潜水艇「タイタン号」は断熱圧縮により一瞬で圧壊(爆縮)した！

先般、1912年4月14日深夜に氷山に衝突し沈没した客船タイタニック見学のための潜水艇「タイタン号」が爆縮事故を起こし深海に消えた。この事故に対していろいろ言われている。それらを以下に記す。

潜水艇「タイタン号」は断熱圧縮により一瞬で圧壊した！

@livedoornews

米ボストンで記者会見した米沿岸警備隊の少将は、潜水艇「タイタン」は水圧で壊滅的に押しつぶされたとの見方を示した。現時点ではタイタンがいつ圧壊したのかは不明だという。

タイタン号潜水艦とは何ですか？そして何が問題だったか?

タイタン号の爆縮

潜水艇タイタンは、水深3,750m付近の水圧（375気圧）で、僅か0.1秒に満たない一瞬に圧壊（爆縮）した。その時、潜水艇と空気と乗員は、僅か一つまみにほどに圧縮その時の温度は6,000℃に達したそうな。

もっとも、深海で爆縮が起これば、超高温の気体が生成された瞬間外の水も入ってきて冷やされるが核爆発と同じような破壊で、原型も何もなくなる。

つまりあの事故は、生きながらの火葬と水葬が一瞬で起こった悲劇である。

事故の原因は400気圧に耐えられなかった潜水艇の強度不足と言うことになる。

情報によると、潜水艇タイタンは、水深4,000ｍまでを想定していたにも関わらず、1,300ｍまでしか耐えられなかった、などというおよそ信じられない情報もある。

ホントか？

日本の有人潜水調査船「しんかい6500」は、深度6,500mまで潜ることができる。これくらいの潜水艇を
使えばよかった…が後も祭り。

タイタン号の捜索

行方不明のタイタン潜水艦の4日間にわたる捜索は悲劇的な終わりを迎えた。報告書によると、同船はタイタニック号の難破船に向かう航海中のある時点で「壊滅的な爆縮」を起こし、乗客5人全員が即死していた可能性があることが確認されている。

タイタニック号の船首から約500メートル離れた海底で、潜水船のさまざまな部分の「5つの異なる主要な破片」からなる破片場が遠隔操作の車両によって発見された、と当局者は述べた。

これらの発見は、タイタンが降下を開始したのと同じ日に「爆縮と一致する」音響兆候が米海軍によって検出されたという以前のニュースと一致している。

海軍の海底センサーは、母船との通信が途絶えた際に同船が潜航していたエリア全体でその痕跡を検知した。当時、この署名は「決定的なものではない」と考えられていました。

行方不明のタイタン潜水艦の酸素供給は、今日グリニッジ標準時午前10時（オーストラリア東部標準時間午後8時）頃に枯渇すると予想されている。

タイタンとその乗員５人の懸命の捜索が続いており、火曜と水曜には捜索海域でソナーブイが「バン」という音を記録した。

船の運命はまだ決まっていないため、一般の人々はそのような観光事業の安全性について疑問を抱いています。

事故後の争点

タイタンが消滅した状況は憂慮すべきものです。タイタンを開発したオーシャンゲート社が、潜水艦の安全性について懸念を表明した従業員のデビッド・ロッチリッジ氏を解雇したことを示す、2018年の訴訟の法廷文書の詳細を詳述した報告書が発表された。

ロッチリッジは、資産の耐航性を証明する最善の方法についてオーシャンゲートに同意せず、完全性を証明するために船体の事前の「非破壊検査」を行わずに潜水を実施するというオーシャンゲートの決定に反対した。

また2018年、海洋技術協会の有人潜水艇委員会がオーシャンゲートに送った書簡には、38人の専門家が署名し、潜水艇の安全性について懸念を表明していた。

彼らは、「オーシャンゲートが採用した実験的アプローチは、（軽微なものから壊滅的なものまで）否定的な結果をもたらす可能性があり、業界の全員に深刻な影響を与える可能性がある」と述べた。

これらのやりとりからわかるように、深海潜水艇のエンジニアリングと規制は依然として未知の領域です。そして、タイタンは公海で活動するため、技術的には一国の規制による統治を受けません。

この場合、ほとんどの潜水艦設計者は船級協会に船舶の設計を認証させることを選択するでしょう。オーシャンゲートは、タイタンに対してこれを拒否するという意識的な決定を下しました。

潜水艇の耐航性

船舶の「耐航性」について語るとき、私たちは本質的に、それが目的に適合しているか、安全に運航できるか、環境保護に準拠しているかどうかを問うことになります。

タイタンの場合、目的への適合性は、水面上の母船から安全に発進し、深さ 4,000 メートル (タイタニック号の難破船のおおよその深さ) まで自律的に動作し、潜水後に母船が回収するために再浮上できる能力によって要約できます。数時間のこと。

安全に運行するということは、機器が損傷せず、乗客が搭乗中に怪我（またはそれ以上の怪我）をする可能性がないことを意味します。

また、環境の保護とは、潜水艦が環境汚染や生態系の破壊など、周囲に重大な影響を与えないことを意味します。

ただし、これは青天井のシナリオです。深海潜水艦は過酷な環境で動作するため、問題が発生する可能性があります。

耐圧性

潜水艦や潜水艦がこのような形状になっているのは、球や円筒の方が幾何学的に破砕圧力に対してより耐性があるためです。

タイタンは、呼吸可能な 1 バールの雰囲気で動作する代わりに、タイタニック号の深さの海水で 370 バールの圧力に耐えなければなりません。船体に欠陥があると、瞬間的に爆縮が発生する可能性があります。

では、「真円性から外れている」形状が欠陥となる閾値はどれくらいでしょうか?

数百メートルの深さで水中船舶を使用する産業では、鋼製の船体が使用されることが多く、通常、その真円度外のしきい値は船舶の直径の 0.5% 未満です。

その基準は、高度 4,000 メートルのタイタンの耐圧船体にとって十分安全でしょうか?

Titan は、複合カーボンファイバーとチタンの船体で作られています。これらの材料を設計し、構造的に評価することは、金属材料のみと比較して非常に複雑です。

これが、オーシャンゲートがタイタンに「リアルタイム船体の健全性監視システム」を装備した理由であると推測できます。

このシステムが実際に船体のひずみゲージで応力を測定しているのか、それとも（ロッホリッジ氏が警告したように）「爆縮の数ミリ秒前に」差し迫った問題について人々に警告するだけの音響分析なのかは不明である。

耐圧船体の完全性に対する安全性を確保するには、目標とする深度潜水深さに応じて各モードの安全係数を決定する前に、さまざまな故障モードを分析する必要があります。

設計が (計算によって) 検証された後、実際の検証は 2 つのステップで行われます。

製造された圧力船体に対して非破壊検査を実施し、その形状の正確さと真円から外れた側面をチェックする必要があります。

次に、実際のダイビング (理想的には無人) を徐々に深度を上げて実行し、ストレス ゲージを使用して予測に対する実際の値を測定する必要があります。タイタンがそのようなテストを受けたかどうかはわかりません。

バックアップと冗長性

機能アーキテクチャを設計し、機器を選択する際、設計者は、次のような状況から回復するためのさまざまな「もしも」のシナリオを検討します。

• 主電源が故障したらどうなるでしょうか？
• コンピューターがクラッシュしてパイロットが制御を失ったらどうなるでしょうか?
• メインの通信システムに障害が発生した場合はどうなりますか?
• 潜水艦はどのようにして母船に問題があることを知らせることができるのでしょうか?

これらのシナリオでは、造船設計者はいわゆる安全 SFAIRP を確保することになります（合理的に実行可能な限り）。これには、事故の影響を軽減するだけでなく、事故の発生を防ぐことも含まれます。

実際的には、次のことを意味します。

• 酸素の備蓄（救助隊を待っている間など）
• 信頼性の高い主電源とバックアップシステム
• 電力損失の場合に備えて別の電源 (油圧など)

これは、たとえば安全リードを解放して正の浮力を得て水面に戻るのに役立ちます。
これらの各システムには、特定の環境に対する特定の検証 (理論的) と検証 (テスト) が必要です。

目的への適合性がさまざまなシナリオで実証されれば、市販の既製の機器を機内に搭載できる可能性があります。ただし、ほとんどの外部コンポーネント (破砕圧力のため) と安全システムにはカスタム設計が必要です。

報告によると、タイタンは特定の「既製」の機器を使用していましたが、これがこの深度での使用目的に認定されているかどうかを言うのは困難です。

安全システム

タイタンの場合、母船とのテザーがあれば即時双方向通信とより高いデータ交換速度が確保されたでしょう。しかし、難破現場ではこれらのケーブルが絡まる可能性があり、潜在的な危険が伴います。

そのため、テザーは主に無人車両に使用されます。有人潜水艦はパイロットを信頼することを好みます。また、GPS、携帯衛星電話、自動識別システムは水中では使用できません。これらのツールは、水中深くまで伝播しない電磁波を使用します (ただし、水面でも使用できます)。

一部の潜水艦には、緊急位置表示無線ビーコン (EPIRB) に相当する遭難ビーコンが装備されています。これは船長の命令で、または「デッドマン」スイッチを介して解除できます。

パイロットが一定の間隔でテストに応答すると、突然応答がなくなると、システムは乗組員が無力であると判断します。

報告されている「叩く」音は、タイタンの乗組員と乗客が耐圧船体を 30 分ごとに叩く音であることを願います。これは軍用潜水艦の乗組員が海底に着底する際に教えられる技術です。

高周波音響ピンガーは、遭難した潜水艦に向かうための方向精度を提供するため、さらに効率的です。

タイタンが浮上した場合、地表でもさまざまな状況が発生する可能性があります。たとえ開けたとしても（あるいは開ける予定であっても）、乗組員や乗客は船のボルトで固定されたハッチを開けることはできません。

おそらく彼らは、潜在的に汚染された内部の雰囲気と闘い続けなければならないだろう。

さらに問題を複雑にしているのは、タイタンの色が白く、泡立つ海の中で見つけるのが難しくなるということだ。このため、上空から検出された浮遊資産は通常オレンジ色または黄色の色合いで表示され、視認性が高くなります。

深海潜水艇の未来

タイタン号の乗組員と乗客が救出されることを願っています。しかし、最悪の事態が起こった場合、タイタンが耐航性を証明するための基本的な基準を満たしているかどうかが法医学検査で必然的に調査されることになる。

さまざまな船級協会が商用潜水艦および潜水艦に関する一連の規則を提案していますが、これらの規則に従うことを選択するかどうかは依然として自主的なプロセスです（通常、資産の保険会社がこれを要求します）。

深海への潜航は宇宙への進出と同じくらい、あるいはそれ以上に複雑であること、そして潜水艇の安全性を確保することは選択の問題以上のものであるべきであることを認識する時期が来ています。

米国沿岸警備隊は木曜日、海底で発見された破片は、 6月18日に消息を絶ったオーシャンゲート潜水船「タイタン」のものであると特定されたと発表した。

米国、カナダ、英国、ドイツを含むさまざまな国のチームが、非常に厳しいスケジュールの下で捜索任務を実施していました。

沿岸警備隊によると、タイタニック号の現場近くでのこの発見は、「壊滅的な爆縮」で死亡した乗組員5人の捜索救助活動の終了を示しているという。

最大規模の国際海洋捜索救助活動の一つとして、この事件はリスク管理、捜索救助活動、費用、対応の倫理的側面について疑問を引き起こした。

海洋事故

海運、漁業、海洋石油・ガス掘削など、多くの経済活動が海洋環境で行われています。これらの活動は、さまざまな種類の事故や死傷者の発生につながる可能性があります。

カナダの海洋環境では毎年、多数の事故が発生しています。 2011 年から 2020 年にかけて、毎年 284 件の発生が報告され、同期間の年間平均死者数は 15.6 人でした。

これらの数字は、膨大な数の海洋活動と事故の数に比べて、従来の海洋ベースの活動が比較的安全であり、それらに対する緊急対応が効果的であることを示唆しています。

異常な状況

タイタンの捜索救助活動は、複雑さ、コスト、時間の制約、規模から見て、異例であることが証明されています。ボランティアがほとんどまたはまったく装備を持たずに実施できる地上での捜索救助活動とは異なり、海上捜索救助は高度に専門化された活動です。

ハイテク機器、ツール、トレーニング、調整、能力が必要です。今回の場合、捜索範囲は平方キロメートルやマイル単位ではなく、むしろ立方体測定（3D）で測定された。なぜなら、船舶は水面の周囲、浅い水域、深海域、または海底のどこにでもいた可能性があるためである。

ほとんどの海洋災害に必要な装備と訓練を備えた有能なチームはありますが、情報が限られていたり、状況が不確実であったりするため、広い地域をカバーするには十分ではありません。

運用上の成果

この捜索活動は、最近の歴史の中で最も費用がかかったものの一つでした。このコストのうちどれくらいが保険、オーシャンゲート、あるいは公的機関によってカバーされるのかを待つ必要があります。

このイベントは、私的なリスクとリスクを冒す行動に対する公的負担、および特定の分野のリスクがどのように規制されるかについて、重要な議論を引き起こすでしょう。そして、これがカナダで起きた事故とみなされる場合、カナダの年間平均海難事故死者数の約3分の1に相当する可能性がある。

特に、許容可能なリスクと、捜索救助を含む利用可能な緊急対応能力とのバランスに関する最前線の問題が浮き彫りになるでしょう。

リスク評価

深海の観光探査などの危険な作業に着手する場合、リスク評価に次の 2 つの要素を追加する必要があります。1) 潜在的な事故に対処する適切かつタイムリーな内部および外部の能力があるか。 2) インシデントの対応コストの合計はいくらですか?

特定の危険な活動や運営は、リスクの個人的な評価に基づいて許容される場合もありますが、これら 2 つの側面を熟考すると、それらは許容されない可能性があります。

小さな潜水艇が水中に見えます。

オーシャンゲートの潜水艇タイタンが水中に潜る。 (AP 経由のオーシャンゲート遠征)
残念ながら、特に民間部門の組織における従来のリスク評価の多くは、利用可能な緊急対応能力に十分な注意を払っていません。

タイタンの捜索救助活動を考慮すると、この小規模な緊急事態がその地域で活動していた資源の能力を超えていたことが明らかになりました。

他の場所や国のチームもこの取り組みに参加しましたが、捜索救助のための統合指揮センターが形を整えるまでに数日かかりました。

リスク評価に対して利用可能な緊急対応能力の調査を実施することは、リスク管理と規制に大きな違いをもたらす可能性があります。

同様に、現在のリスク評価の多くは、計算に緊急対応コストを完全には含んでいません。

緊急対応は通常の可能性の範囲内であるため、多くの通常の日常活動や業務では重要な考慮事項ではありませんが、特定の業務、特に遠隔の海洋環境での業務では、リスク評価にこれらのコストを追加する必要があります。

そうすることで、リスクは緩和政策や規制の観点から多かれ少なかれ許容できるようになる可能性があります。

これらの側面をリスク評価と規制に組み込むことは、民間事業者が追加の安全性とリスク軽減策を提供し、発生した費用の責任を負うことを保証するのに役立つ可能性があります。