複動船

複動式砕氷船 は、開水域や薄氷では前進し、厚い氷の状態では方向転換して後進するように設計された砕氷 船の一種です。このようにして、この船は砕氷船の支援なしに厳しい氷の状態でも独立して航行でき、従来の砕氷船よりも優れた開水域性能を維持できます。^[1]

液体貨物を運ぶ複動式船は、一般的に複動式タンカーと呼ばれます。1990年代初頭、クヴェルナー・マサ・ヤード北極技術センター（MARC）は、ロシア北極圏とヨーロッパ間の石油輸送のコンセプトを開発し、最初の複動式タンカーであるフィンランドの 原油タンカー Temperaが2002年に納入されました。^{[1] [2]}

1990年代初頭、クヴァネル・マサ・ヤーズ社が実施した調査では、ロシア北極圏からヨーロッパへの石油輸送において、船の開水域効率は困難な氷条件での運航能力と同じくらい重要な要素であることが示された。これは、直行ルートでは時間の90%が開水域で費やされるためである。氷と開水域の両方を航行できる船舶による直接の独立輸送は、積み替え、つまり航行の異なる部分で異なる船舶を使用する、または砕氷船の支援に頼る通常の船舶と比較して、より経済的な代替手段であることも判明した。^[1]

過去にも砕氷貨物船が建造されたが、その船体形状は常に外洋性能と砕氷能力の間で妥協された。船の重みで氷を曲げて砕くように設計された優れた砕氷船首は、外洋特性が非常に悪く、荒天時には激しく衝突する。しかし、流体力学的に効率的な球状船首は氷の抵抗を大幅に増加させるため、砕氷船には不向きである。 ^{[3] [4]}その結果、砕氷船の全体的な効率は、主に船首形状が原因で、同様のサイズの優れた外洋船よりも20～40％低くなる。^[1]

1800年代後半、氷海で船を操縦していた船長は、船を後進させた方が氷を破りやすい場合があることを発見しました。^[3]当時は知られていませんでしたが、これは前向きのプロペラが潤滑水流を生成し、船体と氷の間の摩擦を減らして氷の抵抗を下げたためでした。^[5]しかし、後進すると船の操舵能力が大幅に低下するため、後進を主な運航モードと見なすことはできませんでした。これらの発見により、五大湖やバルト海で運航する古い砕氷船には船首プロペラが採用されましたが、より厳しい北極の氷の状況では、船首プロペラが複数年氷床によって損傷するリスクが大きすぎるため、使用できませんでした。さらに、前向きのプロペラは推進効率が非常に低く、船の外洋抵抗が大幅に増加するため、商船には適していません。^{[1] [3]}

従来の推進システムには限界があったため、複動式船舶のコンセプトは、砕氷船で既に広く使用されているディーゼル電気パワートレインの利点とアジマススラスタの優れた操縦性を組み合わせた電動ポッド推進ユニットが開発されるまで、真剣に検討されることはなかった。^{[1] 1980年代後半に多国籍電気機器企業}ABBグループとフィンランドの造船会社Masa-Yardsの協力により開発されたこの新しい推進ユニットは、 Azipod（ 「アジマススラスタ」と「ポッド推進ユニット」を組み合わせた造語）として知られるようになり、現在はABBグループの商標となっている。^[6]

砕氷船、特に後進時の電動ポッド推進の優位性は、1990年にフィンランド海事局所有の航路保守船セイリに最初の推進ポッドが搭載されたときに実証されました。改造前は船尾で氷を全く砕けませんでしたが、プロペラと舵を1.5MWのアジポッドユニットに交換した後は、厚さ0.6メートル（2フィート）の平氷でも後進できるようになりました。また、氷上で後進しているときでも船を簡単に操縦できました。1993年と1994年にプロダクトタンカーのウイックとルンニがそれぞれアジポッド推進に改造されたときも、同様に操縦性と砕氷能力が向上しました。元々この船は砕氷能力を考慮して設計されていたが、改造後は船首に砕氷用の装備があり、後進で砕氷するようには設計されていなかったにもかかわらず、後進時の平氷での氷抵抗は前方砕氷時の40%となった。^{[1] [3]}

1994年にMARCが実施した模型試験では、アジポッド推進装置を搭載した複動式船舶は、従来の砕氷船のように衝突するのではなく、連続的に氷の尾根を破ることができることが示された。また、平氷での航行に必要な動力も従来の設計より少なく、プロペラによる水流の潤滑効果、よりオープンな船尾設計、プロペラによる氷の粉砕（粉砕）が可能になったことで、氷の抵抗が40～50％減少した。^[3]平氷で後進航行するアジポッド搭載砕氷船の砕氷能力も、推進装置の配置に関係なく、従来の砕氷船よりも優れていることが判明した。^[1]

最初の複動式砕氷船であるアジポッド装備の河川砕氷船ローテルシュタインは1995年に納品された。この船は後進時に船の喫水よりも深い氷の尾根を砕くように設計された。 ^[1]続いて1998年に納品された砕氷プラットフォーム補給船 アークティカボルグとアンタルクティカボルグは、船首を外洋および薄氷の状態で操作できるように設計することにより複動式船の概念をフルに活用した最初の船であった。これらの船は後進時に最大1メートルの厚さの平らな氷を砕くことができるように設計されており、2つのアジポッドユニットの助けを借りて、カスピ海では海底に達することもある氷の尾根を貫通する。^[5]

ノルウェー沿岸警備隊は、 2002年に建造され、2つの5MWアジポッド推進装置を搭載した複動式沖合巡視船KVスヴァールバルを運用している。2007年7月9日、カナダ放送協会は、カナダの スティーブン・ハーパー首相が スヴァールバルをベースとした巡視船6隻から8隻を建造すると発表したと報じた。しかし、発表以来、設計はアジポッドを搭載した複動式船から、より伝統的なシャフト駆動バージョンへと進化した。^{[7] [8]}

砕氷補給・待機船SCFサハリン号は、2005年にFESCOサハリン号として納入され、初の大型複動式砕氷船となった。全長99メートル（325フィート）のこの船は、2基の6.5MW アジポッド推進装置で推進され、厚さ1.5メートル（5フィート）までの平氷と、4メートル（13フィート）の固結層を持つ高さ20メートル（66フィート）の氷の尾根を砕くよう設計されている。^[9]その後、同じ船体をベースにし、同じ造船所で建造された6隻の船がオホーツク海の沖合作業用に続いています。プラットフォーム補給船Vitus Beringは2012年、Aleksey Chirikovは2013年、Gennadiy Nevelskoyは2017年、スタンバイ船Stepan Makarov、Fedor Ushakov、Mikhail Lazarevは2017年です。これらの船の所有者であるSovcomflotは、後進方向に氷を砕くことができるわずかに異なる設計の砕氷プラットフォーム補給船3隻も運航しています。2006年に建造された船、SCF Endeavour、SCF Enterprise、SCF Enduranceは 、2つの7MW Zドライブスラスタによって推進され、厚さ1.5メートル（5フィート）までの1年目の氷と厚さ4メートル（13フィート）の多年性の尾根を砕くことができます。^[10]

2005年に納入された3,500トンのアメリカ沿岸警備隊の多目的砕氷船およびブイ補給船 USCGC Mackinawにも、ポッド推進や後進砕氷能力など、複動砕氷船に典型的な機能がいくつか組み込まれています。^[11]

ロスモルポートがバルチック造船所にLK-25「ヴィクトル・チェルノムイルジン」というプロジェクト名で 発注した25MWのディーゼル電気式砕氷船は、厚さ2メートル（6.6フィート）までの密集した氷原と積雪20センチメートル（7.9インチ）の氷原を2ノット（3.7km/h、2.3mph）の速度で前進・後進を連続的に行うことができる。新型砕氷船のハイブリッド推進システムは、従来の複動コンセプトをさらに発展させたもので、7.5MWのABBアジポッドユニット2台と固定式の10MWセンターラインシャフトで構成される。新型極地砕氷船の建造は2013年に始まり、2018年に北極海航路で就航する予定である。^{[12] [13] [14]}  

ガスプロムネフチは、ヴィボルグ造船 所に22MWの砕氷船2隻、アレクサンドル・サンニコフとアンドレイ・ヴィルキツキーを発注した。現在建造中で2017年に納入予定のこの船は、フィンランドの砕氷船ポラリス号のさらなる発展型で、前方と後方の両方向で2メートル（7フィート）の氷を砕く能力を備えている。^[15]

現在建造中の中国の新しい極地調査船は、複動コンセプトを採用する。2つの方位スラスターを備えた極地クラス3船は、厚さ1.5メートル（5フィート）の氷と20センチメートル（8インチ）の積雪の平氷を破ることができる。^{[16] [17]}

2001年、フォータムは日本の住友重機械工業に106,000DWT複動式アフラマックスタンカー2隻を発注し 、同社の旧型タンカーの交換を行った。旧型タンカーは耐氷等級が低いため、冬の厳しい時期に交通規制があり、砕氷船の支援が受けられなかったため、積荷をポルヴォーとナーンタリの製油所まで輸送することができなかった。このため、石油は氷の端で耐氷等級の高い小型船に輸送し​​なければならず、これは経済的でないだけでなく危険な作業だった。新型船は牽引式16MWアジポッドユニット1基を搭載し、フィンランド・スウェーデン最高の耐氷等級1Aスーパーを備えている。バルト海の氷の状況下で独立航行および砕氷ができるように設計されており、ペチョラ海でも運航できる可能性がある。^[1]最初の複動式タンカー「テンペラ」は2002年に、姉妹船「マスタラ」は2003年に納入された。 ^[2]これらの船舶の砕氷能力は他の船舶よりも優れていることが証明され、ロシアのプリモルスクとフィンランドの製油所間のシャトルサービスでは、タンカーは砕氷船の支援を必要とせず、他の商船の砕氷船としても機能した。^[18]これらの船舶は後進時に3ノット（時速5.6キロメートル、時速3.5マイル）で最大1メートル（3.3フィート）の厚さの氷を砕くことができる。^[19]

スウェーデンの海運会社ドンソータンクは、同社が複動船と呼ぶ4隻の小型製品タンカーを運航している。プロスペロとブロシンセロは、 それぞれ2000年と2002年に建造された18,119 DWTの製品タンカーで、シーメンス・ショッテル社製の アジマススラスターを1基ずつ搭載している。エヴィンコとエクセロは19,999 DWTでやや大きい 。 2005年に建造されたエヴィンコにはショッテル社製のユニットが1基搭載されており、2008年に建造されたエクセロには小型のアジポッドユニットが2基搭載されている。^[20]

2007年、ロシア国営海運会社ソブコムフロットは、ヴァランデイ石油ターミナルから石油を輸送するため、韓国のサムスン重工業に7万DWTの複動式アークティックシャトルタンカー3隻を発注した 。また、プリラズロムノエ油田向けに、ロシアのサンクトペテルブルクにあるアドミラルティ造船所に、同サイズで若干設計が異なる船2隻を発注した。最初の船であるヴァシリー・ディンコフは2007年に納入され、その姉妹船であるカピタン・ゴツキーとティモフェイ・グジェンコはそれぞれ2008年と2009年に納入された。^[21]ロシアの造船所で建造された最初の複動式タンカーであるキリル・ラブロフは2009年に納入され、シリーズの最後のミハイル・ウリヤノフは2010年に納入されました。 ^{[22] [23]} 2つのアジポッドユニットを搭載したタンカーは、船首からの積荷積みと、厚さ1.2メートルまでの平氷上での独立した操縦が可能です。^[22]

2010年3月、ノリリスク・ニッケルは、ヴィスマールのノルディック・ヤードで、複動式北極圏貨物船の派生型であるArc7氷上級石油タンカーを発注した。  「ノルディックAT19」設計と呼ばれる18,500DWTの船は、同社の5隻の砕氷コンテナ船と主要な寸法、特徴、機能が似ている。エニセイと名付けられたこのタンカーは、2011年9月末に納入された。^{[24] [25]}

複動船コンセプトは、ヤマルLNGプロジェクトの主な輸送コンセプトとして選択された。^[26] 2013年7月、大宇造船海洋（DSME）は、16隻のArc7耐氷LNG船の建造入札を勝ち取り、最初の船の契約は3,393億ウォン（3億1,640万ドル）で、2014年3月に締結された。^[27] Arctic LNG船は、3つの15MW ABB Azipod推進ユニットを備え 、厚さ2.1メートル（6.9フィート）までの平氷で独立して氷上を航行する能力を備えた世界最大の砕氷船である。^[28]最初の船であるChristophe de Margerieは、2016年1月に進水した。^[29]

2014年7月、サムスン重工業はロシアの海運会社ソブコムフロット向けに、耐氷海域用Arc7シャトルタンカー3隻を4億4000万ドルで受注した。2014年10月には、名前の知られていない欧州の海運会社から、同様の価格で同様の設計のタンカー3隻をさらに建造するという追加注文が発表された。厚さ1.4メートル（4.6フィート）の氷を3.5ノット（時速6.5キロメートル、時速4.0マイル）で砕くことができる42,000DWTのタンカーは、オビ湾のノヴィポート油田から不凍港ムルマンスクまで原油を輸送するために使用される。^{[30] [31]}このシリーズの最初の船であるシュトゥルマン・アルバノフは、2016年初頭に進水した。^[32]

次世代の複動式船は、ロシアの鉱業会社ノリリスク・ニッケルが、1980年代にフィンランドで建造された老朽化したSA-15型北極圏貨物船の代替として、14,500DWTの北極圏一般貨物/コンテナ船シリーズの試作型を 発注したときに登場しました。タンカーとは異なり、Arc7砕氷船は、前方と後方の両方で厚さ1.5メートルの平氷で2ノットの優れた砕氷能力を持つように設計されました。この船、ノリリスク・ニッケルは2006年にヒエタラハティ造船所から引き渡され、エニセイ湾での氷上試験で期待以上の性能を発揮しました。^[18] 2007年にドイツのアーケル・ヤード造船所にさらに4隻の船（5隻目はオプション）が発注され、2008年後半（モンチェゴルスク、ザポリャールヌイ、タルナフ）と2009年初頭（ナデズダ）に納入された。^{[33] [34]}その後、同じ設計の石油タンカー派生型がノルディック・ヤードで建造された。^[25]

2011年3月22日、メリアウラの子会社であるガイアマーレは、風力タービンを沖合の施設に輸送するなど、特に要求の厳しいプロジェクト向けに設計された全長115メートル（377フィート）の複動式多目的貨物船を発注した。新造船メリはSTXフィンランドの トゥルク造船所で建造され、2012年6月に納入された。バイオ燃料で稼働するように設計されたこの環境に優しい船は、油流出の清掃にも使用できる。この船にはスキマーを装備でき、回収した油用のタンクが2,700 m ³ある。2つのシーメンス・ショッテルZドライブスラスターと2つのバウスラスターを備えたディーゼル電気推進により、船は低速で操縦したり横に移動したりすることができ、油回収率が大幅に向上する。^{[35] [36]}

• 斜め砕氷船 – 氷を横方向に砕いて広い水路を開くことができる非対称砕氷船