大和型戦艦搭載原動機の比較論 A study of the boiler turbine system for Yamato class Battleship

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かねろうさくいし
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1 軍事学セミナー 2016 年 7 月例会藤縄雅理研仁科センター研究嘱託日大生産工電気非常勤講師 UNISUN JAPAN 取締役技師長

2 大和型戦艦搭載原動機の比較論 A study of the boiler turbine system for Yamato class Battleship

3 自己紹介 1948 年 10 月 10 日生 ( 昭和 23 年 : 皇紀 2608 年 ) 67 歳父が異国の丘の為この年に生まれる幼稚園の時新東宝戦艦大和 ( 吉田満原作 ) を観以後大和の絵を書く当時は木製の模型小学校 3 年時のニチモが 1/750 武蔵のプラモ発売以後プラモデル作りに励む映画は明治大帝と日露大戦争太平洋の鷲太平洋の嵐太平洋の翼他を父と観る祖父が日大に天下りしその影響で日大へ大学院卒業後三菱電機入社 (1973 年 )

4 三菱では海外電力案件担当イラクイラン戦争体験 ; 2008 年の本セミナーで披露平成に入りがん治療加速器 ( 千葉兵庫 ) と山梨リニア担当 1999 年理研に出向 2003 年転職理化学研究所 ( 理研 ) 仁科センター研究嘱託 2006 年より日大生産工学部非常勤講師 UNISUN JAPAN 取締役技師長電気設備学会星野賞受賞 2015 年加速器学会特別功労賞受賞予定 2016 年 8 月

5 113 番元素命名権獲得

6 ニホニュウム Nh

7 亜鉛 30Zn ビスマス 85Bi 秒速 3 万 km

8 ノーベル賞はわすれるが周期表は教科書に残る

9 大河内正敏理研 3 代目所長 ( 子爵 ) 主任研究員制度導入他中興の祖東京帝国大学造兵学教授砲術の権威理研産業団 63 社を興す河内桃子 ( ゴジラや地球防衛軍に出演 ) は孫

1937, 1943) Promoter of Applications (RI production.

10 RIKEN s No. 2 Cyclotron (1943) Dr. Yoshio Nishina ( ) The Father of Nuclear Science in Japan Theorist (Klein-Nishina Formula) Experimentalist (Particle, Nuclear Physics) Accelerator Builder (CW, Cyclotrons 1937, 1943) Promoter of Applications (RI production. Radiobiology) S.Tomonaga ( ) 1965 Nobel Prize H. Yukawa ( ) 1949 Nobel Prize From Profile by Ken Domon

11 Guide book to RIKEN 1943 Theory Group Nishina s Lab. T. Masukawa S.Sakata Y.Nishina S.Tomonaga H.Yukawa S.Sakata M. Kobayashi Y. Nambu

12 大和は遅く空母に追従できず役に立たなかった?

13 質問者 : 鈴木孝先生

14 Key-Word 高温高圧ボイラータービン (BT) L/W 比 : 長さと幅 L : 長さの 1/2 乗に比例高信頼性

15 原動機私は電気屋門外漢しかし修士論文は MHD 発電ブレイトンサイクル GAS Turbine と同じ BT 主任技師取得 ( 経済産業省 ) 1 級ボイラー技士 ( 厚生労働省 )

16 問題点マニア向けの本は型式と出力のみ蒸気温度蒸気圧力記載なし航空機も同じ自動車雑誌はボアストローク圧縮比回転数エンジン重量等記載あり

17 蒸気機関の宿命水は 100 で蒸発する炎は 1,500 前後蒸気温度を上げると効率が上がる蒸気温度を上げるには圧力を上げる超臨界圧臨界圧にすると材料が特殊な溶解をしたり金属が熱疲労したりするこれを防ぐ為に新たな開発が必要であるむやみに温度を上げる事は現実的でない

18 火力発電所の例 374 /22MPa 臨界圧 50 年前から /15 MPa; 効率 40% ( 鹿島火力等 ) 超々臨界圧磯子火力 600 /25 Mpa; 45%

19 艦船用原動機の歴史 1769 年ジェームスワット蒸気機関産業革命 1807 年ロバートフルトン蒸気船クーラント号向かい風でも無風でも船が動かせるハドソン川機雷潜水艦の発明者でもある 1825 年スチーブンソン蒸気機関車ロコモーション号営業運転

20 阿片戦争 (1840 年 )

21 アンソン湾におけるネメシス号の中国兵船砲撃 E. ダンカン画 1843 年ロンドン刊東洋文庫所蔵

22 外輪船 vs スクリュー推進 1845 年大英帝国海軍スクリュー推進ラトラ (867T) 外輪船アトクレ (800T) の対決最後は綱引き全てにおいてラトラの勝

23 1853 年黒船来航 4 隻中 2 隻が蒸気船 ( 外輪船 ) 旗艦 : サスケハナボイラー用水は海水黒船は鉄船にあらず木の腐蝕防止のコールタール塗装

24 阿波沖海戦 1864 年東洋一の開陽 ( 幕府海軍 ) と薩摩春日丸 ( 平八郎乗務 ) 日本初の様式軍艦同士の戦い

25 定遠鎮遠 1894 年 L 91 m, W 18.3 m L/W 比 4.97 横置環動式 2 段膨張速力 14.5 ノット排水量 7,310 t 30 cm 連装 2 基鎮遠は戦利艦となり日本海軍に戦艦開眼の教材となる

26 1/300

27 1902 年世界最大最強の三笠 L:131.7 m, W: 23.2 m L/W 比 5.68, 水管ホイラー直立 3 気筒 3 段膨張出力 :15,000 馬力速力 :18 ノット, 15,140t 30 cm 連装 2 基現存の三笠には原動機はない現在戦艦を保有する国は日米のみ

1906 年 Dreadnought L: 160.6 m, W: 25 m L/W 比 : 6.42 ハフコック & ウイルッコックス混焼水管ボイラー蒸気圧 1.

30 1906 年 Dreadnought L: m, W: 25 m L/W 比 : 6.42 ハフコック & ウイルッコックス混焼水管ボイラー蒸気圧 1.78Mpa ( 飽和 205 ) ハーキンス直結ターヒン T 蒸気圧 :1.32Mpa 出力 :23,000 馬力速力 :21 ノット排水量 :18,110 t 弩級の祖 ; ど根性ど真ん中ど素人ド級映画

31 1909 年 BELLEROPHON 級ベレロフォン級 (3 隻 ) 弩級の改良量産型船体はほぼ同一蒸気圧力を下げた 1.67 MPa / 飽和 200 以降軍縮条約中最大の主力艦 HOOD まで同圧力と温度

1912 年 Titanic L: 269.3 m W: 28.2 m L/W 比 : 9.

32 1912 年 Titanic L: m W: 28.2 m L/W 比 : 9.54 出力 :46,000 馬力 3 段膨張エンジン 2 基 + パーキンス直結ターヒンエンジン 1 基 (3 軸 ) 速力 24 ノット 46,328 トン

33 Night view of TITANIC

34 タイタニック蛇足 5 万馬力 23ノット説あり救命ボートは法定数量 16 隻を上まわる 20 隻を備えていた照明は最後までついていた?

35 1913 年巡洋戦艦金剛級比叡霧島

36 世界初の 14 吋砲を搭載以降最大口径砲搭載艦を建造 L:214.6 m, W: 28 m L/W 比 : 7.67 ボイラー 1.96 MPa (378.9t/h) 直結タービン1.46 MPa (4 軸 ) 64,000 馬力 27.5 ノット機関重量 :4,444t 常備排水量 :27,500 t フジミ 1/450 金剛 ( 捷一号時 )

37 空海より最澄? 高速戦艦比叡高速戦艦霧島

38 1914 Texas BB-35 直列 3 段膨張 2 基 /2 軸ハフコック & ウイルコックス 14 缶内 4 缶は加熱蒸気 28,100 馬力, 21 ノット 14 吋 45 口径連装 5 基 2 大戦に参戦テキサス州ヒューストンに現存一見の価値あり

39 現存唯一の 36 cm 搭載艦

40 1916 Arizona BB-39 31,400 トン馬力 21 ノットパーソンズ式直結タービン 2 組 /4 軸

41 タービンとスクリュータービンは高速回転程効率が高いスクリューはゆっくり回転させると良い早いとキャビテーションを起こす理研の Gas Turbine は 14,000 rpm 8700 馬力

42 1918~1923 の米海軍は電気推進 New Mexico:GE 式ターボ電気推進 1918 年 27,000 馬力 21 ノット 32,000 t TENESSEE 級 :WH 式ターボ電気推進 1920 年 26,800 馬力 21 ノット 32,300 t Colorado 級 :WH 式ターボ電気推進 1923 年 28,900 馬力 21 ノット 32,600 t 空母レキシントン級も同方式大陸横断鉄道は今でも DE 方式を採用

43 1920 年戦艦長門 L:215.8 m, W:29 m L/W 比 : 7.44 技本式キヤートターヒン 4 基 4 軸 80,000 馬力但し減速ギアはWH 製 26.5ノット, 33,800 t 世界初の16 吋連装 4 基

44 フッドと陸奥 1/400

45 ワシントン軍縮条約 1921 年 ( 人類初の軍縮 ) ネルソン級 1.78 MPa/ 加熱蒸気 ,000 馬力 23 ノット Big-Seven 陸奥長門コロラドメーリーランドウエストバージニアネルソンロードネーネルソン級は大戦中機関に故障頻発

46 1933 年ポケット戦艦 L:186 m, W:20.6 m L/W 比 9.03, 速力 28 ノット DE8 基 2 軸 54,000 馬力基準排水量 11,000 t 28 cm(11 吋 )3 連装 2 基 15 cm 8 門,53 cm 魚雷 8 全ての巡洋艦より砲力に優れ如何なる戦艦より速力に勝る

47 1/500 ニチモ Admiral Graf Spee 条件型重巡鳥海ポケット戦艦シューペー

48 新戦艦の時代大和とそのライバル達

49 建艦競争の始まり Pocket Battleship に対抗し仏ダンケルク建造 (1937 年 )

50 建艦競争の始まり Pocket Battleship に対抗し仏ダンケルク建造 (1937 年 ) 独 1938 年シャルンホルスト級で対抗

51 建造競争は続く Pocket Battleship に対抗し仏ダンケルク建造 (1937 年 ) 独 1938 年シャルンホルスト級で対抗伊 1940 年大戦艦リットリオを建造名目 35,000 t 実質 41,170 t 13 万馬力

52 Pocket Battleship に対抗し仏ダンケルク建造 (1937 年 ) 独 1938 年シャルンホルスト級で対抗伊 1940 年大戦艦リットリオを建造名目 35,000 t 実質 41,170 t 独 1940 Bismarck 41,700 t ( 大和完成まで世界最大 )13.8 万馬力

53 Pocket Battleship に対抗し仏ダンケルク建造 (1937 年 ) 独 1938 年シャルンホルスト級で対抗伊 1940 年大戦艦リットリオを建造名目 35,000 t 実質 41,170 t 独 1940 Bismarck 41,700 t ( 大和完成まで世界最大 ) 仏 1940 Richelieu 37,832 t 15 万馬力

54 日英米 3 大海軍国キングジョージ 5 世級プリンスオブウエールズニチモ 30 cm 第一次ロンドン条約失効の 1937 年 1 月 1 日にキールをおいて起工式を行う準備の良さ!(1940 年 12 月竣工 ) L:227.1 m, W: 31.4 m L/W 比 7.23, 28 ノット 2.84 MPa/371 基準排水量 36,727 t 14 吋砲 10 門

55 1941 年ノースカロライナ級第二次ロンドン条約に基づき 14 吋砲 12 門 3.5 万トンで計画条約外の大和が 16 吋との情報により 16 吋 9 門に変更但し防御は対 14 吋 L:222.1m, W: 33 m L/W 比 : ノット 4.28 Mpa/ 吋 3 連装 3 基

56 BB-55 減速ギアタービン

59 BB 60Alabama

SOUTH DAKOTA CLASS 全て 1942 年竣工全長を短縮し防御に重量を回し出力 UP で速度維持 (9,000 馬力 ) L/W 比 :6.

60 SOUTH DAKOTA CLASS 全て 1942 年竣工全長を短縮し防御に重量を回し出力 UP で速度維持 (9,000 馬力 ) L/W 比 : L:207.3 m(12 m 短い ) 4.28 Mpa/371 ( 同じ ) 16 吋 3 連装 3 基 W: 33 m 38,000 t 沈黙の戦艦主演

61 LP Turbine WH 製高圧タービン

62 減速ギアタービン室

64 予備銃身 (40 mm) 40 mm 機銃

65 20 mm 機銃予備弾倉

66 ここで戦艦外の展示物陸海空

69 ドラム

70 大和武蔵信濃

71 大和は条約脱退後の自由設計 L:263 m, W: 38.9 m L/W 比 6.76 NC より大タライにあらず 325, 2.53 Mpa, 713 t/h 時ノットを記録 ( 計画は日米共 27) 排水量 :65,000 t 46 cm 3 連装 3 基

72 大和型ボイラー

73 蒸気温度と圧力は伊戦艦と同じ大和機関重量 5,000 t 金剛新造時 4,444 t 出力 2.5 倍 ( 技術の順調な進歩 ) しかし蒸気圧力温度は米仏より低い 15 万馬力は仏とならびアイオワ級竣工までは世界一 ( 鉄腕アトムは 10 万馬力 ) 独シャルンホルスト級は高温高圧故のトラブル続発米新戦艦は振動問題発生 ( 発電機でも大変 )

74 過負荷試験で 29 ノットを記録

75 アイオワ級 16 吋 x 9 門, 45,000 t, 30 ノットの大和を凌駕すべくアイオワ級は敵艦より優位な位置をしめるべく 33 ノット砲力は 45 口径を 50 口径に延伸重量が増えた為大きな船が必要幅はパナマサイズ (B:33 m) の為長さを伸ばす (L:270.4 m). 速度向上には有利 454.4, 4.28 Mpa 212,000 馬力 ( 高効率航続距離が伸びる )

76 ハワイのミズーリ

77 原動機出力と最高速度出力と速力馬力 PS 速力ノット 250, , 出力 ( 馬力 ) 150, , , 定遠 1902 三笠 1906 ドレッドノート 1912 タイタニック 1940 リットリオ 1920 長門 1913 金剛艦名年 1940 キンクショーシ 5 世 1941 ノースカロライナ 1941 大和 1942 サウスダコダ 1942 アイオワ 1946 バンガード 1955 ジャンバール

78 1942 アイオワ 1942 隼鷹 1942 サウスダコダ 1941 大和 1941 翔鶴 1941 ノースカロライナ 1940 キンクショーシ 5 世 1940 リットリオ 1906 ドレッドノート蒸気圧力と温度原動機温度 ( ) 圧力 (MPa) 温度圧力 Mpa 艦名

79 大和は初春級のエンジン 1931 年計画 1933 年竣工 21 千馬力 x 2, x 4 = 168 千馬力これを 15 万馬力に Detune して耐久性向上海軍の貧乏人根性 18 ノットまでは巡航タービン (3 万馬力 ) を使用主機は空回り巨大な球状艦首は巡行用いつまともにタービンを使ったか?

80 いつ全力疾走したか? 公試時あ号作戦捷一号作戦天一号作戦高信頼性の長寿命は不要初春と大和の間に 4 年アリ! この間に初春の原動機を一つ潰す位の長期連続耐久試験は可能! 初春には中圧タービンなし

81 日本に高圧高温 BT はない? 大和 325, 2.53 MPa 島風 400, 4.05 MPa 翔鶴 350, 3.04 MPa 16 万馬力しかし故障なし隼鷹 420,4.05 MPa HP-MP1-MP-2-LP の 4 段タービン三菱ツエリー式ギヤードタービン故障しらず但し飛鷹はダメ

82 最上も利根もトラブル知らず! 日本の戦艦はすべからく高信頼性の名の下にわざわざ出力低下をさせている例えば高速戦艦金剛が第二次改装で 30 ノットに速度向上の為機関の換装に着手したのが榛名が最初で 1938 年であるこちらは最上 (1935 竣工 ) の 152,000 馬力を 0.9 掛の 136,000 馬力としている最上級も利根級もエンジントラブルの話を聞かないもし金剛級をそのまま 152,000 馬力としておけばアラスカ級を 2,000 馬力凌ぐ超高速戦艦が完成したことになる

83 朝潮型タービントラブル初春の次が朝潮型こちらは中圧タービンがあるもタービンブレード損傷事故が多発中圧タービン中止タービン損傷例 ; 北陸電力志賀 NPS は低圧が損傷

84 大和型の 30 ノットは可能 L L/W PS 基準排水量速度蒸気温度圧力全長キンクショーシ 5 世 ,000 36, ノースカロナイナ ,000 37, サウスダコダ ,000 38, 大和 ,553 65, ヒスマルク ,000 41, リットリオ ,000 41, リシュリユー ,000 35, 改大和 ,000 68, 改大和 ,000 66,

85 作戦面からの検証ノースカロライナ級とサウスタコダ級は大和と同速でありながら空母の護衛を十分に行っているガダルガナル島周辺の闘いではイ -19 潜水艦が空母ワスプを撃沈した際外れた魚雷がノースカロライナの前部に命中し戦線離脱をしているレイテ沖ではエセックス級空母 4 隻をサウスダコダ級 2 隻が護衛をしている日本海軍の発想の不足のみ

86 大和は空母の護衛が出来る飛鷹級 (25.5 ノット ) の護衛には大和の速度でお釣りが来るが最後の航空勝利の南太平洋海戦でも海軍にはその意思が無かったあ号作戦時には大和以下は空母と敵機動部隊の中間におり我が機動部隊の盾としてまた味方の撃ち漏らした敗残兵掃討の役目であったが味方が総崩れとなりその機会を得なかった

87 捷一号作戦瑞鶴瑞鳳千歳千代田を航空戦艦伊勢日向速力 25.3 ノットが護衛しているそして駆逐艦も 27 ノットしかでない松型駆逐艦が多数空母護衛艦として参戦している加賀の最高速度は 28.3 ノット! 信濃は 27 ノット

88 ソロモン海第一次ソロモン海戦 : 最大速度は 26 ノットガ島砲撃は陸奥の速度で十分

89 Conclusion 大和は後から来たアイオワよりは遅い出力も Detune しなければ 168 千馬力! 大和は史上最大最強

90 EXTRA

93 鈴木孝先生貴兄の比較論によるご返答真にありがとうございました大変楽しく読ませて戴きました良く判りましたそれにしても小沢治三郎の発案と言われる空母中心の機動部隊の運用が何ともバラバラであったことせっかくの戦艦が活用できる場面も不出来な司令官のため有効なパンチが出ずじまいであったことなどもわかりました年功序列を律した軍人勅諭に則る人事の弊害と言われますがその感を深くした次第です蒸気タービンのことは知りませんでしたがやっぱり一回り遅れていたんですねいずれにしても大変面白く勉強させて戴きましたありがとうございました御礼まで早々

94 大和ミュージアム戸髙一成館長数字的な箇所は弱いのですが一般的に皆さんトップスピードで性能を見ますが艦隊が揃ってトップスピードで走ることはまず無いので藤縄さんの説明にも有るように大和の 27 ノットは機動部隊に随伴するのに速度的には何の問題もないと思います大和型をあまり使わなかったのは燃料事情の方が大きかったかもしれません問題は戦艦が決戦兵力の座から落ちたとき日本海軍は戦艦不要と考えたことではないかと思いますアメリカは戦艦が決戦兵力でなくなったときではどういうところなら使えるかと考えて陸上砲撃などに多用するわけです現実にはガ島砲撃こそ大和の打撃力の見せ場だったでしょうね山本長官が大和で行くと言った時に渡辺参謀が反対しなければとか時々思います

95 元日本郵船 ( 理研玲子さんのお父さん ) 戦艦の原動機比較論読みましたよ艦船プラモデルの趣味の域を出てよく調べ纏められていますね研究者は趣味までさすがですお父さんは艦船については門外漢でこの比較論を読んで艦船の出力が商船と比し一桁大きいのに驚いていますもちろん同じ船とはいえ目的が異なるので商船は運ぶ荷物に合わせて造られ経済速度時の出力は一杯一杯に近いし艦船は戦闘モードに最高出力を合わさねばならないことは分かりますが読んでいて疑問に思ったことはこれだけの出力を出すための燃料は何を使ったのかと商船では昭和 37 年頃から石炭焚から重油焚に替わり自動化が進みました本題の大和にとって速力はアキレス腱だったかどうかについては目的に添って造られた戦艦に後になってオールマイティーを期待することはどうかと思うお相撲さんに陸上競技に参加せよと言うようなものまた航続距離を伸ばすため速力を落とさざるを得ないこともあったでしょう棒芯について何のことだろうと思っていましたが船社会で今でも使っている boatswain( 甲板長 ) という職名が語源なんですね船社会の用語が古き一般の会社に普及していたなんて目からうろこです

96 終

97 皆様謹啓盛夏の候皆様ますますご盛栄のこととお慶び申し上げますさて山口藤縄両氏が以下の通り加速器学会賞を受賞することが決まりました技術貢献賞 : 山口由高業績 : 世界初の重イオン蓄積リング個別入射方式の開発特別功労賞 : 藤縄雅業績 : 加速器施設に世界初の熱電併給装置 (CGS) 導入他なお藤縄雅氏は昨年に電気設備学会より星野賞も受賞しておられますつきましては下記により祝賀会を企画いたしましたので皆様お誘い合わせの上是非ともご出席賜りますようお願い申し上げます謹白平成 28 年 7 月吉日仁科加速器研究センター特別顧問矢野安重記 1. 日時 : 平成 28 年 8 月 26 日 ( 金 )18:30 ~ 21:00 2. 場所 : 上海大飯店千代田区平河町都道府県会館 B1 地下鉄永田町 5 番出口直結電話担当 : 片山店長 3. 会費 : 法人 1 万円 ( 領収書あり ) 男性 6 千円女性 3 千円

2018年初秋イベ　抜錨！連合艦隊、西へ！ - ゲーム #167

2018年初秋イベ　抜錨！連合艦隊、西へ！ - ゲーム #167 2018年初秋イベ抜錨連合艦隊西へ - ゲーム #167 EX 1 Gotland 掘り 2018/09/24 18:14 - kishiwada ステータス: 完了開始日: 2018/09/24 優先度: 通常期日: 2018/10/03 担当者: 進捗率: 100% カテゴリ: 予定工数: 10.00時間対象バージョン: 説明 E-5 Z2マスでの掘り掘り前資源燃料 173,125

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