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株式日記と経済展望
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海上自衛隊の戦闘艦艇は推進機関でも大きな遅れをとっています。
しかも未だに統合電気推進システムIESを導入する気配もありません。
2010年9月3日 金曜日
ｸｲｰﾝ･ｴﾘｻﾞﾍﾞｽ級通常型空母
◆統合電気推進導入に大きく遅れをとる海自 ８月３０日 清谷真一公式ブログ
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拙著、「防衛破綻」では水上戦闘艦の推進システムとして、統合電気推進システム（IES、Integrated Electric System）を紹介したかったのですが、紙面の都合で割愛しました。そこでIESに関してここでご紹介をしようと思います。
現在米海軍を含めて先進国を中心に、水上戦闘艦艇の推進システムとして低燃費で、ライフ・サイクル・コストが低いなど多くのメリットがある統合電気推進システム導入のトレンドに加速がついています。
ところが伝統墨守というか、海自はこのIESの導入に消極的です。
海自の戦闘艦艇はステルス化でも大きく諸外国に遅れをとりましたが、推進機関でも大きな遅れをとっています。しかも未だにIESを導入する気配もありません。
海自は現在３自衛隊でもっとも多くの燃料を消費してるにもかかわらず、です。
このブログでも何度も紹介していますが、燃料費の高騰は人件費、装備の維持修理費などと共に、装備調達費を圧迫してます。燃料費の低減は海自に海自にとっては焦眉の急のはずです。
例えば燃料費が３自衛隊で１０００億円として、その２割が削減できれば、２００億円、３割が削減できれば３００億円が浮きます。逆に省エネをしないならば、それだけのカネを捨てているにの等しいことになります。
諸外国では燃費を重視する艦隊補給艦などにはディーゼル・エンジンを搭載する例が多いのですが、海自はこれにまでガスタービンを採用しています。このため「ましゅう」などでは自艦の燃料消費が大きく、他の艦に補給する燃料が減ってしまっています。
そこまでしてガスタータービン・エンジンにこだわらなければならない「大人の事情」でもあるのでしょうか。
海自の水上戦闘艦が主流となっているCOGAGは複数のガスタービン・エンジンを組み合わせ、ギアボックスを通じて可変ピッチプロペラを駆動させます。また艦内への電力供給は専用の発電機が使用されます。
対してIEPはガスタービンやディーゼルを発電機として使用し、推進用モーターを駆動させます。
このためギアボックスが不要となります。ゆえに騒音の発生が大きく減少するし、耐久性、信頼性が向上します。 ガスタービンとディーゼルを混合することも容易です。従来のシステムだとガスタービン・エンジンとディーゼル・エンジンを組み合わせると個別にギアボックスが必要でしたが、IEPではその必要がありません。
ですから高速に適したガスタービン発電機と、燃費に優れたディーゼル発電機を容易に組み合わせることができます。
また高価で複雑な可変ピッチプロペラも必要ありません。ですから前後進の切替も簡単かつ迅速に行えます。更には艦内に電力を供給する専用の発電機も必要ありません。
IEPは推進用のモーターとシャフトラインだけを艦底部に配置すればよいので、発電機、コンバーター、スイッチボードなどは艦底部におく必要がありません。
例えばタービン発電機を上甲板に配置すれば、艦底部まで吸排気装置を引き込む必要がなくなるので、煙突などに必要なスペースが大きく削減できるだけではなく、発電機の取り外しや交換が極め容易かつ低コストで可能となります。
つまり、船体がコンパクトでき、また設計の自由度があがります。また運用コストと整備にかかる時間が低減できます。
速力に応じて必要な電力を供給すればいいので、低・中速時には１基のエンジンを動かせばいいわけで、エンジンを定格に近い状態で運転することによって燃費の向上が期待できます。
水上戦闘艦艇が年間を通じて高速で航行する時間は極めて少ないわけで、大多数の時間は低速・中速で航行します。ですから低速・中速での燃費が向上すれば艦の燃費の向上は劇的に改善します。
更に必要に応じて年次検査などをは無関係にエンジンを換装できるので、艦艇の稼働率が大きく向上します。
また艦内への電力供給に専用の発電機も必要ありません。
更に、高度な自動化による省力化、省人化可能であり、乗組員を減らすことができます。これは特に人手不足の海自にとっては大きなメリットのはずです。
つまりIESにはライフ・サイクル・コストの低減できるというメリットがあります。
英海軍のケースだと旧式のタイプ４２（５０００トン級）に対して、IEPを採用したタイプ４５（７０００トン級）では、船体が１．５倍になっているにもかかわらず、燃料消費は半分以下となっており、単純比較でも４５パーセントの燃料の節約となっています。
仮に１日の３０キロリットルの燃料が削減でき、年１２０日に航行するのであれば年間２億５千万円の燃料費が削減できます。
問題は導入コストですが、例えばタイプ４５と同様なIEPを導入する場合、価格は７５億円（１ポンド１４０円換算）、ライセンス生産の場合、１．５倍として１００億円程度でしょう。
対してCOGAGを採用した１９ＤＤはタービン・エンジンと減速器、発電機などで概ね５０億円です。
輸入IEPのコストが約２倍。輸入ならば１．５倍程度です。燃料費や整備コストの低減、人員削減などの要素を加味すれば３〜７年で初期投資の差は解消します。先の英海軍のケースだと約５年で価格差分を解消しています。
また燃費の向上は燃料の中東依存を減らすことになります。さらに天然ガスやバイオマス、石炭からでも燃料が作れるFT法による合成燃料を税導入すれば、さらに劇的に燃料の中東依存が減り安全保障上メリットが大きい。
米国防総省はすでにFT燃料の導入し、使用燃料の削減を精力的に推進しています。これは経費削減もさることながら、燃料の中東依存を減らして安全保障上のリスクを低減するためでもあります。
また二酸化炭素の低減にもなります。
現在国を挙げて二酸化炭素の削減に取り組んでいるわけです。経済的な価値を生み出さず、消費するだけの自衛隊が発生させる二酸化炭素を削減する意義は小さくないと思います。
海自で導入が進まない理由の一つとしては艦艇用エンジンメーカーの抵抗があるいわれています。いままで、必要だった減速機や可変ピッチ・プロペラが必要なくなります。
その分の仕事減ってしまいます。またエンジンもCOGAGに比べてより小さなもので、済んでしまいます。また保守・修理の仕事も減ります。
つまりエンジンメーカーとしては売り上げが大きく減り、商売の旨味が減ります。
ですが、それは電気機関車やディーゼル機関車が導入される時代に、SLを作っている車輌メーカーが、自分の仕事が減るから電気機関車やディーゼル機関車の導入を妨害するようなものです。
こういう利権で喰っていこうという会社は、生存競争から脱落します。この手の会社は他の分野でも同様なネイチャーで商売をやっている想像されます。それが世に言う「企業文化」です。
米国の自動車メーカーのビッグスリーはハイブリッド車や電気自動車の開発に乗り遅れました。自動車は石油燃料のエンジンで走るもの。自動車の労組は細かく職能ごとに区切られていますから、新しいハイブリッド車や電気自動車を開発しても現場で生産ができない。労組が反対します。
現在ビッグスリーがどうなっているか、いまさら述べる必要もないでしょう。
さて、株安の昨今、このような体質の企業の株を投資家が買うでしょうか。
（私のコメント）
以前の株式日記で戦艦大和になぜジーゼルエンジンを採用しなかったのかと言う疑問を書きましたが、大型艦船の航続距離を伸ばすにはジーゼルエンジンがダントツの熱効率であり、大型軍用艦船においては航続距離の長さが致命傷になる。戦艦大和は結局のところ蒸気タービンエンジンで２８ノットしか出ず航続距離も１６ノットで７０００海里程度しか走れない。
それに対するアメリカの戦艦はアイオワ級で３３ノットの高速性能と１５ノットで１６６００海里の航続距離も持っていた。性能からしてジーゼルエンジンと思ったのですが、週刊オブイェクトのＪＳＦ氏から蒸気タービンだという指摘を受けた。調べたら確かにそのとおりですが蒸気ギヤードタービンエンジンで２１万馬力なのに対して大和は１５万馬力で負けていた。
分からないのはアイオワがどうして１６６００海里も走れたのかと言う事ですが、ドイツのポケット戦艦は２０、０００海里の航続距離でインド洋を縦横無尽に走る事ができたのもジーゼルエンジンだったからだ。アイオワは減速機の進歩によって航続距離と高速性能を実現したのだろう。それに対して戦艦大和は片道沖縄までしか航続距離が無い。
総合的に考えれば戦艦大和がジーゼルエンジンを採用して１００００海里以上の航続距離を走れたとしても、随行する駆逐艦が燃料切れになっては意味が無いので燃料タンクを減らして７０００海里になったのだろう。これが当時の帝国海軍の技術力の限界であり、だから大和はトラック島まで基地を移さなければならなかったのだろう。
南洋での艦隊決戦を想定したからでしょうが、トラック島に海軍基地を置いた事でアメリカ軍の空襲を受けて帝国海軍は大打撃を受けてしまった。結局は蒸気タービンエンジンでは燃料を食うので油輸送船団を伴って行動しなければならず海軍の作戦行動の制約になった。
現在では大型船舶用ジーゼルエンジンが作られていますが、最近では各国海軍も燃費の重視で補助艦艇にはジーゼルエンジンを使っていることが多くなりました。アメリカ海軍の航空母艦や潜水艦に原子力を用いているのも燃料の補給の心配が無い為であり、それほど軍用艦船においては航続距離の問題は重要だ。
最近では海上自衛隊も２万トンほどの多目的空母が近く建造されるようですが、それもガスタービンエンジンで３０ノットは出るようですが、航続距離は現在の護衛艦と同じくらいだろう。イージス艦でも２０ノットで６０００海里ではインド洋や南太平洋に行くためには補給艦を伴うかあちこち立ち寄らねばならない。平時ならそれでもいいのでしょうが戦時になったら燃料の補給はままならなくなる。
だからこそ私は軍用艦船においてもジーゼルエンジン化が進むだろうと予想したのですが、イギリスの最新鋭空母には統合電気推進システムIESが採用される。つまり航空母艦にもハイブリッド化が進む訳であり、ガスタービンやジーゼルエンジンで発電しながら電動モーターで走るようになる。低速巡航時にはジーゼルエンジンの発電で走り高速時にはガスタービンの発電を加えるようなシステムでしょう。
電気推進システムの軍艦はとくに新しいものではなく、第二次大戦中のアメリカの戦艦ニューメキシコが蒸気タービンで発電して電動機で推進するシステムでした。しかし蒸気タービン発電では従来の戦艦と性能が大して変わりが無く後にギアードタービンに代えられた。
最近になって海上自衛隊でも「ひゅうが」「いせ」などの２万トン近い大型艦が作られるようになりましたが、清谷氏が指摘するようにガスタービン一辺倒なのはどうしてなのだろうか？ 護衛艦のような沿岸警備用ならいいのでしょうが、多目的空母となるとインド洋や南太平洋まで行動半径が無ければ役に立たない。大戦中の航空母艦も１８ノットで１０、０００海里程度の航続距離がありましたが、「しらね」や「いせ」はイージス艦と同じ６０００海里程度の航続距離しかないのだろう。
イギリスの最新鋭空母のクイ−ンエリザベスはガスタービンやジーゼルで発電して電動機で走る設計ですが、これなら航続距離と高速性能を両立させる事ができる。IEPなら原動機と発電機を分離して自由にレイアウトできるから広い艦内を確保する事ができる。自動車では日本のハイブリッドカーが先頭を走っているのに、大型軍用艦においては統合電気推進システム（IES）は検討もされていないのは不可解だ。
戦艦大和が活躍できなかったのは重装甲の不沈艦として設計された為に高速性能も航続距離も少なく艦隊決戦用に作られたためだ。しかし戦艦大和は不沈艦ではなかった。金剛や霧島が高速と１００００海里もの航続距離で活躍できたの設計思想が間違っていた為だ。
海上自衛隊は主力大型艦を作るに当たって同じ間違いを犯しているように見える。ガスタービンエンジンでは燃料馬鹿食いで航続距離が短くなる。海上自衛隊は沿岸警備用の海軍であり大型の軍用艦船は６５年以上も作ってはいない。２２DDHもガスタービンの多目的空母ですが、IESにすべきではないだろうか？
戦艦大和にジーゼルエンジンも採用していれば金剛や霧島のようにソロモン海で活躍できたいたはずだ。しかし当時の技術力では大型船舶用のジーゼルエンジンは出来なかった。しかし戦後になって商業船舶用の大型ジーゼルエンジンが出来るようになり大型タンカーやコンテナ船などはジーゼルエンジンが主力になりました。アメリカ海軍も強襲揚陸艦などがハイブリッド化されている。
海上自衛隊の幹部はおそらく頭が凝り固まって蒸気タービン→ガスタービンという事で凝り固まってしまっているのかもしれません。JSF氏は私をど素人の妄想と切り捨てられてしまいましたが、これからの大型軍用船舶もガスタービンとジーゼルの発電機との電気推進は、ど素人の妄想と切り捨てるのだろうか？
戦艦大和は秘密兵器として作られましたが、出来上がってみると戦艦としても高速性と航続距離で問題があった。現在の海上自衛隊の建艦思想にも問題があるように見えます。素人は黙っていろとの発言は帝国陸海軍軍人の悪い癖なのでしょうが、２２DDHなどがガスタービンで役に立つのだろうか？ インド洋への給油活動でもイージス艦に補給艦がくっついて行きましたが補給艦がないとインド洋までの外洋を航行できないのがガスタービン艦の弱点だ。
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- Re:おいおいおい、よりにもよってキヨ様かよっｗｗｗ 夏水仙 2010/9/06 07:06:04
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