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超大型浮体構造物（VLFS）または超大型浮体プラットフォーム（VLFP）は人工島であり、浮体空港、橋、防波堤、桟橋やドック、貯蔵施設（石油や天然ガス用）、風力発電所や太陽光発電所、軍事目的、産業スペース、緊急基地、娯楽施設（カジノなど）、レクリエーションパーク、移動式海洋構造物、さらには居住地を作るために建設されることがあります。現在、浮体都市や巨大な居住施設を建設するためのさまざまなコンセプトが提案されています。[1]いくつかのユニットが建設され、現在稼働しています。[2]
浮体構造物は、海岸から外洋まで延びる可能性のあるより恒久的な構造物に比べて、いくつかの利点があります。
- 海洋生態系に損害を与えない。
- 深い港湾でシルトの堆積を引き起こしません。
- 海流を乱さないこと。
- 建設の大部分が陸上で完了するため、建設が容易である。
- インストールは迅速です。
- 地震の衝撃にも耐性がある。[3]
概要
VLFS は、使用可能なエリアのほとんどまたはすべてが内部 (ホールド) エリアではなく上部表面であるという点で船舶とは異なります。したがって、有用な VLFS は相当の面積をカバーします。必要な数の浮体ユニットを結合することで構築できます。浮体構造物の設計は、安全性と強度の要件、動作条件などに適合する必要があります。浮体構造物の建設には、鋼、コンクリート (プレストレストまたは鉄筋ハイブリッド)、または鋼コンクリート複合材料を使用できます。風や波の作用による浮体構造物の動きは、VLFS 上の人々と施設の安全を確保し、有用な活動を可能にするために、実質的に中和される必要があります。VLFS は海底にしっかりと係留する必要があります。[3]
分類
現在の VLFS 設計は、半潜水型とポンツーン型の 2 つのカテゴリに分類されます。
半潜水型VLFSは、柱状管を用いて海面より上にプラットフォームを持ち上げるもので、波の大きい外洋での展開に適しています。波が比較的大きい外洋では、半潜水型VLFSは一定の浮力を維持しながら波の影響を最小限に抑えます。半潜水型は深海での石油探査に使用されます。柱状管、杭、またはその他の支柱システムによって固定されます。
ポンツーン型 VLFS プラットフォームは水面上に設置され、入り江、ラグーン、港などの静かな水域に配置することを目的としています。その基本要素は単純なボックス構造で、通常、安定性が高く、製造コストが低く、保守と修理が容易です。ポンツーン型は、海面上の浮力によって支えられています。ポンツーン型は他の種類の海洋構造物と比較して柔軟性があるため、剛体運動よりも弾性変形の方が重要です。したがって、ポンツーン型 VLFS の設計では、流体弾性解析が最も重要です。浮体構造物の動きとともに、水波に対する構造物の応答と流体領域全体への影響を検討する必要があります。
ポンツーン型 VLFS は、長さ寸法に比べて喫水が小さいため、文献ではマット型 VLFS とも呼ばれています。非常に大型のポンツーン型浮体構造物は、しばしば「メガフロート」と呼ばれます。一般的に、メガフロートとは、長さの少なくとも 1 つの寸法が 60 メートル (200 フィート) を超える浮体構造物です。水平方向に大型の浮体構造物は、長さが 500 ～ 5,000 メートル (1,600 ～ 16,400 フィート)、幅が 100 ～ 1,000 メートル (330 ～ 3,280 フィート) で、通常の厚さは 2 ～ 10 メートル (6.6 ～ 32.8 フィート) です。
アプリケーション
ゴルフコース[4]や 農場[ 5]、長期居住可能な住居施設（海上居住施設） など、多くの大型浮体構造物が構想されている。
これまでに建設された大型浮体構造物には、浮体式空港や帰還ロケット用の浮体式着陸プラットフォームなどがあります。
浮かぶ空港
メガフロート 浮体式空港のプロトタイプは、1998年から1999年にかけて東京湾に建設されました。[6]長さは1キロメートルで、主に試験車両として、このような設備の荷重と応答を研究することを目的としていました。[7]このプロジェクトは、関西国際空港に提案された浮体式滑走路に関するより明確な情報を提供するための調査プロジェクトとして代替されましたが、滑走路は建設されませんでした（代わりに滑走路を支えるために人工島が建設されました）。しかし、砂の埋め立て地でできた2つの島に空港を建設するという選択により、関西空港は毎年数センチメートル沈下しています。（https://www.smithsonianmag.com/air-space-magazine/how-to-save-a-sinking-airport-180968985/）
浮体式ロケット運用プラットフォーム
2010年代、SpaceXはルイジアナ州の 造船所と契約し、再利用可能な軌道打ち上げロケット用の浮体式着陸プラットフォームを建造した。このプラットフォームは、およそ90×50メートル（300フィート×160フィート）の着陸パッド面を持ち、ディーゼル駆動の方位スラスタ[8]による精密位置決めが可能で、打ち上げロケットの着陸時にプラットフォームの位置を保持できる。このプラットフォームは、 SpaceXがファルコン9フライト14の第1段を固体表面に着陸させるための制御降下飛行試験を試み、契約したペイロードを地球軌道に向けて打ち上げるために使用された後、2015年1月に初めて配備された[9] 。 [10] [11]このプラットフォームはGPSの位置情報を利用して正確な位置をナビゲートし、保持する。[12]ロケット着陸脚の幅は18メートル（60フィート）で、幅52メートル（170フィート）のバージデッキ内に着陸する必要があるだけでなく、海のうねりやGPSの誤差にも対処する必要があります。SpaceXのCEOであるイーロン・マスクは、2014年11月に「自律型宇宙港ドローン船」の写真を初めて公開しました。この船は、嵐の状況でも3メートル（9.8フィート）以内の位置を維持できるように設計されています。[13]
2016年4月8日、ドラゴン CRS-8宇宙船を打ち上げたロケットの第一段が、 「Of Course I Still Love You」という名の無人船に着陸し、ロケットブースターが浮体式プラットフォームに着陸するのに初めて成功した。[14]
2018年現在[アップデート]、ブルーオリジンはニューグレンの第1段ブースターを再利用可能にし、大西洋上で打ち上げられたブースターを、浮体式移動着陸プラットフォームとして機能する航行中の船で回収する予定である。流体力学的に安定化された船は、荒れた海でも回収が成功する可能性を高める。[15]
フローティング駐車場
風のせん断を逸らすために側面を斜めにした浮体式自動車駐車船のコンセプトが特許を取得しました。[16]
浮体式LNG生産施設
シェルの浮体式LNGプラントは、沖合の天然ガスを液化天然ガスに加工して輸送・貯蔵するために建設されました。 [17] [18]シェルのプロジェクトは2016年にガス加工を開始する予定でした。 [19] 2018年12月、シェルは油井が開かれ、プラントが生産の初期段階を開始する準備ができていることを発表しました。[20] 2019年6月、シェルは重要な節目を迎え、最初の液化天然ガス貨物をアジアの顧客に出荷しました。[18]
参照
参考文献
- ^ 「DeltaSync 浮遊都市」 Deltasync.nl . 2014年10月27日閲覧。
- ^ 日本はメガフロート（東京湾の浮体式滑走路）を建設した。また、白島と上五島列島に浮体式燃料貯蔵基地、宇品港（広島）に浮体式フェリー桟橋を建設している。現在、非常に長い浮体橋がいくつか使用されており、そのうち 3 つは米国ワシントン州シアトル近郊にある。ドバイ クリークに架かる浮体式橋は300 メートルの長さである。シンガポールはマリーナ ベイに世界最大の浮体式パフォーマンス ステージを建設し、現在、プラウ セバロック沖に巨大な浮体式燃料貯蔵施設を設置している。韓国は現在、漢江に 3 つの浮体島を設置しており、コンベンション センターとして利用される予定である。また、ソウルの別のプロジェクトでは、ホテル、コンベンション センター、税関、埠頭として機能する予定である。Science Direct、超大型浮体構造物、p. 63
- ^ ab Wang, CM; Tay, ZY (2011). 「超大型浮体構造物：アプリケーション、研究開発」Procedia Engineering . 14 : 62–72. doi : 10.1016/j.proeng.2011.07.007 .
- ^ キニリー、ローラ。「世界で最も奇妙な浮遊構造物9選：浮遊ゴルフコース」 。 2014年10月28日閲覧。
- ^ キニリー、ローラ。「世界で最も奇妙な浮遊構造物9選：浮遊農場」 。 2014年10月28日閲覧。
- ^ 非常に大きな浮体構造物 - メガフロート、1999年に完成。ニューアトランティス2002、2011年10月1日閲覧。
- ^ メガフロートで研究されている分野には、ユニットの水力弾性挙動、係留システムの応答と耐久性、コネクタシステムとその溶接接合部、耐腐食システム、近くの海岸線に影響を与える周囲の海の波に対するユニットの影響、湾の卓越流、水質、海洋生態系に対するユニットの影響が含まれます。
- ^ 「SpaceX、Thrustmasterのスラスターで宇宙港バージを配置したことを発表」Thrustmaster、2014年11月22日。2014年12月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2014年11月23日閲覧。
- ^ Bergin, Chris (2014年12月17日). 「SpaceX、CRS-5の打ち上げ予定日を1月6日に延期」NASASpaceFlight.com . 2014年12月18日閲覧。
- ^ Foust, Jeff (2014年10月25日). 「次回のFalcon 9打ち上げでは、第一段プラットフォームの着陸が可能になる可能性がある」。Space News。2014年10月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年10月25日閲覧。
- ^ Bullis, Kevin (2014年10月25日). 「SpaceX、来年ロケットの再利用開始を計画」. MIT Technology Review . 2014年10月25日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年10月26日閲覧。
- ^ Dean, James (2014年10月24日). 「SpaceX、浮遊プラットフォームへのFalcon 9ブースター着陸を試行」。2014年10月27日閲覧。
- ^ イーロン・マスク（2014年11月22日）「自律型宇宙港ドローン船」SpaceX 。 2014年11月23日閲覧。
- ^ “SpaceX Rocket Makes Spectacular Landing on Drone Ship”. Phenomena . 2016年4月8日. 2016年4月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年4月10日閲覧。
- ^ Burghardt, Thomas (2018年9月20日). 「ニューシェパード計画を基に、ブルーオリジンはニューグレン計画の準備に10億ドルを投入」NASASpaceFlight.com . 2018年9月22日閲覧。
- ^ Liollio, Zachary. 「10,472,024 車両用浮遊式駐車バージ」。USPTO特許全文および画像データベース。米国特許商標庁。2020年1月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年2月19日閲覧。
- ^ 「シェルのフローティングLNG技術がグレーター・サンライズ・プロジェクトで合弁会社に採用される - シェル・ワールドワイド」Shell.com。2011年5月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年6月10日閲覧。
- ^ ab "Prelude FLNG". www.shell.com . 2019年9月19日閲覧。
- ^ ケリー、ロス (2014 年 6 月 19 日)。「GDF スエズ、サントス、オーストラリアでの革新的な LNG 計画を停止: 両社、オフショア変換プロジェクトは商業的に実行可能ではないと主張」。ウォール ストリート ジャーナル。2014年12 月 30 日閲覧。
この決定は、高コストと、アジアの電力会社にクリーンな燃料を供給しようと競い合う北米とロシアとの競争に直面するオーストラリアのガス輸出プロジェクトが直面するリスクを浮き彫りにしている。ロイヤル ダッチ シェル所有の船舶が初めてガス処理を開始する 2 年前に、「浮体式」液化天然ガスへの信頼も低下している可能性がある。
- ^ 「Prelude の生産開始」www.shell.com.au . 2019年9月19日閲覧。
外部リンク
- 超大型浮体構造物の流体弾性解析、AI Andrianov、博士論文、デルフト工科大学、2005年
- クローバー、チャールズ (2015 年 8 月 14 日)。 「中国が浮遊要塞プロジェクトを開始」。ft.com。2015年8 月 15 日閲覧。