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保守系サラリーマンによる保守主義者のブログ (消極的親米保守)

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新型潜水艦29SSについて



防衛省が、海上自衛隊の最新鋭潜水艦「そうりゅう型」の後継となる新型潜水艦を建造することが20日、分かった。平成29年度予算案概算要求に1隻分の建造費として約760億円を計上し、33年度末までに導入する。また、那覇基地に司令部を置き、沖縄の防空を担う航空自衛隊の南西航空混成団について、戦闘機部隊が倍増したことを受け、南西航空方面隊に格上げする。

いずれも尖閣諸島(沖縄県石垣市)周辺の海空域で威嚇と挑発を強める中国への抑止力と対処力を強化する狙いがある。

海自の潜水艦は通常型と呼ばれるディーゼル動力艦だけで原子力潜水艦は保有していないが、そうりゅう型はAIPという動力装置を搭載し、長時間の潜航が可能で、通常型で世界最高水準とされる。政府はオーストラリアの共同開発対象としてそうりゅう型を売り込んだが、今年4月に受注競争でフランスに敗れた。

海自に導入する新型潜水艦は、敵の潜水艦や水上艦の位置や艦種を探る音波探知機(ソナー)の能力を強化させるのが特徴で、敵に見つかりにくくするため静粛性も高める。海自は潜水艦の退役時期を延ばして従来の16隻から22隻態勢に増強中だが、新型の導入でさらなる質の向上を図る。

中国は潜水艦を約60隻保有し、能力向上も急ピッチで進めている。有事の際、空母など米軍艦艇が東シナ海に進出することを阻む接近阻止戦略を追求する上で、隠密性に優れた潜水艦が周辺海域で待ち受けることがカギを握るためだ。

それに対抗し、日米の抑止力を強化するには海自潜水艦の増強が喫緊の課題となっている。

一方、南西航空混成団では今年1月、飛行隊が2つに増えてF15戦闘機も約40機に倍増し、51年ぶりの新編となる第9航空団が編成されている。
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28SSは結局そうりゅう型からAIPを外し、ディーゼルエンジン+リチウムイオン電池になった11番艦27SSと28SSそうりゅう12番艦はそうりゅう改型である。
機関方式
27SSと28SSはそうりゅう改型ではあるが、29SSは新型潜水艦としている為、見送られていた燃料電池を搭載する可能性が高いのではないかと思う。
※追記 1.2番艦ともに水素給蔵合金が高騰し、見送られている。

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AIP(空気独立型推進装置)のスターリングエンジンは空気に依存しないというメリットがある反面、超低出力のわりに嵩張るエンジンで、その分艦内容積を圧迫してスペースがなくなり、原子力潜水艦に準じる性能の能力はあるが現場の指揮官からは不評である。 下の図を見ても確かにかさばっている。
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海上自衛隊の潜水艦の戦い方は大洋を高速機動して敵艦隊を遊撃するのではなく宗谷海峡、津軽海峡、対馬海峡、大隅海峡、宮古海峡などのチョークポイント(戦略上重要な水上交通路)での待ち伏せ攻撃である。呉や横須賀からチョークポイントまではスノーケル航行してリチウムイオン電池に充電しチョークポイントでは待ち伏せ攻撃を行うので速度の鈍いAIPを使うまでもない。戦闘海域ではリチウム電池を多く積んだ方が有利であるイメージ 5

スノーケルは第二次世界大戦来使用され進化しているが、海面付近では敵対潜攻撃機/ヘリ敵水上艦からの反撃を受ける可能性も高い。

生存性を考慮すれば水面下で充電できる装置として燃料電池を搭載する方が望ましい。だが、SS27〜SS28に燃料電池を搭載しなかった。これは水素吸蔵合金の技術的進展が遅滞し調達コストが高価になる見込みとなったためである。しかし、2014年12月にトヨタ自動車が燃料電池搭載車MIRAI,ホンダも2016年3月に燃料電池搭載車ホンダ・クラリティ フューエル セルを発売し、一気に民間での燃料電池の普及が進みコスト的課題がクリアーできた可能性がある。新型潜水艦と表現するのだからSS29は燃料電池を搭載する可能性があるが、いまのところ不明である。
※追記 1.2番艦ともに水素給蔵合金が高騰し、見送られている。
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8月21日以降情報収集を行ったが、結局詳細は不明である。唯一の手掛かりが、28SS(そうりゅう12番艦)の予算が一隻662億円であったのに対しSS29では一隻760億円となった。約15%100億円高い建造費用の高騰原因は燃料電池の搭載に踏み切り排水量も500t程度増加した水中排水量は約4700トン(基準排水最約3500トン)になった可能性が高い。

そうりゅう16SS(SS501)〜26SS(10番艦:SS510)
デーゼル+AIPエンジン+鉛電池
そうりゅう改型27SS(SS511)・28SS(SS512)
ディーゼル+リチウムイオン電池
新型潜水艦29SS(SS513仮)〜
デーゼル+リチウムイオン電池

デーゼル+リチウムイオン電池+燃料電池はSS31以降か?
燃料電池はまだ搭載しないかもしれません。

リチウムイオン電池、燃料電池搭載予定のSS29は、潜航期間の水中速度も速くなりそうりゅうの水中速度20ノットを上回る可能性が高い。また、連続潜航日数がそうりゅう型は3週間〜1ヶ月とされているが、SS29では燃料電池を搭載であれば1ヵ月を越える連続潜航が可能と推測されている。

潜水能力・深々度魚雷
初代余命3年氏の記事(【余命3年時事日記】144  ぼかしとカット③国内問題、軍事委員会、軍事機密)とおそらく私のブログ記事も多少は貢献したかと思うのだが、そうりゅう潜水艦の潜航深度および搭載魚雷の性能が中国や他国に大きく凌駕していると世間にも知られて来たかもしれません。

日本の潜水艦の潜航深度および搭載魚雷の性能は他国に大きく凌駕している。
「そうりゅう型」の潜航深度は600メートルから900メートルと謂われ、搭載している89式長魚雷の潜航深度も900メートルとされています。これはつまり、日本の潜水艦は深度900メートルの海中で作戦行動が取れるということです。

海上自衛隊の89式長魚雷が凄い!

対する中国の潜水艦の最大深度は公称500mであるがせいぜい300m、それより深い海中を攻撃する爆雷も魚雷も持っていないのだ。

つまり、日本の潜水艦が深度600メートル以上の海底に潜み、中国潜水艦に対して、89式長魚雷を深度600メートル以上の深深度から発射して、真下から攻撃すれば、相手は迎撃も防御も出来ないということです。しかも89式魚雷は深々度のみならず、雷速よりも静粛性と長射程にも重点を置き、wiki情報では最大深度900m(推定)世界最高性能魚雷である。
射程
27海里 / 50キロメートル(40kt時)
21海里 / 39キロメートル(55kt時)
※最大70ktのスピードと記述するものもあります。

このことから、自らを深々度の海底に身を顰め、待ち伏せを行った場合、相手が攻撃できず、こちらから一方的に攻撃するアウトレンジ攻撃が可能であるので、日本潜水艦隊がその気になれば中国海軍は一瞬にして海の藻屑となる。

◆ソナーシステム
次世代潜水艦用ソーナーシステム
ソーナーからの信号を処理し、目標運動解析や戦闘指揮のリコメンドを行うシステム
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次世代潜水艦用ソナー・システムは、将来的な潜水艦の水中捜索能力の向上や静粛化・音響ステルス化に対処するため、あるいは沿岸海域の浅海での自艦の行動能力を高めるため、探知能力と情報処理能力を発達させたシステムの開発が求められている。

簡単に言えば、敵潜水艦を出し抜いて先制探知できる遠距離探知ソナーである。次世代潜水艦には、艦首アレイ・ソナー、側面アレイ・ソナー、曳航アレイ・ソナー、逆探アレイ・ソナー(敵ソナー探信音の捕捉)に加え、浅海域の行動を助けるための障害物監脱アレイ・ソナー(機雷の探知)、広帯域送波アレイ・ソナーが搭硯され、全周の正確な測的可能な統合型水測システムを構築する。

まず艦首アレイ・ソナーには、正面に広い開口面を持ち、水平方向のみならず垂直方向にも指向性の鋭いビーム(雑音の影響を受けにくく精密探知可能)を形成できるコンフォーマル型ソナーが開発される。

今まではシリンドリカル(円柱状)にハイドロフォン・アレイ(海中の音を感知する音響素子昨)を配列していたのだが、これを、艦首の形に沿って馬蹄形に大きく広げたコンフォーマル型とすることにより、開口面が拡大され、目標に対し多数のアレイを配列可能となったのである。アクティプ/パッシプーソナーの両機能面で、高性能化が図られよう。

側面アレイーソナーには、従来の圧電素子のハイドロフォン・アレイではなく、光ファイバー・ハイドロフォン・アレイが採用される。これは音波の圧力でなく、光の干渉効果により音を感知するアレイで、圧電素子に比べて、小型軽量化、低電力化が可能であり、しかも電磁ノイズ(潜水艦内の電子機器から出る電磁波の干渉)の彫響も受けない。アレイを船体横に長く配置すれば、非常に精度が高く探知距離の人きな側面ソナーが開発できると言うことだ。
新型の曳航アレイ・ソナーに期待するのは、より遠距離目標の先制探知を極吸周波領域で図るためのソナーで、そのためには音響測定艦以上に長い曳航アレイが求められ「そうりゅう」型の積むZQQ‐7ソナー・システムの側面アレイと曳航アレイは、能力的に従前のものから進歩していないと言われており、次世代潜水艦用ソナー・システムでは、将来に向けた新技術への挑戦が必要であろう。

この事業は、二度に分けて継続されており、一度目は平成一八年度から平成二一年度で、経費総額は約三九億円(一二四億円に減額)。二度目は平成二一年度から平成二六年度で、経費総額は約九九億円により研究試作・試験を行なう予定となっている。なお広帯域送波アレイ・ソナーは、敵潜水艦を攻撃する最後の手段として敵を探知する時に使うソナーで、異なる音波数帯の周波を送波して測的するアクティブ・ソナーである。

逆に、敵の高性能なソナーによる探知を防止するため、次世代潜水艦では、被探知防止・耐衝撃潜水艦構造が開発される。

深海の非常に高い水圧や水中爆発に対する耐衝撃性を強くするには、基本的に耐圧船殼を強固に厚くすればよい。

特に日本の潜水艦の耐圧船殼には、世界最高の耐力(引張り、圧縮に対する強さ)と靭性(粘り強さ)を誇る高張力鋼のNS110鋼付(耐カHokgfymm9が使われている)                                                                  
しかし耐圧船般を厚くすると、艦内の機器から発生する振動が船殼を通して海中に伝播しやすくなってしまう(あるいは艦外の衝撃波も艦内に伝播する)。そこで、強固な耐圧船殼(内殼)の上に緩衝機構を用いた浮き床構造等を適用することにより、水中放射雑音の低減による被探知性能の向上を実現し、併せて耐衝撃特性の向上も両立達成しようと開発がなされている。

さらにこの開発では、低椎音化を図ったプロペラ推進器も造られるという。未だに日本では、プロペラをシユランウドで囲んだ潜水檻用ボンプージェット(プロパルサー方式推進器)を実用化していないが、この方式は、推進効率を増進するだけでなく、静粛性の向上にも大きな効袈が期侍できる。一三枚ブレードのポンプージェットは、「そうりゅう」型などが使う七枚ブレードのスキユード・ブロペーフよりも二〇デシベルの騒音軽減になるとされている。                                                                   
                                              
この事業は、平成一九年度から二六年度に、経費総額約五一億円により研究試作・試験を行なう予定となっている。

いよいよ89式長魚雷の後継となる潜水艦用新魚雷(G−RX6長魚雷)が、次世代潜水艦の主武器として開発される。狙いは、魚雷防御手段(音響デコイやジャマー)に馴されず、静粛化・音響ステルス化した潜水艦、あるいは深海域から浅海域に潜む日原でも精確に探知可能な、水上艦/潜水艦を一発で破壊できる、高速・長距離胱走長魚雷である。この贅沢な望みを叶えるためご三種類の技術が研究開発されている。

一つがアクティブ磁気近接起爆装置、一つが音響画像センサー、一つが魚雷用動力装置である。アクティブ磁気近接起爆装置は、魚雷防御手段の無力化を図る仕組みで、航走中の魚雷が磁気センサーにより海中に磁場を発生させ、その磁場の乱れを険知して目標を捕捉し、最適のタイミンで起爆 以下略
新型魚雷G-RX6
魚雷欺瞞装置(TCM:Torpedo Counter Measures魚雷攻撃に対する艦艇側の対抗手段 ) の高度化や、浅海域における海面残響等によるセンサー探知距離の低下に対応困難。これに対応するとともに、各種艦船への効果的な攻撃を可能とする潜水艦用新魚雷。


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89式魚雷を上回るG−RX6新長魚雷に関しては平成24年度より防衛省技術研究本部において開発中である。

G−RX6新長魚雷は89式長魚雷の超強化版で、89式よりも魚雷自体のステルス強化、各種センサーの機能向上と自立攻撃能力の向上、またジャミング、欺瞞に対する無効化機能および敵艦の最適攻撃部署選択画像機能等、魚雷として爆発してしまうのがもったいないほどの機能満載です。

「目標の形状を識別し、おとりとの区別も行なえる音響画像センサー及び、同様におとり識別に有効かつ最適タイミングでの起爆が可能なアクティブ磁気近接起爆装置が搭載される予定で、おとり装置をはじめとする魚雷防御手段等への対応能力向上や、深海域のみならず音響環境が複雑となりやすい沿海・浅海域においても目標を探知・攻撃できることを目的としている。

 「有線誘導が可能であり、攻撃対象には、水上艦艇及び潜水艦の両方が含まれる」という説明だが、その技術のほとんどが対空、対艦ミサイルの新規開発研究と重なっている為実戦配備の予定は大幅に早まる。当初2018年配備予定であったが2016年には実戦配備の見込みとの情報もある。

さらに、ATLA防衛装備庁は更にその先の魚雷として超静粛型の長魚雷開発を行っている。
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イメージ 24魚雷の静粛性を向上させ、敵の魚雷発射の察知を遅らせることにより、反撃及び魚雷対処の機会を 与えずに攻撃可能な魚雷の動力装置に関する研究 本研究は、魚雷の命中率向上と、我の被害低減を目指したもの
防衛省技術研究本部平成27年度 予算の概要 11/21

防衛省技術研究本部における開発体制が陸海空三軍一体となり、レーダー、ソナー等の探知及び防衛技術、センサーやおとり識別技術、艦船、戦闘機、潜水艦はもとより魚雷からミサイルまで包括したステルス技術等、各研究部門の成果が直ちに共有され過去にない異例の開発速度となっている。深々度魚雷は超精密部品のかたまりで、中国韓国は20年たっても製造は不可能であろう。

◆推進方式について
29SSが新型とされる理由にはもう一つ可能性として、現行の七枚ブレードのスクリューからリム駆動推進となる可能性もある。
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実験模型である。
イメージ 15もし採用されれば、29SSは無音潜水艦になる。
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現行の7枚ブレードのスクリューも世界最高水準ではあるが、プロペラ周りの渦キャビテーションがどうしても発生してしまう。
リム駆動推進となれば、ステルス性能が大幅に向上する。

耐圧用超高張力鋼材と潜水能力

29SSはそうりゅうを上回る潜水能力を持つと思われます。日本の潜水艦が世界最高の能力を持つ理由は日本の耐圧用超高張力鋼材と溶接技術にある。
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(前編)からの続き                                         日本における潜水艦用高張力鋼の開発
日本で溶接性に優れた高張力鋼の開発が活発化するのは、戦後になってからのことです。

戦後、日本でも溶接技術が発達する中、まず最初に溶接性に優れた高張力鋼の採用に乗り出したのが防衛庁でした。1953年に艦艇用高張力鋼の試作研究のための委員会が日本造船研究協会に設立され、旧海軍の研究や欧米の高張力鋼を参照し研究が行われました。その結果、米英のマンガンを主体にした鋼より、前編で触れたドイツのSt-52に準じたケイ素とマンガンを主体にした高張力鋼の方が、溶接による硬化を増すことがなく、強度増加が期待できることが分かりました。

この研究結果を元に、溶接艦船用高張力鋼の暫定規格SM52Wの成分が決まり、以後に制定されたNS30、JIS規格SM50に発展していく事となり、日本の高張力鋼開発の基礎となりました。

戦後日本においては、民生技術が防衛技術へと応用されるスピンオンが多いとされていますが、高張力鋼技術は、防衛技術から民生技術へスピンオフがなされた珍しい事例と言えるかもしれません。 

1956年度計画艦の”おやしお”(初代)は、戦後日本初の国産潜水艦として建造され、SM52W及びNS30が構造材として用いられました。鋼材は”おやしお”は溶接構造を全面的に採用し、耐圧性よりも溶接性に主眼を置かれていましたが、”おやしお”以降は耐圧性の向上を視野に入れた高張力鋼の開発が行われるようになります。

NS30から始まった戦後の国産潜水艦は、戦後3番目に開発され1965年に就役した“おおしお”でNS46を全面的に採用することで安全潜行深度が増大。1971年に就役した第一世代涙滴型潜水艦の”うずしお”では、NS63が採用されたことで潜行深度が更に深まると共に、米海軍の潜水艦で一般的な高張力鋼であるHY80以上の耐力を持つ高張力鋼が使われることになり、この分野で世界のトップクラスに到達したとも言えるでしょう。


1980年就役の第二世代涙滴型潜水艦”ゆうしお”では、NS80まで使用されることとなり、これが現在まで続く自衛隊潜水艦の主要鋼材となります。

NS90は、海洋科学技術センター(現:海洋研究開発機構)の”しんかい2000”等の有人潜水調査艇に使用されておりますが、自衛隊潜水艦で使われているかは確認が取れませんでした。一部の書籍などでは、NS90採用潜水艦という記述が見られますが、ここではNS80説を取りたいと思います。

NS110の謎                                      
さて、より耐力が強固なNS110は、”はるしお”型以降で採用されているという話が文献やネット上であります。しかし、NS110の規格制定年が1998年であることを考えると、”おやしお”型以降なのでは無いかと考えています(ただ、”おやしお”も1995年起工だから、果たしてNS110使われているんだろうか……)。

不可解なのは、「平成13年度政策評価書 (事後の事業評価) 先進鋼技術の研究」を読むと、NS110が1983年には「完成」したことになっていて、規格制定年と15年以上のズレがあったりと正直分かりません。1998年の規格化は、「研究開発段階では、製鋼会社2社の成分系および製造方法によって種類をNS110A及びNS110Bに区分したが、後述するようにNS110Aの成分変更を受け、今回種類を統合し、規格を一本化を行った」ということらしいんですが、素直に読めば1998年の規格化までは研究開発段階だった、と読めるんですが、謎は深まる……。

こんなふうに、一体いつ出来たのか謎なNS110ですが、その性能についても見てみましょう。


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耐力だけを見るならば、上の表のように、まだ採用艦が無いアメリカのHY130を超えて、西側トップ性能ですが、アンドレイ・V・ポルトフ「ソ連/ロシア原潜建造史」によると、ロシアの潜水艦も耐力100kgf/mm*2級の鋼材を採用しているとのことで、実用化された世界一耐力の高い艦艇用鋼材かは確定できないかもしれません。
ロシアって、ソ連時代に1隻あたり、チタン合金を数千トン使った潜水艦をじゃんじゃん作っていたので、こういう冶金技術の高さは侮れません。 

そして、NS110採用艦でも、NS110の使用は構造材の一部に留まるとされ、NS80の割合が依然大きいと考えられます。

次に高張力鋼の化学成分比較を見てみましょう。

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各国の代表的高張力鋼(現代は日米だけですけど…)を比較すると、ニッケルが約10%添加されたNS110の異常さが際立っています。似たようなニッケル含有率だとステンレス鋼がありますが、NS110にはクロムが僅かしかありません。艦艇用高張力鋼と同じように、高い強度と靭性の両立したマルエージング鋼もニッケル含有率が18〜25%と高いですが、マルエージ鋼に大量に添加されるコバルトは、NS110には入ってもいません。

ちなみに、マルエージング鋼は、210kgf/mm*2という高い耐力と靭性を両立した特殊鋼ですが、高価であることと、溶接後の柔化を防ぐ処理が大掛かりになるとされています。実際、潜水艦用鋼材として優れた特性であるにも関わらず、マルエージング鋼を使用した潜水艦は、ソビエト科学アカデミー(現:ロシア科学アカデミー)とフィンランドの共同開発による、ミール深海探査艇くらいのものであることも、潜水艦への適用が難しいことが窺われます。

鋼鉄は僅かな添加物の違いで、その特性がガラリと変わってしまうので、断言はできないのですが、艦艇用高張力鋼の中でも際立ってニッケル含有率の高いNS110も、マルエージング鋼のように潜水艦への適用が難しいと考えられ、実際に内部健全性の判定基準が、NS鋼の中で最もシビアなものとなっています。

それにしても、NS110はよくわかりません。 私が文系なせい以外にもあるような気がします。 

なんでこんなに耐力求めるのか?
自衛隊の潜水艦では、なぜ高張力鋼の性能向上に力を入れているのでしょうか。
その理由は軽量化にあると考えられます。

自衛隊の潜水艦は通常動力潜水艦の中でも、かなり大型の部類に入るものです。最新の”そうりゅう”型では、現用の通常動力潜水艦で世界最大となる、水中排水量4,200トンにまでなっており、艦の運動性や燃費などを考えれば、重量を少しでも減らしたいのだと考えられます。

では、自衛隊の潜水艦が、ここまで大型化した理由はなんでしょうか。
自衛隊の潜水艦は乗員が多い事でも知られています。これを省力化が遅れているからだと見る方もいらっしゃいますが、長期の哨戒任務に就くために大量の乗員を必要としているからだ、という見解もあります。

ここに、オーストラリアが関心を示した理由があるのかもしれません。
と言うのも、オーストラリアのコリンズ級も水中排水量が3,300トンを超える大型潜水艦です。広大なオセアニア地域で哨戒活動を行うには、大型潜水艦の方が都合が良いのかもしれません。

また、有力な対抗馬のドイツ潜水艦は、元々が狭く浅いバルト海での活動を想定していた為、小型で省力化が進んでいます。 輸出型の214型潜水艦でも2,000トンほどの排水量で、オーストラリアが求めるものとは異なるのかもしれません。

つまり、オーストラリアが求めている潜水艦とは、大型化しつつも重量を抑えた潜水艦であって、そういう点で日本の潜水艦技術、わけても高張力鋼の加工技術に興味を持っているのかもしれません。

以上
参考文献・サイト
防衛庁規格 NDS G 3121 「艦船用超高張力鋼板(NS110)」
防衛庁規格 NDS G 3111C 「艦船用超高張力鋼板」
防衛庁規格 NDS G 3131B 「艦船用圧延調質高張力鋼板」

平成13年度政策評価書 (事後の事業評価) 先進鋼技術の研究

アンドレイ・V・ポルトフ(2005)「ソ連/ロシア原潜建造史」海人社
杉村卓, 今井保穂,坂元直家(1967)「潜水艦の構造材料および施工上の問題点<特集>材料・溶接」造船協会誌(460) 
今井保穂 (1969)「深海調査船および将来の潜水艦用高強度材料について」, 日本造船学会誌, 第477号
木原博(1972)「日本における構造用高張力鋼の発達と溶接上の問題点」, 日本鉄鋼協会『鐵と鋼』58(13)
各国潜水艦の高張力鋼まとめ 
しんかい2000を建造するのに使ったNS90を上回る耐力を持つNS110で作ったそうりゅうや新型潜水艦が一部で1000mを超える深度まで潜航可能だと言われている根拠である。

潜水艦の潜行可能深度というのはかなりレベルの高い機密になっているため、不明です。

ウィキペディアでは
アメリカオハイオ級(1970)300mロサンゼルス(1972)457mシーウルフ(1990)610m
イギリストラファルガー級(1980)600m アスチュート級(2000)300m以上
ソ連/ロシアタイフーン級(1980)400m ボレイ級(2000)450m
日本はるしお級(1980)550m前後おやしお級(1990)600から650m

中国の原子力潜水艦は公称最大深度400mや500mでも中国はカタログ通りの性能は出ない。


中国の原子力潜水艦は200m潜ると変形する?船内から音や水漏れ、変形 
中国の主要機関紙は10月28日にそろって中国海軍の「原子力潜水艦部隊」を紹介する記事を掲載した。 
中国政府の「原子力潜水艦部隊」をアピールする方針と裏腹に、中国大手検索サイト百度の掲示板に「わが国の原子力潜水艦は200メートル潜ると変形する」というスレッドが立てられた。 
スレ主は「091型原子力潜水艦の潜水試験中、230mに達した時に船内から音や水漏れ、変形が発生した」と主張。 
中国では粗悪な材料を使う手抜きの“おから工事”がしばしば問題になるため、「原子力潜水艦までおから工事とは恐れ入った。これじゃ日清戦争前に軍事費をくすねた 西太后と同じじゃないか」など、皮肉を込めたコメントも多かったが、半ばあきらめも感じられる意見が多く寄せられた。
 

 
◆その他 そうりゅう改型SS27型から予想される新型潜水艦SS29への変更点

そうりゅうからそうりゅう改型27SSの変更点から29SSはどうなるか考える

平成27年度計画で建造されるDDGとSS        潜水艦(27SS) 元潜水艦隊司令官海将小林正男 世界の艦船2015年1月号

P149〜151
 防衛省から27年度概算要求の概要が発表された。この中には「潜水艦の建造(1隻644億円)」とあり,26年度潜水艦の概算要求額513億円から何と131億円も増加している。また,「リチウム・イオン電池(以下,リチウム電池という)を新たに搭載することにより,これまでの“そうりゅう”型潜水艦に比べて,水中持続力等を向上」と記載されている。筆者は本誌第795集に「27年度艦からリチウム電池の搭載が計画されている模様」と書いたが,これがいよいよ正式に要求されたのである。改めてこの潜水艦の詳細を見てみよう。

最大の能力向上――リチウム電池の搭載 27年度潜水艦(以下,27SSという。)は”そうりゅう”型の11番艦である。しかし,“そうりゅう”型の最大の特徴ともいえるスターリング機関は搭載せず,リチウム電池を搭載した。

このことは国際的にも注目を集めており,ディフェンス・ニュースが9月29日付けで記事にし,これを読んだ元ドイツ潜水艦艦長はこの決定は誤りだとメールをくれた。読者の中にも同様の意見を持っている方がおられると思うので,リチウム電池の搭載についてまとめてみたい。

●リチウム電池/スターリング機関/燃料電池

潜水艦にとって水中持続力(無充電で水中を行動できる時間)は極めて重要である。在来型潜水艦用にスターリング機関や燃料電池等のAIP(空気独立型推進機関)が開発されたのはこのためである。これらAIPは,単位体積あるいは重量当たりに蓄積できるエネルギー量が鉛電池より優れており,鉛電池を多量に搭載しただけでは達成できない水中持続力を達成した。

AIPの中でも燃料電池の容積・重量効率は優れている。
技術研究本部がスターリング機関に代わるAIPとして,平成18年から22年にかけて固体高分子型燃料電池の研究を行なったのは,それ故である。燃料電池の優位性にもかかわらず“そうりゅう”型でスターリング機関を採用したのは,当時技術が確立され,安全性の点でも疑問がなかったのが,スターリング機関だったからである。

さて,今回のリチウム電池について考えてみると,27SSはスターリング機関で発電できる電力量と鉛電池の蓄電量を合計したものをリチウム電池で置き換えたわけである。しかし,27SSの基準排水量はそれ以前の“そうりゅう”型と変化していない。このことから,リチウム電池はスターリング機関とほぼ同様の容積・重量効率を達成できているといえよう。

では,すでにドイツで潜水艦に搭載し,また”214型と”いう輸出用潜水艦にも搭載されるほど技術的にも成熟した燃料電池を,“そうりゅう”型開発から10年以上が経過した現時点で採用しない理由は何だろう。私は2つの理由があると考えている。そのひとつは価格の高さであり,他のひとつは作戦上の必要である。

価格の高さは,水素と酸素を反応させて電力を得る電池それ自身の価格より,水素を安定的に保有するために用いる水素吸蔵合金の価格に起因する。

23年度の「次世代潜水艦AIPシステムの研究」に関する政策評価ではい単位発電量当たりの容積・重量効率を持つことを確認している。 しかし,水素吸蔵合金の価格が当初予測ほど低減せず,あまりに高価であるとも指摘している。これが燃料電池搭載に踏み切れなかったひとつの理由である。

作戦を考えるとAIP潜水艦の問題は,液体酸素や水素を消費してしまった時に普通の潜水艦になってしまうことである。たとえば,わが国潜水艦の作戦期間は,AIP水中持続力の数倍と思われる。それ故AIPを使用できない期間が大部分となり,その間は作戦海域で繰り返しシュノーケルする必要がある。 これを何とか改善したいというのが,潜水艦運用者の痛切な願いである。

もちろん,高価であっても燃料電池を採用するという選択肢はある。この場合,燃料電池の水中持続力がほぼ作戦期間程度であれば,リチウム電池または鉛電池との組合せでほぼ完璧な潜水艦となる。なぜなら,作戦期間中に必要が生じた場合,リチウム電池/鉛電池を用いて高速航行し,作戦状況が許す時には燃料電池で低速航行しつつ,時間は掛かるが充電することができるからである。このパターンを繰り返せば,作戦期間中シュノーケル充電することなく,回数は限定されるかもしれないが,高速も作用できることになる。

しかし,現在稼働中の燃料電池潜水艦を見ると,現実にはスターリング機関を大きく超える水中持続力を獲得できておらず,水中持続力は両者ほぼ同等の数週間とされている。技術研究本部の研究においてドイツと同じ水素吸蔵合金を使用しなかったのは,所要の性能が得られないためであったといわれており,こうした燃料電池の実現が困難であることを示している。これでは燃料電池に大きな効果は期待できない。

一方,従来のスターリング機関と鉛電池を合わせた容量に匹敵するリチウム電池を搭載した27SSは,たとえばスターリング機関分の電池を消費した時に作戦状況の厳しくない海域に行って再充電すれば,その水中持続力を回復できる。つまり27SSは,現場海域で再充填できるAIPを持つような効果を得たのである。これは現状のどのAIPにも勝る能力である。この他のリチウム電池採用によるメリットについては本誌第795集で詳細に述べたので,ここでは割愛する。

なおリチウム電池の採用によって131億円も価格が上昇しているが,これはリチウム電池製造施設などの初度費や電気回路変更等に伴う設計等の初度費が含まれるためであろう。 まったく同じかたちとなる28年度潜水艦の価格は下がると期待している。

 27SSのその他の特徴

27SSは”そうりゅう”型の11番艦であり,その他の特徴は”そうりゅう”型共通の特徴である。その主要点について,以下簡単に述べる。

●艦内空気監視装置
“そうりゅう”型における水中持続力の飛躍的な向上は,半面外気の吸入間隔延伸につながり,乗員を艦内空気の汚染から守ることが大きな課題となった。このために装備された艦内空気監視装置は,多数の微量ガスの存在を検知し,設定した基準値を超えると警告を出す機能を持っている。また,人体に悪影響を及ぼす一酸化炭素を酸化させて二酸化炭素とし,キセノンやトルエンをフィルターで吸収するなど,わずかではあるが危険性を排除する機能も持っている。

●反射材の追加装備
“そうりゅう”型ぱおやしお”型に比較して基準排水量が200トン増加した。このた
め,ターゲット・ストレングス(アクティブ・ソナー音の反射しやすさ)の低減がさらに大きな課題となり,“おやしお”型で装備しなかった部分にも反射材を装備し,その結果船体すべてが吸音材と反射材で覆われることとなった。 これによってターゲット・ストレングスは相当低減されたと思われる。また,この措置は艦内雑音を閉じ込める効果も生み,静粛陸に一段と磨きが掛かった。

●非貫通潜望鏡
“そうりゅう”型では,従来の哨戒用潜望鏡を非貫通潜望鏡に替えた。非貫通潜望鏡というのは,高解像度の光学カメラと赤外カメラを装備したマストであり,従来の潜望鏡と異なり,マストが内殻を貫通しないことからこの名前で呼ばれている。

この光学および赤外画像は,艦内の大両面ディスプレイに表示され,複数の乗員が同時に見ることができる。

また,録画した画像を再生することもできるため,詳細な観測が可能となった。さらに,全周の静止画を極めて短時間で撮影する能力を持つことから,航空機の ISARレーダーや近年艦艇搭載が進みつつある潜望鏡探知レーダーによる被探知への対策ともなっている。

●永久磁石電動機,フィレット,X舵
以上のほか,“そうりゅう”型では世界に先駆けて永久磁石電動機を開発・採用し,小型化を図っている。また,速度切替え機構も不要となっている。

フィレットはセイル周りの整流とこれによる甲板振動の抑制を図ったものであり,“そうりゅう”型の外見の特徴のひとつとなっている。

X舵も外見的特徴のひとつであるが,こればおやしお”型から2メートル全長が延びた船体の運動性能を確保するためのものであり,結果的に運動良能は向上した。
以上については本誌第713集が詳しい。

Xバンド衛星通信能力魚雷防御システム
27年度から運用を開始するXバンド通信衛星は,気象等の影響を受けにくく,確達性が高い。これを潜水艦 でも使用できるよう,23年度以降の艦にはXバンド衛星通信能力の搭載が進んでいる。

また,平成11年から開発が進められていた魚雷防御システムが24年度艦以降に搭載されている。これは雑音を放出するジャマーと自走式デコイ(欺面体)を主体とするシステムであり,その効果は検証されている。

しかし,わが国を含め,世界の最新魚雷にはデコイを看破する能力が備わっており,有効性が減少する傾向にある。

将来的には対魚雷用魚雷等,相手魚雷を破壊する手段が必要になってくると思われる。
*         *         *
27SSはリチウム電池によって従来とは次元の異なる水中持続力を獲得し,在来型潜水艦には期待できなかった長時間の潜航と高速力を使刑した作戦を実施できる。
これによって在来型潜水艦に対する対潜戦は,概念の変更を迫られるだろう。そして,世界の潜水艦関係者にも衝撃を与えることは必至である。

27SSが運用を開始する頃には,輸出用リチウム電池潜水艦が続々と計画されるようになる,というのは私の妄想に過ぎないだろうか。            (小林 正男)

推進機関でリチウムイオン電池と燃料電池がいかに優れているかよくわかりました。そしてAIPをなぜSS27で採用しなかったか理解できました。



パッシブ方式で、水中目標の位置を特定し、追尾・監視する新しい手法をSS29ではもつかもしれません。 

潜水艦がどの程度ネットワークされているか正直不明ではあるが、確実に能力は備えている。
イメージ 21



イメージ 20

Xバンド衛星通信によって日本の潜水艦はネットワーク化しはじめたが、
29SSは更に水上艦、航空機、USV,UUVや固定センサーと水中通信によってより緊密にネットワーク化する、そうりゅう型すら凌駕する画期的な潜水艦となるであろう。




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将来潜水艦 パンフレットより修正作画Ddog
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           ステルス長魚雷G-RX6




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途中までまともに考察してたのに、中韓引き合いに出すあたりでネトウヨ的な思考に抗えなくなってるな
中国の潜水艦がカタログ(んなもんあるわけ無いと思うが)通りの性能出せない客観的な根拠って何よ
あいつらの技術力に対する認識が数十年前で止まってるぞ
スマホでも家電でも抜かれるわけだ 削除

2017/8/5(土) 午前 8:25 [ ] 返信する

To んさん

潜水艦とは何ですか?兵器ですよね。兵器は、日本に対し仇なす国から我が国を守るための道具です。中国を引き合いに出したからと言ってネットウヨ扱い?

まあ、私がネットウヨなのか保守系の論者なのかは、他のかたは分かっていると思いますので、とやかく言いたくはありませんが、あまり愉快なレッテルではありません。

中国原子力潜水艦が公表潜水艦深度(カタログスペック)400mとされていたものが200mで水漏れや変形が始まり問題になったと中国の国内報道がありました。中国潜水艦 圧壊で簡単に検索出来ます。

2017/8/7(月) 午前 10:41 Ddog 返信する

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特定の事例を持ってその国の製品全体の程度を計るなんて無知蒙昧も良いところだな
あんたの主張は、10式が演習中に履帯が外れた事例を切り取って「日本の戦車は履帯が外れやすい」と断ずるのに等しい
主がネトウヨか保守論壇かは自身が決めればいいことだが、強い政治信念ゆえに色眼鏡に陥らないようにしなよ
特に軍事なんて客観的で公正な情報が手に入りにくい分野で何かを断定するなんて、素人どころかプロでもほほ不可能なことだろうに 削除

2017/8/17(木) 午後 5:16 [ ] 返信する

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To んさん

>特定の事例を持ってその国の製品全体の程度を計るなんて無知蒙昧も良いところだな

この記事は29SS について記事を書いたものです。頭が悪いのか、単に言い掛かりをかけ相手にしてもらいたいのかは良くわかりませんが、、日本の潜水艦の潜水能力と仮想敵国であるPLA Navyの性能を比較する文章を書いてなにか不都合でも?

ここで私が100円ショップで買った中国製の時計が壊れたと引き合いに出し、中国の潜水艦と比較したのなら、貴殿の論法は成り立ちますが、潜水艦の性能を左右する潜水能力比較するのにサーチナやレコードチャイナに載っている中国潜水艦の事例を引用するのは当然の流れです。貴殿に批判される筋合いではない。


「無知蒙昧」とか「色眼鏡に陥らないようにしなよ」とか
まあ、かなり上から目線ですが、実社会ではさぞご苦労されていると思います。
まあ、あまり人から嫌われるようなことは言わない方がよろしいのでは?

ごきげんよう

2017/8/17(木) 午後 9:00 Ddog 返信する

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海自の潜水艦は深深度から一方的に中国艦艇を狙い撃てるとか、そんなことありません。
書くと長いので調べてくれとしか言えませんが、正直に言います。
失笑ものです。
どこからこんな都市伝説が生じたのか疑問だったのですが、余命ですか。 削除

2019/4/22(月) 午後 0:15 [ みけ ] 返信する

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To みけさん


「自らを深々度の海底に身を顰め、待ち伏せを行った場合、相手が攻撃できず、こちらから一方的に攻撃するアウトレンジ攻撃が可能」太平洋の大海原では原子力潜水艦にかなうわけはありませんが、あくまでもチョークポイントに潜んだ場合です。

チョークポイントに待ち伏せた場合中国潜水艦はリスクが高くやってきません。
それで十分じゃないですか?

また、潜水艦の情報は極端に出ていません。調べようがありません。

軍事研究や世界の艦船はくまなく読んでいるつもりですが、みけさんが海自の潜水艦関係者じゃないかぎり、失笑するのであれば、その
書くと長いというソースの提示をすべきでは?

上から目線で投稿されるならば、短く要約可能ですよね?
長くなるなど、嘘くさい投稿です。

2019/4/22(月) 午後 1:37 Ddog 返信する

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