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船舶推進システムのシャフト: 技術の進化と応用のレビュー

ビュー: 0     著者: サイト編集者 公開時刻: 2026-06-17 起源: サイト

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1. 導入

船舶推進システムのシャフトは 、船舶の発電所の中核コンポーネントです。 重要なパワーリンクとして、主エンジンからの出力をプロペラに伝達し,  、同時に 伝えます 生成された推力を プロペラから 船舶。これらの重要なの動作状態は、 船舶推進システム部品 に決定的な影響を与えます 船舶の推進効率、航行の安全性、さらにライフサイクル 費用対効果 内の

国際海事機関 ( IMO )の脱炭素化ルールが広く施行され、 EEXI や CII などの 海運業界全体でデジタル化が急速に進む中、船舶推進システム技術は大きな転換期を迎えています。船舶の推進は、従来の機械的な動力伝達を超えて、より環境に優しく、よりスマートで、より軽量なソリューションへと移行しています。

新しい技術開発が継続的に行われており、より効率的なシャフト設計のための新たな選択肢が開かれています。主な進歩には次のようなものがあります。

l 先端材料: 炭素繊維複合材料とエンジニアリングセラミックスの応用。

l 斬新な構造: Sterntubeless デザインのような革新的な構成。

l 次世代モニタリング: デジタルツインテクノロジーと光ファイバーセンシングの導入。

この記事は、系統的にレビューしたもので重要な原則 最新の 開発 シャフト加工の、エンジニアリング設計者 や技術リーダーが情報に基づいた調達と仕様の決定を行うための信頼できる詳細なリソースにアクセスできるように支援します。主なトピックは次のとおりです。

l の核となる設計理論 船舶推進システム

l の重要部品の機能と最適化 船舶推進システム

l 新しい材料アプリケーションの統合

l 高度な振動制御手法

l インテリジェントなモニタリングとフロンティア開発のトレンド

 

2。船舶推進システムのシャフトの概要

2.1 船舶推進システム部品の構成と機能

一般的な船舶推進システムのシャフトは、次の主要コンポーネントで構成されます。

いいえ。

成分

機能の説明

1

スラストシャフト

プロペラが発生する軸方向推力をスラストベアリングを介して船体に伝達

2

中間シャフト

スラストシャフトをスターンシャフトに接続します。エンジンルームのレイアウトに応じて複数のセクションが使用される場合があります

3

スターンシャフト/プロペラシャフト

中間シャフトをプロペラに接続します。船尾チューブを通過し、最大の曲げモーメントに耐えます

4

スラストベアリング

軸方向の推力を吸収します。通常、Michell タイプの滑りスラスト軸受

5

中間軸受

中間軸を支持し、ラジアル荷重に耐えます。

6

船尾管ベアリング

最も過酷な使用条件下で水中でスターンシャフトをサポートします。

7

カップリング

シャフト部分を接続し、トルクを伝達し、取り付けのわずかなミスアライメントを補正します。

8

隔壁スタフィングボックス

コンパートメント間の防水性を確保し、水漏れを防ぎます。

9

船尾管シール

船尾チューブへの海水の浸入と潤滑システムからの油漏れを防ぎます。

 

2.2 船舶推進システムの設計ワークフロー

船舶推進システムのシャフトの設計は、学際的なシステム エンジニアリング プロセスです。標準的なワークフローには次のものが含まれます。

1.エンジンとプロペラの選択 - 定格出力、回転速度、ギアボックスの減速比を決定します。

2.シャフト直径の予備推定 - 初期サイズ設定には分類協会の経験式を使用します。

3.材料の選択 – 強度、疲労性能、耐食性、コストのバランス

4.シャフトのレイアウトとベアリングの位置決め – 軸方向の位置とサポート構成を確立します

5.静的強度の検証 – 応力解析と安全率の計算

6.振動解析 – ねじれ、横方向 (渦巻き)、および縦方向の振動評価

7.シャフトアライメントの計算 - ベアリングの負荷が許容範囲内に収まるように、最適なベアリングのオフセットを決定します。

8.疲労強度評価 - 交流荷重下での疲労寿命を評価します。

9.詳細な設計とコンポーネントの調達 – 構造図面と技術仕様を最終決定します

 

2.3 船舶推進システムのシャフト設計における主要な機械的課題

· 静的荷重 - 曲げ応力、せん断応力、軸受比圧の検証

· 動的荷重 - ねじり振動、横振動、縦振動、およびシャフトのアライメント解析

· 疲労挙動 - 繰返し荷重下での疲労寿命予測と亀裂伝播評価

 船舶推進システムシャフト技術の進化と応用のレビュー

3。船舶推進システムのシャフト設計のキーテクノロジー

3.1 シャフト調整技術

シャフトのアライメントは、の安全かつ安定した動作を保証する最も重要な要素です 船舶推進システム。アライメントが悪いと、ベアリング温度の上昇、異常な摩耗、振動の増加、さらにはシャフトの破損につながります。

シャフト調整方法の進化:

1第 1 世代 - 直線配置: すべてのベアリング中心を直線上に配置 - シンプルですが、船体の変形の下では効果的ではありません

2第 2 世代 - 許容荷重アライメント: ベアリングのオフセットを変更することでベアリング荷重を許容限度内に調整

3第 3 世代の - 最適化されたアライメント: 最適化アルゴリズムを使用して、荷重、曲げ応力、ベアリング角度、フランジ開口部を考慮した最適なベアリング オフセットを決定します。これは現在業界標準です。

4第 3 世代の - ダイナミック アライメント: 船体の変形、油膜の剛性、熱影響、および波の荷重を考慮して、完全な動作状態を最適化します。

主な影響要因:

要素

機構

対策

船体の変形

積み降ろしや波の動きによる船体のたわみ

グローバル FEM – シャフト連成解析

軸受の油膜剛性

フィルムの厚さと剛性は動作条件によって変化します

弾性流体力学潤滑 (EHL) モデリング

熱の影響

熱膨張によりベアリングのオフセットが変化する

事前設定されたホットクリアランス + ホットアライメント手順

プロペラの流体力学

偏心推力により追加の曲げモーメントが発生します

プロペラ加振力を含む連成計算

取り付け公差

現場での施工上の逸脱

レーザーアライメント技術

 

3.2 船舶推進システム部品の振動制御技術

(1) ねじり振動

ディーゼルシリンダー内の周期的な燃焼圧力が原因で発生します。重要なパラメーター: ねじり振動の追加応力は、分類協会の制限 (通常 ±20 ~ 30 N/mm²) を超えてはなりません。禁止速度範囲では、通常の動作速度を回避する必要があります。

軽減策: ねじれ振動ダンパー(シリコンオイル/ゴム)、フライホイール慣性の最適化、高弾性カップリング。

(2) 横(旋回)振動

プロペラの質量の不均衡、流体力学的不均衡、ベアリングの油膜力によって引き起こされます。設計基準: 適切な間隔のベアリング間隔で、一次横方向臨界速度が最大動作速度の 120% を超える (リジッド シャフト設計)、または最小安定速度の 80% 未満 (フレキシブル シャフト設計) である必要があります。

(3) 縦振動

不均一な伴流場におけるプロペラ推力の変動と、ディーゼルエンジンからの軸方向の励起によって引き起こされ、特に長軸の船舶で顕著です。 最前線の研究方向: スラストベアリングと船体の結合力学、軸方向振動ダンパー、およびアクティブスラスト補償技術。

 

4. 船舶推進システム部品の新素材と高度な製造

4.1 船舶推進システム用炭素繊維強化ポリマー(CFRP)ドライブシャフト

CFRP ドライブ シャフトは、近年の船舶推進システムのシャフトにおける最も重要な技術革新の 1 つです。

l 技術的利点: 従来の合金鋼シャフトと比較して、CFRP シャフトには次のような利点があります。

密度: 1.55 ~ 1.75 g/cm³ → 70~78%の軽量化

比強度: ~900 MPa/(g/cm³) → 合金鋼の 5 ~ 6 倍高い

減衰率: 0.01 ~ 0.03 → 10 ~ 30 倍、スチールよりも優れています

熱膨張: ほぼゼロ(−0.5〜+0.5×10⁻⁶/K) → 優れた熱安定性

耐食性: 自然な海水耐性 - 保護コーティングのメンテナンスは不要

l 設計と製造: コア技術は プライスタッキング設計にあり 、繊維配向 (0°/±45°/90° ラミネートの組み合わせ) を最適化してトルク伝達、曲げ剛性、および軸方向荷重の要件を満たします。典型的な製造プロセスでは、 ファイバーの巻き取りプリプレグのレイアップを組み合わせます。金属フランジ継手 (チタン合金またはステンレス鋼) と CFRP チューブ本体の間の接続は重要な課題です。一般的な方法には、 接着 + 機械的ロック, のハイブリッド接着 + ボルト締め、および 共硬化一体化が含まれます。.

l 現在の用途: CFRP シャフトは、 高速海軍船舶、, 豪華ヨット、および OSV (オフショア支援船)で商業的に導入されています。市場予測では、 15% 以上の CAGR が見込まれています。 海洋用途における世界の CFRP プロペラシャフト市場は

CFRP と合金鋼 — 船舶推進システム部品の比較:

財産

合金鋼シャフト (40CrNi2MoA)

CFRPドライブシャフト

アドバンテージ

密度 (g/cm³)

7.85

1.55~1.75

70 ~ 78% 軽量化

比強度(MPa/(g/cm³))

~140

~900

5 ~ 6 倍の高い比強度

比弾性率 (GPa/(g/cm³))

~26

~80

~3倍の高い比剛性

ダンピングファクター

0.001~0.002

0.01~0.03

10 ~ 30 倍優れたダンピング

熱膨張 (10⁻⁶/K)

~12

−0.5〜+0.5(オーダー可能)

優れた熱安定性

疲労限界/引張強さの比

0.35~0.50

0.50~0.70

疲労性能の向上

海水耐食性

コーティングが必要です

自然抵抗力

メンテナンスフリー

 

4.2 船舶推進システム部品用のエンジニアリングセラミックスおよびセラミックコーティング

船尾管シャフト表面にを施すことにより セラミックコーティング 、船舶推進システム部品の最も厳しい性能要件の 2 つである耐摩耗性と耐海水腐食性が大幅に向上します。

主要なコーティング技術:

プロセス

特徴

代表的な用途

HVOF (高速酸素燃料)

高い塗膜密度、優れた接着強度

WC-Co、Cr₃C₂-NiCr コーティング

APS(大気圧プラズマ溶射)

幅広い材料互換性

酸化物セラミックコーティング

レーザークラッディング

金属接合、最小限の熱歪み

Ni基/Co基+セラミック粒子複合コーティング

PVD (物理蒸着)

超薄(<5 μm)、超高硬度

TiN、CrN 硬質皮膜

 

4.3 船舶推進システム軸用水潤滑軸受材料

水潤滑軸受は 潤滑媒体として水を使用し、油汚染を根本的に排除します。これは、環境に優しい船舶推進システムの軸構成の中核技術の方向性を表しています。

水潤滑軸受の材質と特性:

材料

代表的なサプライヤー

主な特長

制限事項

リグナムバイタ

伝統的な素材

自然自己潤滑性、海水適合性に優れています。

資源が乏しく、供給が不安定

ニトリルゴム(NBR)

複数のメーカー

低コスト、沈殿物に対する良好な耐性

高速走行では熱と摩耗が起こりやすい

フェノール樹脂コンポジット

ソードン コンパック

優れた耐摩耗性、高い耐荷重性

高い加工精度が要求される

PEEKコンポジット

CIP複合材

超高い耐摩耗性、優れた温度性能

コストが高い

ソードン (SXL)

ソードンベアリング

優れた自己潤滑性能と水潤滑性能

 

4.4 船舶推進システム技術の今後の開発動向

· スターンチューブレス設計— によって提案された革新的なコンセプトです ブルー オーシャン アライアンス。従来のスターン チューブを排除し、 海水潤滑ベアリング + テーパー キー接続を採用しています。アライアンスのメンバーには、ABS、Thordon、SDARI、Wärtsilä、NTUA が含まれます。

· 次世代複合材料 — 船舶推進システム部品用の炭素繊維強化 PEEK、グラフェン変性ポリマー、 生体模倣微細構造ベアリング ライナー

· 水潤滑ベアリングのデジタル ツイン モニタリング — 埋め込みセンサーに基づく構造健全性モニタリング。関連する研究は、 2026 年に Ocean Engineering誌に掲載されました

 

5. 船舶推進システムシャフトの振動と騒音の制御

5.1 船舶推進システムのシャフトにおける振動源解析

船舶推進システムのシャフト振動を引き起こす主な励振源には次のものがあります。

1. ディーゼル エンジンの加振力 — 周期的なシリンダー燃焼圧力によって引き起こされるトルク脈動

2. プロペラ加振力 — 不均一な伴流場によって生成される推力とトルクの脈動 (ブレード通過周波数によって支配される — BPF)

3. シャフトの不均衡力 - 製造および取り付けの公差による回転の不均衡

4. 軸受の油膜力 ― 油膜渦による自励振動と油膜振動

 

5.2 船舶推進システム部品の振動制御戦略

制御戦略

具体的な対策

制御対象

周波数チューニング

シャフト直径、セグメント長さ、ベアリング間隔を調整します

クリティカルスピード

ダンピングコントロール

シリコンオイルダンパー、高弾性カップリング

ねじり振動

絶縁設計

弾性隔壁サポート、浮遊いかだ隔離システム

構造上のノイズ伝達経路

アクティブ制御

アクティブ推力補償、磁気軸受

縦振動

 

5.3 船舶推進システムの水中放射騒音対策

海軍艦艇や調査船にとって、 水中放射騒音 (URN) は重要な戦術的および技術的性能指標です。主な管理措置には次のようなものがあります。

· 低騒音プロペラ設計 - プロペラのキャビテーションとブレード通過周波数騒音を低減します。

· 高減衰カップリング — 船舶推進システムを通じたねじり振動の伝達を最小限に抑えます。

· スラストベアリング絶縁設計 — 船体構造からシャフトの振動を切り離します。

水潤滑軸受の摩擦音抑制 — 軸受面からの自己発生音を低減します。

 

 

6. 船舶推進システム部品のインテリジェントモニタリングとデジタルツイン

6.1 船舶推進システムの軸状態監視システム

最新の船舶推進システムの状態監視には、次の重要なパラメータが含まれます。

パラメータのカテゴリ

特定のパラメータ

センサーの種類

振動

軸受箱の振動加速度・速度・変位

圧電加速度計

温度

各軸受の使用温度

PT100 RTD / 熱電対

シャフトパワー

軸トルク+速度→出力

ひずみゲージ・光電シャフトパワーメータ

オイルの状態

含水率、摩耗粒子数、サイズ

オンラインオイル監視センサー

シャフト位置

軸心軌道、アキシアル変位

渦電流変位センサ

歪み

シャフトの曲がり・ねじりひずみ

ひずみゲージ / ファイバーブラッググレーティング (FBG) センサー

包括的な船舶用推進システムの状態監視システムは、マルチパラメータ センシングを統合してシャフトの状態をリアルタイムで可視化し、重大な故障が発生する前にオペレータが軸受の劣化、位置ずれ、または過負荷の兆候を早期に検出できるようにします。

 

6.2 船舶推進システムのモニタリングに関する船級協会の要件

主要な船級協会は、船舶推進システム部品内の軸の状態を監視するための明確な要件を確立しています。

ClassNK : 軸受温度センサーを装備した船舶は、6 か月ごとの油分析 + 毎月の水分分析、または 3 か月ごとの油分析を行う必要があります。 を導入 PSCM(プロペラシャフト状態監視) 承認フレームワーク

DNV : に基づき TMON (テールシャフト モニタリング)規制 、状態ベースのモニタリングにより、テールシャフトの抜き取り検査間隔を従来の 5 年から最大 15 年に延長できます。

CCS : 発行 船舶推進シャフト状態監視システムの検査に関するガイドラインを、中国建造船舶に規制の枠組みを提供

これらの船級協会の基準は、船舶推進システムのシャフトの時間ベースのメンテナンスからへの業界の移行を示しており 状態ベースのメンテナンス (CBM) 、安全性を高めながらダウンタ​​イムを削減します。

 

6.3 船舶推進システムシャフト用のデジタルツインフレームワーク

船舶推進システムのデジタルツイン技術は 4 層アーキテクチャを採用しています

· 物理層 — 実際の船舶のシャフトおよびセンサー ネットワーク (FBG 光ファイバー、振動、温度、油状態センサー)

· データ層 — リアルタイムのデータ取得、保存、前処理 (エッジ コンピューティング ゲートウェイ、時系列データベース)

· モデル層 — マルチフィジックス結合シミュレーション モデル (FEM + BEM + EHL ジョイント シミュレーション)

· アプリケーション層 — 状態評価、故障診断、残存耐用年数 (RUL) 予測 (AI/ML アルゴリズム、大規模言語モデル推論)

この 4 層のデジタル ツイン フレームワークにより、船舶推進システムのオペレータは、物理シャフトの仮想レプリカを作成できます。リアルタイムのセンサー データで継続的に更新され、実際の動作条件を反映し、故障を予測し、メンテナンス スケジュールを最適化できます。

6.4 船舶推進システムデジタルツインの一般的なアプリケーションシナリオ

デジタル ツイン テクノロジーは、主要な船舶推進システムのメンテナンス シナリオ全体で測定可能な価値を提供します。

リアルタイムアライメント評価: さまざまな動作条件下でのシャフトアライメント状態の継続的評価

ベアリング摩耗予測: 水潤滑ベアリングおよびオイル潤滑ベアリングの残存耐用年数 (RUL) の推定

CNN/LSTM 故障認識: 深層学習に基づいた典型的な故障パターンの特定 - アンバランス、ミスアライメント、ベアリングの欠陥

状態基準保全 (CBM) : 従来の時間基準保全 (TBM) に代わるデータ駆動型の保守意思決定

新しいトレンド — 構造健全性モニタリング (SHM) における大規模言語モデル:

2025 年のレビューでは、 Chinese Journal of Ship Research の どのように推進しているかを強調しています。 大規模言語モデル (LLM) が海洋推進システムの構造健全性モニタリングにおけるパラダイム シフトを

· マルチモーダル データの融合 — 振動、温度、オイル、ひずみデータを統合して総合的なシャフトの健全性評価を行う

· ゼロショット/少数ショット故障伝達学習 — 最小限の追加データで、トレーニング済みモデルを新しい船舶構成に適応させます。

· 自然言語診断レポート — センサー データから人間が判読できる障害分析レポートを自動的に生成します。

· 予知保全のインテリジェントな意思決定サポート — 船舶の運航プロファイルに合わせて最適化された AI 主導のメンテナンス スケジューリング

 

7. 典型的な船舶推進システムのシャフト構成スキーム

7.1 低速ディーゼルダイレクトドライブ — 船舶推進システム

対象船: 大型ばら積み貨物船、VLCC(超大型原油輸送船)、大型コンテナ船。

動力伝達チェーン:

低速2ストロークディーゼルエンジン(50~100rpm)→中間軸→船尾軸→固定ピッチプロペラ(FPP)

主な特徴:

最も短い伝動チェーン あらゆる船舶推進システム構成の中で

· 最高の効率 — 伝達効率は 98%を超えます

· 大きなシャフト直径 — VLCC 中間シャフトは 600 ~ 800 mmに達する可能性があります

· 一体型スラストベアリング - エンジン本体内に内蔵

この構成は、その機械的な単純さと連続稼働の船舶推進システム用途における実証済みの信頼性により、大型商船にとって依然として主要な選択肢となっています。

 

7.2 中速ディーゼル+減速機 — 船舶推進システム部品

対象船舶: 中小型貨物船、オフショア支援船(OSV)、フェリー。

動力伝達チェーン:

中速4ストロークディーゼルエンジン(500~1000rpm)→高弾性カップリング→減速機→中間軸→船尾軸→可変ピッチプロペラ(CPP)/固定ピッチプロペラ(FPP)

船舶推進システム部品の設計の要点:

· 完全なねじり振動解析 が必須 - エンジン回転数が高くなると、複雑な振動モードが発生します。

· 高弾性カップリングの選択は 重要です - ドライブトレインからねじれ励振を隔離します

· 独立したスラストベアリング は通常、ギアボックスとは別に構成されます

中速ディーゼル + ギアボックス構成は、エンジン ルームのレイアウトに大きな柔軟性をもたらし、操縦性の向上のために CPP を必要とする船舶での採用が増えています。

 

7.3 ディーゼル電気ハイブリッド推進 — 船舶推進システム

対象船舶: サービスオペレーション船(SOV)、オフショア支援船(OSV)、調査船。

動作モード:

モード

パワーフロー

PTO (パワーテイクオフ) 機械式

ディーゼルエンジン → ギアボックス → シャフトジェネレーター + 推進シャフト

PTI (パワーテイクイン) 電気

発電機セット → 推進モーター → ギアボックス → シャフト

ピュアエレクトリック

バッテリーバンク → 推進モーター → シャフト

 

ハイブリッド船舶推進システム部品の設計上の特徴:

· 高度な電源管理を必要とする複数の PTO/PTI インターフェイス

· 複数条件のアライメントと振動解析 - シャフトは機械モード、電気モード、およびハイブリッド モードにわたって実行する必要があります。

· 逆トルク機能 - シャフトはモード移行中の逆転トルクに耐える必要があります。

ハイブリッド推進は、特に動的測位 (DP) 要件や頻繁な港湾操縦を必要とする船舶向けに、船舶推進システム市場の成長分野となっています。

 

7.4 完全電気推進 — 船舶推進システム

対象船舶: 電気フェリー、内陸貨物船、小型観光船。

動力伝達チェーン:

バッテリー/燃料電池 → インバーター → 永久磁石同期モーター (PMSM) → ダイレクトドライブプロペラ

全電気式船舶推進システムの利点:

· 柔軟なレイアウト - 電気モーターをプロペラの近くに配置できるため、長いシャフトが不要になります。

· 低騒音 — 旅客船や調査船にとって重要

· ゼロエミッション (純粋な電気モード) — IMO 2030/2050 の脱炭素化目標に準拠

完全電気推進はの重要な技術方向であり グリーン輸送 、近海輸送や内陸水路輸送での採用が加速すると予想されます。

 

7.5 複雑な船舶推進システムのシャフトに最適なマルチベアリングのレイアウト

などの複雑な船体形状の場合 多軸駆逐艦高速双胴船、従来の経験に基づいた軸受の配置では不十分です。 遺伝的アルゴリズム (GA)粒子群最適化 (PSO) は、多目的のベアリング位置の最適化に採用されており、シャフトの曲げ応力を制御しながらベアリングの反力を最小限に抑えます。

この高度な軸受最適化手法は、複数のの設計に適用され成功しています。 海軍艦艇の海洋推進システムの軸配置.

 

8. 船舶推進システム技術の今後の展望

8.1 船舶推進システムにおける複合材ドライブシャフトの大規模採用

今後 5 ~ 10 年間で、CFRP ドライブ シャフトは デモンストレーション用途から へと移行するでしょう。 大規模な商業展開 船舶推進システム部品における

主要なブレークスルー領域:

の製造工程 大径(>400mm)CFRPシャフト

の全寿命疲労検証 金属とCFRPの接合部

の調和と完成 船級協会設計基準 複合軸系の

生産コストが削減され、認証枠組みが成熟するにつれて、CFRP シャフトは高性能のニッチな用途を超えて主流の商船セグメントに浸透すると予想されます。

 

8.2 船舶推進システム用の船尾チューブレス船舶の設計

ブルー ・オーシャン・アライアンス (BOA)は 提案しました。 船尾チューブレス船の設計を 、船舶推進システムのシャフト用の革新的な

· 海水潤滑ベアリングが オイル潤滑船尾管ベアリングに代わる

· テーパーキー接続は 従来の船尾チューブアセンブリを置き換えます

· 廃止 従来の船尾チューブ、船尾シール、シャフトのコーティングを

目標の成果: 構造の簡素化、 油汚染ゼロ、メンテナンスの負担の軽減。これは、環境に準拠した船舶用推進システム設計にとって真に画期的な進歩です。

 

8.3 AIを活用した船舶推進システム部品の自律運用保守

船舶推進システムのメンテナンスは、 反応故障診断から に進化しています 予測的な自律的意思決定.

コアテクノロジー:

· 大規模言語モデル (LLM) ベースの診断推論エンジン — マルチセンサー データからの自然言語障害解釈

· フェデレーション学習対応のマルチ船舶協調モデル - データのプライバシーを損なうことなく、フリート間で学習を共有

· 適応型シャフト アライメント技術 - 動作条件に基づいたリアルタイムのベアリング オフセット調整

これらの AI テクノロジーは、船舶推進システム部品のライフサイクル全体にわたる監視、保守、最適化の方法を根本的に変革します。

 

8.4 船舶推進システム用の超電導モーターと磁気軸受

高温超電導 (HTS) モーター:

推進モーターの体積と重量を大幅に削減

· 大幅な向上 出力密度の — よりコンパクトな船舶用推進システムの配置が可能になります

アクティブ磁気ベアリング (AMB):

· 非接触、摩擦のない 操作 - 機械的磨耗なし

· 潤滑不要 - オイルシステムが完全に不要

· リアルタイムアクティブ制御 - 軸受力を動的に調整して振動を抑制します

· 根本的に解決します。 ベアリングの摩耗と油膜の渦の問題を 船舶推進システムのシャフトにおける

 

8.5 水素燃料電池推進用シャフト技術 — 船舶推進システム

水素燃料電池推進は、 船舶推進システムのシャフト技術に大きな変化をもたらすでしょう。

分散型推進 - 複数の小型推進ユニットが単一の大推力主エンジンを置き換えます

リム駆動スラスター統合設計 - モーターをプロペラハブに統合 - 従来のシャフトは不要

トランスミッション構造の転換 - 集中長軸から 分散短軸への移行

水素を動力とする船舶推進システムの設計では、 モジュール性、コンパクト性、ゼロエミッションが優先され 、軸構成と船舶全体の構造の両方が再形成されます。

 

9. 参考文献

[1] 頼国軍ら。船舶推進シャフトのスキーム設計のための主要技術に関する研究の進展。中国船舶研究ジャーナル、2019 年。

[2] 海軍船舶の推進シャフトにおける炭素繊維強化ポリマー複合材の設計研究。船舶の科学技術、2025 年。

[3] デジタルツインに基づく水潤滑船尾軸受システムの構造健全性モニタリング[J]。海洋工学、2026 年。

[4] ヤン・ゼウェンほか。大型モデル駆動型船舶構造健全性監視システムの主要技術のレビューと展望。中国船舶研究ジャーナル、2025 年。

[5] 複数のストラット軸受を備えた船舶の推進軸系の最適配置設計。 SSRN プレプリント、2025 年。

[6] IACS UR M68 – シャフトアライメントの統一要件。

[7] 日本海事協会。プロペラシャフト状態監視システム。

[8] ソードンベアリング。 COMPAC 水潤滑ベアリング システム。

[9] ブルー・オーシャン・アライアンス。船尾チューブレス船の設計コンセプト。

[10] CCS。船舶推進シャフト状態監視システムの調査ガイドライン。

 


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