親子におすすめの新型プラネタリウムとは?

非常に大雑把な一般論ですが、船は速度を倍にすると燃費は4倍悪化するなどと言われています。
では船のサイズと燃費の関係はどうなんでしょうか?
同じシステム(重油ボイラーなら重油ボイラー、ディーゼルならディーゼル、ガスタービンならガスタービン)でそれぞれの排水量に適切な機関を搭載したとした場合、排水量が倍になると燃費は何倍になるのでしょうか?

質問のきっかけは古いゲームをやっていたのですが、
そのゲームでは燃料消費量が駆逐艦40・軽巡60・重巡80・戦艦100という大雑把なものですw
こんなに戦艦に甘ければ自由に戦艦が使えるのですが、では実際には戦艦はどの程度燃料消費が激しいのか(たとえば戦艦同士でも金剛級の代わりに大和を便利使いしたらどうなるかとか)と疑問に思ったしだいです。

このQ&Aに関連する最新のQ&A

A 回答 (4件)

まず、一般に軍艦の比較は通常、満載排水量での排水トンを使います。


排水トンというのは船が押しのけた水の体積ですから、単純に水面下の船体の体積です。で、単純に言えば、抵抗は前面投影面積と表面抵抗、形状抵抗で決まります。

で、容積を表面積に換算する場合、線形、縦横比、船殻表面の粗度、速度などは同じとすれば、前面投影面積や表面積だけの比率になります。ということで、3乗で計算される体積を2乗で計算される面積に読み替えればいいわけです。ですから、単純に考えれば、数学的には総トン数の2/3乗を指数として用いればよいということになります。

とすると、大和は満載72809トンで2/3乗の数値は1750、金剛は満載31720トンで2/3乗は1005、大和は金剛の1.7倍燃料を使うことになります。
大和を100とすると30000トン(968)で約55、20000トン(739)で42、10000トン(465)で26、5000トン(293)で16になります。ただ、戦艦として50000トン程度(アイオワ級)を基準とすると1362ですから、上記はそれぞれ71/54/34/21になります。また、戦艦を30000トン基準(長門級)だと100/78/48/30でかなり設定値に近くなります。
    • good
    • 1

>排水量に適切な機関を搭載したとした場合



 この条件で比較するのって、第二次大戦の軍艦ってかなり困難ですよ…。

 なんせ
  大和(戦艦)    6.9万トン 15.3万馬力
  扶桑(戦艦)    2.9万トン  4.0万馬力
  利根(重巡洋艦) 1.3万トン 15.2万馬力
  加古(重巡洋艦) 1.0万トン 10.3万馬力
  島風(駆逐艦)  0.3万トン 7.5万馬力
  特型駆逐艦    0.1万トン  5.0万馬力

 上記の様に、排水量と機関は、比例しません。
 
 また、新型の方が出力馬力に比較して少量の燃料消費で済みますが、同時期の機関であれば全力出力した際の消費量が艦種ごとに極端に変わる訳では有りません。
 (戦艦とその他で機関が全力稼動した場合に差がある訳ではない。)
 
 船が航行する際には、低速時には粘性摩擦抵抗、高速時には造波抵抗が主となりますが、大型艦は搭載機関の出力が排水量に比例するという条件であれば、小型艦より圧倒的に有利です。

 なぜなら、粘性摩擦抵抗は、水面下で艦が水に接する面積に影響を受けますが、この面積は排水量が2倍になったからといって2倍に増える訳ではありません。
 (極論だと排水量を増やしても接水面積自体は減らす事も可能。ただし極端に転覆しやすくなる。設計しだい。)

 造波抵抗(走行時に発生する波を押しのけて進む力)に到っては、一定以上の速度を保てるのであれば、大型艦の方が圧倒的に有利です。
 (小さな子供が全力疾走から抱きついて来ても、大人は支えられますが、お相撲さんが同様の事をやったら軽く吹き飛ばされる様に…。)

 ゆえに、故に大和の60分の1のしかない駆逐艦の機関出力が大和の3分の1も必要だったりします。←というか扶桑型は駆逐艦に出力で負けてるけどホントに大丈夫か?
 (もちろん最高速度差も考慮しなければなりませんが…。)

 まあ、大和は機関の故障を恐れるがゆえに極端に保守的(要するに古い技術)な機関を搭載した為、艦隊運動時(それなりに高速)に常時燃費が良好でない領域で動かさねばならない為(出力が足りてない。排水量が半分以下の翔鶴にも負ける(16万馬力))、消費量が尋常ではない量(たった1隻で1個水雷戦隊並みに消費する…。)に成ってしまいましたが…。
 (軍艦の航続距離を示す時に、必ず速度が付加されるのはこの為。低速でも良ければ、航続距離は飛躍的に伸びる…。)

 あと機関の新旧も重要で、島風なんかは新型(圧力40kg/cm^2、蒸気温度400度のボイラーと4車室構成のタービン)ですから、出力馬力は増大しながらも燃費も良好化を達成しています。
    • good
    • 0
この回答へのお礼

はい、比例しないのは知っていますし、とりあえず一般論的なものが知りたかったです。

大和はでかいだけじゃなくて、そもそも出力が足りてないため燃費が悪かったんですね。

御回答ありがとうございました。

お礼日時:2013/10/23 17:29

再度投稿w



 1 さんが水の抵抗に対しての記述であったと認識した上での回答です。

 その上で、

 排水量=船の質量 ということを加味すべきということです。
 なんか勘違いされたようなので・・・
    • good
    • 0
この回答へのお礼

そうでしたか、御回答ありがとうございました。

お礼日時:2013/10/23 17:27

>非常に大雑把な一般論ですが、船は速度を倍にすると燃費は4倍悪化するなどと言われています。


 
 物理の授業を思い出してみると・・・
 
 速度の2乗 と エネルギー(燃費)が 比例。
 つまり、速度2倍> 2を2乗すると4  4倍のエネルギー(燃料)が必要。

 たぶん、船に限ったことではなく、車、航空機、宇宙船も同じと思います。


>排水量が倍になると燃費は何倍になるのでしょうか?
 
 同じく物理の授業を思い出すと・・・

 質量とエネルギーは比例します。
 つまり、質量(排水量)2倍 > そのまま必要エネルギー2倍


これはあくまで、船の摩擦抵抗が0の場合を仮定してます。
 大和、翔鶴、瑞鶴はパルバスバウを採用し、金剛などよりも効率は良いかも。
しかし逆に、大型化でエンジンの効率が落ちてる可能性も・・

あと、物理の授業を受けたのは数十年前なのでまちがってたら悪しからず!!
    • good
    • 0
この回答へのお礼

御回答ありがとうございます。

速度を倍にすると燃費は4倍、これは同じ時間当たりの燃料消費量は8倍ということになります。
速度が倍で時間あたりの燃料消費量が4倍だと、燃費は二倍ですむはずですが、現実はそうはいかないみたいです。
現代でも軍艦が三日も全力航行すると燃料が空になってしまいますし。

NO1さんの回答が秀逸と思いますので、よろしければ参考にしてみてください。

お礼日時:2013/10/21 19:41

このQ&Aに関連する人気のQ&A

お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!

このQ&Aを見た人が検索しているワード

このQ&Aと関連する良く見られている質問

Q船の燃費の計算

こんにちは!数学というより、算数問題なんですが、、よろしくおねがいします。
船が20ノットで走る時の燃料消費は20リットル。船が距離18マイルあるA点からB点を往路20ノット、復路18ノットで往復した場合の燃料消費は33リットルでした。船が18ノットで走る時の燃料消費は何リットルですか?

Aベストアンサー

> 往路に要した燃費は距離/速さ×燃料消費ということでしょうか?
距離÷速さ (距離/速さ)が、要した時間です。
燃料消費というのは、1時間あたりに消費する燃料の量のことだと思いますので、使用した燃料は、
使用した燃料 = 要した時間×燃料消費 = (距離/速さ)×燃料消費
となります。
(もし、燃料消費の定義が違っていたら教えてください。)

> 復路は18ノットで18マイルを走ったので、要した時間はちょうど1時間
基本的に、速度と時間と走った距離の関係は、
走った距離=速度×時間
時間=走った距離/速度
速度=走った距離/時間
の関係となりますね。
18ノット(=1マイル/時間)で距離18マイルを走るのに必要な時間は、
必要な時間=18マイル/18ノット=1時間
です。

Q船外機の燃費ってすごいらしい?

2ストの船外機、140馬力の燃費はどのくらいなのでしょうか。
20~24フィートの船体だとして、3時間くらいの巡航だと、いかがでしょうか?
スピードは20ノット~25ノット程度。
やはり、100リットルは当たり前に、消費するものですか?

Aベストアンサー

私の船、ヤマハUF20、で、2サイクル90馬力付いてます。ポイントまで20分~30分ぐらい。全開で約30ノットで走りますと、大体25リットルぐらいなくなります。
船の重さ(荷物、人間含む)空気抵抗(スパンカー、キャビン等)、波の状態によってかなり燃費は変わります。
私の場合でも、アクセル半分ぐらいで、20ノットぐらい出ます。それぐらいで走ると燃費はかなり良くなります。(50パーセントOFFぐらいか?)
波が出てくると、頻繁にアクセル操作しますので燃費は悪くなります。

90馬力の話ですので参考までに・・・

しかし、140馬力だと、走り方や船にもよりますが、3時間で100リッターぐらいは必要でしょうね。

Q双胴船にしない理由はなんでしょう?

全長200メートルのひゅうが型護衛艦(いわゆるヘリ空母)を考えると、同じ全長200メートルで甲板面積を広く取るためには細身の船体を二本つないで、双胴船にすれば良いと思います。

実際のところ、広い甲板面積を必要とする航空母艦に関して世界をみわたしても、双胴船にして広い甲板面積を確保している例は見当たりません。

双胴船にするメリットを考えてみると、
1.甲板の横幅を確保し、ランウェイ(2本?)と広い駐機場・エレベーターを確保するのに有利
2.同じ全長、同じ排水量の艦船同士で比較すれば、細身の船体を二本つかう双胴船の方が、横幅の広い単胴船よりも造波抵抗を少なくでき、燃費に有利。通常兵器で作戦行動期間を延長できる。
3.2万トン級の艦船ならば、どのみち機関は二重化されるので、双胴船の機関二重化も、大きなコスト増にはならない。
4.スタビライザーの被弾など、非常事態においてもローリングが少なく、着艦安全性は高い。

しかし、現実の世界には双胴船の空母は建造されません。

私が気付かない根本的な理由がありそうなのですが、その理由が知りたく質問しました。

船舶の設計や研究をされている方から技術的なアドバイスを頂ければありがたいです。

全長200メートルのひゅうが型護衛艦(いわゆるヘリ空母)を考えると、同じ全長200メートルで甲板面積を広く取るためには細身の船体を二本つないで、双胴船にすれば良いと思います。

実際のところ、広い甲板面積を必要とする航空母艦に関して世界をみわたしても、双胴船にして広い甲板面積を確保している例は見当たりません。

双胴船にするメリットを考えてみると、
1.甲板の横幅を確保し、ランウェイ(2本?)と広い駐機場・エレベーターを確保するのに有利
2.同じ全長、同じ排水量の艦船同士で比較すれば、細...続きを読む

Aベストアンサー

私も素人であり詳しくはありませんが、考えられる幾つかの理由とデメリットを書いてみます。

1.双胴船の建造・運用実績がない。軍艦は血税で出来ているので実績のないものを簡単に作るわけにはいかない。試験艦を建造するにしても作って散々テストした後『あんまり使い物になりませんでした』では許されない。税金を無駄に使ったとして誰かが糾弾され責任を取らされる。日本では試験艦の建造そのものが多大な政治的問題を生む。

2.運動性能が落ちる。
下の動画のように空母と言えどもこれほどの運動性能を要求される。
https://www.youtube.com/watch?v=d4KnCqcTEOU
双胴船にこれは厳しい。
また、直進するのであれば造波抵抗は少なくなるが、旋回する時には船のサイドに掛かる水の抵抗は増えるため回避運動時には抵抗になるだけである。

3.甲板面積を大きく取るために艦幅が広くなるなら入渠できるドックが限られてくるため運用効率が落ちる。戦時下で遠く離れたドックまで点検・修理・改修に向かうのは非効率すぎる。場合によってはドックの順番待ちをしなくてはならない状況になる。入渠できるドックを増やすにも多大な費用が掛かる。

4.艦載機の離発着の運用効率を上げるならばそれに見合うクルーの増員も必要になる。
F1のピットストップが他のレースに比べて速いのはシステムや器具が優れているのではなく、単純に作業する人員が多いだけである。乗艦しているクルーの人数が増えれば食料等の補給の面で長期の作戦行動には不向きになる。

5.日本のヘリ空母のような対潜作戦を目的とした場合、速度の遅い相手に航空機の離発着の速度を上げてもたいした効果はない。
音速を超える航空機を相手にするならば即応性をあげることに意味はあるかもしれないが、時速100キロ以下の相手に発着時間が5分延びた所であまり影響はない。発着時間の短縮よりもヘリの速度を上げたほうが効果が高く、開発によってヘリコプターの航行速度を上げれば、その効果は軍全体に波及する。

6.今後の軍事的な方向性として、軍用機(ヘリも含む)は無人化・小型化の方に進む可能性が高く、広い
発着甲板を持つ大型艦よりも、少ない人員で運用できる中型艦・小型艦が増えてくると予想される。
この場合、一つの艦に大勢のクルーを乗せ離発着の効率が高い空母を一艦配備するよりも、トータルの人員は増えるが、離発着の効率が低く、かつ航空機の搭載数が少ない空母を二艦配備する方が運用効率が高いようになるでしょう。これには実績もあり建造・修理・点検が簡単な(構造上簡単なのではなく、実績が多く蓄積されているので情報が豊富・スタッフが慣れていると言う意味で)単胴船の方が向いていると思われます。

こんなところでしょうかね。
意外と双胴船にするメリットは無いと思います。

私も素人であり詳しくはありませんが、考えられる幾つかの理由とデメリットを書いてみます。

1.双胴船の建造・運用実績がない。軍艦は血税で出来ているので実績のないものを簡単に作るわけにはいかない。試験艦を建造するにしても作って散々テストした後『あんまり使い物になりませんでした』では許されない。税金を無駄に使ったとして誰かが糾弾され責任を取らされる。日本では試験艦の建造そのものが多大な政治的問題を生む。

2.運動性能が落ちる。
下の動画のように空母と言えどもこれほどの運動性能を要求さ...続きを読む


このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

人気Q&Aランキング