横揺れ防止装置のメカニズム

質問

船などに搭載する、横揺れ防止装置（アンチローリングジャイロ）が
機能するメカニズムを教えてください。　
（１）波が船の側面にぶつかる
（２）弾み車（フライホイール）に横揺れの力が伝わる
（３）弾み車が（前後に）縦に揺れ始める（トルク？）
（４）油圧の力で揺れが減衰する　
「高速で回転している弾み車は横揺れを受けると
90度方向に回転力を出力する」　ということと
「油圧で揺れを減衰する」という部分が良く分かりません。
ご存知の方、是非おしえてください。

回答No.3

YHU00444 · ベストアンサー

http://www.toshinao.com/vague/physics/koma.html
コマをはじめ、回転体の動きについては↑のページの説明が参考になります。

簡単に言えば、物体に力が掛かると「速度」が変化するので、回転体に力を掛けると速さの向きだけが変わることになるのですが、それは回転軸を傾ける動きに他ならないということです。（これをマジメに調べると力の方向から90度ずれているわけです）

また、「油圧の力でゆれを減衰」というのは、早い話が自動車のダンパーと一緒です（ただし規模ははるかにデカい）。
※油圧というより、油の粘性や摩擦力を使ってという方が正確かも。

回答No.2

debukuro

「ジャイロスタビライザー」のことでしょうか。
回転体に軸方向を変える力を加えると加えられた力と直角な方向に軸方向が変わる性質を利用したものです。
軍艦は外部に突起を出すことを嫌うので大型のジャイロで直接制振作用を行わせます。

シリンダー型の掃除機を水平に持って起動します。
掃除機を右または左に向きを変えるように動かしてみてください。
加えた力に対して直角の方向に向きが変わるのがわかるはずです。

油圧でゆれを減衰するというのは回転体のこの性質を利用してひれを操作する「フィンスタビライザー」のことです。

補足

ご説明ありがとうございます。
フィンスタビライザーではなく、
三菱重工が作っているアンチローリングジャイロなのです。
http://www.mhi.co.jp/news/sec1/040304.html

高速で回転している弾み車に、横揺れの波の力が加わると
縦方向に回転が変わるのですか？
それで横揺れを拡散して船体を安定させるということでしょうか？
掃除機は分解できないため、実験はできませんでした。
文系人間のため、理解が悪くてすみません。
もう少し、説明してくださると助かります。

回答No.1

N64

ジャイロスコープの原理は、コマとおなじだと思います。
コマの軸を、傾けようと力を加えると、コマが回転しているので、その９０度違う方向に軸が傾きます。これは、コマの歳差運動といいます。押した方向には傾かない、抵抗力があります。小型の船舶の場合は、大きなコマを乗せておくだけで、横揺れを防ぐ効果があると思います。しかし、大型の船舶では、それに見合う大きなコマを搭載するのは、非現実的ではないかと、想像します。そこで、これも想像ですが、コマは、小型のコマとし、横揺れを検出するセンサーとしてのみ使い、横揺れを抑える制御は、船体の横にむなびれのようなものを出し、その角度を調節して横揺れを制御するのではないかと、思います。そのむなびれの役目は、ちょうど翼のようなもので、船舶が高速で前進しているときは、流れに向かうときの角度によって、揚力を発生しますので、油圧で角度を調節し、横揺れに抵抗する力を出させているのではないかと思います。インターネットで検索して、そのむなびれの写真を見ると、以外に小さなものです。こんな小さなフィンで制御できるのかと思うほどです。やはり水と空気の違いでしょうかね。飛行機の場合ですと、主翼のエルロンを上下させて、機体の左右の姿勢を安定させているのだと思いますので。