耐航性

耐航性または耐航性は、船舶が航行中の状況にどれだけ適しているかを示す尺度です。優れた耐航性を備えた船舶またはボートは、耐航性が非常に高く、波が高い場合でも効果的に運航できると言われています。

1976年にセントデニス^[1]は耐航性能を表すために必要な4つの主要な用語を提案しました。これらは次のとおりです。

• ミッション: 船舶が達成しようとしていること。海上での船舶の役割。
• 環境: 船舶が運航される条件。これは、海況、風速、地理的地域、またはそれらの組み合わせとして説明できます。
• 船舶の反応: 環境条件に対する船舶の反応。反応は環境と船舶の特性によって決まります。
• 耐航性能基準: 船舶の応答に対する確立された制限。これらは船舶の運動と経験した加速度に基づいており、騒音、振動、船酔いなどの快適性基準、不本意な速度低下などの性能ベースの値、船首の浸水などの観察可能な現象が含まれます。

掘削船とフェリーは、任務が異なり、異なる環境で運航します。性能基準も異なります。どちらも耐航性があると考えられますが、基準が異なるため、理由も異なります。

船舶の設計では、船舶または浮体構造物が波にさらされたときの挙動を事前に決定することが重要です。これは計算によって決定され、物理モデル テストによって確認され、最終的には船上で測定されます。長方形のバージのような単純な形状の船舶の場合は解析的に計算できますが、現実的な形状の船舶の場合はコンピューターで計算する必要があります。これらの計算やモデル テストの結果の一部は、応答振幅演算子(RAO)と呼ばれる伝達関数です。浮体構造物の場合は、6 つの動きすべてとすべての相対波向について 計算する必要があります。

船の動揺は、乗組員、乗客、船のシステムコンポーネント、固定された貨物、構造要素にかかる動的負荷を判断する上で重要です。過度の船の動揺は、小型ボートや航空機の展開や回収などの船の任務遂行能力を妨げる可能性があります。動いている船に乗っている間に特定のタスクを遂行する個人の能力の尺度は、動揺による中断^[2] (MII) です。これは、立っている人がバランスを保つために支えを求めるイベントの数を示します。MII は、1 時間あたりの発生回数で測定されます。

船の揺れは、乗客や乗組員に生理的な影響を及ぼします。船の揺れの大きさと加速度（特に上下動、横揺れ、縦揺れ）は、乗客や船員に悪影響を及ぼします。 船酔いは、乗組員がタスクを遂行し、注意力を維持する能力に悪影響を及ぼし、明らかに乗客を苦しめます。船酔いを評価する上で重要な指標は、乗り物酔いの発生率^[3] (MSI) です。MSI に関する最も重要な研究は、 1974 年に O'Hanlon と McCauley によってAerospace Medicineに発表されたもので、MSI 許容値の共通の主観的閾値を確立しました。MSI は、一定の曝露時間中に船酔いを経験する人の割合で測定されます。一般に受け入れられている MSI の限界は、4 時間の曝露期間で 20% の船酔い発生です。ごく一部の人々は船酔いに非常にかかりやすく、わずかな状況でも船酔いになりますが、厳しい状況にもかかわらずめったに船酔いにならない人もいます。また、ほとんどの人は約 4 日以内に船の動きに慣れますが、まったく慣れない人もいることがわかっています。

耐航性は船舶の設計に直接影響します。船舶の主要寸法を決定し、船内のスペースの一般的な配置を開発する際には、船の動揺が考慮されます。たとえば、ほとんどの船舶では、船の前方部分は最も動揺が激しく、乗客や乗組員が停泊するには適していません。例外的に、船の動揺が乗組員、構造、または機械に脅威を与える場合、または船の動揺が船舶の任務遂行能力を妨げる場合は、船の動揺が低減されるように設計を変更する必要があります。

耐航性や船舶の正確な反応には、さまざまな要因が影響します。

• サイズ: 一般的に、大型船は小型船よりも揺れが少なくなります。これは、波の相対的な大きさが小さいためです。
• 排水量: 一般的に、重い船は軽い船よりも動きが小さくなります。波のエネルギーは各船舶で同じであり、励起力を提供するため、質量が大きい船舶の方が加速度が低くなります。
• 安定性: 安定した船は、安定性の低い船よりも波のプロファイルに忠実に従う傾向があります。つまり、安定性の高い船は一般に加速度は高くなりますが、動きの振幅は低くなります。
• 乾舷: 船舶の乾舷が大きいほど、デッキが水没する可能性は低くなります。デッキの水没は、多くの船舶の任務遂行能力に影響を与えるため、耐航性の基準となることがよくあります。
• 人的要因: 特に小型船舶の場合、航海において最も重要な要因は、多くの場合、極限状況における乗組員の経験とスキルです。これらに加えて、船酔いを避けること、十分な睡眠、食事、飲み物をとること、そして極限状況の間、怪我をしないことも重要です。
• 海況、波のスペクトル、相対方向。一部の周波数では望ましくない共振が発生する場合があります。船体の固有振動数が波の入射と一致し、減衰が不十分な場合、ピッチとロールが危険な振幅にまで励起される可能性があります。船の進行方向と速度は、波の入射周波数に大きな影響を与えます。
• ピッチとロールの減衰は共振運動を打ち消します。バラストの移動による慣性モーメントの変化によって共振が調整されない場合もあります。
• 方向安定性、またはヨー安定性は、特に船首波、斜め波、および追い越し波において、舵を通過する流速が大幅に低下するか、負になる可能性があり、同時に船首の浸水が増加して横方向の領域の中心が前方に移動する可能性がある場合、進路維持に影響します。

特定の船体による特定の海面条件への反応は、積載量、タンクの自由表面、重量配分、速度、移動方向によって大きく異なる場合があります。

• 船体（船舶）  – 船やボートの水密浮体
• 耐航性（法律）  - 航行中の船舶の安全な運航への適合性を測る海事概念フォールバックとしてウィキデータの説明を表示するページ
• 船の運動 – 運動の6つの自由度に関連する用語
• タートリング（セーリング）  - 船をひっくり返す

• 耐空性 – 航空機が安全に飛行できるかどうかの尺度
• 衝突安全性 – 車両パラメータフォールバックとしてウィキデータの説明を表示するページ
• サイバーワースネス - サイバーイベントが発生しても意図した結果を継続的に提供する能力フォールバックとしてウィキデータの説明を表示するページ
• 鉄道の耐用性
• 路上走行性 – 安全な運転のための許容基準を満たす車両
• 宇宙への適合性 – 宇宙船の品質の尺度

• ブラウン、デイビッド・K. (1988)。「設計による耐航性」。ウォーシップ・インターナショナル。XXV (4): 341– 352。ISSN 0043-0374  。

• CA Marchaj (2007)。耐航性：忘れられた要素。ISBN 978-1-888671-09-4。
• ARJM ロイド (1998)。『海上航行: 荒天時の船舶の挙動』。Amazon。ISBN 0-9532634-0-1。

• 耐航性の要因