原子力潜水艦のエンジン音について

質問

原子力潜水艦は水中での音がかなり大きいと聞きました。
その為敵に発見されやすい！とも。
数年前日本領海を侵犯した中国の原潜などの音は凄まじかったとか・・・。
故に敵に発見されず隠密行動をとるにはディーゼル艦の方が勝ると聞きました。
そこでお尋ねしたいのですが原潜は出来る限り原子炉を停止してタンクから水を勢いよく吐きだし進む（水圧により前進する）方法をとっていると聞きました、本当ですか？
また最近の原潜は原子炉を運転中もかなり静かになったようですが以前と比べどこが進歩したのでしょうか？
そしてその技術はやはりロシア中国とアメリカとでは雲泥の差があるのでしょうか？
詳しい方宜しくお願いしますm(__)m

回答No.3

yiwt · ベストアンサー

原子力エンジンは一種のタービンエンジンなので、高速回転するタービンと減速ギアが騒音元になるようです。また、原子炉の冷却ポンプも騒音を発生するとか。ディーゼル艦は水中では電気艦ですから、ほとんど騒音はないですよね。

重くなってもいい地上の原子炉なら遮音は容易ですが、潜水艦という限られたスペースで騒音を減らすのが難しいのでしょう。

こんなことも知らなかった素人ですが、私の予想に付き合って頂けるなら、対策はまずタービンのブレード形状を最適化すること。昔に比べて設計も精密になっていますし、加工技術が違いますから。シャフトのベアリングを改良するだけでも騒音は減らせるでしょう。

それからギアの加工精度を上げること。これは自動車レース用のトランスミッションでも使われている技術で、焼きを入れた歯車をミリングマシンで精密加工するものです。コストの関係で、市販車のギアは加工してから焼き入れするため、精度が１ランク落ちてがたつきやすくなります。

ギアのケースなどに制震鋼鈑を使う。これは洗濯機でおなじみの技術です。昔はこんな便利なものありませんでした。

吸音材を適切に配置する。どのような波長の音がどこから出ているかを解析すれば、最適な吸音処理ができます。これも運用してみないとわからないノウハウでしょう。

ノイズキャンセル技術を利用する。これは一部の乗用車やヘッドフォンで商品化されているもの。騒音に対して、逆位相の音を合成してぶつけることで消音する画期的な技術です。

本当のところは軍事技術なのでわかりませんが、自動車などの技術進歩と並行して新技術が導入されているとすれば、このような対策が主なものだと考えます。

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E6%BD%9C%E6%B0%B4%E8%89%A6

お礼

大変貴重な御意見あり御とう御座います。
自分などさっぱりですがこんな専門的な予想が出来るなんて尊敬してしまいます。
なるほど、ギアの材質だとかでも違ってくる訳ですか。
それにノイズキャンセル技術が実際に応用されていて成功していれば凄いですね、それを持っていない国からすればまさに喉から手が出てしまいますね。

回答No.4

k99

まず、
＞原潜は出来る限り原子炉を停止してタンクから水を勢
＞いよく吐きだし進む（水圧により前進する）方法をと
＞っていると聞きました、本当ですか？
は大うそです。
＃多分映画「レッド・オクトーバーを追え」の”キャタピラーシステム”かなにかを誤解しておられると思います。
現在就役している原潜は、地道にスクリューを回して進んでいます。
　原子炉を止めると再起動が大変ですし、炉を止めただけでホイホイと音が無くなる物でもありません（止めても炉心は熱を持っており、冷却系は回し続けなければならないので）。

　で、騒音が出る原因は#3の方が指摘されたとおりです。
　大多数の原潜は、原子炉で蒸気を発生させて、コレをタービンに通して回転エネルギーに変え、さらにスクリュー回転に適切な速度に機械的に変換（減速）して前進するわけですが、
１）原子炉それ自体：冷却水の循環や、エネルギー源となる蒸気＆水の循環系から発する音
２）回転エネルギーの減速：要するに歯車を噛ませているので、それの音
が五月蝿いわけです。
　この技術系自体は原潜の歴史が始まってから、基本的には変わっていないため、騒音対策は工作機械の精度向上など、細かい改造を行って低減を行っていると思われます。

　また、原子炉から得られたエネルギーを一旦電力に変換し、モーターでスクリューを駆動する方式もあり、騒音低減に効果があるらしいのですが、へそ曲がりなフランス、この分野では新参者の中国が採用しているだけです。そんなに騒音を減らせないか、騒音以上のデメリットがあるかのいずれかだと思われます。

　米・露・中の技術格差ですが、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%BC%A2%E7%B4%9A%E5%8E%9F%E5%AD%90%E5%8A%9B%E6%BD%9C%E6%B0%B4%E8%89%A6
によれば
漢級原潜（後期型）のそれが140～150デジベルに対し
ロサンジェルス級原潜では、105～125デジベル
とあります。
これは
１）そもそも陸上用の炉を載っけるという設計上の問題
２）工作精度が悪い
３）建造ノウハウを得ていないので、どこを改善すればどの程度の効果がある防音になるかが把握できていない
という理由からと思われます。

　ちなみに米軍では将来的な目標として、「原子炉の熱を直接電力に変換することで、発電機などの器械をなくして騒音を劇的に減少させる」という計画があるそうですが、熱から簡単に電力を取り出せるのか、など問題が多そうですね。

お礼

熱エネルギーを電力に出来ればまさに画期的ですね。
なるほど、目覚しい技術の発展もあればそう一朝一夕には行かないこともあるわけですね。
詳しい解説有難うございます。

回答No.2

sakuma1026

故に敵に発見されず隠密行動をとるにはディーゼル艦の方が勝ると聞きました。
　私は、日本のディーゼル艦は、
うるわしオイルの香りと
芸術的なエンジンリズム
原潜に劣るのは、
内燃機関の構造の違いのみ
体力の違いだけ
目的範囲では、十分なんて考えてしまいます
ちょとおかしいですか？

お礼

仰るとおりだと思います、自分も現在の海上自衛隊の目的からすれば今のディーゼル艦で十分だと聞きました。
今のところ日本には原潜は必要無いでしょうね。

回答No.1

sakuma1026

ロシア中国とアメリカとでは雲泥の差は、
よく聞きますが、すみませんけど
アニメのなんとかの艦隊の話ですがですが、
車とニューヨークの地下鉄ほど違うなんて、
アニメで言ってました。
推進力や深度など運動性能は、原潜目的の
心髄ですよね～
でも、世界最高水準原潜の食料は、
のべ何食ぐらいなのでしょうかね～

お礼

そうですね、いくら原潜とは言え戦時下でない限りそんなに長い航海には出ないと思いますが、ＭＡＸではどのくらいの航海をするんでしょうね？
まぁ保存食中心なら数か月分はいけるかもしれないですが乗組員が参ってしまいそうですね。