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初級講習用指導書(電気装備概論編)

 事業名 船舶の電気装備に関する技術指導
 団体名 日本船舶電装協会 注目度注目度5


4・9 航法装置
 次に述べる装置のうち※印のものは船舶設備規程の適用を要するもので詳細はこれを参照のこと。
4・9・1 磁気コンパス(magnetic compass)
 地磁気の水平磁場を利用して、船の進路物標の方位を求める計器で、コンパスカードがついている浮室の下に磁石を入れた筒を左右に並べて取付け、これを軸針で支えている。そしてこの指示装置全体が、アルコールと蒸溜水の混合液中に入っていて、カードの運動をある程度制動して安定な指度が得られている。
4・9・2 ジャイロコンパス(gyro compass)
 高速回転のこまをジャイロという。ジャイロの特性として(1)回転面を空間に固定しようとすること、(2)偶力をうければ、偶力の軸に直角に回ろうとする傾向があること、これらの2作用と地球自転とをうまく利用して、構成されたジャイロは、三軸自由の軸を有し、その軸が地球上の真子午線を示すようにしたもので、この真方位と船の針路を測定できるように構成した装置である。この親のジャイロコンパスをマスタコンパス、親から分岐した子のジャイロコンパスをジャイロレピータという。
4・9・3 自動針路保持装置(heading control system)
 ジャイロコンパスの真方位の信号を得て、予め設定した船の針路に向って船のかじを自動的に取る装置で、外乱によって命令針路が乱されることはない。
 本装置はこれまで自動操舵装置(auto pilot)と呼ばれていたが、最近のIMOにより名称変更された。
4・9・4 回頭角速度計(turn rate indicator)
 総トン数10万トン以上の大型船では、かじを取ったとき船の旋回が鈍く見定め難いきらいがあるので、その一助として角速度計を装備する。通常、自動針路保持装置のオプションユニットとして、ジャイロコンパスの方位信号の動きを微分して信号を得てできた計器である。
4・9・5 コースレコーダー(course recorder)
 ジャイロコンパスと連携して、船の針路を自動的に記録する装置である。
4・9・6 航跡自画器
 ログ(船の速力と航程を測る機械)からの航程信号とジャイロコンパスからの方位信号とを組合せて、航行する船の航路を自動的に、かつ、連続的に記録するX−Y記録装置である。
4・9・7 水晶時計
 クロノメータ(chronometer 時辰儀)の代り及び一般の船内時計、自動化機器等に使用される。
4・9・8 ログ(log測定器)(船設規:船速距離計)
 船の速力及び航程を測る機械の総称で、次のような種類がある。
(1)えい航式ログ 船尾からロープによって引航されたロテータ(回転子で一種のスクリュープロペラ)の回転数から航程を積算する装置である。
(2)電磁ログ 船底から突出した測定桿による磁界が海水を切るとき、相対速度に比例して生ずる起電力により、船の速さと航程を測定する装置である。
(3)ドプラログ(doppler log)水中における超音波のドプラ効果を利用し、船の前後方向の対地又は対水の速度及び航程を測定する装置である。
注:ドプラ効果とは、観測者が音源に近づきつつあるとき、音の周波数は高く聞こえ、逆に遠ざかりつつあるときには、周波数が低く聞こえるという現象をいう。
4・9・9 音響測深機・魚群探知機
(1)音響測深機 送受波器(transducer)を船底に設ける。発振器から高周波の電流を発振、送波器に送る。ここで電気ひずみ(1)、又は磁気ひずみ(2)、現象により水中音波に変換された超音波は海底から反射音波となって送受波器に帰る。ここで、これは高周波電流に変換され、かつ、その間の伝播速度から水深と状況等が記録装置に記録される。
注:(1)電気ひずみ材料は一般にチタン酸バリウム又はチタン酸ジルコン酸鉛(PzT)磁器であって、200KHz位の周波数が用いられる。
(2)磁気ひずみ材料はニッケル、アルフェロ、フェライトであって10〜50KHz位の周波数が用いられる。
(2)魚群探知機 前記(2)の原理を利用したもので、海底までの音波の進行中、途中に魚影があれば、それらの反射音をとらえることができ、これを記録装置に画くようにしたものである。魚類など対象物が小さい場合は周波数の高い方が有利である。
4・9・10 ソナー(Sonar)
 船の水中における、全周囲にわたって目標物の方向と距離を測定するもので、ブラウン管上に画くものと記録用紙を用いる場合とがある。
4・9・11 ドプラソナー(doppler sonar)
 水中における超音波のドプラ効果を利用し、船の前後方向及び左右方向の対地又は対水速度を測定する装置である。
4・9・12 無線方位測定機(方向探知機)
 無線局又は電波を発信する物標の方向を決定するため、わく形空中線の指向性を垂直アンテナ又は直交のわく形空中線との組合わせによって、電波到来方向及び方位を測定する装置である。
4・9・13 ホーミング設備
 通常の無線方位測定機に、無線電話用の国際遭難周波数2182KHz及び2091KHzが受信でき、かつ、方位が測定できるように、遭難船の方位を知るために機能を追加したものである。
 2MHz帯の電波の場合には船舶の構造物により全周(360°)にわたって方位測定は十分の精度が得られないため、ホーミングと称し、この測定範囲を船首方向の両側面それぞれ30度以内に限定している。
4・9・14 ロランC受信機
 長い基線の陸上局(主局、従局)から同期して、送信される無線電波(周波数100KHzの長波)の到達時間差或は搬送波の位相差を測定し、専用のロランチャートを使用して、船位を決定する双曲線航法方式をいう。
 なお、現状では、一般商船には(船主からの特別な設置要望がない限り)設置しないが、漁船では、まだ、かなり利用されている。
4・9・15 G.P.S.衛星航法システム(Global positioning System)
 米国で開発されたもので、合計24個の衛星を使い、高精度の三次元測位が可能となる。
 GPSの測位精度は100m前後であるが、更に高精度の測位を得るため、DGPS(Differential GPS)が開発された。DGPSの精度は10m前後である。
4・9・16 航海用レーダー(marine radar)
 電波の連続性、定速度性及び反射を利用して、海上の障害物、他船、陸岸等を探知し、それらの位置及び自船からの方向並びに距離をブラウン管上にPPI方式(plane position indicator)又はラスタースキャン方式(Raster scan)で映像として表示するもので、次のような指示方式がある。
(1)トルーモーションレーダー(true motion radar) レーダーの映像面に自船の動きをそのまま表示するように構成した航海用レーダーをいう。
(2)リラティブ モーションレーダー(relative motion radar) レーダーの映像面に自船を定点として、まわりの他船や海岸等との相対位置を表示するように構成した航海用レーダーをいう。
4・9・17 プロッティング設備
 従来は光学プロッターを使用して、レーダー表示面上で他船の動きをプロッティングしていたが、現在では電子プロッターの機能がレーダーに組み込まれている。本設備は、レーダー画面上の映像を一定時間間隔でマークすると、その物標の動向をベクトル又は数値データで表示する。
 なお、将来設備のための電子プロッティング機能(EPA:Electronic Plotting Aid)と自動追尾機能(ATA:Automatic Tracking Aid)に関する性能基準がIMOで審議されている。
4・9・18 自動衝突予防援助装置
 目標船(又は障害物)との衝突を防ぐため、レーダーからの入力信号によって目標船の相対方位、距離、速度、進路等を算出して、ブラウン管上にベクトル又は航跡の形で表示し、同時にこれと自船の進路と速度から、最接近距離(CPA)と最接近点到着時間(TCPA)とを計算して、あらかじめ設定したCPA及びTCPAに自船が接近する恐れがあるときは、危険警報を発して衝突予防を援助する装置である。
 また、自船の針路と速力等をジャイロコンパス、ログ等からの信号を入力として、内蔵のマイクロコンピュータによって処理し、衝突回避に必要な情報を得ることができる。
注 1 国際海事機関(IMO)ではこの装置をARPA(automatic radar plotting aids)と称している。
2 CPAはclosest point of approachの略
3 TCPAはtime to CPAの略
4・9・19 電子海図表示・情報システム(ECDIS)
 電子海図表示・情報システム(ECDIS:Electronic Chart Display and Information System)は、航海用センサーにより得られる船位情報と、航海用電子海図から選定された情報を表示することができる。この表示画面上には、航海士により入力される航路計画と航行監視、必要に応じ付加的な航海関係情報を重畳表示することもできる。適当なバックアップ装置を備え、1974年SOLAS条約の第V章第20規則で要求される「更新された海図」に適合するとして承認できる航海用情報装置である。
4・9・20 ワンマン・ブリッジ・コントロール・システム
 近代化船の船橋は、航海中の船内全体の司令塔の位置づけの傾向が強くなり、一人で航海当直、操船ができることが望まれている。これらを背景として、NKはこのワンマン・ブリッジ・コントロールに関する船橋設備規則を平成5年に発行している。この内容は、船橋の配置及び作業環境、航海機器などの一般規定の他に、ワンマン操船のための事故予防並びに船橋作業支援に対する規定がある。
 船橋の配置に関しては、視界の確保のための船橋の高さ、前面窓の大きさ及び船舶の周囲視界の確保のための作業場所と視野を遮る障害物との相互関係が規定されている。船橋の作業環境としては、船橋の振動、騒音、照明、空調設備などを十分考慮するように規定されている。
 航海設備としては、レーダー、電子式船位計測装置、自動針路保持装置などの一連の航海計器・装置等の操作性と安全性を考慮した配置と機能について規定されている。
 事故予防に関する規定は、当直航海士が正常に当直業務についていることを確認できるよう配慮したものであり、定期的な間隔(12分以内)で適当な確認操作がない時の警報及び警告転送システムが要求されている。
 船橋作業支援に関する規定は、一人当直を念頭に置いた一段と高度な航海装置を配慮したものであり、航海機器の統合化並びに情報の集中化を図るための船橋情報システムのほか電子海図とレーダー映像の重畳表示システムの装備やオートトラッキングシステムが要求されている。







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