JP2000510072A

JP2000510072A - 海洋推進システム

Info

Publication number: JP2000510072A
Application number: JP09540778A
Authority: JP
Inventors: ブラント，レンナート
Original assignee: ブラント，レンナート
Priority date: 1996-05-12
Filing date: 1997-02-03
Publication date: 2000-08-08
Also published as: CA2255125A1; SE9601793D0; EP0898548A1; AU728814B2; EP0898548B1; WO1997043173A1; DE69705043D1; AU1681297A

Abstract

(57)【要約】ハブ内のプラネットギアに連結された、二重反転プロペラを含む推進伝達システム。プラネットギアは、サンギアに対して水平な又は僅かに角度を有するシャフトにより駆動される。サンギアは、ステップアップギアを用いてモータの速度を１．５倍〜３倍ギアリングアップさせることにより、モータの回転速度よりもはるかに速い回転速度で動作する。別のギアリング（ギアボックス）を一時的に生成するために、ステップアップギアと並行して、パラレルギアホイールがクラッチを用いて構成され得る。ハブは、トリミング構造をも備え得るステアリング可能船外ハウジング内に搭載され得る。ステアリング可能ハウジングを有する船内モータには、動力がカルダンジョイントを介して伝達され、それによりトリミングおよびステアリングが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】海洋推進システム技術分野：本発明は、プロペラハブ内のプラネタリギアシステムによって駆動される二重反転(contra rotating)プロペラを備えた海洋推進システムに関する。ハブへの駆動シャフトは高い回転数で動作し、エンジン速度の１．５〜３倍の速度にギアリングアップ(gearing up)される。ギアリングアップは、エンジンの後で、逆転ギアと増速ギアとを有するユニットを介して行われる。好適な実施形態は、船が停泊するときプロペラレッグが水から離れて回転し得るように配置された動力伝達経路(drive train)を有するステアリング可能な船外プロペラレッグを備える。発明の背景：エンジンの動力を可能な限り低い損失で推力に変換し得る、操縦が容易で効率的な海洋推進システムが一般に要求されている。高い効率性の実現にはまだ途上に多くの障害があり、また推力を最大にするためにはそれぞれの部分損失の研究を行う必要がある。プロペラは当然ながら非常に重要な構成要素であり、既知のシステムの中で最も効率的なものは、８０％を幾分上まわる効率を実現し得る二重反転プロペラである。二重反転プロペラを有する推進システムは、例えば、スウェーデン国特許第433 599号および第451 572号、米国特許第1,381,939号、米国特許第1,088,080 号、米国特許第2,672,115号、伊国特許第36986421号、および仏国特許第121,325 号に記載されている。しかし、このようなプロペラは、単一のプロペラの７８％に比べて、理論上の最大可能効率（インパルスディスク）の約８４％を実現するだけである。プロペラの回転速度をさらに下げることによって、二重反転プロペラの効率は最大値の８８％を少し上まわる程度まで上げることができる。これが実際には行われない理由は、低速（従って高トルク）で働く推進システムは大型で容積が大きくなる傾向があることによる。従って、コストが高くなるだけではなく、大きな寸法を必要とする。このためすべての構成要素のサイズが大きくなり、これには水中の構成要素（シャフト、ハウジング）も含まれ、この結果、流れ抵抗が増大する。全体の効率性にとって重要な別の要因は、プロペラの寸法である。多くの製造業者は、１つまたは最大２つのプロペラシリーズを持ち、あるエンジンには利用可能なプロペラが、回転速度およびプロペラの寸法がうまく一致しない場合には、本来可能な効率性を与えるかどうかは疑わしい。水中の本体（ゴム、プロペラシャフト、船外ハウジング）は、最適性能のシステムで、プロペラの推力の１０〜１５％を消費する。形状の良い細長い水中ハウジング（前部の面積が小さい）であれば、この損失を推力の６〜８％に減らすことができる。１つの一般的な問題として、プロペラおよび駆動システムに植物が成長することがある。非常に小さな成長でも、水とプロペラと水中ハウジングとの間の摩擦が劇的に増大する。調査によれば、微生物や藻の成長により、摩擦は直ちに二倍になることが分かっている。従って、プロペラシステムはその推力のさらに１０％を失い、水中ハウジングに対する抵抗が増大し得る。船外駆動装置には、エンジンの冷却システムに水を取り込む冷却水取込部が配備されていることが多い。取込部が不適切な形状の場合は、一部には生成される乱流により、および間接的にはキャビテーション気泡および乱流によってプロペラの効率が低下し水中ハウジングの抵抗が増大し得るという事実により、余分な流れ損失が生じ得る。エンジンのサイズは、当然ながら、船のエネルギー消費にとって決定的に重要である。エンジンの動力と全排水量と従って船の抵抗との間には緊密な関係があるため、効率的な推進システムであれば、多くの場合、必要な動力の需要が劇的に減少する結果となる。ディーゼルエンジンを有する浮上船においてプロペラの効率を１０％だけ（例えば０．７０から０．７７へ）高めると、動力の需要は約２０％減ることが経験により分かっている。特に大型で重い船の場合、エンジンの動力は主に、適度に迅速な加速（例えば、低速航行から滑走まで最大２０秒）の必要性によって決定され、所望の最大速度は単に二義的に重要なだけである。加速中、プロペラの回転は重く、従ってエンジンは最大動力を得るために回転速度を上げることができない。２速ギアボックスであれば、明らかにエンジンは回転速度を上げることができ得る。このため、船に動力の低いエンジン、従って燃料消費が少なくてすむエンジンを装備することが可能となり得る。上述のように、二重反転プロペラを用いることは既知である。船外駆動装置では、図２５の円錐状ギアを用いることが知られている（英国特許第2,094,894号）。このギアでは、垂直シャフト５９がギアホイール対、すなわち前方ギアホイール６０（後側プロペラ６２に接続）と前側プロペラ６３に接続した後方ギアホイール６１とを駆動する。抵抗が低い細長い水中ハウジングを達成するためには、このような実施形態は、小型のプロペラ（動力に対して）により高い回転数で作動しなければならない。これにも拘わらず、効率は、特に３５〜４０ノットの高速では比較的高い。別の既知の実施形態としては、図２６の周転円プラネタリギアシステムがある。このシステムでは、船内エンジン６４は、船内プラネタリギアシステムを介して二重反転プロペラ７１および７２を駆動する。エンジン６３はシャフト６５をサンギア６６へと駆動し、サンギアはプラネットギア６７を駆動し、プラネットギアはプラネットキャリア６８によって支持され、プラネットキャリアが後側プロペラ７２を駆動する。プラネットギア６７によって駆動されるクラウンギア６９が、前側プロペラ７１を駆動する。上記の後者の解決法には、回転数の減少が大きすぎるという問題がある。すなわち、プロペラの回転が低速すぎるため効率的に働くことができない。米国特許第4,963,108号によれば、これを解決するために追加のギアが導入され、駆動されるギアの周部にギアホイールが配置される。これらのギアホイールが、外ピニオンと内ピニオンとを駆動する「プラネットギア」を駆動する。「プラネットギア」は静止ハウジング内で搬送されること、従ってこれらは回転中に駆動ホイールのまわりを移動しないことに留意されたい。提案された解決法は、ギアリングアップのトルクが大きいこと、およひプロペラへの伝達装置を接続するシャフトおよび管状シャフトの寸法が大きいことを意味する。分析により、このようなシャフトシステムは、本発明によって提案されるシャフトシステムより、メートル当たり３〜４倍重いことが分かる。本発明（図１５参照）によれば、、プラネットギアのサンギア１はシャフト１０を介して駆動される。このシャフトは、エンジンの回転速度より１．５〜３倍高い速度までギアリングアップされている。プラネットギア２は静止ハウジング内に制約されず、サンギア１の周部のまわりを移動し、プラネットキャリア３を介して後側プロペラ４を駆動する。米国特許第４，６４２，０５９号は、円筒状のプラネットギアを、図２５と同じタイプの船内設置の円錐状ギアに置き換えることによって、上述の回転速度の問題への解決法を開示している。ハブ内のプラネットギアによる別の解決法が米国特許第4,604,032号に開示されている。この発明は、３個以上のロータを有するシステムを記載している。ロータの数は、プラネタリギアシステムの基本的なギアリングによって決定され（Ｎ＝クラウンギア直径のサンギア直径に対する比）、これが、均衡、すなわちクラウンギアおよびプラネットギアに加わるトルクを決定する。この発明によれば、システムは、サンギアに対して、Ｎ個の逆転ロータ（クラウンギアに接続）とＮ＋１個の順回転ロータ（プラネットキャリアに接続）とを有し得る。入力トルクがＱの場合、プロペラの破壊トルクの差は（Ｎ＋１）＊Ｑ−Ｎ＊Ｑ＝Ｑである。従って、基本的なギアリングはＮに対応する。Ｎ＝１の場合、円錐状ギアが得られる。ダイナプロップ（Dyna Prop）は異なる原理に基づく。これは２つのプロペラを用いる。後側プロペラは、前側プロペラと同じかまたは恐らく幾分大きい直径を有し、このため第１のプロペラより下流側の流れの収縮形(contraction)を利用することができる（図１６参照）。ここで、前側プロペラ６と後側プロペラ７の内側部分とは同じ流れ７内にあり、従って、両方が真の二重反転プロペラである。しかし、後側プロペラ４の外側先端部はそれ自体の流れ８内にあり、この結果、単一のプロペラとして働くブレイド先端部となる。この追加の小さなプロペラにより必要なトルク均衡が提供される。この発明に関連する問題は、逆転させる方法である。確立された慣行としては、プロペラシステムは、システム内の逆転ギアによって実現される順回転および逆回転を提供し得る伝達装置を介して駆動される。問題は、大型の海洋プロペラ（青銅製の場合が多い）は重く、大きな慣性モーメント（プロペラブレイドに接触する水の質量によってさらに増大する）を有することである。従って、回転方向が変更される逆転中は、衝撃インパルスが発生して、シャフトおよびギアホイールの負荷を増大させ得る。これらの負荷を小さくするために、逆転ギアの噛み合いは常に所望される速さで行われるとは限らず、特に小型の船では、操縦性が幾分低下する。逆転に関するさらに別の既知の問題は、エンジンがアイドリングを行っているとき船があまりにも高速で航行することである。遊覧船は約５ノットのアイドリング速度を有し、大型船は１０〜１２ノットまでのアイドリング速度を有する。これを解決する１つの既知の方法は、低速ではクラッチがスリップにされることを意味するトローリングである。従来のプロペラの逆転ギアリングの代替として、試験的に試されているものとして、調整可能なプロペラブレイドが挙げられる。このシステムは、順方向から逆方向への穏やかではあるが迅速な切り替えを提供すると共に、操縦力を船の速度がゼロになるまで微調整することを可能にする。可変ブレイドを有するツイン装置において、操縦能力は引き上げられ、各プロペラに対して、推進力およびその方向の両方を正確に制御することができることによって、船舶の操縦（前方− 後方、横移動（side displacement）、回転）を完全に制御する。例えば、一方のプロペラに順方向の推力を提供させ、もう一方のプロペラに逆方向の推力を提供させることによって、静止した船舶は、それ自身の軸を中心に回転され得る。さらに、調整可能なプロペラは、例えば、ボートの抵抗が天候および風のために増加した場合に、エンジン回転速度（それによって、エンジン力）を変化させることが可能である。従って、本発明の目的は、二重反転プロペラシステムにおいて調整可能なプロペラブレイドのための簡単で安価なシステムを提供することである。このようなシステムは、船舶（東独国特許第523 815号）および航空機（米国特許第5,152,6 68号、英国特許第2 231 623号、英国特許第2 180 892号、および英国出願第1738 63号）において公知である。発明の要旨：本発明の目的は、上記の欠点を解決する効率的な推進システムを提供することである。本発明の目的は、二重反転プロペラを有するハブからなり、プロペラは、ハブ内でプラネタリギアシステムに接続され、プラネタリギアシステムは、サンギアに対して水平またはわずかに角度をなしたシャフトによって駆動され、サンギアは、エンジン速度をステップアップギアにおいて１．５から３倍に増速することによって、エンジンの回転速度よりもかなり高い回転速度で動作し、パラレルギアホイールは、ステップアップギアと平行に（クラッチを有して）配置され、一時的に他のギアリング（「ギアボックス」）を形成し得、ハブは、ステアリング可能な船外ハウジング内に設けられ得、船外ハウジングには、さらに、ステアリング可能なハウジングを有する船内モータ用のトリミング手段（trimming means ）が設けられ得、パワーは、カルダンジョイントを介して伝達され、これによってトリミングおよびステアリングを可能にする推進伝達システムによって成し遂げられる。特に興味深い実施態様は、駆動ラインに対して高い回転速度（１５０から４５０ｈｐのエンジンに対して６，０００から８，０００ｒｐｍ）を可能にする、大きな減少率（サンギア対プロペラが５対７(5 to 7 from sun gear to propeller )）を有する円筒状プラネタリギアシステムである。低駆動ライントルクによって、プロペラが理想的な低速度（および効率）で動作するにもかかわらず、小寸法が可能となり、低い抵抗力で細い水中ハウジングが可能となる。図面の簡単な説明：本発明を、以下の図面によって説明する。図１は、船内／船外（Ｉ／Ｏ）駆動部の形態の駆動システムが、どのように船のトランサムに設けられるかを示す。図２は、上昇したＩ／Ｏ駆動部を示す。図３は、ハブ内のプラネタリギアシステムを有する船内エンジンの実施態様を示す。図４は、水中ハウジングのプラネタリギアシステムを有するＩ／Ｏプロペラシステムを示す。図５は、内蔵ギアボックスおよび内蔵順方向／逆方向ユニットを有するエンジンのステップアップギアを示す。図６は、プロペラを通過する流れを示す。図７は、プロペラを通して通過するときにどうように流れが速度を変化させるかを示す。図８は、負荷の小さいプロペラの揚力および抵抗を示す。図９は、ブレイド摩擦が効率にどのように影響するかを示す。図１０は、非キャビテーション型プロペラの翼側面を示す。図１１は、部分的にキャビテーションを生じたプロペラの翼側面を示す。図１２は、非キャビテーションプロペラ型および半キャビテーション型プロペラのブレイド摩擦を示す。図１３は、ブレイド速度（０．７Ｒ）が、典型的なＩ／Ｏプロペラに対する摩擦効率にどのように影響するかを示す。図１４は、翼側面に対する揚力係数と抗力係数との間の関係（衝突（attack）または上反りの角度は変化する）を示す。図１５は、プロペラが、どのようにプラネタリギアシステムに接続されているかを示す。図１６は、二重反転プロペラを通過する流れ、および前側プロペラからのストリームがどのように収縮し、外周の流れが、どのように後側プロペラのブレイドの端部を通過するかを示す。図１７は、標準的なタイプのヨーク支持駆動部を示す。図１８は、本発明に従って設計された完全なシステムの基本構造を示す。図１９は、本発明に従って形成された回転可能な水中ハウジングを示す。図２０は、水中ハウジングの後ろの速度フィールドが、どのように前側プロペラ上に横方向の力を形成するかを示す。図２１は、前側プロペラの側部に作用する力のパルスを示す。図２２は、水中ハウジングの平衡を保つ力およびトルクを示す。図２３は、船外駆動部が操縦中に流れによってどのように作用されるか、ならびにハウジングおよびプロペラに作用する力を示す。図２４は、水中ハウジングの側部中心がどのように概算され得るがを示す。図２５は、二重反転プロペラを有する従来の船外駆動部を示す。図２６は、二重反転プロペラを有する船舶用の公知のシステムを示す。図２７は、本発明による調整可能なプロペラおよびプラネタリギアシステムを有する船外駆動部の図である。図２８は、ハブブレーキが駆動部に設けられたプラネタリギアシステムを示す。図２９は、液圧ピストンによって調整可能な後側プロペラおよび調整可能でない前側プロペラを示す。図３０は、駆動シャフトを介した液圧流体の後側プロペラへの供給、および調整可能なブレイドの位置の測定構造を示す。図３１は、船内駆動部の主要な実施態様を示す。図３２は、２つのプロペラの回転速度間の線形関係を示す。好ましい実施態様最も好ましい実施態様では、プロペラ損失が、回転速度の変化によってどのように影響され得るか、およびどのような抗力の減少が、プロペラシャフトまたは水中ハウジングに対して達成可能であるかを洞察しなければならない。プロペラの損失は、以下のような数グループに分けることができる。１．プロペラブレイドと水との間の粘性摩擦および乱流摩擦の形態の摩擦（吸引と圧力側との圧力差によって誘導される小さな渦巻き（vortice）が含まれる）。２．軸移動（axial displacement）エネルギー（推力に対する反応に対応する）。３．プロペラの下流における流れの回転（旋回(swirl)）。プロペラの摩擦（抗力Ｄ）は、プロペラの推力（ボートの速度方向の成分Ｖａ）を減少させ、プロペラを回転させるのに必要なトルク（回転速度方向の成分Ｕ）を増加させる。図８を参照のこと。面白いことに、摩擦は、プロペラが小さなブレイド角（図８におけるベータ）、換言すると、低ピッチを有するときほどより破壊的な効力を有する。図９は、この効力がどのくらいの大きさであるかを、与えられたエンジンパワーがどの程度の割合でプロペラストリームにおいて推力および置換エネルギーに変換されるかを示す摩擦効率の形態で示す。例えば、ブレイド抗力７．５％（＝抗力／ブレイド揚力）の摩擦効率は、ブレイド角２０度（ピッチＰ／Ｄ＝１．１４）に対して８０％、およびブレイド角４０度（ピッチＰ／Ｄ＝２．６４）に対して８６％である。船内プロペラは、低ピッチ（Ｐ／Ｄ＝０．６〜０．８、ブレイド角１１度〜１４度）を有する場合が多く、従って、摩擦の影響により、さらに不利となる。プロペラのブレイド速度がより高くなると摩擦の影響が大きくなることは事実である。これは、ブレイドのキャビテーション感度に関係がある。ブレイド速度が高いほど、ブレイドをより薄く（およびより幅広に）して、キャビテーションを発生させずに動作できるようにしなければならない。ブレイドが幾分か高い揚力係数で動作することができれば、それが望ましい。そうすれば、揚力と抗力との間のより有利な関係が達成されるからである。これは、図１４による極線図で説明することができる。大多数のプロペラは、約０．０８〜０．１４の揚力係数で動作するが（図１４の「標準」の点）、構成が約０．２またはそれをわずかに上回る揚力係数を与えることができれば、それが望ましい（図１４の「最適」の点）。ほとんどの場合、これは、キャビテーションのため不可能である。では、なぜプロペラに「小さい」ブレイド角を持たせるのであろうか。答えは非常に簡単である。ブレイド速度が低いということは、回転数が小さいことを意味し、従って、トルクが高く駆動シャフトが大きいことを意味するため、費用がかかる。これにより、動力伝達装置が大型化し、重量ペナルティーとしてさらに大きな損失をもたらす。さらに、単一プロペラは、低回転数で回転エネルギー（旋回）に大きな損失を示すことに注目されたい。この損失は、二重反転プロペラでは起こる必要のない損失であり、本発明が関係するのはこの実施形態である。従来の流れ理論では、プロペラのブレイドがキャビテーションを発生せずに動作する場合を考慮すると、プロペラのブレイド抗力がどのようにして現れるかを分析することができる。完全を期すため、キャビテーションが幾らか発生している部分についても研究した。プロペラに対して高出力密度を有する高速ボートに用いられる側面形状については、図１０および図１１を参照されたい。図１２は、（約０．４〜約０．５メートルの典型的なプロペラ径を有し、軽金属からなるＩ／Ｏ駆動部について）ブレイド速度の関数として計算された相対抗力（抗力／揚力）を示す。大多数のＩ／Ｏプロペラは、約６５〜約７５ノットの典型的なブレイド速度（０．７Ｒで）を有する。５５〜６０ノットにおとしたブレイド速度のプロペラを構成することが有利であることが明らかである。これは、図１３の摩擦効率により示される。ブレイド速度を７０ノットから６０ノットに下げると、８％大きい推力が得られるであろう。ここで、発明者は、本発明で示される原理に到達した。コンパクトで細長い駆動ラインを達成するために、必要な場所、即ち、ハブにおいてのみ、水中でのプロペラの回転数を減らす。さらに、エンジンより後に、回転数を１．５〜３倍に増加させるステップアップギアを導入する。本発明は、４，６００ｒｐｍで動作するＶ型エンジン、および４，６００ｒｐｍから２，５００ｒｐｍまでのディーゼルエンジンに適用される。発明者は、ポンプ損失の発生を防ぐためにギアホイールの周辺速度が高速にならないようにしなければならないという問題があるものの、（２００〜４００ｈｐのエンジン動力の場合に）駆動ラインの回転数が約６，５００〜約８，０００ｒｐｍであることが有利であることを発見した。尚、海洋の分野で確立された方法では常に、エンジンよりも後ろの回転数を、多くの場合は１．５〜３のファクタだけ、場合によっては４〜６のファクタだけ低減している。提案された海洋動力伝達装置に匹敵する有利なものは、トラックである。ホイールハブに回転低減手段を設け、駆動ラインの残りの構成要素（エンジンからホイールまで）を高回転数で動作させるようにすることにより、重量および生産コストを低減する。駆動ラインのトルクは、単一プロペラ用の駆動システムの場合の３分の１〜４分の１になる。これは、シャフト寸法を３５％低減できることを意味する。これにより、水中ハウジングの正面の面積が大幅に低減され、従って、水中での抗力が大幅に低減される。この新しいボディは、船外駆動部の従来の水中ハウジングと比べて細い（幅および厚さが低減されている）。最適化分析では、プロペラ径をわずかに増加し（これは、推力を向上させる）、これにより、水中ハウジングを幾分か伸長させることが有利であることが示されている。ハブはどれだけ縮小されることが可能であろうか。図４に従って提案された円筒状プラネタリギアシステムは、１０までの非常に多くのギアリングの変形を提供することができる。動力はサンギア１（入力トルク＋Ｑ₀により回転する）に供給され、サンギア１は、後側プロペラ４に連結されたプラネットギアキャリア３に軸支されたプラネットギア２を駆動する。後側プロペラは、水によりトルク−Ｑ₂でブレーキがかけられる。プラネットギアキャリアはサンギアと同じ方向に回転するが、プラネットギアは、クラウンホイール５からの抵抗に遭遇する。クラウンホイール５は、前側プロペラ６を反対方向に駆動し、前側プロペラ６は、水によりトルク＋Ｑ₁で「別の方向」にブレーキがかけられる。プラネタリギアシステムは平衡状態にあるため、すべてのトルクの和（符号付き）は０である。即ち、Ｑ₀＋Ｑ₁＋−Ｑ₂＝０である。プラネタリギアシステムの基本的なギアリング（＝Ｚ₁／Ｚ₀、即ち、クラウンギアの歯の数Ｚ₁とサンギアの歯の数Ｚ₀との関係）に依存して、トルク間に、例えば以下のような異なる関係を作ることができる。Ｚ₁／Ｚ₀＝１の場合、Ｑ₁：Ｑ₂＝１：２とすると、３分の１の回転となる。Ｚ₁／Ｚ₀＝２の場合、Ｑ₁：Ｑ₂＝２：３とすると、５分の１の回転となる。Ｚ₁／Ｚ₀＝２．５の場合、Ｑ₁：Ｑ₂＝５：７とすると、６分の１の回転となる。Ｚ₁／Ｚ₀＝３の場合、Ｑ₁：Ｑ₂＝３：４とすると、７分の１の回転となる。回転数の間には線形の関係があるため、プロペラ１および２は、必ずしも全く同じ回転速度を有していなければならないわけではない。プロペラ１および２を異なる速度および異なる動力用に構成することが有利であり得る。その場合でも、プラネタリギアシステムは常に平衡状態を求める。即ち、プロペラは、トルク平衡状態を達成するように、自動的にその回転速度を適応させる。前側プロペラからのキャビテーションの気泡が後側プロペラに機械的損傷を与え得るため、前側プロペラの負荷をなくすことが有利であり得る。そこで、二重反転プロペラの最も高い効率を達成することができるようにするためには、そのプロペラがどのようにして動作するのかを考慮しなければならない。二重反転プロペラは高効率を有する。これは一般に、後側プロペラを出て行く流れが回転していないためである（第１のプロペラから受け取られた回転流は、反対方向に回転している後側プロペラによって打ち消されるため）。では、これらの２つのプロペラが異なる動力で動作する場合、これを実現することができるのであろうか。図６は、流れがどのようにしてプロペラを通過し、加速されるかを示す。毎秒ｑキログラムの水の流れがプロペラを通過する。水の速度は、プロペラの上流のＶからプロペラの下流のＶ＋ｄＶに増加する。ニュートンの法則（力＝運動量の変化）によれば、プロペラの推力Ｔは、以下のようになる。Ｔ＝ｑ＊ｄＶしかし、全く同じ法則がプロペラの接線方向についても当てはまる。上から見たプロペラブレイドを示す図７を参照されたい。図７では、プロペラブレイドは、速度Ｕ（＝ある特定の「典型的な」半径での約７０％の接線方向速度）で回転する。流れｑがプロペラを通過する。軸方向では、速度がＶからＶ＋ｄＶに増加しており、速度の変化ｄＶが推力Ｔに対応していることが分かる。同様に、プロペラの接線方向速度はゼロからｄＵに変化している。即ち、同じ法則に従えば、ブレイドにかかる接線方向の力Ｆは、以下のようになる。Ｆ＝ｑ＊ｄＵ今、２つの（二重反転）プロペラが連続的に並んでいる場合、実質的に同じ流れが両方のプロペラを通過する。これらの２つのプロペラが同じトルクで動作する場合、２つのプロペラにかかる接線方向の力は同じであり、従って、これらのプロペラは、水を、等しい回転速度ｄＵで、反対方向に回転させる。即ち、その和はゼロであり、既存の流れは回転せず、回転損失はゼロである。尚、上記理論はプロペラの回転速度に依存せず、プロペラは、最良の効率を達成するためには、同じトルクで動作しなければならない。しかし、回転速度が異なるということは、動力が異なることを意味する。これは、前側プロペラおよび後側プロペラを、例えばキャビテーション型および非キャビテーション型などの異なる種類のものにすることができる可能性を与え、これにより、各プロペラが、その最適な回転速度で回転する。これは、高速船および船内船（inboard boat ）において特に有利であり、前側プロペラは、より低い動力で動作することができ、従って、キャビテーションに対する安全性がさらに大きくなる。船内駆動部の場合、前側プロペラは、例えば動力の１／３を受け取り得、丸いノーズを持つ「厚い」ブレイドを有し得、従って、傾斜したプロペラシャフトと角度をなす速度フィールドに対するプロペラの感度がより低くなり得る。前側プロペラから後側プロペラへのこの動力伝達は、ボートにおいて、より低いレベルの振動を与え、従って、低減された伝達ノイズを与える。前側プロペラは、後側プロペラに均一な速度の流れを与え、後側プロペラもまたより有利に動作し得る。以前に説明したように、プラネタリギアシステムの特徴は、前側プロペラおよび後側プロペラに異なるトルクを与えることである。例えば５：７の関係で異なるトルクを与えると、回転は６分の１となる。動力学的回転エネルギー（旋回）に関する上記推論によれば、このように異なるトルクを与えることにより、効率がある程度低下してしまう。これは、２つのプロペラに異なるトルクを与えると、プロペラの後ろの流れに、ある程度回転が残ってしまうためである。そこで、本発明の好適な実施形態に従って、通常行われているように後側プロペラを前側プロペラよりも小さくせずに、おそらく後側プロペラを前側プロペラよりも幾分か大きくすることによって、この問題点に取り組む。その原理について図１６を参照して説明する。前側プロペラ６は、前側プロペラ６からの中央プロペラストリーム７を収縮する流れを加速する。今、後側プロペラ４は、中央のストリーム７、および後側プロペラ４のブレイド先端を通過する外側の環状の流れ８とともに動作している。このようにすれば、全体効率を低下させることなく、５〜１０％高い動力で後側プロペラを動作させることが可能になることが分析によって示された（これは、本動作形態における全体動力に変化が無い場合、１〜２パーセントの全体効率の向上を示す）。この案は、後側プロペラの中央部分全体が二重反転動作すること、およびそのブレイドの先端も単一のプロペラとして動作することを意味する。中央水中ハウジングにおける冷却水取込み部によるキャビテーション気泡を回避し、冷却水ポンプ内に適切に水が引き込まれたときの吸引効果の減少圧力と、衝突流(impinging flow)による「ラム効果(ram effect)」の増大圧力とをバランスさせるために、図１８のハウジングには、精密に製造されたノーズコーン５５が設けられる。ノーズコーン５５の形状によって、環状冷却水取込み部において、外側流れは弱い増大圧力しか形成せず、これにより、冷却水ポンプの吸引効果をバランスさせる。図１に示すＩ／Ｏ駆動部の実施形態においては、図２のようにプロペラレッグ（４５、４６、４４）をスイングさせて水から出すことにより、水中の部材（４５、４、６）上の植物の成長を防ぐことができる。最後に、プロペラシステムの調節可能な変形例について説明する。通常の種類の二重反転プロペラ（図２５）の場合、両方のプロペラを調節可能にしなければならない。これは、機械的に非常に複雑である。本発明によれば、プラネタリギアシステムのトルクバランスを用いている。これは、プロペラのトルク間に一定の関係(relation shape)を与える回転速度に、プロペラがプロペラ自体を自動的に調整することを含んでいる。従って、プロペラブレイドは、２つのプロペラの一方について調節可能にする。一実施形態を図２７に示す。動作は以下の通りである。例えば、一方のプロペラのブレイド角度が低減され且つピッチ角が（通常、２０度から３５度に）低減されると、そのプロペラは、より自由に回転し、その回転速度は、プラネタリギアシステムにおけるトルクバランスを維持するべく上昇する傾向にある。同時に、第２のプロペラの回転速度は、減少し始める。なぜなら、そのプロペラは、他方のプロペラに対して、重負荷であり（そのブレイド角は変化していない）、且つプラネタリギアシステムを介して他方のプロペラに接続されているからである。この接続は、プロペラ回転速度間に直線関係を与え（図３２参照）、以下のように、一方のプロペラの回転速度が上昇すると、常に、他方のプロペラの回転速度が減少する結果となる。上記直線関係は以下の通りである。クラウンギアの回転速度（マイナス回転）は（−ｎ_k）＝［１−ｎ_p＊（Ｎ＋１）］／Ｎであり、Ｎはクラウンギア／サンギアの直径比であり、プラネットギアキャリアの回転速度＝ｎ_pである。ダイナプロップ（DynaProp）は、約Ｎ＝２〜３の適切な基本ギア減少率(basic gear reduction)（これは、適切なベアリングの割合および空間を可能にする）を有するようである。例えば、Ｎ＝２．５であれば、（−ｎ_k）＝[1−ｎ_p＊３．５］／２．５である。よって、（サンギアに対する）回転速度は、等価回転数：（−ｎ_k）＝ｎ_p＝１／６＝０．１７ロックされたクラウンギア：（ｎ_k＝０）の場合、ｎ_p＝２／７＝０．２９ロックされたプラネットギア：（ｎ_p＝０）の場合、ｎ_k＝２／５＝０．４プラネタリギアシステムの平衡状態によって、前側プロペラのトルクＱ₁が常に、後側プロペラのトルクＱ₂のａ＝Ｎ／（Ｎ＋１）という割合であることが確実になる。この実施例においてＮ＝２．５の場合、ａ＝５／７＝７１％（よって、Ｑ₁＝０．７１Ｑ₂）である。（ブレイドを回転させる）Ｑ₂の減少は、これに対応するＱ₁の減少（回転速度の減少）につながる。結論として、２つのプロペラについてのトルク吸収は、一方のプロペラを調節することによって抑制できる。従って、本発明の実施例の場合、後側プロペラの回転速度は、サンギアの回転速度の０％〜４０％、前側プロペラの場合０％〜２９％、の間隔で振動することができる。このようにして、システムを異なる負荷（気候および風ならびに積載負荷が船舶の抗力を大きくする）に合わせて調節することが可能である。また、システムは逆転の場合にも動作する。船のエンジンがディーゼルであると仮定する（加速装置の適用は、一定のエンジン速度を提供する）。一方のプロペラのブレイド角を調節して、０に近づける。従って、（両者がほとんどそれ以上トルクを吸収しなくなるまで）両方のプロペラがより自由に動き、固定ブレイドを有するプロペラの回転速度は次第に低減する。この条件に達すると、ハブブレーキ（図２８の複数のプレイトクラッチ）が（固定ブレイドを有する）プロペラをギアハウジングに固定する。ハブブレーキは、複数の液圧プレイトクラッチ、ディスクブレーキまたは一般的なドラムブレーキであり得る。効果を発揮するために、システムが完全に前側プロペラをロックする必要はなく、ブレーキトルクを与えるのであれば、前側プロペラを幾分滑動できるようにしてもよい。実際には、様々な程度にブレーキをかけることによって、逆転推力(reverse thrust) を最終的に調節することが可能である。ブレーキを少しだけ解除すると、逆転推力が減少する。前側プロペラがロックされている場合、調節可能なブレイドを有するプロペラのみが回転し、その上昇した回転速度（約７０〜８０％）が顕著な逆転推力を与える。機械的に簡潔な解決手段は、図２７の後側プロペラ内に搭載される液圧ピストンを有する。説明：図４（ＡおよびＢ）は、Ｉ／Ｏ駆動の実施形態を示す。傾斜した円錐ギア１１を介して、傾斜した「垂直」駆動シャフト９が水平プロペラシャフトを駆動する。これは、機械的には、サンギア１の直接延長部であり得る。プラネットギア２は、クラウンギア５内の内向き円筒状ギアを駆動する。この動力伝達装置(drive train)は、水中ハウジング内に搭載される。サンギアスピンドル１０は、ベアリング１８内のハウジングの前側部分内において、間接的にプラネットギアキャリア、ベアリング２２、によって、軸支される。本実施形態の場合、サンギアスピンドルは、プロペラからの推力を全く受けない。プラネットギアキャリア３からの推力は、ベアリング１９内のボディによって受けられ、クラウンギア上の推力はベアリング２３を介してボディへと伝達される。図３（ＡおよびＢ）は、船内駆動部に本発明を適用した場合を示す。本実施形態案では、プロペラ推力は、外部プロペラシャフト１４への取付け具１６を介して内部プロペラシャフト１５へと直接伝達される。推力全体がベアリング１７に伝達され、これが取付け具１６に作用する。システムは、ベアリング１７および１９を介して予め負荷される。前側プロペラ（クラウンギア５）上の推力は、ベアリング１８を介して伝達する。本システムに必要なステップアップギアを図５に示す。図示した実施形態は、２段（two-speed）ギアボックスをも含む（但し、これは省略可能である）。フライホイール２４を介して、エンジンは入力シャフト２５を駆動する。入力シャフト２５は、クラッチ２６を介して、シャフト２５を駆動ギア２７にシャフト２５を一体化させる。駆動ギア２７は、ギアピニオン２９を載せた上側シャフト２８に動力を伝達する。ギアを変えたい場合、クラッチ２６を解除する。これにより、シャフト２５は加速し始め、フリーホイール３０によって下側ギアピニオン３１が入力シャフトに接続されて、これにより、やはり上側シャフト２８に接続された上側ギアピニオン３２に動力を伝達し得るようになるまでの間加速する。船外駆動部への動力は、駆動部フランジ３３に伝達される。前側移動の間、駆動部フランジ３３近傍のシャフトは、クラッチ３４に接続されている。逆転する間は、クラッチ３４を解除し、クラッチ３５を係合する。これにより、円錐ギア３６は、２つの円錐プラネットギア３８を介して、（逆転回転方向を与える）対向円錐ギア３７を駆動する。あるいは、本Ｉ／Ｏ駆動実施形態は、図１７の支持ヨークを用いて従来の方法で実施することも可能であり、その場合、駆動列３９は高速型のものであり、ハブ４０の中に円筒状プラネタリギアシステムがある。円筒ギア構成２７〜２９は、エンジンの回転速度を最適なプロペラ回転速度に合わせて調節する。一連の厳密に構成されたプロペラの場合、プロペラは回転速度ｎで動作する。ｎは、エンジン動力Ｐと３乗の関係にあり、以下のように表すことができる（０＝プロペラ動力の構成点、１は他のエンジン動力）。ｎ₁＝ｎ₀（Ｐ₁／Ｐ₀）^1/3 例えば、その駆動ラインの回転速度を、３５０ｈｐにおいて７，０００ｒｐｍとする場合、２５０ｈｐのエンジンの同じプロペラ（一連のプロペラ）の駆動ラインは以下の回転速度で動作するであろう。７，０００（２５０／３５０）^1/3、よって、６，２６０ｒｐｍこの調節をできるだけ簡単にするために、好適な実施形態は、一連の利用可能なギア２７〜２９を有する。ギア２７〜２９は、そのギアリング差(gearing dif ference)が、１、１．１、１．１²＝１．２１，１．１³＝１．３３、．．．のように１０％分互い違いにされている。上記ギアボックスを用いた実施形態は、これをも利用しており、ギアボックス３１〜３２に対して原理上同じギア対２７〜２９が用いられる（図５参照）。最小１．１（１段）、最大１．３（３段）、そして最も典型的には１．２１（２段）の差を用いるのが適切である。これは、市場のエンジンの大部分に本システムを適合させることができることを示唆している。逆転ギアの代替例は、プロペラ用調節可能ブレイドである。このようにすれば、エンジンが適切な回転速度で動作するようにプロペラの負荷を調節することが可能である。これは、本発明に従って、図２７〜図３１に示すように後側プロペラのブレイドを好適に回転させることによって達成される。図２７は全体図である。固定ブレイドを有する前側プロペラ６は、クラウンギア５によって駆動される。調節可能ブレイドを有する後側プロペラ４は、プラネットギアキャリア３によって駆動される。液圧ピストン７４が液圧シリンダ８０内に位置しており、接続ロッド７５を介してブレイドの基盤プレイト８４上のクランクピン77に作用する。従ってピストンの変位はプロペラブレイドの角度変化を起こす。これは図２９からも明らかである。図２９は、オイル導管８１および同軸経路８５を介してオイルが供給（あるいは除去）される、後側オイル室７８および前側オイル室７９を示している。同軸経路８５は、オイル導管と、接続ロッド７５内の中央チャネルおよびプラネットギアキャリアスピンドル３（ならびに図２７のサンギアスピンドル１５）との間に形成されている。液圧ピストンの位置を調節するために、図３０に従い、外側オイルスリーブ８８に固定された各オイルニップル８６および８７に取り付けられたオイルホース８２および８３を介してオイルを供給（除去）する。オイルはオイルスリープ８８中を通過して各導管中に入る（または出る）。外側導管８９は同軸「外側」経路８５に接続されており、内側導管９０はオイル導管８１と連通している。ブレイドの角度の位置を所望の値に調節するために、液圧ピストンの軸方向位置を決定することによりブレイドの角度を読み取る。オイル導管８１は液圧シリンダ７４内に位置しているため（図２９を参照）オイル導管８１もまたピストンとともに軸方向に移動し、その位置は図３０に従ってハブ内に直接設けられたセンサを用いて測定することができる。機械的リンクシステムを用いて、例えば駆動部の上部ハウジング内に位置する（このことにより交換を容易にされた）センサに移動を伝えることも可能である。図３０に基づく態様において、プロペラとともに回転するオイル導管８１は、粗いネジ山を設けられたスクリュータップ９６にベアリング９２を介して接続されており、ネジタップ９６は軸方向の移動を受けたときに、複数の金属ネジ９７を設けられた、ジャーナル９４付きディスク９３を回転させる。ディスク９３の回転中、ネジ９７がセンサ９５を通過する際にパルスが生成されてケーブル９８を介して伝送される。マイクロコントロールシステムにおいて数えられたパルス数が、実際の位置を決定する。船を後進させる際には、プロペラブレイド４（図２７参照）をゼロに向かって回転させる。このようにして、前側プロペラは、プラネットギアシステムを介して後側プロペラのトルクバランスを取ろうとしてより低速で回転することにより、後側プロペラはより自由に（かつより速く）回転する。プロペラが簡単に回転しすぎる場合には後進推進力を得ることができない（有限のスリップ差を持たない車に例えれば、一方の車輪が氷上でスピンすると他方の車輪を駆動することができなくなる）。従って本発明によれば（図２８参照）、十分低速で回転しているときに前側プロペラ６を液圧動作複プレイトクラッチ９９を介してギアハウジング１３にロックすることにより、後進する能力を得る。液圧動作複プレイトクラッチ９９は、ハブ（クラウンギアスピンドル５）に接続された互い違いの（al ternate）プレイトおよび、ギアハウジング１３に固定された外側スリーブ１００に接続された残りのプレイトを有している。回転可能なブレイドを有する上述のシステムはまた、図３１に示すようなまっすぐなシャフトを有する移動(displacement)船に設けられてもよい。エンジン１０３はクラッチ１０４を介して、エンジンの回転速度を増加しこれをサンギアスピンドル１５に伝えるシャフトを駆動する。サンギアスピンドルは、プラネットギアシステムを介して２つのプロペラ４および６を駆動する。船外駆動プロペラレッグの好適な実施態様は、図１８に示すＺ字型の駆動ラインを有している。カルダンジョイント(cardan joint)４０が駆動フランジ３３によって後進ギアから駆動され、シャフトを介し２つの円錐状の傾きを有するギア（上部ギア４２および下部ギア１１）を介して、サンギアスピンドル１０を駆動する。この傾き構成は、（継手４０における）スイング中心が、トランサム(transom )から、専用カルダンジョイントを１２０度に角度付けることにより駆動部を（トランサムに接触することなく）水中からスイングさせて出すことが可能であるような距離に位置していることを意味する。駆動部を水中から効果的にスイングさせて出すことにより、植物が成長してその分の性能損失をきたすことが防止される。しかし、「通常の」（非競技用）船においては、駆動部があまり後ろに離れて位置することは望ましくない。なぜなら、延長部が長すぎると一方では港内での操作中において駆動部に損傷を与え得るし、また他方において、トランサムの近傍における駆動部への流れはよくわかっている(well defined)からである（船からある距離後ろに離れた位置では水面は駆動部上に「膨れ上がり」得、特定の操作位置においては大きな抗力を余分に生成し得る）。従って、動力伝達装置のＺ字形状は、水中本体をトランサムに近く位置するように「戻す」ことを意味する。本実施態様に基づく駆動部を図１に示す。図１において、４３は回転中心であり、４４は上部ハウジングであり、４５は下部ハウジングである。示した実施形態は、上部ハウジングに回転可能に搭載された下部ハウジングを有している。図２に上方スイング位置を示す。上記に基づく好適な実施態様は、回転可能な水中ハウジングを包含し、このハウジングは、本プロペラシステムとともに、高い操舵トルク(steering torque) で操舵され得るような特定の方法で設計されなければならない。操舵用に回転可能である水中本体４５は、図１９に基づき、上部ハウジング４４内において取り付けコーン４６を介して斜めに軸支されている。入力シャフト９(トルクＱ)は、円錐状下部ギア１１を介してその回転速度を１／Ｕに減少される。円錐状下部ギア１１の水平出力シャフト１０は、サンギア１を介してプロペラを駆動する。プロペラは水によってトルクＵ＊Ｑでブレーキされる（ギア内における小さな損失は無視している）。ハウジングをバランスさせるためには、操舵軸周りの回転トルクはゼロであるべきである。図１９に基づく寸法においては、Ｑ＝ＵＱｃｏｓα、すなわちギア減少率はＵ＝１／ｃｏｓα（前もってわかっているハウジングをバランスさせるための条件である）に選択されることが示される。本特許明細書に基づいて設計される駆動部はしかしながら、前方に直進している際においても操作されている最中においてもバランスしていないように説明してきた。この理由は、プロペラは常に、水中ハウジング直後側分の水の速度が周囲（船の速度）よりも小さいことに起因する横方向の力により、影響を受けているからである。図２０を参照のこと。プロペラブレイド６が水中ハウジング４５の後ろの速度領域を通過する際、ブレイドにかかる流れ力５３は航跡が通る非常に短い間に増加する。通過中のブレイドカ５４が大きいほど、前向き（圧力の方向）の力パルス５２ならびに横方向の力パルス５１が発生し、これもまた操舵トルクに影響を与える。このように、横方向の力は、水中ハウジングの後ろの航跡をプロペラブレイドが通過する度ごとに発生する複数の短い力パルスからなっている（図２１参照）。水中ハウジングの直後の速度は周囲（船の速度）よりも１０〜２０％小さく、プロペラの推進力の数％の平均の横方向の力５１を与える。前側プロペラのみが速度領域による影響を受ける。後側プロペラは前側プロペラから等しい速度領域の影響を受ける。平均の横方向の力ΔＦ（５１）は、操舵軸の周りにおいて、てこ距離Ｈを有し（図２２参照）、従って追加的な操舵トルクΔＱ＝ΔＦ＊Ｈを発生する。これは他のトルクＱおよびＵＱに加算される。上記に基づき、右旋回転プロペラ（本実施態様案にあてはまる）においては力ΔＦは方向（＋）を有し、左旋回転プロペラ（他の実施態様にあてはまり得る）においては方向（−）を有することに注意されたい。バランス要件を決定するために、周知のプロペラ式を用い得る。すなわち、推進力Ｔ＝ｋ₁ρｎ²Ｄ⁴ トルクＭ＝ｋ_qρｎ²Ｄ⁵（前側プロペラのトルクはＭ＝Ｕ₁ＵＱである）（上式において、ｋは無次元関数であり、ρは密度であり、ｎは回転数、Ｄは直径である。）次に、平均の横方向の力ΔＦをＴ_iΔＦ＝εＴに関連付けることができ、プロペラトルクＭ（＝Ｕ₁ＵＱ）に対する横方向の力の操舵トルクΔＱが、ΔＱ／Ｍ＝εｋ₁Ｈ／Ｋ_qＤ＝Ｃ_rとして得られる。操舵軸周りのトルクＱ_sは（＋右、−左）である：Ｑ_s＝＋Ｑ＋（±ΔＱ）−ＵＱｃｏｓα これより、バランス要件Ｑ_s＝０について１／Ｕ＝ｃｏｓα−（±Ｕ₁Ｃｒ）が与えられる。一例として、操舵軸が６０度傾いており、回転減少率が２（＝１／ｃｏｓ６０度）とする。図２１に基づく実施態様（右旋回転＋）におけるＱ₁：Ｑ₂＝２．５：３．５（従ってＵ₁＝２．５）であるようなプラネットギアシステムへの適用可能条件について、１／Ｕ＝０．５＋０．７＊（Ｏ．０２〜０．０３）＊２．５＊（４〜５）＝０．５＋０．１４〜０．２６であり、これは、ギア減少率Ｕ＝１．５６〜１．３１においてハウジングがバランスするこを意味する。すなわち、右旋回転プロペラが「反対方向の」トルクを提供するため、減少率下限(lower reduction)＜２である。以上、前方に直進する場合を分析した。操作中においては、プロペラおよびハウジングの両方が斜めの流れを受ける。ここで衝突角は、船の舵角度と船首角度との間の差である。これらの角度が正確にはどれくらいの大きさであるかを決定するのは複雑であり、船によって変動し、また航行条件および回転半径の小ささ (tightness when turning)によって変動する。しかし一般にはこれらの力は両方とも衝突角に比例するため、バランス要件を導くことが可能であり、これは、例えば曲がる際における斜めの流れにおいては、水中ハウジングに作用する側方力 (side forces)(Ｓ_h)およびプロペラに作用する側方力（Ｓ_p）は操舵軸周りにおいて互いにバランスすることを意味する。これらのてこ距離（図２３参照）はＨ_h およびＨ_pであり、従って、バランス要件はＳ_h＊Ｈ_h＝Ｓ_p＊Ｈ_pである。プロペラのてこ距離Ｈ_pは、その中心（おおよそその側面における重心）までであり、水中ハウジングのてこ距離は、ハウジングの側面中心であり、これはハウジングの「半分」５６についての重心５７によってほぼ決定される（図２４参照）。上述のプロペラのタイプおよび速度範囲は両方とも結果に大きな影響を及ぼすため、バランス要件は、ケースごとに分析および実際のテストにより決定されなければならない。バランス要件は、数学的には、Ｈ_h／Ｈ_p＝ερηｔｇβ と表され得る。上記式において、ρは駆動にとって典型的な相対的動力密度であり、１／２〜５のオーダーでρ＝Ｐ／（ΠρＶ³）であり、Ａは、側面積であり、Ｖは、速度ｍ／ｓであり、 ρは、水の密度であり、 εは、プロペラ関数（斜方流の「感度ファクタ」）であり、 ηは、プロペラ効率であり、Ｐは、エンジン動力であり、 βは、プロペラブレイド角である。分析によると、Ｈ_h／Ｈ_pは、０．１〜０．３のオーダーであり、高速（３５〜４５ノット）の場合にバランス値は低く、低速（２０〜２５ノット）の場合にバランス値は高いということが示されている。従って、概してハウジングの圧力中心Ｈ_hは、ステアリング軸からプロペラまでのてこ距離Ｈ_pの１０〜２０％分だけステアリング軸の前方に位置する。本特許出願の主題である駆動の場合、距離Ｈ_p は、ほぼプロペラの直径である。

Claims

【特許請求の範囲】１．少なくとも１つのエンジンと、該エンジンにより駆動されるように配置されたシャフトと、トランサムと、ハブ上に設けられた少なくとも２つの同軸の互いに隣接するプロペラと、ギア構造を備えた水中ハウジングとを含む船舶用駆動構造であって、該ギア構造が、サンギアとプラネットギアとを含むプラネタリギアシステムを含み、該ギア構造が、該シャフトにより駆動されるように配置された船舶用駆動構造であって、該プラネットギアが該サンギアの周囲を自由に移動するように構成されていること、該シャフトが該水中ハウジング内部に配置されていること、および該シャフトの回転速度を上昇させるために該シャフトと該エンジンとの間にステップアップギアが設けられていることを特徴とする、船舶用駆動構造。２．前記プロペラのうちの少なくとも１つが調整可能であることを特徴とする、請求項１に記載の駆動構造。３．前記水中ハウジングが、前記プロペラのうちの少なくとも１つをブレーキおよび／またはロックする手段を備えており、該手段が、前記ハブに隣接するディスク（複数のディスク）および／またはブロックの形状であることを特徴とする、請求項１または２に記載の駆動構造。４．前記プロペラのうちの１つが、ブレイドの角度をピッチ角度（通常＋２０度〜＋３５度）の範囲内で調整し得ることを特徴とする、請求項１、２または３に記載の駆動構造。５．前記プロペラが二重反転し、前側プロペラ（６）がクラウンギア（５）に連結され、後側プロペラ（４）がプラネットギアキャリア（３）に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の駆動構造。６．前記エンジンが、前記プラネタリギアシステム内に配置された前記サンギア（１）に駆動可能に連結されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の駆動構造。７．前記プラネタリギアシステムが、ステアリング可能駆動部内に配置されており、該駆動部が船外にあることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の駆動構造。８．前記モータが船内に配置されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれかに記載の駆動構造。９．トリム軸（４３）が、前方駆動中に通常僅か＋２０度の範囲内で前記駆動部を角度づけし得るが、停止中には該駆動部をボートの長手方向に対して１１０度〜１３０度に角度づけし得ることを特徴とする、請求項１から８のいずれかに記載の駆動構造。１０．カルダンジョイントと前記プロペラとの間に実質的にＺ字形状の駆動ライン（（４Ｏ）から（９）を介して（１０）まで）が設けられており、前記駆動シャフトが、前記水中ハウジング（４５）が前記ボートの前記トランサム近傍に位置するように、該ボートの移動方向に対して６０度〜８０度、好適には２０度〜３０度の角度にあることを特徴とする、請求項１から９のいずれかに記載の駆動造。１１．前記水中ハウジングが回転可能に配置されていることを特徴とする、請求項１から１０のいずれかに記載の駆動構造。１２．入力シャフト（９）の回転速度を出力シャフト（１０）の回転速度の１／Ｕに低下させる下側ギアが、１／Ｕ＝ｃｏｓα＋０．００５〜０．０２５となるように選択された減少率を有し、該αが該駆動シャフト（９）と前記ボートの移動方向との間の斜方角度であることを特徴とする、請求項８に記載の駆動構造。１３．前記駆動シャフト（９）が、前記水中ハウジング（４５）の側面中心（５７）がプロペラ直径の５〜２５％の距離にある前方部分内に位置するように、該水中ハウジング（４５）内に位置することを特徴とする、請求項８に記載の駆動構造。１４．前記水中ハウジングが、前記前側プロペラとほぼ同一のサイズを有することを特徴とする、請求項１から１３のいずれかに記載の駆動構造。１５．一連のギアホイール対を用いてギア（２７）からギア（２９）まで回転数をギアリングアップさせることが、１から３段で行われ得、それにより、ａが０．０７〜０．１４であるときに（１＋ａ）、（１＋ａ）²、および（１＋ａ）³などの連続形態でギアリングを提供することを特徴とする、請求項１から１４のいずれかに記載の駆動構造。１６．前記水中ハウジングが該水中ハウジング（４５）のノーズ内に環状冷却水取込み部（５５）を有することを特徴とする、請求項１から１５のいずれかに記載の駆動構造。１７．少なくとも１つのエンジンと、該エンジンに連結されたシャフトと、トランサムと、ハブに連結された少なくとも２つの同軸の互いに隣接するプロペラと、ギアリングを備えた水中ハウジングとを含む船舶の推進方法であって、該ギアリングが、サンギアとプラネットギアとを含むプラネタリギアシステムを含み、該ギアリングが、該ギアを駆動する該シャフトに連結された該プラネタリギアシステムを介して起こる、船舶の推進方法であって、該プラネットギアが該サンギアの周囲を自由に移動することを可能にすることと、該シャフトを該水中ハウジングの内部に連結することと、該シャフトの回転速度を上昇させるために該シャフトと該エンジンとの間にステップアップギアを連結することを特徴とする、船舶の推進方法。１８．前記プラネタリギアシステム内のトルクバランスが、前記プロペラのうちの少なくとも１つのブレイドを角度づけることにより、該プロペラに対して回転数を制御するために用いられることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。１９．前記水中ハウジングが、前記ハブに隣接するディスク（複数のディスク）またはブロックにより、前記プロペラのうちの少なくとも１つをブレーキおよび／またはロックすることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の方法。２０．前記プロペラのうちの１つが、前記ブレイドの角度をピッチ角度（通常＋２０度〜＋３５度）の範囲内で調整し得ることを特徴とする、請求項１７、１８または１９に記載の方法。