第1章 船の抵抗

1.1 抵抗の種類

船が海上を走っているとき、その船は海水、空気から抵抗を受ける。これらの抵抗はどのような性質のものか、また、どの位の大きさのものか、あるいは、これらの抵抗を減少させるのにはどうしたらよいか等を考え、調べてみよう。

船の抵抗の大きさは、その船の主要寸法や形状によって変わる。船の形状のことを「船型」といい、船の主船体のほかに、かじ、ビルジ・キール、ボッシング、シャフト・ブラケット等の水面下の船体表面に取りつけられた船体付加物、水面上の船橋、マスト等の上部構造物も含まれる。

船が風や波のない滑らかな水面を航走するとき、水から受ける抵抗と空気から受ける抵抗の2種の流体の抵抗を受ける。前者を水抵抗と称し、後者を空気抵抗という。

空気の密度は、水の密度の約1/800であることからもわかるように、高速で、しかも水面上の構造物の大きい船を除いて、風のない場合には、水抵抗にくらべて空気抵抗は非常に小さい。風がある場合には、風の強さとか吹いてくる方向、また風のある場合には当然水面には波が発生し、非常に大きな影響を船の抵抗に与える。

風や波のない場合の船の抵抗は、ほとんどが水抵抗と考えてよいから水抵抗について、もう少し詳しく調べて見よう。

水中深く物体を静めて動かすと、物体が水に与える力の反作用として抵抗を生ずる。その抵抗は、まず第1に水が物体の表面と擦り合うことによって生ずる摩擦抵抗と、物体の周りの水の圧力によって生ずる形状抵抗（圧力抵抗）が考えられる。この2つの抵抗は、どちらも水に粘性があるために生ずるので、両者を合せて粘性抵抗と呼んでいる。

また、第2に物体を水面近く、または水面上を動かすときは、水面に波が生ずるが、この波は物体を動かす定めのエネルギーの変形したものであるから、大きな波を作って走れば、それだけ物体を動かすための抵抗は大きくなる。この波を起こすことによって生ずる抵抗を造波抵抗という。

船体の一部を水面下に沈めながら、空気と水との境界面を走る普通の船舶の水抵抗は下記のような抵抗を水から受けることになる。

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