機関室配置

　旧海軍の駆逐艦においては、前方から『缶・缶・機械』と言う配置が採用され、米海軍においては『缶・機・缶・機』と言う配置が採用されていた。戦後の蒸気タービン艦においては米軍に倣い、缶室と機械室の交互配置が踏襲されている。交互配置の方が防御上有利であると言う理由からであるが、あくまでも概念として有利であるとの判断であり、実際にどの程度の差異があるのか検討されたことは無いことと思われる。
　防御上の理由と言う単純な考え方で無く、１隻の駆逐艦として見た場合、本当に交互配置が優っているのか、私は大いに疑問を持っている。両者の比較を数値化して検討するのは極めて困難なことであり、やはり概念的な検討となってしまうのであるが、改めて両者の利害について検討してみたいと思う。

１）護衛艦「はつひ」

　護衛艦「あさひ」「はつひ」は米国からの貸与艦で、黎明期の海上自衛隊において使用されていた。生産性がが優先されるはずの戦時急造艦であるにもかかわらず、ディーゼル電気推進と言う戦闘艦では珍しい方式を採用している。
　海自の幹部候補生学校に在校中、乗艦実習として「はつひ」に乗艦したことがある。推進方式に関しては予備知識を持っていたのであるが、機関室が４区画となっていることは艦内に入って初めて知り、驚いた。
　「はつひ」は全長で９３ｍ、新造時の速力は２１ノットで、主要任務は船団護衛である。投入されるのが太平洋であれ大西洋であれ、最も会敵の確率が高いのは潜水艦であり、最も大きな脅威となるのは魚雷と言うことになる。潜水艦魚雷を機関室区画に受ければ、この程度の艦では大きな被害が発生する。果して「はつひ」のような小艦において、構造を複雑にし、人員を増やしてまでも区画を細分化する効果はあるのだろうか、と言う疑問が必然的に湧き出てきたのである。

　右図のＡ案は「はつひ」で採用された機関室配置で、前方からディーゼル原動機室、発電機及び電動機室とが交互に配置されており、丁度蒸気タービン艦における缶室と機械室との関係に良く似ている。なお下部の数字はフレーム番号、上部の数字は各区画のフレーム数を示しており、フレーム間隔は２１吋である。
　Ｂ案は機関室を２区画とした場合であり、左右それぞれの推進システムが１区画に収まるのでより効率的な配置となり、各区画１～２フレームの短縮が可能と思われる。
　この程度の艦においては２区画と言うのも珍しいものでは無いのだが、不安があるのならＣ案のように中央に補機室を設け、３区画とすることも出来る。この案でも全体で１～２フレームの短縮が可能と思われる。
　「はつひ」の場合には通常航海中でも４区画に当直員が必要となるが、下２案の場合には当直配置は２区画で済む。機械そのものの数は減っていないので単純に機関科要員が半減する訳ではないが、大幅に減らせることは確実であろう。
　「はつひ」の機関室長さは28.8ｍであるが、これは水線長の３２％にも達するもので、速力２１ノットの艦としては極めて大きな値であると言えるだろう。時代も推進方式も異なるので単純に比較することは出来ないが、２５ノットの「ちくご」型でその値は２７％である。

　さて、「はつひ」が主たる脅威である魚雷攻撃を受け、機関室に被雷した場合の被害状況を、主にＡ案とＢ案とをを比較して考えてみる。
　先ずはFr86付近に被雷した場合であるが、Ａ案の場合でも機関室長さが短いので最低３区画の浸水は免れず、場合によっては４区画浸水の可能性もありうる。Ｂ案では２区画浸水となり、両者とも推進力は失われることとなる。Ｂ案ではこの場合の浸水量が最大となり、Ａ案よりもほぼ１区画分多くなる。しかし浸水量は１千ｔ程度と予想されるので、これだけの被害ならば沈没することは無い。Ａ案で４区画浸水の場合にはＢ案よりも浸水量が多くなるが、やはりこれだけで沈むことはない。
　Fr72(99)付近に被雷した場合には、隣接区画への影響が問題となる。Ａ案ではやはり３区画浸水を免れることは出来ないが、Ｂ案では１区画浸水に留まる可能性もありうる。機関室前部に被雷した場合にはその前方区画との２区画浸水となるが、この場合でも機関室が短い分だけ浸水量は少ないものとなる。推進力の確保と言う点でも、両者の間に大きな差は見られない。

　中小口径の砲弾の場合には、魚雷のように急速かつ大量に浸水する確率は低いので、砲弾の炸裂による直接的被害が主たる対象となる。
　電気推進艦では原動機・発電機・電動機のどれをやられても推進力は失われる。Ａ案の場合、１発の砲弾で２区画が被害を受ける可能性は少ないだろう。従って機器そのものの被害はＢ案より少ないだろうが、推進力の確保に関しては大差ないと言って良いだろう。給電経路を複列にしておけば、１台の発電機で両舷の電動機を回せる可能性はある。しかし出力そのものは半減しているので、１軸航行となるＢ案の場合と速力が大きく異なることは無いであろう。
　浸水被害に関しては、やはり細分化しただけＡ案が優るだろう。しかし機関室の長さはＢ案の方が短いので、被弾確率はその分減少する。勿論乗員が減れば居住区画等も縮小することが出来るので、艦全体の被弾確率もＢ案の方が低いものとなる。

　以上簡単に「はつひ」の機関室配置について検討してみたが、Ａ案の防御力が大きく優っていると言う結論は見出せない。Ｂ案では建造・維持費も少ないものとなり、乗員確保の点でも有利である。Ｃ案については検討を省略したが、ＡＢ両案の中間と思って間違いないだろう。私が計画者であったなら、Ｂ案又はＣ案を採用していたであろう。

２）蒸気タービン艦

　さて、いよいよ蒸気タービン艦であるが、右図のＤ案は米海軍及び戦後の日本艦でも採用されている交互配置である。Ｅ案は旧海軍の駆逐艦で多用されていた方式であるが、図は何れも１室１缶での機関室配置の概念を示すものであり、区画の長さは正確なものではない。

　今回も魚雷による被害から検討を進めるが、Ｅ案の場合は機関室に被雷すれば推進力の喪失は免れない。Ｄ案でも１Ｍ（機械室）や２Ｂ（缶室）に被雷すれば３区画浸水となり、Ｅ案同様推進力を確保することは出来なくなる。２Ｍに被雷した場合には、１Ｍにまで被害が及ぶかが問題となるが、仮に１Ｍが直接的な被害を受けない場合でも、推進軸の『おどり』が大きな問題となる。１Ｍからの推進軸は長大なものとなるので、魚雷の爆発のような大きな衝撃を受けた場合、推進軸の隔壁貫通部からの浸水もありうるし、軸心の狂いは避けられない。機械そのものは無事であっても、推進力の確保は難しいと思われる。特に１Ｍの軸が通っている側に被雷すれば、軸そのものが被害を受けて航行不能となる可能性も高い。なお２Ｍ直後の区画に被雷した場合も、同様の結果になると思われる。
　１Ｂに被雷した場合には、Ｅ案では２缶とも使用不能となって推進力は失われる。Ｄ案の場合には２Ｂに対する影響が問題となるが、２Ｂの缶が生き残る可能性は十分にありうるので、その場合には推進力は確保できることとなり、Ｅ案よりも優っていると言うことが出来る。
　１Ｂの直前区画に被雷した場合には、１Ｂ区画の長さの違いにより、Ｄ案の１Ｍが被害を受け、Ｅ案では２Ｂが無事な状況もありうる。この場合にはＤ案は１缶１軸、Ｅ案では１缶２軸となってＥ案が優る。被害が１Ｂで止まれば、両案とも１缶２軸の運転が可能となり、浸水量はＥ案の方が僅かばかり多くなる。

　中小口径の砲弾を対象とした場合には、明らかにＤ案が優っている。砲弾の場合には軸の損傷やおどりは無視しうると思われるので、１発の被弾で両舷軸が使用不能となってしまう可能性はないものと考えられる。Ｅ案においても機械室への被弾によって即航行不能となってしまう訳ではないが、その可能性は決して低いものでもないと言うことが出来よう。
　片舷のみ使用不能となる確率は、機械室が長い分だけ逆にＤ案の方が高くなる。Ｅ案では機械室の長さを押さえるために補機の一部を缶室に装備すると仮定したので、缶室の長さはＤ案よりも長くなっており、１缶喪失の確率は若干高いものとなる。

　蒸気タービン艦の場合も「はつひ」同様、交互配置で４区画とした方が防御性そのものは優っていると言って良いだろう。問題はその優位性が、機関室の延長と乗員の増加による艦の大型化、言い替えれば建造・維持費の高額化に見あったものであるかどうかなのである。勿論大型化に伴う被弾確率の増大も検討の対象に入れておく必要がある。単純に被弾した場合の残存性だけを比較しても、軍艦の本質に迫ることは出来ないのである。

　特型駆逐艦の場合、第一・三缶室は１缶だが、第二缶室には２缶が収納されている。中央に隔壁を儲けて１室１缶とすることも可能だが、その場合には缶室長さを増さなければならず、排水量の増加は避けられない。主機の場合にも実装備のものをそのまま使って１室１機にしようと思えば、機械室が長過ぎてとてつもなく細長い船となってしまう。縦強度確保のために構造も強化する必要があり、排水量の増加は更に著しいものとなる。幅を増して長さを押さえた主機を開発しないことには、１室１機の配置を実現することは出来ない。特型は排水量の割りに重兵装であり、速力・凌波性も優れた艦であるが、その高い性能を実現するために、防御性よりも効率を優先させた機関室配置になったと言うことが出来よう。

３）ガスタービン艦

　艦艇の主機も時代と共に変り、今後はガスタービン（以下ＧＴと略す）機関が主流になるものと思われる。そこで最後はＧＴ艦の機関室配置について検討することとする。

　右図のＦ案は現有艦の一例であるが、主ＧＴ・巡航ＧＴ・減速機をそれぞれ同一区画に収めており、整備性は優れているのかもしれないが、防御面から見ると好ましい配置であるとは言えない。１発の砲弾で両舷共使用不能となる可能性が存在し、このように短い水密区画ではその機能を十分に発揮することが出来ない。被弾した場合に被害がこの区画に止まらず、隣接区画へも及ぶことが多いからだ。
　Ｇ案は配置を改善したもので、各区画が適切な長さとなっており、１発の砲弾で航行不能となる可能性は低い。後部に被雷した場合には蒸気タービン艦のＤ案と同様、軸のおどりによって両舷共使用不能となる可能性も存在する。特にＧＴ艦の場合には可変ピッチプロペラを使用しているので、油圧の喪失による推進力の喪失にも注意しておく必要がある。
　なおＧＴ機関を主船体内に装備した場合、換装のために強度甲板にも巨大な開口が必要となる。Ｆ案ではこの開口が同一横断面上に来てしまうので、船体構造上も好ましい配置であるとは言えない。しかしＧ案ではＧＴ機関の向きが異なるので、開口部をずらすことが出来るのも利点である。

　Ｈ案は別記事「Ｇ／Ｔ電気推進」で紹介した艦の場合であるが、主船体内の機関室はディーゼル発電機と電動機だけなので、従来艦のような巨大な機関室は必要としない。長さと共に深さ（高さ）も減少しているので、浸水量の減少も期待出来る。主機にＧＴを使用しても可変ピッチプロペラを必要としないので、軸のおどりによる悪影響も局限することが出来る。防御面においても、現在の方式より優っていると断言できる。

４）考察

　太平洋戦争における実例を見ると、損傷して航行不能となっても曳行されて帰還した艦もあれば、片舷が生きていても２次攻撃で沈められた艦もある。勿論１軸でも使用可能であれば生還できる確率は高くなる。しかし推進装置の残存性は艦の性能の一部に過ぎず、その艦の建造目的に合わせて最適となるよう、他の多くの性能とのバランスを取って決定しなければならない。
　現在ではコンピュータの発達に伴い、かなり複雑な計算でも短時間で可能となっている。魚雷による被害予測でも、その圧力の伝播状態が分かれば計算可能である。被雷個所を変えながら被害状況を調べて行けば、最適と思われる機関室配置も実現可能かと思われる。

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