セーリングヨット研究会
海王丸船上
2007年3月
クルージングヨットの風の中での転覆と
沈没に関する実験的研究
by
梅田直哉、堀正寿、青木一紀
(大阪大学)
片山徹、池田良穂
(大阪府立大学)
Ship Safety Research Initiative, Osaka University
セーリングヨット研究会
海王丸船上
2007年3月
緒言
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2003年9月15日、21フィートのクルーザーが琵琶湖
で転覆、沈没し、12名の乗員中7名が死亡した。
このヨットの復原性範囲は110度あるといわれ、また
湖面に特段の波がなかったことからこの転覆の原因は
明確ではなかった。
さらに、転覆しても船内に空気が閉じ込められることか
らこのヨットが沈没したことも謎であった。
Ship Safety Research Initiative, Osaka University
セーリングヨット研究会
海王丸船上
2007年3月
緒言
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このため、神戸地方海難審判理事所は、第1著者にこ
の事故原因の鑑定を依頼した。
これを受けて、著者らは、このヨットの復原てこ曲線を
計算し、送風機をもつ試験水槽で1/5.785の縮尺模型
を用いた実験を実施した。
これらの結果と生存者の証言をもとに、このヨットが転
覆、沈没した事故シナリオを推定した。
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海王丸船上
2007年3月
事故を起こしたヨット
mast
rudder
tiller
fin keel
ventilator
cockpit
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スループリグ、フィンキール
FRP
クルージングとレース兼用.
長さ : 6.45 m
幅: 2.48 m
軽荷排水量: 1.045 tons
GM: 0.935 m
開口部: コンパニオンウエイ、
ベンチレーター用の穴
companionway
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2007年3月
琵琶湖
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2007年3月
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2003年9月15日の事故
16:30
ヨットは船外機を使用してマリーナを出港し
た。大人7名と5名の子供が乗船していた。2名の子供
以外はライフジャケットを着用していなかった。
16:33
ヨットはポートタックのクローズホールドで1
5度風下側にヒールしながら帆走を始めた。8名が
ポート側、1名が中央、3名がスターボ側に位置し、そ
の全員がデッキ上にいた。メンシートはカムクリートに
固定されていた。
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海王丸船上
2007年3月
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2003年9月15日の事故
16:49
スキッパーは、タック用意を号令し、ラフし
た。そしてヨットはスターボタックとなったが、新しいタッ
クでの予定のクローズホールドのコースを越えてその
回頭運動は続いた。同時に新しい風下側にヨットは激
しく傾いた。おそらく、何らかの原因でスキッパーがティ
ラーを戻すことができず、またクリートからメンシートを
放すことができなかったためと思われる。
ポート側への大きな横傾斜により、スターボ側デッキ
の大人1名と子供1名はメンセール上に落ち、その後
その他の全乗員が落水し、ヨットは完全に転覆した。
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2007年3月
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Accident on 15 September 2003
まもなくヨットは直立状態に復原し始めるが、浸水によ
り船尾は水面下にあった。16:50、ヨットは船尾から沈
んだ。
その日は晴天で、平均風速は7.4 m/sから 8.5 m/s 、最
大風速は11.5 m/s から 11.8 m/sと付近のブイでは観測
されていた。湖面には特段の波はなかった。
大人3名と子供2名は救助されたが、スキッパーを含
め他の乗員は水死または行方不明となった。
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2007年3月
非浸水の復原てこ曲線
GZ (light ship)
GZ (C-cond.)
GZ (A-cond.)
GZ (D-cond.)
GZ (B-cond.)
GZ (E-cond.)
0.6
バラスト重量は軽荷排水量の
31.6 %.
GZ (m)
0.4
0.2
0
-0.2 0
-0.4
45
90
135
180
乗員重量は軽荷排水量の60 %.
-0.6
Heel angle (degrees)
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2007年3月
船内浸水時の復原てこ曲線
with flooded water
2 m3以上の浸水があると
倒立状態は不安定になる.
0.5
0.0m3
1.0m3
2.0m3
3.0m3
4.0m3
0.4
GZ (m)
0.3
0.2
0.1
0
-0.1 0
45
90
135
180
-0.2
-0.3
Heel angle(degrees)
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2007年3月
模型実験
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転覆から沈没への動的過程を検討するため。
大阪府立大学の送風機つき曳航水槽において。
縮尺1/5.7857 のメンセールつきヨットの相似模型。排
水量、トリム、GMおよび船内配置、板厚を幾何学的相
似に再現。
最初、ヨット模型は横風中で直立状態を保持するよう
に拘束。
次に、一定風速の横風中で拘束を突然取り除くことで、
制御されないタッキングを模擬し、その結果としての運
動を調べた。
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2007年3月
模型実験
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模型実験
Moment (N-m)
WGZ (exp)
wind heel moment (V=9m/s)
wind heel moment (V=11m/s)
8000
6000
4000
2000
0
-2000 0
-4000
-6000
45
wind heel moment (V=8m/s)
wind heel moment (V=10m/s)
90
135
180
Heel angle (degrees)
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事故シナリオ
制御されないタッキングが起こると、転覆が避けられな
い風速は8 m/sとなり、これは事故時の風速の推定値
にあたる。
Restoring Moment (accident)
wind heel moment (V=8m/s)
wind heel moment (V=11m/s)
wind heel moment (V=10m/s)
wind heel moment (V=9m/s)
8000
6000
Moment (N-m)
•
4000
2000
0
-2000 0
45
90
135
180
-4000
-6000
Heel angle (degrees)
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模型実験
一旦転覆すると、キャビン内の空気は閉じ込められる。し
かしながら、フィンキールなど水面上の船体に働く風圧モー
メントにより、ヨットは倒立状態からさらに横傾斜し、バウの
穴ややコンパニオンウエイの一部が水面上に出てくる。す
ると、空気が船内に出始め、水がキャビン内に徐々に入っ
てくる。
2 m3以上キャビン内に浸水すると、
ヨットは不安定となり、復原を始め
る。この過渡状態の間に進むさら
なる浸水により大きな船尾トリム
が発生する。
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模型実験
ヨットがほとんど復原すると、コンパニオンウエイは船尾
トリムのため完全に水没する。もしここで船首の穴が閉
じているとき、キャビン内の空気は閉じ込められ、ヨット
は安全であった。不幸にして、船首の穴は開いていた
ため、キャビン内の空気は船首穴から抜けて、このた
めヨットは沈没した。
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模型実験から求めた沈没時間
沈没限界風速 10 m/s
300
bow hole small size
time (s)
250
200
bow hole full size
150
100
50
0
0
5
10
15
wind velocity (m/s)
20
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結論
1) デッキ上に多数の乗員がいたため、ヨットの復原てこは著しく
2)
3)
4)
5)
減少していた。
スキッパーがティラーを戻せずメンシートを緩めることができ
なかったならば、風速 8 m/s 以上でヨットは転覆しうる。
もし風速が 10 m/s以上ならば、倒立からさらなる横傾斜のた
め、空気の排出と水の浸入が起こる。そのキャビン内浸水量
が, 2 m3を越えると、ヨットは復原を始める。
復原したとき、多量のキャビン内の浸水のため、船尾トリムが
起こり、コンパニオンウエイは水没する。もし、船首の穴が開
いていると、その船首の穴から空気が排出され、コンパニオ
ンウエイから水が船内に浸入する。その結果、ヨットは沈没に
至る。
事故時に推定される風速は、上記の転覆および復原に要す
る限界値を越えていた。
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