JP2008519715A - 航洋船 - Google Patents

Abstract

脚によって一対の離隔された船殻から支持されている荷重担持モジュールを有する航洋船。脚は、２つの船殻の間隔の制御を提供するために、および水面からのモジュールの高さを制御するために、２つの場所で関着されている。関着部の動的な制御が、海象条件などに対する船舶の応答を制御してもよい。脚は、船殻の船首が過度に上昇しないことを保証することなどによって、浮力を補助するためにおよび／または安定性を強化するために使用されることができる、固定された、または制御可能な空気力学的表面を備えてもよい。船殻は、好ましくは少なくとも部分的に膨張可能であり、存在する膨張可能な船殻内に可撓性の燃料タンクを取り付けるための技術が開示されている。また、複数の別個の膨張可能な区画を有する膨張可能な船殻内の圧力を制御するためのモジュラー式の圧力制御システムも、開示される。

Description

関連出願

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００４年１１月９日に提出された米国特許仮出願第６０／６２６，３１８号に対する利益を請求する。

本発明は、船舶設計の分野に関する。

本発明は、米国特許第６，８７４，４３９号に開示されている、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｏｃｅａｎ−Ｇｏｉｎｇ Ｖｅｓｓｅｌｓ ｗｉｔｈ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｏｎｆｏｒｍｉｎｇ Ｈｕｌｌｓ」にの改良に関する。本発明は、波を破壊する可能性を最小にする完全に異なるタイプの船舶の設計のための基礎を提供する。言い換えれば、船舶は、波を押すこと、波に当たること、波を突き通すことをせず、その代わりに波とともに「踊る」。

本発明は、水を船舶に適合するように調節または変更することの代わりに、船舶の構造を変更または調節し、かつ水面に対応するために可撓性を使用する。動き中の構造の形状を、固定された表面に対して調節するというこの方法は、雪表面の変化に追従し、かつ高速でその表面上を移動することに伴う衝撃を吸収しなければならないスキーで使用されている。船舶は、船殻の間の上方の「船室」と柔軟に結合され、それによって船殻が水の表面を独立に追従することを可能にする一対の可撓性の船殻を備える。一方または両方の船殻の船尾が、うねりなどと交差するとき、上昇して水から出る傾向がある場合でさえも、推進システムを水中に維持するために、モーター・ポッド（流線型モータ格納体）が船殻の背面にヒンジ結合されている。開示されている主船殻は、膨張可能な船殻、安全性の理由のために通常はマルチ・コンパートメント船殻である。他の様々な実施形態や特徴がこの特許で開示されている。

米国特許第６，１７８，９１１号は、ポンピング・システムを備え、隣接する区画を接続するために開放され、およびそれらを隔離するために閉鎖されるチャンバの間のバルブを備える、膨張可能なボートの独立した区画を接続するための方法を開示している。この発明は、甲板や甲板に取り付けられた別個の膨張可能な区画によって形成された自動的に膨張可能なボートに関する。エア・ポンプが、甲板上に配置され、様々な区画と流体的に連通している。

別の従来技術の船舶は、Ｓｅａ Ｐｏｗｅｒの２００４年１１月の記事で説明され、かつ示されている、「ロッキード・マーチンの高速攻撃艇（Ｌｏｃｋｈｅｅｄ Ｍａｒｔｉｎ‘ｓ Ｃｏｖｅｒｔ Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ Ａｔｔａｃｋ ＆ Ｒｅｃｏｎｎａｉｓｓａｎｃｅ Ｃｒａｆｔ（ＣＨＡＲＣ））」である。そこで説明されているように、「艇の上部船殻が、双胴船様の形状で、２つの支柱様の中央船殻セクションによって２本の直径５フィート（約１．５ｍ）のポッドに接続されている、シー・スライス実験艦で使用されているＳＷＡＴＨ技術の具現である。コクピットの後方への上部船殻構造は、特殊部隊またはモジュラー・ミッション・ペイロードを輸送するために利用可能である。ポッドは、推進システムを収容し、かつ、対潜水艦用魚雷などのミッション・システム、膨張可能なゴム・ボートまたは自律型潜水艇を運搬するための区画を収容している。」米国特許第６，８７４，４３９号に記載の船舶とは違い、艇の両側に、それぞれが二部式の支柱様構造である１つの中央船殻セクションがあり、ポッドは剛性である。ポッドは、沿岸で地上走行または駐機するための車輪を備え、安定性および制御のためのフィンを使用して、高速軍事行動のために完全に水没されるように意図されている。

本明細書には、別段の記載がなければ、その開示が参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第６，８７４，４３９号に一般に従って単独でまたは船舶の様々な組合せで実行できる様々な改良形態が開示されている。参考のために、この特許の図１Ａから１Ｃが、図１Ａから１Ｃとして本明細書に再掲され、本明細書で開示された改良形態のいくつかと共通であるある図面を示している。これらの図面に示すように、それぞれが、前方船殻セクション２２と後方船殻セクション２４を有する２つの船殻２０がある。後方セクションは、それぞれの前方船殻セクションにヒンジ２６によってほぼ水平な軸の周囲にヒンジ結合されている。推進力は、通常、後方船殻セクション２４から供給され、図１Ａと１Ｂは、船外エンジン２８が使用されていることを示しているが、船内エンジンが必要に応じて使用されてもよい。前方船殻２２セクションは、膨張可能であり、通常いくつかの個々に密封された区画から成り、後方船殻セクション２４は、エンジンの支持のために必要とされる構造を有するように、剛性か、または少なくとも部分的に膨張可能である。水面の上側で、船殻に取り付けられた脚２８上に船室３０が支持されている。休止時、船殻は浮かんで、船室を支持し、行動中、特に高速行動中、船殻は、水中から上昇して、水面をかすめて進むことができ、ヒンジ結合された推進ポッドが、プロペラ（または使用されている場合、水ジェット取入口）が水中に留まることを保証する。

引込み可能な脚を備える可撓性の航洋船
本実施形態は、図２から４に示されている。そこに示されているように、好ましくは船の両側に２本ずつあり、各ペアが、互いに対して前方と後方に配置されているが、好ましくはすべてが前方船殻セクションのみと結合されている、比較的剛性の脚によって、船室３０が船殻に支持されている。支持構造の脚のそれぞれの比較的剛性のセクションは、１自由度の回転動きを許す回転自在なジョイント３６によって互いに接合された、（２つ以上の）セクション３２、３４に分割されている。図２、３はそれぞれ、回転自在なジョイントが２つのセクション脚３２、３４に対して可能な伸長された（航行中）構成と引き込まれた構成を示している。図４は、２つのセクションに対する代替となる引き込まれた構成、二重関節の脚を示している。それぞれの前方船殻セクションから船室へ延びる、少なくとも２つの脚（前方と後方の脚）が使用されているが、これよりも多くのものが、必要に応じて使用されてもよい。単純な油圧ピストンなどの機械的手段によってこの回転を制御することによって、積み込み、積み下ろしのため、さらに沿岸船としての局所的な使用に対する着脱のために、ペイロード（たとえば船室）を水面へ下降させるように、脚構造を折り曲げることができる。

本実施形態の利点は、
１．単純な、有効な技術によるボタンの押圧で、水面の高さへ自動的にペイロードを下降させることができる。
２．船室の脱着なしでも、船舶全体の幅が、ドック入りおよび／または制限された水域の通過を容易にするために、かなり減少させられる。
３．船室が構造上の高い所にある場合に脚を登る必要性と比較して、ドックからまたは別の船舶から船室への出入りがより容易である。

図５に示す別の実施形態では、４脚設計に対する回転自在なジョイント２４での油圧シリンダ曲げ機構のための制御システム（他のアクチュエータを必要に応じて使用できる）が示されている。この図では、回転自在なジョイント２４−１から２４−４が、様々な海面状態に対して調節するために脚構造全体に対する可変な量の可撓性を確立するために、センサ１から４からのフィードバックを使用して制御される。この制御システムはまた、船室（ペイロード）の動きの大部分を低減または除去すること、および船室の水平性を保持すること、または乗員の快適性の改善のためにバランスをとって傾斜させること、および／または積荷の移動を回避することを助けることができる。このようなシステムは、サスペンション・システムへの戻りに対する各偏向からのエネルギーを吸収するために、アクティブ・フィードバックを使用している、および／または油圧アキュムレータ１から４を使用している。この点で、「剛性の」脚は、膨張可能な前方船殻に対して剛性であるが、衝撃と振動を吸収するためのある程度の弾力性を提供する。図５に示すように、制御可能なバルブＡＶ１からＡＶ４が、調節可能な剛性を提供するために、および減衰を提供するために、アキュムレータに出入りする油圧流を変化させるように絞り制御するために使用されてもよい。

空気力学的揚力を有する可撓性の航洋船
空気力学的揚力表面（翼、水平帆）が、図６から８に示すように、可撓性の船舶の剛性構造に付加されている。これらの図では、前方３８と後方４０空気力学的揚力表面が、前方の脚４２と後方の脚４４に接続されて示されている。これらの表面は、固定式または制御可能、帆布内のように可撓性または剛性であってよく、以下の機能を含む様々な機能を行うことができる。
１．船舶の後部にこの表面を配置することによって、船尾でのこれらの表面の揚力効果が、向かい風への高速航行中船舶の船首を上げようとする傾向と釣り合い、それによって船舶のピッチングを減少させ、ピッチ・ポーリングの危険性を減少させることができる。船舶の重量のいくつかが揚力と釣り合うとき、ヒンジ結合されたモーター・ポッドが、推進システムが水中に留まることを保証する。
２．揚力表面が、船舶のサイズと重量に対して十分に大きい場合、高速で、かなりの揚力が得られる。このことは、水没した領域の抵抗を減少させ、得られる最大速度を増加させる。この揚力を制御された方式で使用することによって、パイロットは、大きな海洋波の周囲に存在する上昇気流を「飛ぶ」ことができる。

図６から８に示した実施形態は、膨張可能な船殻を接続するため、およびペイロードを担持するために４本の脚を使用している。前方の脚は、強い向かい風においておよび／または高速において前方の船殻の船首の上昇を防止する、負の揚力を与える空気力学的形状を有する。好ましくは、この揚力は、前方の船殻セクションの重量自体と等しいまたはそれよりも大きい、または、前方の船殻セクションが、それらの前方領域が一時的に空中態になるときに生じさせる正の揚力よりも少なくとも大きい、すなわち前方の船殻の前方領域が一時的に空中状態になるときでも、全体的な船首下げの力を提供する。制御可能な空気力学的揚力表面が使用される場合、すなわち、空気力学的表面によって発生される揚力が制御可能である場合、通常、これらの表面から最小の抵抗が達成され、所望の負の揚力も必要なときに達成できる。

船尾の脚は、正の揚力を与えるために、より大きな空気力学的形状を有することが望ましい。向かい風や向かい波の場合、船舶のピッチング中、これらの表面は、船尾に揚力を与え、それによってピッチングを減少させ、向かい波を通っての、より大きなレベルの移動を可能にする。制御可能な空気力学的揚力表面が使用される場合、通常、これらの表面から最小の抵抗が達成され、所望の正の揚力も必要時に達成できる。

この実施形態では、前方の脚のペアが、ボール・ジョイント４３を通じて船尾の脚と結合され、前方の船殻セクションの前方部分が、波表面に追従することを可能にし、かつ前方の船殻セクションが互いにほぼ平行のままであるようには強制しないことにも注意されたい。さらなる代替形態として、両方の脚のペアは、長手方向のピボット点または湾曲部によって船室３０（ペイロード）と結合され、前方の船殻セクションの前方部分と後方部分の両方が、対応する船室３０の回転なしで波表面に追従することを可能にし、おそらく、いくらかのばね力が、船室に平均的な前方船殻セクションの方向に対応する位置を追求させる。この点において、好ましい実施形態の船室は、前方の脚を船尾の脚と接続する構造を形成せず、この構造は、図７ａの構造４９によって見られるように、好ましくは別個に設けられる。船室という単語は、単に貨物領域であっても、または遠隔または自己制御のためのナビゲーション・モジュールであってもよいように、本明細書では最も一般的な意味で使用されていることにも注意されたい。船室は構造的であるが、船室の容易な取外し、または同様のまたは異なる船室との交換を容易にするために別個の構造が設けられることが、好ましい。

長手方向と横方向のヒンジを備える可撓性の航洋船
図６から８は、１つのこのような実施形態を示しており、図９から１０は、別のこのような実施形態を示している。図６から８の実施形態では、脚４２、４４が、ばね４６、４８によって前方船殻セクションと結合されている。後方のばね４８の後端部が、ばねの端部の枢動を許すが、前後動きは許さない接続部によって前方船殻セクションと結合され、後方のばね４８の他方の端部と前方のばね４６の両端部は、船殻セクションに対して長手方向に動くように、必要に応じて、前方船殻セクションが、それぞれが水面を追従するために必要されるような互いに対して平行でない関係をとることを可能にするようにスライド組立体５０上に載っている。図９、１０の実施形態では、片持ちばね５２が使用されている。この実施形態では、ばねの端部のいかなる前後動きも、脚の弾性によって吸収される。この点において、ばねは、脚の端部に、または前方船殻セクションに固定されたおよびそれに沿って長手方向に走る剛性の長手方向部材に、またはそれらの両方に堅固に固定されてもよい。一般に、剛性部材が、膨張可能なセクションに固定されるとき、特別な組織の層が、膨張可能なボート技術分野で公知であるように、剛性部材と膨張可能なセクションの間の継ぎ目を補強するために使用されてもよいことに注意されたい。

これらの実施形態では、可撓性の航洋船は、２つの可撓性の要素、すなわち、
１． 可撓性の膨張可能な船殻
２．船殻を接続し、かつペイロードを担持する可撓性の構造
を組み込んでいる。構造の可撓性は、荷重下で曲がることができる可撓性の要素（ばね）を用いて達成される。

この接続構造の新規な要素は、ばねが、所望の方向に（航行中での船殻の上／下動き）より自然な方式で曲がることを可能にするいくつかのヒンジすなわちピボット点の追加である。船殻の横動きは、追加の水力学的抵抗を生じさせ、ペイロードで追加の動きを生じさせる。

２つのタイプのピボット点、すなわち、
１．ばねのジョイントでの船殻に対して、および構造に対して横方向、
２．構造の中央で脚のペアが接合する所での長手方向
がある。

また、図９、１０は、本発明の考えられる実施形態を示している。この場合、横方向ピボット点を備える船殻を終点とするばね５２を用いて船殻とそれぞれ接続された、五対の脚５４がある。また、脚５４の各ペアは、中央構造シャフトの周りに自由に回転してもよい。このことは、船殻が互いに対してある角度になり、それによって海面に追従することができる。

脚５４の各ペアは、横方向ピボット点によって膨張可能な船殻に取り付けられた２つの可撓性のばねシステムを備える各端部を終点とする剛性の構造から成ってもよい。剛性の脚の各ペアの構造は、長手方向シャフト上で回転するベアリングを中央に有してもよい。

これらの実施形態は、脚のペアが、船殻が海面により良く適合することを可能にするために互いに対して独立に動くことができる。この動きの自由度は、脚の可撓性の要素によって許される動きに加えられる。

図６から８の実施形態では、船室３０が、３つの点によって脚構造から懸下されている。２つの点は船尾の脚ペア上にあり、１つの点は、長手方向シャフトの最前点上にある。

このように、図６から８に示す特定の実施形態では、構造は、４本の脚４２と４４（二対）のみで作製されている。各脚は、１つまたは複数の平坦な梁で作製された板ばね（従来型のトラック板ばねと類似）によって膨張可能な船殻と接続されている。自由に曲げるために、これらのばねは、ヒンジ（横方向ピボット点）によって船殻と構造に取り付けられている。最も船尾のばねは、船殻ヒンジに長手方向に固定されているが、他のすべてのばねは、スライド手段によって長手方向に自由に動くことができる。また、この特定の実施形態では、前方の脚のペア４２は、ボール・ジョイント４３によって船尾の脚のペア４４のそばに接続されている。このことは、構造の一体性を危うくすることなく、脚構造全体に最大の自由度を与える。したがって、このピボット点とスライドから成るシステムは、船舶の構造の最大の可撓性を可能にし、船舶を、荒海での構造応力を受けにくくする。

膨張可能な構造を備える船舶のための燃料／水保管システム
船舶が、米国特許第６，８７４，４３９号の可撓性の船舶のように膨張可能な構造として作製されている船殻を有する場合、またはＲＩＢ（剛性の膨張可能なボート）でのような膨張可能な構造として作製された船殻の部分を有する場合、この実施形態に従って、ディーゼル燃料／水タンクを膨張可能な構造内に容易に組み込む機会がある。特に、本発明のこの実施形態は、構造の組織のために必要な最小な作業で、完全な、ディーゼル燃料／水タンク・システムを既存の膨張可能な構造内に組み込むための、および／またはいったん設置された後、ディーゼル燃料／水タンクまたはそのサイズを変更するための方法に関する。

このようなタンク・システムが、構造物システム内に直接構成させることができることは明白である。しかし、この方法は、一体型タンクを備える膨張可能な構造の設計と実現をかなり複雑にするという欠点を有し、船舶の航続距離要求が変化したときタンク・システムを変更することができない。また、タンクに対する修理は困難であり、膨張可能な構造に対する過度の損傷を必要とする。

ディーゼル燃料または水のための可撓性のブラダー・タンクは、多種多様な形状と容量で市販されている。本実施形態によると、このタイプのタンクは、それが設置される予定の膨張可能な構造内に適切に嵌合するように選択または製造される。充填・排出チューブが、可撓性のホースによって、膨張された構造の曲線に適合するように形成された、または曲げられたプレートと接続される。必要とされる寸法の孔が、膨張可能な構造組織内に切られ、プラスチックまたは金属製のリングまたは開いた枠が、孔の縁部を補強し、かつ可撓性のタンクに取り付けられるプレートをその中に固定することができる基礎とするために、その孔内に挿入される。ガスケットが、リングとプレートの間のジョイントが気密性であることを保証する。タンクは、空にして巻き上げて、組織内の孔を通過させ、膨張可能な構造が収縮されることによって、または特に細長いタンクの場合、組織内の孔を通ってそれを長手方向に送り出し、孔を通過するときに少なくとも各部分をつぶすことによって、取付けまたは取外しできる。

より具体的には、図１１と図１２は、取付け後の本発明の典型的な実施形態を示している。取付けのために、可撓性の燃料または水タンク５４は、符号５８によって一般に示される孔を通って膨張可能な船殻すなわちチューブ６０内に挿入され、かつチューブの底部に配置され、そこに様々な方法によって固定される。ホース組立体６２が、タンク５４を、チューブ６０内の補強された孔の底部に嵌合する装着プレート６４に接続される。このプレートとそれに対応する孔は、好ましくは楕円形であるが、装着プレートがチューブ６０内の孔５８を通過し、かつ、孔開口部を最終的に固定し補強するように、かつ気密な密封を保証するように、孔５８の内縁領域の完全に下敷きになりかつ外接するように再方向付けできるならば、他の形状が使用されてもよい。ホース組立体６２の長さは、タンク５４の形状の変化に対応するように選択される。

図１３、１４、１５は、それぞれ、装着プレート６４の、および考えられる充填・排出チューブ組立体６２の詳細を示している。先在する膨張可能な構造６０の内部にタンク５４を取り付けるための好ましい手順は、以下の通りである。
１．金属またはプラスチック製の開いた枠が、チューブが動作圧力で膨張されている間にチューブ６０の表面に糊着される。次に、１つまたは複数の補強組織のリングが、開いた枠の上部に、周囲の組織を覆って糊着される。この組立体は、膨張荷重を適切に分配させるために十分強くなければならない。好ましくは、開いた枠は楕円形の形状を有するが、類似の形状にされた周縁を有するプレートが、そうするように適切に方向付けられたときリングを通過するならば、ほぼ矩形などの他の形状が使用されてもよい。
２．次に、開口５８が、金属製の枠（ある場合では、このリングはプラスチック製であってもよいことに注意されたい）内の開口に沿ってチューブ６０内に切り込まれる。この時点で、チューブ６０は完全に収縮し、チューブの内部へアクセスできる。ここで、タンク固定点すなわちストラップ７０（図１１、１２）が、使用されるタンク５４のサイズと形状に応じて、チューブ６０内の適切な位置にセメント固定されてもよい。追加の補強材を、必要に応じてチューブの内部に配置させるか、または、好ましくは、いったんタンクが完全に取り付けられ、チューブがおそらくは少なくとも部分的に再膨張された後、チューブに外部から付加することができる。
３．ホース組立体６２と装着プレート６４がすでに接続されているタンク５４が、次に、開口を通って挿入され、チューブ６０の内部に配置される。紐またはストラップ７０が事前に配置されているタンク５４が、チューブ６０の内部表面に固定される。別法として、タンクが細長いタンクである場合、局所的につぶされて、チューブ内の開口を通して徐々に送り込まれる。紐または固定用具が、タンク容量に干渉することなく、またはチューブまたはタンクに応力を加えることなく、満杯、空、または中間のどこかにあるときに、タンクに対応し、タンクを固定するために配置される。
４．タンク５４に固定された楕円形またはその他の形状の装着プレート６４が、孔５８を通って横向きに挿入、回転させられ、かつブラインド・リベット・ナット内に羅合されたボルトによって開いた枠６６に固定される。プレートとリングの間に配置されるガスケット７２によって、良好な密封が提供される。
５．チューブが、再圧縮され、タンクが、船舶の燃料／水システムへの適切な配管と接続される。

図１４もまた、タンク内の唯一の開口と、装着プレート６４に溶接されるネックとを必要とする、タンク５４の内容物を充填し排出するためのシステムを示している。図１５をさらに参照すると、排出口７４は、充填チューブ７６に溶接されている。この排出口は、充填ネックの内側にエルボーを有する。充填ホース８０と比べて小さい直径のホース７８が、タンクの上部に到達するように、エルボーと接続され、かつ充填ホースの内部に羅合されている。

ここで説明されたホース組立体６２の利点は、（チューブ内、またはチューブ６０内の各区画内の最小の空気圧に対処するために）タンク５４の充填後、排出バルブの開放の際に、液体が、最初に排出チューブに到達し、気泡が充填チューブの上部に留まることである。このことは、燃料の溢出の危険性を最小にすることを助ける。

代替となる方法は、充填と排出のために２つの別個のコネクタを使用することである。この場合、２つのチューブが、タンクを装着プレートに接続する。この場合の装着プレートは、充填と排出のために２つの別個のポートを有する。

燃料／水を保管するこの方法の利点の１つは、膨張されたチューブの内部の空気圧が、制御弁を用いて、可撓性のタンクと船舶の標準的なタンクとの間の燃料の移動を自動的にできることである。複数のタンクが、別個の区画内の膨張された船殻内に取り付けられる場合、タンクの間での燃料の移動が、区画内の空気圧を制御することによって達成される。膨張可能な双胴船のような大型の膨張可能な船舶の場合、この燃料の移動が、燃料が使用されるときまたはペイロードが変更されるときに、船殻に沿って荷重を制御するために使用されることができる。

大型の膨張可能な船舶のためのモジュラー式圧縮システム
長さ５０フィート（約１５ｍ）を超える船舶の船殻または複数の船殻が、膨張され、繊維で補強されたエラストマーで完全にまたはほぼ完全に作製されている場合、様々な膨張された区画の圧力を独立に制御するためのシステムを有することが必要である。このための主な理由は、このような船舶が、その耐航能力に対して圧力に完全に頼っていることである。たとえば、荒天や砕波の場合、船殻をより可撓性にするために前方区画の圧力を低下させ、それによって船殻を互いに保持している構造への応力を減少させることが必要である。逆に、海が穏やかである場合、最良の水力学的性能を得るために、最大許容圧力にまで船殻を膨張させることが有利である。このような高度な加圧および減圧システムは、膨張された部分を主に安全性、安定性のために、さらには最近のＲＩＢＳ（硬式膨張船）でのように保護フェンダーとして使用する船舶にとっては、明らかに必要ない。

中央コンプレッサが船舶の各別個の区画への取入口から離れていて、接続する長い配管システムが展開するのが複雑であり、様々な構造部材の可撓性がこのような船舶の設計特性である所で船舶内の相対動きを与えられると、容易に破壊を受けるため、膨張システムがモジュラー式であることが望ましい。さらに、ポンプまたはバルブの不具合の場合、大量の空気が失われ、かつ船舶全体の一体性が失われるという危険性がある。このようなシステムを修理することは面倒であり、荒海中では不可能でさえもある。

本発明では、ポンプ／バルブ・システムのモジュール性が、配管を最低限に減少させ、損傷したモジュールの容易な交換を可能にする。このことはまた、ポンプ出力の最も効率的な使用を可能にし、かつこれがない場合ポンプと膨張された区画の間で長い距離が使用される場合に配管内で分散されるエネルギー損失を最小化することによって、ポンピング速度を最大化する。

特に、本実施形態は、船舶のそれぞれの独立な膨張可能な区画の近くに展開される、大型の膨張可能な船舶のためのモジュラー式圧力制御システムを提供する。各モジュラー・システムは、所望の最大圧力に到達することができる空気ポンプと、区画の圧力を上昇または低下させるために電気的に駆動される１つまたは２つのバルブとを備える。各区画の圧力は、モジュール内に収容された圧力センサによって監視される。各モジュールは、有線または無線の、アナログまたはデジタル手段によって動作し、船橋と通信する。全システムは、ポンプとバルブの様々な圧力とステータスを表示することもできるデジタル・コンピュータを用いて自動化される。前に説明された膨張可能な構造を備える船舶のための燃料／水保管システムとともに使用されるとき、圧力制御システムが、膨張された区画を、制御された速度で、かつ区画内の可撓性のタンクの充填によって押しのけられた区画の容積を補うために必要に応じて、および可撓性のタンクの内容物が除去されたときに区画内で所望の圧力を維持するために必要時におよび必要に応じて再膨張させるために、収縮させることができる。さらに、もちろん、温度の変化に伴う空気のかなりの膨張と収縮があり、したがって快晴の日に適切な動作圧力まで膨張された区画が、夜の同じ海象条件下での活動のために膨張低下させられ、夜の活動に対して適切な動作圧力に膨張されている場合、日中の同じ海象条件に対しては空気が過膨張されることになり、おそらく危険に過膨張される。本発明は、必要なときに区画に空気を追加するだけでなく、必要なときに区画から空気を除去する。

図１６は、２つの隣合わせの船殻組立体８２と船殻を接続する構造８４から成る、一般に米国特許第６，８７４，４３９号による双胴船タイプの膨張可能な船舶を示している。構造はまた、船室８６をその中央に保持している。この特定の実施形態のそれぞれの膨張可能な前方船殻は、６つの別個の空気区画を有する。適切な位置でのモジュールの迅速かつ確実な位置決めを許し、かつモジュールの不具合の場合に海上でのモジュールの容易な除去と交換も可能であり、ストラップなどの適切なシステムを用いて各船殻に固定された３つの圧力制御モジュール８８、９０、９２がある。本発明のこの実施形態では、各モジュールは、コンプレッサと接続ケーブルの数を減らすために、２つのチャンバと接続され、それを制御する。モジュールは、電気ラインとコンプレッサ・ラインを最小にするように、およびさらに電気ラインとコンプレッサ・ラインに対する損傷の機会を最小にするように、隣接する区画の間の仕切りの所にまたは仕切りの近くにそれぞれ配置されてもよく、圧力センサや、区画に接続されたその他の要素もそのようにできる。

最も船尾側のモジュール８８は、モーター・ポッド区画９６内に収容された電源への電源ケーブル９４と接続される。この電源はＡＣまたはＤＣであってよい。船室からの制御情報と船室への圧力情報を搬送する信号ケーブル９８が、モジュール８８と接続される。

モジュール８８から、電源ケーブル１００と信号ケーブル１０２がモジュール９０へ接続される。同一のケーブルがモジュール９０をモジュール９２と接続する。これらのケーブルが同一であるという事実は、必要な予備部品の数を減少させるという利点を有する。また、好ましくは、すべての信号と電力が、すべてのモジュールへ直接接続され、各モジュールは、そのモジュールへ指令された制御信号のみを認識するように設定されることである。このようにして、モジュールは別のモジュールの固有の動作に依存せず、したがって、モジュール８８などのモジュールの不具合が、モジュール９０、９２に影響を与えない。もちろん、接続や相互接続の代替となる形態が、必要に応じて使用されてもよい。

図１７、１８、１９は、例示的なモジュール８８、９０、９２のさらなる詳細を示している。例示的なモジュールの、図１７は側面図、図１８は平面図、図１９は第１の端面図である。

この実施形態では、コンプレッサ１０４が、膨張可能な船殻の標準的な膨張バルブを通って２つの区画（排出口Ａ、Ｂ）と接続されている。これらのバルブは、膨張のみであるように設定され、したがって２つの区画の間が差圧である場合、２つの区画が互いの中へ排出することを防止する。この実施形態では、各区画内の実際の圧力が、バルブＡとＢの空気を抜くことによって調整される。これらのバルブは、常に開いているコネクタを通って適切な区画と接続されるが、追加の手動バルブ（図示せず）を、安全のために追加してもよい。

コンプレッサとバルブは、手動または自動のスイッチを用いて船室から制御されるリレーを通じて電力供給される。各区画の圧力が、圧力センサ１０６を用いて測定され、圧力情報が、制御ケーブル９８を介して船室８６へ送信される（図１６）。圧力制御システムは、水密な包囲物の中に収容され、空気／水分セパレータ１０８が、航行中にハウジングの内部から水を排除するために包囲物の側面上に取り付けられる。図２０は、圧力制御モジュール８８、９０、９２のための例示的な配線図をより詳細に示している。水密なコネクタが、必要な電線をハウジング内に入れるために使用される。電力と信号のための別個のコネクタが、信号線のＥＭＩ干渉を回避するために使用される。電気コネクタの入力と出力は、様々なモジュールがすべて同一であり、かつそれらが「デイジー・チェーン」モードで接続できるようにして内部で配線される。コンプレッサ出力が、出力ＡとＢに接続される。収縮バルブが、コンプレッサによる取込みおよび／または空気／水セパレータを通る排出によって、ハウジングの内部へ直接空気を排出する。

このようにして、本発明のある好ましい実施形態が、限定の目的ではなく例示の目的のために本明細書で開示され、説明されてきたが、形態および詳細の様々な変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく本明細書で行われてもよいことを、当業者なら理解されよう。

本発明がその上で使用されることができる米国特許第６，８７４，４３９号による船舶の一実施形態を示す図である。 本発明がその上で使用されることができる米国特許第６，８７４，４３９号による船舶の一実施形態を示す図である。 本発明がその上で使用されることができる米国特許第６，８７４，４３９号による船舶の一実施形態を示す図である。 引込み可能な脚を備える可撓性の航洋船の実施形態を示す図である。 引込み可能な脚を備える可撓性の航洋船の実施形態を示す図である。 引込み可能な脚を備える可撓性の航洋船の実施形態を示す図である。 図２から４の可撓性の航洋船のための制御システムのブロック図である。 本発明による可撓性の船舶の剛性構造への空気力学的揚力表面の適用を示す図である。 本発明による可撓性の船舶の剛性構造への空気力学的揚力表面の適用を示す図である。 本発明による可撓性の船舶の剛性構造への空気力学的揚力表面の適用を示す図である。 片持ちばねの形態の長手方向および横方向ヒンジを備える例示的な可撓性の航洋船を示す図である。 片持ちばねの形態の長手方向および横方向ヒンジを備える例示的な可撓性の航洋船を示す図である。 膨張可能な構造を備える船舶のための例示的な燃料／水保管システムを示す図である。 膨張可能な構造を備える船舶のための例示的な燃料／水保管システムを示す図である。 膨張可能な構造を備える船舶のための例示的な燃料／水保管システムを示す図である。 膨張可能な構造を備える船舶のための例示的な燃料／水保管システムを示す図である。 膨張可能な構造を備える船舶のための例示的な燃料／水保管システムを示す図である。 大型の膨張可能な船舶のための例示的なモジュラー式圧縮システムを示す図である。 大型の膨張可能な船舶のための例示的なモジュラー式圧縮システムを示す図である。 大型の膨張可能な船舶のための例示的なモジュラー式圧縮システムを示す図である。 大型の膨張可能な船舶のための例示的なモジュラー式圧縮システムを示す図である。 大型の膨張可能な船舶のための例示的なモジュラー式圧縮システムを示す図である。

Claims (19)

1. ａ）開いた枠を膨張可能な船殻に糊着するステップと、
   ｂ）前記開いた枠によって包囲された前記膨張可能な船殻の部分を切り取るステップと、
   ｃ）可撓性の燃料タンクと装着プレートの間に結合されたホース組立体を有する、可撓性の燃料タンクを、前記開いた枠内の開口を通して前記膨張可能な船殻内へ通過させるステップと、
   ｄ）前記ホース組立体装着プレートを、前記開いた枠を通って前記膨張可能な船殻内へ通過させるステップと、
   ｅ）前記装着プレートを前記開いた枠に対して再方向付けし、かつ前記装着プレートと前記開いた枠を接続するステップと
   を含む膨張可能な船殻内に可撓性の燃料タンクを追加する方法。
2. ｂ）の後で、保持アタッチメントを前記膨張可能な船殻の内部に取り付けるステップと、ｃ）の後で、前記可撓性の燃料タンクを前記保持アタッチメントに取り付けるステップとをさらに含み、前記保持アタッチメントと前記可撓性の燃料タンクの取付けることによって、膨張されたとき、前記膨張可能な船殻のひずみなしで前記燃料タンクを充填することと空にすることを可能にする請求項１に記載の方法。
3. 前記装着プレートが、充填ポートと排出ポートを備える請求項１に記載の方法。
4. ２つの隣接する膨張可能な区画のそれぞれに対して、
   前記膨張可能な区画に空気を供給するために、前記２つの隣接する膨張可能な区画のそれぞれと結合された空気コンプレッサと、
   各膨張可能な区画内の圧力を感知するために、前記２つの隣接する膨張可能な区画のそれぞれと結合された圧力センサと、
   前記各圧力センサの出力に応答して各区画から制御可能に空気を逃がすために、前記２つの隣接する膨張可能な区画のそれぞれと結合された収縮バルブと
   を有し、前記空気コンプレッサと前記収縮バルブが、各区画内の所望の圧力の維持を可能にする圧力コントローラを備える、
   複数の別個の膨張可能な区画を有する膨張可能な船舶のためのモジュラー式圧力制御システム。
5. 各圧力コントローラから信号を受信し、かつそれに命令を供給するために、各圧力コントローラと結合された中央圧力制御ステーションを
   さらに備える複数対の別個の膨張可能な区画を有する膨張可能な船舶のための請求項４に記載のモジュラー式圧力制御システム。
6. 前記圧力コントローラが交換可能であり、それ自体へと他の圧力コントローラへの命令を区別するように設定される請求項５に記載のモジュラー式圧力制御システム。
7. 各圧力コントローラと中央圧力制御ステーションの間の前記結合が、別の圧力コントローラの不具合によって影響されることがない請求項６に記載のモジュラー式圧力制御システム。
8. 第１と第２の船殻と、
   水面上で荷重を担持するように構成されたモジュールとを備え、
   前記モジュールが、脚によって前記第１と第２の船殻と結合され、各脚が、前記モジュールの前記船殻に対する高さの調節と、前記船殻の分離の調節を可能にする、少なくとも２つの回転自在なジョイントを有する船舶。
9. 各船殻が、前方船殻セクションと後方船殻セクションを有し、前記後方船殻セクションがそれぞれ、各前方船殻セクションと柔軟に結合され、前記モジュールが前方船殻セクションと結合されている請求項８船舶。
10. 前記前方船殻セクションが膨張可能であり、かつ前記後方船殻セクションがそれぞれ、推進源を備える請求項９に記載の船舶。
11. 前記モジュールと各船殻の間に結合された脚の数が２本である請求項８に記載の船舶。
12. 前記回転自在なジョイントの角度と応答を制御するために、前記回転自在なジョイントと結合された制御システムをさらに備える請求項８に記載の船舶。
13. 第１と第２の船殻と、
    水面上で荷重を担持するように構成されたモジュールとを備え、
    前記モジュールが、脚によって前記第１と第２の船殻と結合され、各脚が、船舶が水を完全に高速で移動するときに揚力を供給するために空気力学的揚力表面を有する船舶。
14. 各船殻が、前方船殻セクションと後方船殻セクションを有し、前記後方船殻セクションがそれぞれ、各前方船殻セクションと柔軟に結合され、前記モジュールが前方船殻セクションと結合されている請求項１３船舶。
15. 前記モジュールと各船殻の間に結合された脚の数が２本であり、各船殻に対して各脚の対が、前方向と後方向に離隔されている請求項１４に記載の船舶。
16. 前記前方の脚上の前記空気力学的表面によって発生される揚力が負であり、かつ前記後方の脚上の空気力学的表面によって発生される揚力が正である請求項１５に記載の船舶。
17. 前記空気力学的表面の揚力が制御可能である請求項１４に記載の船舶。
18. 第１と第２の船殻と、
    水面上で荷重を担持するように構成されたモジュールとを備え、
    前記モジュールが脚と結合され、前記脚が前記脚に対する船殻の動きを許すばねによって前記第１と第２の船殻と結合されている船舶。
19. 各船殻が、前方船殻セクションと後方船殻セクションを有し、前記後方船殻セクションがそれぞれ、各前方船殻セクションと柔軟に結合され、前記ばねが前記前方船殻セクションと結合されている請求項１８船舶。

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