複合材デッキで川舟の吃水を45%削減、効率向上を実現

SAERTEXが造船所Neptun Werftと協力し、川クルーズ船の上部構造を複合材化して鋼鉄比45%軽量化。出典：SAERTEX

このブログは、2019年12月の特集記事「複合材で船舶軽量化の障壁を取り除く」のサイドバーです。

複合材サプライヤーのSAERTEX（ドイツ・ザーアベック）は2014年、Neptun Werft（ドイツ・ロストック）と協力を開始し、全長110メートル、幅11.4メートルの川クルーズ船の軽量化により航行シーズン延長を目指しました。「特定の月には川の水深が浅くなります」と、SAERTEX LEO難燃（FR）製品のR&D・アプリケーションサービス責任者Jörg Bünker氏は説明します。「吃水を1センチメートル減らすには11トンの軽量化が必要です。水面上のすべてを鋼鉄から複合材に置き換える取り組みを行いました。目標は45%の軽量化で、これを達成しました。」

LEO材料の供給（不織布（NCF）補強材、難燃フォームコア、水酸化アルミニウム充填または発泡性コーティング — 詳細は「重量増なしで耐火性を実現」参照）に加え、SAERTEXは造船所と協力して設計を開発し、デモンストレーション部品を製作しました。「準等方積層のガラス繊維強化フェイススキンと、ポリイソシアヌレートフォームコアを通じてフェイススキン間をガラス繊維複合材で接続したFR改良版SAERfoamを採用しました」とBünker氏。「SAERfoamのこれらの接続により、火災時の優れた構造抵抗と残留特性が得られます。LEO複合材を使用することで、鋼鉄では必要だった温度と騒音のための追加断熱材が不要になり、大きな軽量化につながります。」

ライン川航行委員会（CCNR、フランス・ストラスブール）からの設計・建造承認取得に2年を要しました。欧州内陸水路を管轄する同委員会は年2回しか会合を開かないためです。「初回提案後、データ収集と耐火試験の実施を指示され、次回会合で発表しました。接合部も課題でした。パネル間ジョイントに耐火区画を追加し、複合材-複合材および複合材-鋼鉄ジョイントの両方で耐火性能を証明する必要がありました。」

モックアップ建造にも課題がありました。「複合材工場での建造は問題ありません。しかし造船所環境での建造はより困難です。しかしこれは当局を説得するために不可欠でした。建造過程を見て、完成後に歩いて確認する必要があったのです。」得られた承認は、この船舶の特定設計と試験に基づく個別承認でした。承認後、複合材構造は迅速に建造されました。最終構造体（サンデッキと呼ばれる）には1,000平方メートル以上の樹脂インフュージョン複合パネルが使用され、タビングと接着で接合されました。

Bünker氏によれば、造船所は今後さらなる取り組みに関心を持っています。「多くの知識を得て、何が可能かという視野が広がりました。」両社には他にも複数の進行中プロジェクトがあります。SAERTEXはドイツ国家AERONAUTプロジェクトのサプライヤーでもあり、船上部構造の風圧低減/気流最適化による燃費と温室効果ガス排出削減を目指しています。「別の内陸水路船のデッキハウスにウィンドスクリーン/スポイラーを追加する取り組みを行っています」と同氏。「部品はサンデッキより小さいですが、新設計で鋼鉄との同等性を示すため同じ作業が規制で求められます。これがFIBRESHIPとRAMSSESの取り組みを支援する理由の1つでもあります。これらは複合材特化の迅速な承認プロセスの確立を目指しています。」