31）が就役しており、もう1隻は建造中であった。^{[ 64 ]}

2004年に上海で初めて進水した中国人民解放軍海軍（PLAN）の侯北級ミサイル艇は、ステルス機能に対応するため双胴船設計を採用している。^{[ 65 ]}

沱江級コルベットは、台湾で設計された高速かつステルス性の高い多目的波浪貫通型カタマランコルベットのクラスであり^{[ 66 ]、} 2014年に中華民国（台湾）海軍向けに初めて進水した。

ボートの容積、つまり中心線から離れた浮力の分布により、同サイズの単胴船、さらにはそれより大きな船よりも安定性が向上します。パドリング用に設計された幅の狭い双胴の個人用ボート（カヤックやカヌーなど）、および小型の携帯用モーターで駆動するボート（マイクロスキフ、ジョンボート、ディンギーなど）は、ユーザーと乗客がパーソナルウォータークラフト（PWC）のシートに似たタイプのサドルシートに座るもので、2004年から米国でWavewalkという会社によって製造されています。