ヨット建造において木材がどのように（そしてなぜ）復活しているのか

Sep 10, 2023

ルパート・ホームズが、木造ヨット建造の最新開発と、この古代の材料がハイテク現代デザインに使用されている理由について報告します。

造船設計者や構造技術者は、INEOS ブリタニアなどのアメリカズ カップ チームやエアバスなどの企業で最先端の材料を扱うことに慣れているのに、なぜ木材を扱うことに興奮しているのでしょうか。

フランス人デザイナーのトーマス・ティソンは、「私にとってそれは非常に単純なことです。」と語ります。「現代は、私たちの出身地を無視しません。それどころか、それを最大限に活用します。ある意味、ボートは遺産です。したがって、木材を無視することは、木を無視することになります。」ヨットの設計と建造の本質を無視すること。

「カーボンファイバーはこの伝統からの進化にすぎず、木材を現代の素材として復活させることで、造船設計者が創造と性能に関して持つ選択肢の数が増えます。」

ティソンは、昨年発売された見事で現代的な 48 フィートのオフショア レーサー、エリダを設計し、現在、木材/エポキシ製の 40 フィートのハイエンド デイセーラーを計画中です。 Elida の重量と剛性を最適化するために、Tison はエアバス施設で 3 つの異なる木材と接着剤のラミネートをテストしました。 「私たちが見つけたものはとても興味深いものでした」と彼は私に言いました。 「既存のデータは 20 年前のものでしたが、現在では接着剤と木材を慎重に選択できるため、ラミネートの数値は予想よりも硬く、シトカスプルースは予想よりも一桁優れていました。」

Elidaは、3mmのマホガニー単板で覆われた斜め板のシトカスプルースで作られています。 200g カーボンファイバーの局部層によって内部の強化がさらに強化されています。 その結果、非常に剛性の高い構造が実現しました。予測されるフォアステー荷重は TP52 で使用されているものと一致しますが、48 フィートの船体シェルの総重量はわずか 1,000kg です。

Tison の次のプロジェクトは、非常にハイエンドな 40 フィートのデイセーラーです。 構造は Elida の進化版となり、カテゴリー A の要件を満たす強力で剛性の高い構造を実現しますが、総排気量はわずか 3,700kg です。 彼はまた、同様の方法で建造される全長 45 メートルのスーパーヨットの構想も進めています。

Outlier は、Botin が設計した冷間成型カスタム 55 フィーターです。 写真：ビリー・ブラック

老若男女の造船設計者が木材とエポキシの複合構造に対して抱いている熱意は目を見張るものがあります。 大西洋の両側にある今日の注目すべき新しい設計の多くはこの方法で構築されており、多くの場合、これが 1 回限りの構築や短期間の生産に最適なオプションです。 主な利点としては、見事な美しさ、硬くて軽量な構造、優れた寿命が挙げられます。

今日、英国造船所のスピリット ヨットは、おそらくこの形式の建造物の最もよく知られた専門家であり、スピリット 111 ガイストで採用された彫刻的なアプローチを含め、彼らの芸術としての木材のコンセプトが十分に文書化されています。しかし、他のヨットの例はたくさんあります。ロブ・ハンフリーズのテンパス90スーパーヨット。 これは多くの国とは異なり、木造船建造産業を決して失わなかったトルコで建造されました。 その結果、今日では多くの造船所がエポキシ/木材複合材料の取り扱いに慣れています。 そして、アンドレ・フックの PC ヨットシリーズや彼の真のクラシックなデザインの数々を含む、スーパーヨットサイズに至るまで、他の多くの一流の最近の木製ヨットがここで建造されています。

英国には、独自の木造設計の強い伝統があります。ハンブル川のエレファント ボートヤードには、1980 年代後半にボブ フィッシャーのために建造されたバラクーダ 45 を含む、木材/エポキシ ヨットの建造とメンテナンスの長い歴史があります。

ウッド氏は、1990 年代と 2000 年代に名を馳せた IRC レースボート設計者で中程度の成功を収めたジョン・コービー氏でした。 そして、それは英国で最も成功したヨットデザイナーの一人であるスティーブン・ジョーンズが、2006 年に進水させた自身の 46 フィートのワンオフ メテオールに選んだものでした。このメテオールはグリムズビーでファロー アンド チェンバースによって建造され、同社は以前のヨットのために 2 隻の杉エポキシヨットも建造しました。ヨッティング・ワールド編集長アンドリュー・ブレイ氏。

大西洋の反対側では、ニューイングランドのいくつかの造船所が、木材/エポキシで新しいカスタムおよびセミカスタムヨットの建造に積極的に取り組んでいます。 最近の注目すべき例としては、ライマン・モールス 46、ブルックリン・ボートヤードのジム・テイラー設計の 44 フィートのエクイポイズ、および Botin カスタムの 55 フィートのアウトライアーが挙げられます。 他の注目すべき最近の発売の長いリストには、ライマン・モースによって建造され、2020年に発売された65フィートのスティーブンス・ワーリング設計のアンナが含まれます。

手作りのスピリットに宿る木の美しさ。 写真: ポール・ワイエス

英国を拠点とするデザイナーのロブ・ハンフリーズは、この建造方法と長い付き合いがあり、1970 年代後半に最初の木造船を設計し、その後数十年にわたって 22 フィート船からスーパーヨットに至る一連の船を設計しました。 ハンフリーズ氏は、より多くのデザインを行うことに今も熱心に取り組んでいます。「私たちを妨げている唯一のことは、市場教育の問題です」と彼は私に言いました。

この媒体はよく理解されていないことが多く、その利点を認識している人はほとんどおらず、多くの人が伝統的な木造建造物と同じ欠点がある、あるいはこの技術は 1960 年代の冷間成形木造船以来進歩していないと考えています。 これらは、1940 年代初頭に開発されたレゾルシノール接着剤を使用して構築されましたが、信頼性の高い接着を作成するにはかなりの締め付け圧力が必要であり、木材を保護するコーティングとして使用することはできませんでした。

1970 年代初頭にミシガン州のミード、ジョエル、ジャン グジョン兄弟によって熱心に推進されたエポキシ革命は、造船業の転換点となりました。 「彼らは化学者に、エポキシをワニスのように木材に浸透させるのに十分な水性になるように再構成させました」とスティーブン・ジョーンズは説明します。

エポキシは木材の表面の下深くまで浸透しませんが、塗料やワニスとは異なり、非常によく付着するため、長期的に木材への水分の侵入を防ぐ真のバリアを形成します。 その結果、これらのボートは他のグラスファイバー構造と同じくらい長持ちする可能性があります。

ライマン・モールス 46 の船体が完成し、ボート小屋の外で向きを変えられています。 写真: アリソン・ラングレー/ライマン・モース

もう一つ重要な利点がありました。 「接着や、最も重要なことに隙間を埋めるために、必要に応じて厚くすることもできます」とジョーンズ氏は付け加えた。 これにより、ビルド プロセスが大幅に高速化されます。 これらの船舶は一般に、従来のグラスファイバー製ヨットよりも本質的に剛性が高く、軽量であり、コア入り複合材料が信頼できるようになる前は、高性能ヨットに好まれる建造方法でした。

1970 年に進水したミード ゴジョンの 35 フィート トリマラン アダージョは、機械的な留め具を使用せずに建造された、全エポキシ接着および密閉された初めての大型木製ボートでした (そして 40 年以上経った今でも五大湖で航行しています)。 3年後、レース主催者がサイズの上限を課す前に、兄弟はロン・ホランド設計の41フィートIORツートンナーゴールデンデイジーを製作し、フィル・ウェルドの1980年OSTAR片手大西洋横断レース用の60フィートトリマランを含む多数のさらなる設計に先駆けて製作した。 その後、ウェルドはウォルター・グリーンによって 50 フィートの木材/エポキシ トライ モクシーを製作させ、そこで OSTAR を獲得しました。

長年にわたり正確な建造方法は変化してきましたが、少数のボートを除いてすべて、硬い構造を作り出すために木目が異なる方向に走る複数の木材の層で建造されています。 純粋に冷間成形された構造を持つものもあり、大きなボートでは互いに約 90 度で配置された 4 つ以上の層が使用されることがよくあります。 これにより、エポキシとガラスクロスで衝撃による損傷から保護できる、軽量で剛性の高い構造が作成されます。 たとえば、ライマン・モールス 46 は、真空接着されたダグラスファーとウエスタンレッドシダーの 4 層で作られています。

サフォークのスピリットヤードで手作りされた専門知識。 写真: スピリットヨット

他のものは、ストリッププランクと呼ばれる狭い厚板の層から始まります。 これはエポキシが使用されるずっと前から使用されていた工法でしたが、サンダーランドの木材商人ジョセフ・トンプソン社（現在はニューヨークティンバーに改名）がファローとチェンバースの協力を得てスピード・ストリップ技術を開発したことで、より一般的になりました。 厚板は、さねはぎ状の緩やかな形状をしており、船体の形状にきちんと適合し、増粘したエポキシ接着剤のためのスペースを確保できます。

また、スピード ストリップにより、厚板が接合される箇所でスカーフをカットする必要がなくなり、必要な機械的留め具の数が減りました。 これにより、板張りの時間が 4 分の 1 に短縮され、清掃とフェアリングの時間が 70% 短縮されました。 ジョーンズ氏は、追加の利点として、「船首部と船尾部の木材のストリップ/板が優勢であるため、全体的な船体の剛性、つまりリグの荷重に耐える船体の能力が向上する」と述べています。

同じ頃、ハンフリーズ氏はビルド時間を短縮する方法にも取り組んでいました。 彼の H22 スポーツボートの船体は、CNC カットされたコンポーネントを備えたフラットパック キットとして入手可能で、1 人で数時間でゼロから組み立てることができました。 私は、1週間で板張りになった40フィートのオフショアレーシングヨットを知っています。

ストリップ板張りのボートは、最終構造の一部となる積層フレーム上に構築でき、後で廃棄される金型を必要としません。 これらのフレームは驚くほど早く簡単に作成できます。たとえば、スピリット ヨットでは、合板の床の上に置かれたボートの設計図をフルサイズで印刷して組み立てます。 これにより、木材の各部分を正確に正しい形状に手で曲げ、床に打ち込んだスパイクを使用して所定の位置に保持することができます。 その後、エポキシが硬化する間に、その場でクランプで固定されます。

Lyman-Morse 46 のインテリアは、その木材構造を誇示し、多くの白い塗装面が風通しの良い雰囲気を醸し出しています。 写真: アリソン・ラングレー/ライマン・モース

もともとスギは軽量でありながら腐りにくいため、スピード ストリップ板に使用されていましたが、ダグラスファーやシトカスプルースなど、同様の特性を持つ他の樹種も適しています。 通常、二重対角板の 2 つの薄い外層がストリップ板の外側に追加されます。

ゼストの場合、1992 年にファローとチェンバースによって建設された 36 フィートのロブ ハンフリーズ設計で、木材の木目が 3 つの異なる方向に配向された厚さ 20 mm の三軸構造を形成しています。 大型のヨットでは、ストリップ板の外側に 4 層以上の層がある場合があり、いくつかのボートでは、キールの周囲の領域を強化するために追加の横スキンが付いています。

いずれの場合も、ロット全体が接着され、エポキシで水の侵入を防ぎます。 したがって、グラスファイバー製の船体ほどメンテナンスは必要なく、浸透に負けることもありません。

メイン州のブルックリン・ボートヤードで最近建造された44フィートのエクイポイズと50フィートのラスカルの設計者であるジム・テイラー氏は、北米ではこの構造は冷間成形と呼ばれる可能性が高く、この用語は層ではなく外層を指すと述べています。ストリップ板の内皮。

Spirit Yachts で最新の CAD を使用して作成されたモダンな木造建造物。 写真: スピリットヨット

エクイポイズは、積層キール、キールフロア、バルクヘッド、リングフレームにエポキシ接着された前後さねはぎカラマツ板の最初の層で構築されました。 その外側では、対角線 3/16 インチ (5 mm) の桐材の 2 層を最初の厚板に対して +/-45° で真空袋詰めしました。 次に、さねはぎカラマツのさらなる層を、再び前後方向に桐材の上に積層した。 その外側にはエポキシ/ガラスの保護層があります。 バラスト比が 44% と異例に大きいにもかかわらず、排水量は 6 トン強であり、過度の喫水による欠点なく大型リグを設置できます。

「このタイプの建築には、好きなところがたくさんあります」とテイラー氏は言う。 「このアプローチは費用対効果が高く、結果は多くのレベルで非常に魅力的です。ボートは軽く、強く、丈夫で、静かで、断熱性が優れています。明るい仕上げの内側の外板は、特にエレガントなインテリアに統合でき、建築材料は環境に優しいものです。」 」

外側のガラス/エポキシ シースは、衝撃保護のための軽い布から、キールの周りなどの高負荷領域の構造強度を高めるより重いラミネートまでさまざまです。 いくつかのボートでは、追加の木材の層ではなく、外側のみがガラスになっていますが、これらの重いラミネートは、きれいな表面を作成するためにより多くの作業と充填材を必要とします。

Elida のカーボン強化。 写真: エメリック・ジェゼケル

もちろん、外装に穴が開いた場合はすぐに修理する必要がありますが、長期にわたる適切な修理が可能になるまでは、エポキシ充填剤をすばやく塗布するだけで十分です。

時間をかけて開発と改良が行われ、木材のさまざまな層とガラス布の外側保護層を一緒に真空袋に詰めることが含まれます。 ハイエンドでは、重量を大幅に犠牲にすることなく、必要に応じてさらなる剛性を追加するために、カーボン補強材が戦略的に使用されることが増えています。

Elida のニス仕上げのトップサイドは見事ですが、1987 年にハンフリーズが設計したアプリオリや 1988 年に製造された 1988 年のオールド マザーガンのトップサイドは依然として素晴らしく見えます。 したがって、木造ヨットを建造する人にとっては、同様の仕上げを選択するという大きな誘惑があります。 ただし、このような場合、エポキシには UV 保護のためのより伝統的なワニスが必要であり、多くのメンテナンスが必要になる可能性があることに注意することが重要です。 一方、今日のポリウレタン塗料は濃い色で最長 10 年使用でき、2006 年に開発された Meteor のオリジナルの白い塗料はまだほとんど新品のように見えます。

夏はトーマス・ティソンによる新しい40フィートのデイセーラーデザインです。

一方、デッキとコーチルーフの側面にあるニスを塗った明るい塗装は、上面よりも磨耗が少ないです。 ジョーンズ氏は、面倒なディテールのないシンプルな表面でデザインされていれば、ニス塗りの準備が簡単だと言います。 モダンでクラシックなデッキ構造のすっきりとしたスタイルにより、水の滞留も軽減されるため、表面はすぐに乾きます。 「見た目は変わりませんが、維持するのがそれほど面倒ではなくなります」とジョーンズ氏は言います。

デッキの下では、天然木材を多く見せすぎて室内が暗くなってしまうという罠に陥りがちです。 白く塗装されたパネルと透明な木材仕上げを戦略的に組み合わせることで、より明るい結果が得られます。 たとえば、スピリット 72 には、天然木の温もりを高めるために、サテン塗装のパネルと慎重に計画された LED 照明システムが備えられています。

スピリット 111 には彫刻的なコックピットとインテリアが備わっています。 写真: スピリットヨット

船体窓の設置も可能で、クラシックな外観を維持することが最優先であっても、甲板から多くの光を取り込むことが可能です。 Spirit Yachts のトレードマークであるファンテール ウィンドウは、その好例です。

あるいは、RM Yachts の 29 ～ 43 フィートの合板/エポキシ製パフォーマンス クルーザーに見られるように、インテリアは完全に現代的なスタイルにすることもできます。 合板は重量に比べて優れた剛性も備えており、今日の削り出した船体の形状には理想的な媒体です。 RM では、ボート全体のすべての部品がパレットで配送され、すぐに組み立てられる状態にあります。 船体は、治具上に設置された十分なボール紙のフレーム上に構築されます。 したがって、船体の組み立ては完全な型を必要としない簡単なプロセスです。

Ace 30 スカウボウ ショートハンド IRC レースボートも合板/エポキシ構造を採用しています。 建造業者によれば、これは各ボートの建造に伴う二酸化炭素排出量を大幅に削減するアプローチだという。

スワロー・ヨットのマット・ニューランド氏は、同社のレトロスタイルの滑走モーター・クルーザー「ウィスパー 300」が、30フィートを超えるサイズでは、エポキシ/木材構造が労働時間の点で従来のグラスファイバー造船と直接競合できることを実証したと語った。 同社の次期モデルであるベイクルーザー 32 は、伝統的なスタイルでありながら、クリンカースタイルの合板とエポキシで作られた、非常に軽量で迅速な 32 フィートのトレーラー可能なウィークエンダーです。

その他の今後のプロジェクトには、スティーブン・ジョーンズとイラストレーター/デザイナーのジョンティ・シャーウィルによる45～70フィートのモダンなクラシック作品が含まれており、エレファント・ボートヤードによって建造される予定です。

これらのボートは、従来のグラスファイバーやより高度な複合材料を使用して製造された同時代のボートよりも持続可能です。 構築に使用されるエポキシの量は少量であり、フルサイズの金型を必要とせずに生物由来の樹脂を使用できます。 その結果、たとえば Ace 30 の建造に伴う二酸化炭素排出量は 1.9 トンですが、金型の構築を考慮する前でさえ、従来構造のボートの場合はその 3 倍以上になります。