JP2618177B2 - 水中翼付双胴船 - Google Patents
水中翼付双胴船Info
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- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
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- B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
- B63B1/10—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
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- B63B39/00—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude
- B63B39/06—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water
- B63B39/061—Equipment to decrease pitch, roll, or like unwanted vessel movements; Apparatus for indicating vessel attitude to decrease vessel movements by using foils acting on ambient water by using trimflaps, i.e. flaps mounted on the rear of a boat, e.g. speed boat
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は船体を浮上させて高速航
行する水中翼付双胴船に関するものである。
行する水中翼付双胴船に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の水中翼船では、前部と後部に水中
翼を水面を貫通して設け、走行に際してこれら水中翼に
より船体を水面上に浮き上がらせて、船体の抵抗を減じ
て高速走行を可能としている。
翼を水面を貫通して設け、走行に際してこれら水中翼に
より船体を水面上に浮き上がらせて、船体の抵抗を減じ
て高速走行を可能としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の水中翼船に
よると、その航行時に、水面上に出た水中翼の部分が波
で叩かれるため、乗心地に難点がある。すなわち、耐航
性能に劣るという問題があった。また、特に横波中に生
じるロール運動により船体が安定せず、乗心地が劣ると
いう問題があった。
よると、その航行時に、水面上に出た水中翼の部分が波
で叩かれるため、乗心地に難点がある。すなわち、耐航
性能に劣るという問題があった。また、特に横波中に生
じるロール運動により船体が安定せず、乗心地が劣ると
いう問題があった。
【０００４】本発明は上記問題を解消し得る水中翼付双
胴船を提供することを目的とするものである。
胴船を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明における水中翼付双胴船は、船体底部に前部水
中翼と後部水中翼を設けた水中翼付双胴船であって、前
記各水中翼の左右端にそれぞれ独立駆動される補助翼を
取り付け、前記船体の船首に船首部から海面までの高さ
を計測する高度センサを設け、前記船体の動揺中心に船
体のロール角を検出する慣性センサまたはジャイロを設
け、前記船体に船体の速度を計測する速度計測装置を設
け、「船速一定制御」と「船首高度一定制御」の制御ポ
ジションを有する第１制御スイッチと、「ロール制御」
と「ロール及びピッチング制御オフ（中立）」と「ロー
ル及びピッチング制御」の制御ポジションを有する第２
制御スイッチを設け、前記第１，第２制御スイッチの各
制御ポジションに応じて、前記高度センサの船首高度検
出信号と慣性センサまたはジャイロのロール角検出信号
と速度計測装置の船体速度信号により、前記補助翼を駆
動し、船速一定制御、または船首高度一定制御を行い、
さらにロール制御、またはロール及びピッチング制御を
行うコントローラを設けたことを特徴とするものであ
る。
に本発明における水中翼付双胴船は、船体底部に前部水
中翼と後部水中翼を設けた水中翼付双胴船であって、前
記各水中翼の左右端にそれぞれ独立駆動される補助翼を
取り付け、前記船体の船首に船首部から海面までの高さ
を計測する高度センサを設け、前記船体の動揺中心に船
体のロール角を検出する慣性センサまたはジャイロを設
け、前記船体に船体の速度を計測する速度計測装置を設
け、「船速一定制御」と「船首高度一定制御」の制御ポ
ジションを有する第１制御スイッチと、「ロール制御」
と「ロール及びピッチング制御オフ（中立）」と「ロー
ル及びピッチング制御」の制御ポジションを有する第２
制御スイッチを設け、前記第１，第２制御スイッチの各
制御ポジションに応じて、前記高度センサの船首高度検
出信号と慣性センサまたはジャイロのロール角検出信号
と速度計測装置の船体速度信号により、前記補助翼を駆
動し、船速一定制御、または船首高度一定制御を行い、
さらにロール制御、またはロール及びピッチング制御を
行うコントローラを設けたことを特徴とするものであ
る。
【０００６】
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【作用】上記構成によると、船速一定制御、または船首
高度一定制御を行うことによって、船体は浮き上がらせ
ることなく、水中翼が水没した状態で航行され、よって
水中翼は波によって叩かれることが無くなり、これと船
体の双胴型化とが相まって、船体を非常に安定させた状
態で航行される。よってロール及びピッチング制御をオ
フとすることが可能となり、また環境に応じて、ロール
制御、またはロール及びピッチング制御を行うことによ
って、さらに船体の安定、乗り心地が改善される。
高度一定制御を行うことによって、船体は浮き上がらせ
ることなく、水中翼が水没した状態で航行され、よって
水中翼は波によって叩かれることが無くなり、これと船
体の双胴型化とが相まって、船体を非常に安定させた状
態で航行される。よってロール及びピッチング制御をオ
フとすることが可能となり、また環境に応じて、ロール
制御、またはロール及びピッチング制御を行うことによ
って、さらに船体の安定、乗り心地が改善される。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例における水中翼付双胴
船の側面図である。
明する。図１は本発明の一実施例における水中翼付双胴
船の側面図である。
【００１４】図１において、１はウォータージェット式
水中翼付双胴船の船体であり、この船体１の船底部に左
右一対の船首尾方向の脚部２が突設され、この脚部２間
に水没型の前部水中翼３と後部水中翼４を設けている。
水中翼付双胴船の船体であり、この船体１の船底部に左
右一対の船首尾方向の脚部２が突設され、この脚部２間
に水没型の前部水中翼３と後部水中翼４を設けている。
【００１５】また、図２に示すように、前部水中翼３と
後部水中翼４にはそれぞれ、左右端に独立駆動される補
助翼５，６が取り付けられ、これら補助翼５，６の駆動
手段としてそれぞれに、翼制御用油圧シリンダ７，８が
脚部２の底部に固定されている。翼制御用油圧シリンダ
７，８により補助翼５，６は回転軸（図示せず）を中心
に上下に摺動する。また補助翼油圧シリンダ７，８は、
それぞれ図３に示すサーボアンプ９により駆動され、そ
れぞれにストロークセンサが補助翼５，６の翼角センサ
10として内蔵されている。
後部水中翼４にはそれぞれ、左右端に独立駆動される補
助翼５，６が取り付けられ、これら補助翼５，６の駆動
手段としてそれぞれに、翼制御用油圧シリンダ７，８が
脚部２の底部に固定されている。翼制御用油圧シリンダ
７，８により補助翼５，６は回転軸（図示せず）を中心
に上下に摺動する。また補助翼油圧シリンダ７，８は、
それぞれ図３に示すサーボアンプ９により駆動され、そ
れぞれにストロークセンサが補助翼５，６の翼角センサ
10として内蔵されている。
【００１６】また、船体１の船首部に船首部から海面ま
での高さを計測する高度センサ11が設けられている。こ
の高度センサ11は超音波式であり、数十ｋＨｚのバース
ト信号を海面に発射し、海面からの反射波を受信する時
間を計測することで船首高度を算定している。なお、海
面からの反射波が船体姿勢によっては得られない場合も
あるためデータの保持機能を有している。
での高さを計測する高度センサ11が設けられている。こ
の高度センサ11は超音波式であり、数十ｋＨｚのバース
ト信号を海面に発射し、海面からの反射波を受信する時
間を計測することで船首高度を算定している。なお、海
面からの反射波が船体姿勢によっては得られない場合も
あるためデータの保持機能を有している。
【００１７】また、船体１の上部に、外乱影響の少ない
広域測位装置｛ＧＰＳ（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏ
ｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）装置｝12が設けられている。
このＧＰＳ装置12は、高軌道にある衛星を複数使う電波
航法援助系であって、距離および距離変化速度から船体
１の位置を決定している。
広域測位装置｛ＧＰＳ（ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏ
ｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）装置｝12が設けられている。
このＧＰＳ装置12は、高軌道にある衛星を複数使う電波
航法援助系であって、距離および距離変化速度から船体
１の位置を決定している。
【００１８】また、船体動揺中心に船体１のロール角、
ロール角速度を検知する第１の慣性センサ（もしくはジ
ャイロ）13Ａとピッチング角を検知する第２の慣性セン
サ（もしくはジャイロ）13Ｂが設けられている。これら
慣性センサ13Ａ，13Ｂは、高速旋回時には加速度による
誤差を生じるため外乱影響の少ないＧＰＳ装置12の信号
より速度、方位を取りだして加速度誤差補正を行う。
ロール角速度を検知する第１の慣性センサ（もしくはジ
ャイロ）13Ａとピッチング角を検知する第２の慣性セン
サ（もしくはジャイロ）13Ｂが設けられている。これら
慣性センサ13Ａ，13Ｂは、高速旋回時には加速度による
誤差を生じるため外乱影響の少ないＧＰＳ装置12の信号
より速度、方位を取りだして加速度誤差補正を行う。
【００１９】また、船体１に、主機関・補機のデータ計
測、警報、発電機制御、動揺制御データ計測・パラメー
タ入力、および後述する動揺制御用コントローラ14との
データ通信を行う入出力インターフェイス装置15を設け
ている。この入出力インターフェイス装置15には、動揺
制御関連の機能として、グラフィック表示、データトレ
ンド、パラメータ入力およびデータ通信機能を有してお
り、動揺制御用コントローラ14には、表示装置、パラメ
ータ入力装置およびデータ蓄積装置を装備していないた
め、図３に示すように、動揺制御用コントローラ14と入
出力インターフェイス装置15間に２本の回線16を設け、
この回線用の通信インターフェイス装置17を装備してい
る。第１回線16では制御ゲインパラメータやデジタルフ
ィルタ遮断周波数などの制御に必要なデータが、入出力
インターフェイス装置15に装備されたキーボード18の操
作により入出力インターフェイス装置15から動揺制御用
コントローラ14へ出力され、第２回線16では船首高度、
ロール角、ロール角速度などの船体姿勢データなどが、
動揺制御用コントローラ14から入出力インターフェイス
装置15へ出力され、入出力インターフェイス装置15に装
備されたＣＲＴ19にて表示およびトレンドが行われる。
ＣＲＴ19の表示画面の一例を図４に示す。また、ＧＰＳ
装置12により検出された船体１の位置データはこの入出
力インターフェイス装置15へ入力され、船体１の速度と
方位が演算され、動揺制御用コントローラ14へ出力され
る。
測、警報、発電機制御、動揺制御データ計測・パラメー
タ入力、および後述する動揺制御用コントローラ14との
データ通信を行う入出力インターフェイス装置15を設け
ている。この入出力インターフェイス装置15には、動揺
制御関連の機能として、グラフィック表示、データトレ
ンド、パラメータ入力およびデータ通信機能を有してお
り、動揺制御用コントローラ14には、表示装置、パラメ
ータ入力装置およびデータ蓄積装置を装備していないた
め、図３に示すように、動揺制御用コントローラ14と入
出力インターフェイス装置15間に２本の回線16を設け、
この回線用の通信インターフェイス装置17を装備してい
る。第１回線16では制御ゲインパラメータやデジタルフ
ィルタ遮断周波数などの制御に必要なデータが、入出力
インターフェイス装置15に装備されたキーボード18の操
作により入出力インターフェイス装置15から動揺制御用
コントローラ14へ出力され、第２回線16では船首高度、
ロール角、ロール角速度などの船体姿勢データなどが、
動揺制御用コントローラ14から入出力インターフェイス
装置15へ出力され、入出力インターフェイス装置15に装
備されたＣＲＴ19にて表示およびトレンドが行われる。
ＣＲＴ19の表示画面の一例を図４に示す。また、ＧＰＳ
装置12により検出された船体１の位置データはこの入出
力インターフェイス装置15へ入力され、船体１の速度と
方位が演算され、動揺制御用コントローラ14へ出力され
る。
【００２０】また、前記動揺制御用コントローラ14は、
補助翼５，６を独立して駆動することにより、船首高度
一定制御と、前翼の水没型水中翼３の水面上への飛び出
し防止制御（以下、速度制御と称す）と、船体１のロー
ル制御とピッチング制御を行うコントローラであり、汎
用ボードコンピュータにて構築されている。また、この
動揺制御用コントローラ14には、図３に示すように、船
首高度−速度制御スイッチ21と、ロール−ピッチング制
御スイッチ22と、船首高度手動設定用の高度設定器23を
備えたコンソール24が装備されている。船首高度−速度
制御スイッチ21には、速度制御−船首高度一定−中立−
手動の制御ポジション、ロール−ピッチング制御スイッ
チ22には、ロール−中立−（ロール＋ピッチング）の制
御ポジションがあり、これらスイッチ21，22の速度制御
と船首高度一定とロールと（ロール＋ピッチング）の自
動ポジションでは動揺制御コントローラ14の演算により
補助翼５，６をそれぞれ独立して制御し、中立ポジショ
ンでは初期設定された補助翼翼迎角に設定し、手動ポジ
ションでは高度設定器23で設定された高度設定信号を直
接サーボアンプ９に入力し、前部の補助翼５を駆動す
る。なお、各制御モード設定スイッチの制御ポジション
は組合せて使用できる。
補助翼５，６を独立して駆動することにより、船首高度
一定制御と、前翼の水没型水中翼３の水面上への飛び出
し防止制御（以下、速度制御と称す）と、船体１のロー
ル制御とピッチング制御を行うコントローラであり、汎
用ボードコンピュータにて構築されている。また、この
動揺制御用コントローラ14には、図３に示すように、船
首高度−速度制御スイッチ21と、ロール−ピッチング制
御スイッチ22と、船首高度手動設定用の高度設定器23を
備えたコンソール24が装備されている。船首高度−速度
制御スイッチ21には、速度制御−船首高度一定−中立−
手動の制御ポジション、ロール−ピッチング制御スイッ
チ22には、ロール−中立−（ロール＋ピッチング）の制
御ポジションがあり、これらスイッチ21，22の速度制御
と船首高度一定とロールと（ロール＋ピッチング）の自
動ポジションでは動揺制御コントローラ14の演算により
補助翼５，６をそれぞれ独立して制御し、中立ポジショ
ンでは初期設定された補助翼翼迎角に設定し、手動ポジ
ションでは高度設定器23で設定された高度設定信号を直
接サーボアンプ９に入力し、前部の補助翼５を駆動す
る。なお、各制御モード設定スイッチの制御ポジション
は組合せて使用できる。
【００２１】また、動揺制御用コントローラ14には、高
度センサ11と慣性センサ（もしくはジャイロ）13Ａ，13
Ｂの検出信号がローパスフィルタ25を通し、信号に含ま
れるノイズを濾過して入力され、翼角センサ10の検出信
号が入力され、入出力インターフェイス装置15より演算
された船体１の速度と方位データが入力され、コンソー
ル24のスイッチ21，22と高度設定器23の操作信号が入力
され、後述する制御則を計算した後、各補助翼５，６の
翼角に相当する駆動信号を各サーボアンプ９へ出力し、
補助翼５，６を動作させ、船体１の運動を制御してい
る。
度センサ11と慣性センサ（もしくはジャイロ）13Ａ，13
Ｂの検出信号がローパスフィルタ25を通し、信号に含ま
れるノイズを濾過して入力され、翼角センサ10の検出信
号が入力され、入出力インターフェイス装置15より演算
された船体１の速度と方位データが入力され、コンソー
ル24のスイッチ21，22と高度設定器23の操作信号が入力
され、後述する制御則を計算した後、各補助翼５，６の
翼角に相当する駆動信号を各サーボアンプ９へ出力し、
補助翼５，６を動作させ、船体１の運動を制御してい
る。
【００２２】動揺制御用コントローラ14に実行される船
首高度一定制御と、速度制御と、船体１のロール制御と
ピッチング制御について詳細に説明する。船首高度一定
制御は、船首高度−速度制御スイッチ21にて、船首高度
一定の制御ポジション選択された場合、入出力インター
フェイス装置15のキーボード18より予め設定された船首
高度目標値と入力された高度センサ11の高度データが一
致するように、前部の水中翼３の左右の補助翼５を左右
同角に駆動することによって行われる。
首高度一定制御と、速度制御と、船体１のロール制御と
ピッチング制御について詳細に説明する。船首高度一定
制御は、船首高度−速度制御スイッチ21にて、船首高度
一定の制御ポジション選択された場合、入出力インター
フェイス装置15のキーボード18より予め設定された船首
高度目標値と入力された高度センサ11の高度データが一
致するように、前部の水中翼３の左右の補助翼５を左右
同角に駆動することによって行われる。
【００２３】また速度制御は、船首高度−速度制御スイ
ッチ22にて、速度制御の制御ポジション選択された場
合、入出力インターフェイス装置15において、たとえば
ＧＰＳ装置12から出力される船体１の速度データに応じ
て、前部の水没型水中翼３が水面上へ飛び出さないよう
に、前部の水中翼３の左右の補助翼５を左右同角に駆動
することによって行われる。
ッチ22にて、速度制御の制御ポジション選択された場
合、入出力インターフェイス装置15において、たとえば
ＧＰＳ装置12から出力される船体１の速度データに応じ
て、前部の水没型水中翼３が水面上へ飛び出さないよう
に、前部の水中翼３の左右の補助翼５を左右同角に駆動
することによって行われる。
【００２４】またロール制御は、ロール−ピッチング制
御スイッチ22にてロールの制御ポジションが選択された
場合、第１の慣性センサ13Ａにより検出された船体１の
ロール角データを入出力インターフェイス装置15より入
力した船体１の速度と方位データにより補正するととも
に、入出力インターフェイス装置15のキーボード18より
予め設定されたロール角目標値と補正されたロール角が
一致するように、前翼、後翼の左右の補助翼５，６を左
右逆方向に駆動することによって行われる。このロール
制御により、船体１に船体ロール運動とは逆モーメント
を与え船体１のロール運動を抑えている。
御スイッチ22にてロールの制御ポジションが選択された
場合、第１の慣性センサ13Ａにより検出された船体１の
ロール角データを入出力インターフェイス装置15より入
力した船体１の速度と方位データにより補正するととも
に、入出力インターフェイス装置15のキーボード18より
予め設定されたロール角目標値と補正されたロール角が
一致するように、前翼、後翼の左右の補助翼５，６を左
右逆方向に駆動することによって行われる。このロール
制御により、船体１に船体ロール運動とは逆モーメント
を与え船体１のロール運動を抑えている。
【００２５】またピッチング制御は、ロール−ピッチン
グ制御スイッチ22にて（ロール＋ピッチング）の制御ポ
ジションが選択された場合、第２の慣性センサ13Ｂによ
り検出された船体１のピッチング角データを入出力イン
ターフェイス装置15より入力した船体１の速度と方位デ
ータにより補正するとともに、入出力インターフェイス
装置15のキーボード18より予め設定されたピッチング角
目標値と補正されたピッチング角が一致するように、前
翼の補助翼５を左右同角に、後翼の補助翼６を左右同角
逆方向に駆動することによって行われる。このピッチン
グ制御により、船体１に船体ピッチング運動とは逆モー
メントを与え船体１のピッチング運動を抑えている。
グ制御スイッチ22にて（ロール＋ピッチング）の制御ポ
ジションが選択された場合、第２の慣性センサ13Ｂによ
り検出された船体１のピッチング角データを入出力イン
ターフェイス装置15より入力した船体１の速度と方位デ
ータにより補正するとともに、入出力インターフェイス
装置15のキーボード18より予め設定されたピッチング角
目標値と補正されたピッチング角が一致するように、前
翼の補助翼５を左右同角に、後翼の補助翼６を左右同角
逆方向に駆動することによって行われる。このピッチン
グ制御により、船体１に船体ピッチング運動とは逆モー
メントを与え船体１のピッチング運動を抑えている。
【００２６】なお、スイッチ21，22にて共に中立の制御
ポジションが選択されている場合、初期設定された補助
翼翼迎角に水中翼３，４の左右の補助翼５，６をロック
し、また船首高度−速度制御スイッチ42にて手動の制御
ポジションが選択されている場合、高度設定器23で設定
された高度設定信号を直接前翼の左右の補助翼５のサー
ボアンプ10に入力し、前翼の左右の補助翼５を同時に駆
動する。
ポジションが選択されている場合、初期設定された補助
翼翼迎角に水中翼３，４の左右の補助翼５，６をロック
し、また船首高度−速度制御スイッチ42にて手動の制御
ポジションが選択されている場合、高度設定器23で設定
された高度設定信号を直接前翼の左右の補助翼５のサー
ボアンプ10に入力し、前翼の左右の補助翼５を同時に駆
動する。
【００２７】動揺制御コントローラ14の水中翼３，４の
補助翼５，６のブロック線図を図５〜図８に示す。図７
と図８のブロック線図に示すように、その制御則をＰＩ
Ｄ制御方式とし、船首高度一定制御においては、目標値
からのずれを如何に小さくするかという定常特性の改善
のため、ＰＩ制御を行い、ロール制御においては、船体
１がロール運動をした時、素早くもとに戻すという過渡
特性の改善のため、ＰＤ制御を行い、ピッチング制御に
おいては、船体１がピッチング運動をした時、目標値か
らのずれの定常偏差をなくし、素早くもとに戻すという
過渡特性の改善のため、ＰＩＤ制御を行っている。積分
（Ｉ）要素は定常特性の、微分（Ｄ）要素は過渡特性の
改善に役立つ。また、速度制御においては、速度の上昇
により船体１が水面から浮き上がることを防止するた
め、速度に応じた前部の補助翼24の翼角指令値をＰＩ制
御にて発生している。また、ローパスフィルタ25を介し
て入力された高度センサ11と慣性センサ13Ａ，13Ｂから
の信号は、入出力インターフェイス装置15のキーボード
18より遮断周波数を設定可能なデジタルローパスフィル
タ31を通して、さらに信号に含まれるノイズを濾過して
取り込んでいる。
補助翼５，６のブロック線図を図５〜図８に示す。図７
と図８のブロック線図に示すように、その制御則をＰＩ
Ｄ制御方式とし、船首高度一定制御においては、目標値
からのずれを如何に小さくするかという定常特性の改善
のため、ＰＩ制御を行い、ロール制御においては、船体
１がロール運動をした時、素早くもとに戻すという過渡
特性の改善のため、ＰＤ制御を行い、ピッチング制御に
おいては、船体１がピッチング運動をした時、目標値か
らのずれの定常偏差をなくし、素早くもとに戻すという
過渡特性の改善のため、ＰＩＤ制御を行っている。積分
（Ｉ）要素は定常特性の、微分（Ｄ）要素は過渡特性の
改善に役立つ。また、速度制御においては、速度の上昇
により船体１が水面から浮き上がることを防止するた
め、速度に応じた前部の補助翼24の翼角指令値をＰＩ制
御にて発生している。また、ローパスフィルタ25を介し
て入力された高度センサ11と慣性センサ13Ａ，13Ｂから
の信号は、入出力インターフェイス装置15のキーボード
18より遮断周波数を設定可能なデジタルローパスフィル
タ31を通して、さらに信号に含まれるノイズを濾過して
取り込んでいる。
【００２８】前部の水中翼３の補助翼５は、図５のブロ
ック線図に示すように、スイッチ21，22の制御ポジショ
ンにより、船首高度一定制御、速度制御、ロール制御、
ピッチング制御が選択され、また中立点（初期設定補助
翼翼迎角）にロックされ、あるいは高度設定器23で設定
された高度設定信号により直接駆動される。
ック線図に示すように、スイッチ21，22の制御ポジショ
ンにより、船首高度一定制御、速度制御、ロール制御、
ピッチング制御が選択され、また中立点（初期設定補助
翼翼迎角）にロックされ、あるいは高度設定器23で設定
された高度設定信号により直接駆動される。
【００２９】また、後部の水中翼４の補助翼６は、図６
のブロック線図に示すように、スイッチ21，22の制御ポ
ジションにより、ロール制御、ピッチング制御が選択さ
れ、または中立点（初期設定補助翼翼迎角）にロックさ
れる。
のブロック線図に示すように、スイッチ21，22の制御ポ
ジションにより、ロール制御、ピッチング制御が選択さ
れ、または中立点（初期設定補助翼翼迎角）にロックさ
れる。
【００３０】また、船首高度−速度制御スイッチ21にて
船首高度一定の制御ポジションが選択され、ロール−ピ
ッチング制御スイッチ22にてロールの制御ポジションが
選択されると、前部の水中翼３の補助翼５では、船首高
度一定制御とロール制御が複合して選択され、後部の水
中翼４の補助翼６ではロール制御が選択される。そし
て、船首高度一定制御とロール制御がともに作動して、
船首高度一定制御では、高度目標値となるように、前部
の水中翼３の左右の補助翼５が同角に駆動され、船首高
度を一定とし船体姿勢を安定させるとともに翼の飛び出
しにより翼に過大な衝撃荷重が加わることが防止され、
またロール制御では、ロール角目標値となるように、前
翼と後翼の左の補助翼５，６が同角に、前翼と後翼の右
の補助翼５，６が逆方向に同角に駆動されてロール角を
制御して船体動揺が軽減される。
船首高度一定の制御ポジションが選択され、ロール−ピ
ッチング制御スイッチ22にてロールの制御ポジションが
選択されると、前部の水中翼３の補助翼５では、船首高
度一定制御とロール制御が複合して選択され、後部の水
中翼４の補助翼６ではロール制御が選択される。そし
て、船首高度一定制御とロール制御がともに作動して、
船首高度一定制御では、高度目標値となるように、前部
の水中翼３の左右の補助翼５が同角に駆動され、船首高
度を一定とし船体姿勢を安定させるとともに翼の飛び出
しにより翼に過大な衝撃荷重が加わることが防止され、
またロール制御では、ロール角目標値となるように、前
翼と後翼の左の補助翼５，６が同角に、前翼と後翼の右
の補助翼５，６が逆方向に同角に駆動されてロール角を
制御して船体動揺が軽減される。
【００３１】次に船首高度−速度制御スイッチ21にて速
度制御の制御ポジションが選択され、ロール−ピッチン
グ制御スイッチ22にてロールの制御ポジションが選択さ
れると、前部の水中翼３の補助翼５では、速度制御とロ
ール制御が複合して選択され、後部の水中翼４の補助翼
６ではロール制御が選択される。そして、速度制御とロ
ール制御がともに作動して、速度制御では速度に応じて
前部の水中翼３の左右の補助翼５が同角に駆動され、翼
の飛び出しにより翼に過大な衝撃荷重が加わることが防
止され、またロール制御では、ロール角目標値となるよ
うに、前翼と後翼の左の補助翼５，６が同角に、前翼と
後翼の右の補助翼５，６が逆方向に同角に駆動されてロ
ール角を制御して船体動揺が軽減される。
度制御の制御ポジションが選択され、ロール−ピッチン
グ制御スイッチ22にてロールの制御ポジションが選択さ
れると、前部の水中翼３の補助翼５では、速度制御とロ
ール制御が複合して選択され、後部の水中翼４の補助翼
６ではロール制御が選択される。そして、速度制御とロ
ール制御がともに作動して、速度制御では速度に応じて
前部の水中翼３の左右の補助翼５が同角に駆動され、翼
の飛び出しにより翼に過大な衝撃荷重が加わることが防
止され、またロール制御では、ロール角目標値となるよ
うに、前翼と後翼の左の補助翼５，６が同角に、前翼と
後翼の右の補助翼５，６が逆方向に同角に駆動されてロ
ール角を制御して船体動揺が軽減される。
【００３２】次に船首高度−速度制御スイッチ21にて中
立の制御ポジションが選択され、ロール制御−ピッチン
グスイッチ22にて（ロール＋ピッチング）の制御ポジシ
ョンが選択されると、前部の水中翼３の補助翼５と後部
の水中翼４の補助翼６ではともにロール制御とピッチン
グ制御が複合して選択され、ロール制御では、ロール角
目標値となるように、前翼と後翼の左の補助翼５，６が
同角に、前翼と後翼の右の補助翼５，６が逆方向に同角
に駆動されてロール角を制御して船体動揺が軽減され、
またピッチング制御ではピッチング角目標値となるよう
に、前部の水中翼３の左右の補助翼５が同角に、後部の
水中翼４の左右の補助翼６が逆方向に同角に駆動されて
ピッチング角を制御して船体動揺が軽減される。
立の制御ポジションが選択され、ロール制御−ピッチン
グスイッチ22にて（ロール＋ピッチング）の制御ポジシ
ョンが選択されると、前部の水中翼３の補助翼５と後部
の水中翼４の補助翼６ではともにロール制御とピッチン
グ制御が複合して選択され、ロール制御では、ロール角
目標値となるように、前翼と後翼の左の補助翼５，６が
同角に、前翼と後翼の右の補助翼５，６が逆方向に同角
に駆動されてロール角を制御して船体動揺が軽減され、
またピッチング制御ではピッチング角目標値となるよう
に、前部の水中翼３の左右の補助翼５が同角に、後部の
水中翼４の左右の補助翼６が逆方向に同角に駆動されて
ピッチング角を制御して船体動揺が軽減される。
【００３３】次に、船首高度−速度制御スイッチ21にて
船首高度一定の制御ポジションが選択され、ロール−ピ
ッチング制御スイッチ22にて（ロール＋ピッチング）の
制御ポジションが選択されると、前部の水中翼３の補助
翼５では、船首高度一定制御とロール制御とピッチング
制御が複合して選択され、後部の水中翼４の補助翼６で
はロール制御とピッチング制御が複合して選択される。
そして、船首高度一定制御とロール制御とピッチング制
御が作動して、船首高度一定制御では、高度目標値とな
るように、前部の水中翼３の左右の補助翼５が同角に駆
動され、船首高度を一定とし船体姿勢を安定させるとと
もに翼の飛び出しにより翼に過大な衝撃荷重が加わるこ
とが防止され、ロール制御では、ロール角目標値となる
ように、前翼と後翼の左の補助翼５，６が同角に、前翼
と後翼の右の補助翼５，６が逆方向に同角に駆動されて
ロール角を制御して船体動揺が軽減され、またピッチン
グ制御ではピッチング角目標値となるように、前部の水
中翼３の左右の補助翼５が同角に、後部の水中翼４の左
右の補助翼６が逆方向に同角に駆動されてピッチング角
を制御して船体動揺が軽減される。
船首高度一定の制御ポジションが選択され、ロール−ピ
ッチング制御スイッチ22にて（ロール＋ピッチング）の
制御ポジションが選択されると、前部の水中翼３の補助
翼５では、船首高度一定制御とロール制御とピッチング
制御が複合して選択され、後部の水中翼４の補助翼６で
はロール制御とピッチング制御が複合して選択される。
そして、船首高度一定制御とロール制御とピッチング制
御が作動して、船首高度一定制御では、高度目標値とな
るように、前部の水中翼３の左右の補助翼５が同角に駆
動され、船首高度を一定とし船体姿勢を安定させるとと
もに翼の飛び出しにより翼に過大な衝撃荷重が加わるこ
とが防止され、ロール制御では、ロール角目標値となる
ように、前翼と後翼の左の補助翼５，６が同角に、前翼
と後翼の右の補助翼５，６が逆方向に同角に駆動されて
ロール角を制御して船体動揺が軽減され、またピッチン
グ制御ではピッチング角目標値となるように、前部の水
中翼３の左右の補助翼５が同角に、後部の水中翼４の左
右の補助翼６が逆方向に同角に駆動されてピッチング角
を制御して船体動揺が軽減される。
【００３４】このように、船首高度一定制御と、速度制
御（前部の水没型水中翼３の水面上への飛び出し防止制
御）と、船体１のロール制御とピッチング制御を行うこ
とにより、船体１を完全に水面から浮き上がらせること
なく、前部の水中翼３を水没した状態で航行させること
ができ、前部の水中翼３の部分が波によって叩かれるこ
とが無くなり、水中翼３に過大な衝撃荷重が加わること
を防止でき、船体１を非常に安定させた状態で航行させ
ることができる。またロール運動とピッチング運動を低
減でき、乗り心地を大幅に改善することができる。
御（前部の水没型水中翼３の水面上への飛び出し防止制
御）と、船体１のロール制御とピッチング制御を行うこ
とにより、船体１を完全に水面から浮き上がらせること
なく、前部の水中翼３を水没した状態で航行させること
ができ、前部の水中翼３の部分が波によって叩かれるこ
とが無くなり、水中翼３に過大な衝撃荷重が加わること
を防止でき、船体１を非常に安定させた状態で航行させ
ることができる。またロール運動とピッチング運動を低
減でき、乗り心地を大幅に改善することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、本発明の
水中翼付双胴船は、船速一定制御または船首高度一定制
御により、船体を完全に水面から浮き上がらせることな
く、水中翼が水没した状態で航行され、よって水中翼は
波によって叩かれることが無くなり、水中翼に過大な衝
撃荷重が加わることを防止でき、これと船体の双胴型化
とが相まって、船体を非常に安定させた状態で航行する
ことができ、したがって、ロール及びピッチング制御を
オフとすることが可能となり、また乗組員は環境に応じ
て、船体の安定、乗り心地の改善に必要な、ロール制
御、またはロール及びピッチング制御を、自由に選択す
るようにすることができる。
水中翼付双胴船は、船速一定制御または船首高度一定制
御により、船体を完全に水面から浮き上がらせることな
く、水中翼が水没した状態で航行され、よって水中翼は
波によって叩かれることが無くなり、水中翼に過大な衝
撃荷重が加わることを防止でき、これと船体の双胴型化
とが相まって、船体を非常に安定させた状態で航行する
ことができ、したがって、ロール及びピッチング制御を
オフとすることが可能となり、また乗組員は環境に応じ
て、船体の安定、乗り心地の改善に必要な、ロール制
御、またはロール及びピッチング制御を、自由に選択す
るようにすることができる。
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例における水中翼付双胴船の側
面図である。
面図である。
【図２】同水中翼付双胴船の制御装置の配置図である。
【図３】同水中翼付双胴船の制御構成図である。
【図４】同水中翼付双胴船の入出力インターフェイス装
置の画面表示例である。
置の画面表示例である。
【図５】同水中翼付双胴船の動揺制御用コントローラの
ブロック線図である。
ブロック線図である。
【図６】同水中翼付双胴船の動揺制御用コントローラの
ブロック線図である。
ブロック線図である。
【図７】同水中翼付双胴船の動揺制御用コントローラの
ブロック線図である。
ブロック線図である。
【図８】同水中翼付双胴船の動揺制御用コントローラの
ブロック線図である。
ブロック線図である。
１ 船体 ２ 脚部 ３ 前部水中翼 ４ 後部水中翼 ５，６ 補助翼 ７，８ 翼制御用油圧シリンダ ９ サーボアンプ 10 翼角センサ 11 高度センサ 12 広域測位装置（ＧＰＳ装置） 13 慣性センサまたはジャイロ 14 動揺制御用コントローラ 15 入出力インターフェイス装置 16 回線 17 通信インターフェイス装置 18 キーボード 19 ＣＲＴ 21 船首高度−速度制御スイッチ 22 ロール−ピッチング制御スイッチ 23 高度設定器 24 コンソール 25 ローパスフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 有紀 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−80795（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−38494（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】船体底部に前部水中翼と後部水中翼を設け
た水中翼付双胴船であって、 前記各水中翼の左右端にそれぞれ独立駆動される補助翼
を取り付け、 前記船体の船首に船首部から海面までの高さを計測する
高度センサを設け、 前記船体の動揺中心に船体のロール角を検出する慣性セ
ンサまたはジャイロを設け、前記船体に船体の速度を計測する速度計測装置を設け、 「船速一定制御」と「船首高度一定制御」の制御ポジシ
ョンを有する第１制御スイッチと、「ロール制御」と
「ロール及びピッチング制御オフ（中立）」と「ロール
及びピッチング制御」の制御ポジションを有する第２制
御スイッチを設け、 前記第１，第２制御スイッチの各制御ポジションに応じ
て、 前記高度センサの船首高度検出信号と慣性センサま
たはジャイロのロール角検出信号と速度計測装置の船体
速度信号により、前記補助翼を駆動し、船速一定制御、
または船首高度一定制御を行い、さらにロール制御、ま
たはロール及びピッチング制御を行うコントローラを設
けたことを特徴とする水中翼付双胴船。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5072624A JP2618177B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 水中翼付双胴船 |
| AU59078/94A AU666070B2 (en) | 1993-03-31 | 1994-03-25 | Twin-hull boat with hydrofoils |
| US08/218,226 US5408948A (en) | 1993-03-31 | 1994-03-25 | Twin-hull boat with hydrofoils and control system |
| NO941133A NO305692B1 (no) | 1993-03-31 | 1994-03-28 | DobbeltskrogbÕt med nedsenkede hydrofoiler |
| KR1019940006558A KR0180576B1 (ko) | 1993-03-31 | 1994-03-30 | 수중익이 장착된 쌍동선 |
| MYPI94000760A MY110007A (en) | 1993-03-31 | 1994-03-30 | Twin-hull boat with dydrofoils |
| EP94850050A EP0618131B1 (en) | 1993-03-31 | 1994-03-30 | Twin-hull boat with hydrofoils |
| HK98114144A HK1013052A1 (en) | 1993-03-31 | 1998-12-21 | Twin-hull boat with hydrofoils |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5072624A JP2618177B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 水中翼付双胴船 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06286687A JPH06286687A (ja) | 1994-10-11 |
| JP2618177B2 true JP2618177B2 (ja) | 1997-06-11 |
Family
ID=13494735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5072624A Expired - Lifetime JP2618177B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 水中翼付双胴船 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2618177B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112309172B (zh) * | 2020-10-27 | 2022-12-02 | 四川摩比斯智能物联科技有限公司 | 一种监测并平衡水翼船运行状态的方法及装置 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP5072624A patent/JP2618177B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06286687A (ja) | 1994-10-11 |
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