JP3465160B2 - Rudder - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は舵にかかるもので、
とくにその断面形状（水平断面形状）に特徴がある舵に
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の舵について図１２ないし図１４に
もとづき概説する。図１２は、一般的な船舶１の尾部の
概略側面図であって、船舶１は、船体２と、プロペラ３
と、舵４と、を有する。 【０００３】舵４は、プロペラ３の後方部において船体
２に取り付けた舵軸５と、船体２の方向に沿った舵本体
６と、を有する。舵本体６は、船体２に固定的に取り付
けたラダーホーン７と、舵軸５のまわりに旋回可能な可
動舵本体８と、を有する。 【０００４】図１３は、舵本体６の可動舵本体８部分の
水平断面図であって、舵本体６の水平断面形状は、たと
えば流線形６Ａである。なお、図１２の仮想線に沿った
ラダーホーン７および可動舵本体８部分の水平断面形状
も図１３の仮想線に示すように、流線形６Ａとしてあ
る。 【０００５】こうした構成の舵４において、その舵本体
６が、図１３に示す断面図のような流線形６Ａである
と、舵４単独で（すなわちプロペラ３なしで）直進する
場合には抵抗が小さいが、実際の船舶１においては、舵
４は必ずプロペラ３の後流中にあるので、この場合の操
縦力まで考慮すると、流線形６Ａは必ずしも最適ではな
いという問題がある。すなわち流線形６Ａでは、船舶１
の直進時に流れの抵抗は少ないが、船舶１の操舵時には
流れの抵抗よりその操縦力が重要となり、流線形６Ａで
は操縦性が劣るという問題がある。操縦性には、保針性
および旋回性があるが、それぞれ相反する特性である。
保針性は、直進中において波などにより一時的に針路が
変化しても原針路に復元することができる特性である。
旋回性は、船体長に対する旋回径で表され、これが小さ
いほど良好な旋回性といえる。流線形６Ａでは、保針性
および旋回性ともに劣るという問題がある。また、操縦
力（舵直圧力）ないし舵力は、舵４に働く揚力に左右さ
れ、舵の投影面積に比例するものであって、舵に作用す
る横方向の力が大きいと操縦しやすいと言える。舵を大
きく長くすれば、操縦力を大きくすることができるが、
舵４の操縦機構および船舶１全体の小型化から考えれ
ば、舵の大きさは小さいほどよい。したがって、操縦性
および操縦力を十分に確保するために、流線形６Ａの大
きさを大きくすることには限度がある。 【０００６】図１４は、舵本体６がフィッシュテイル形
６Ｂの場合の水平断面図であって、このフィッシュテイ
ル形６Ｂの場合には後縁が広がったもので、流線形６Ａ
に比較して操縦性ないし操縦力を高めることができる
が、直進時における舵４への抵抗が大きく、速力性能を
大きく損なうという問題がある。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、流体力学的に最適化
し、最小の舵面積で、十分な操縦性ないし操縦力を得る
ことができる舵を提供することを課題とする。 【０００８】また本発明は、舵性能の損なうことなく、
舵抵抗を減少させることができる舵を提供することを課
題とする。 【０００９】また本発明は、十分な揚力を発生させるこ
とができ、舵面積を減少させることができる舵を提供す
ることを課題とする。 【００１０】また本発明は、舵抵抗を減少させて船速を
増加させることができる舵を提供することを課題とす
る。 【００１１】また本発明は、舵面積を減少させて操縦機
構の小型化を図り、舵本体および船体長さの縮小が可能
な舵を提供することを課題とする。 【００１２】 【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、舵が
プロペラ後流の加速流中にあることを考慮し、舵本体の
水平断面形状を、流線形状に比較して頭部をより丸く、
尾部をより細くすることに着目したもので、プロペラの
後方側において舵軸に取り付ける舵本体を有する舵であ
って、上記プロペラ側からの、前縁端から後縁端までの
上記舵本体の水平断面における中心線の全長をＣとし、
上記舵本体の上記水平断面における上記中心線上の上記
前縁端からの長さをＸとし、この長さＸの上記全長Ｃに
対する割合をＸ／Ｃとするとともに、上記舵本体の上記
水平断面における最大厚さをＴmaxとし、この最大厚さ
Ｔmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝５％の部位での上記水平断面
における厚さＴ5%の割合をＴ5%／Ｔmaxとし、Ｔ5%／Ｔm
axの１／２をＹ5%とし、上記最大厚さＴmaxに対する、
Ｘ／Ｃ＝１０％の部位での上記水平断面における厚さＴ
10%の割合をＴ10%／Ｔmaxとし、Ｔ10%／Ｔmaxの１／２
をＹ10%とし、上記最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝８
０％の部位での上記水平断面における厚さＴ80%の割合
をＴ80%／Ｔmaxとし、Ｔ80%／Ｔmaxの１／２をＹ80%と
し、上記最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝９０％の部
位での上記水平断面における厚さＴ90%の割合をＴ90%／
Ｔmaxとし、Ｔ90%／Ｔmaxの１／２をＹ90%としたとき
に、０．２５≦Ｙ5%≦０．３３、０．３５≦Ｙ10%≦
０．４３、０．１１≦Ｙ80%≦０．１７、０．０３≦Ｙ9
0%≦０．０８、とすることを特徴とする舵である。 【００１３】上記最大厚さＴmaxに対する、上記長さＸ
の上記全長Ｃに対する割合Ｘ／Ｃの部位での上記舵本体
の上記水平断面における厚さＴの割合をＴ／Ｔmaxと
し、Ｔ／Ｔmaxの１／２をＹとしたときに、Ｘ／Ｃに対
するＹの値を図３に示す図表のようにすることができ
る。 【００１４】上記舵は、小型船はもちろん、大型船ない
し肥大船など任意の種類の船舶に採用可能である。 【００１５】本発明による舵においては、舵本体の水平
断面形状を、流線形状における頭部をより丸く、尾部を
より細くするような舵断面形状としたので、舵抵抗を増
加させることなく、逆に減少させるとともに、操縦性な
いし操縦力を大きくすることができる。したがって、同
等の操縦特性を得るために舵本体を小型化することが可
能であり、舵を操縦するための操縦機構の小型化はもち
ろん、船体長さ自体もこれを縮小することができ、波及
効果は絶大である。 【００１６】 【発明の実施の形態】つぎに本発明の実施の形態による
舵１０を図１ないし図１１にもとづき説明する。ただ
し、図１２ないし図１４と同様の部分には同一符号を付
し、その詳述はこれを省略する。図１は、舵１０の舵本
体１１の水平断面図、図２は、同、舵本体１１のラダー
ホーン１２および可動舵本体１３部分の水平断面図であ
って、舵本体１１の水平断面形状を、流線形状における
頭部をより丸く、尾部をより細くしてある。 【００１７】この具体的な水平断面形状について、以下
説明する。前記プロペラ３側からの、前縁端１１Ａから
後縁端１１Ｂまでの舵本体１１の水平断面における中心
線の全長をＣとする。舵本体１１の水平断面における中
心線上の前縁端１１Ａからの長さをＸとする。この長さ
Ｘの全長Ｃに対する割合をＸ／Ｃとする。舵本体１１の
水平断面における最大厚さをＴmaxとする。この最大厚
さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝５％の部位での水平断面に
おける厚さＴ5%の割合をＴ5%／Ｔmaxとし、Ｔ5%／Ｔmax
の１／２をＹ5%とする。最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／
Ｃ＝１０％の部位での水平断面における厚さＴ10%の割
合をＴ10%／Ｔmaxとし、Ｔ10%／Ｔmaxの１／２をＹ10%
とする。最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝８０％の部
位での水平断面における厚さＴ80%の割合をＴ80%／Ｔma
xとし、Ｔ80%／Ｔmaxの１／２をＹ80%とする。最大厚さ
Ｔmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝９０％の部位での水平断面に
おける厚さＴ90%の割合をＴ90%／Ｔmaxとし、Ｔ90%／Ｔ
maxの１／２をＹ90%とする。このとき、 ０．２５≦Ｙ5%≦０．３３、 ０．３５≦Ｙ10%≦０．４３、 ０．１１≦Ｙ80%≦０．１７、 ０．０３≦Ｙ90%≦０．０８、 であることが望ましい。なお、舵本体１１の最大厚さＴ
max付近に前記舵軸５を配置する。 【００１８】舵本体１１の水平断面のより具体的な形状
は、上述の各定義と同様に、最大厚さＴmaxに対する、
長さＸの全長Ｃに対する割合Ｘ／Ｃの部位での舵本体１
１の水平断面における厚さＴの割合をＴ／Ｔmaxとし、
Ｔ／Ｔmaxの１／２をＹとしたときに、Ｘ／Ｃに対する
Ｙの値を図３に示す図表のようにする。ただし、図表中
の数値としては、±５％の許容範囲がある。 【００１９】図３ないし上述のＹの数値の範囲について
は、図１の可動舵本体１３について適用するとともに、
図２に示したラダーホーン１２および可動舵本体１３の
組み合わせとなる場合についてもこれを適用する。 【００２０】図４は、従来の流線形６Ａ（図１３）にお
ける、同様なＸ／Ｃに対するＹに関する数値の図表であ
る。 【００２１】図５は、図３（本発明）および図４（従
来、図１３）の図表をグラフに表した断面形状図であっ
て、実線が本発明による舵本体１１の場合を表してお
り、点線は従来の流線形６Ａの場合を表す。図示のよう
に、従来の流線形６Ａの水平断面形状に比較して、本発
明による舵本体１１の水平断面形状は、その頭部がより
丸く、その尾部がより細くなっているとともに舵面積が
少ない。なお両者とも、その最大厚さＴmax部分は、Ｘ
／Ｃ＝３５％の部分である。 【００２２】こうした構成の舵１０ないし舵本体１１に
おいて、図６は、船舶１が直進する場合のプロペラ３お
よび舵本体１１の相対関係を示す横断面図であって、プ
ロペラ３の回転により舵本体１１には迎え角を持った流
れが入る。ただし、図示の状態は、プロペラ３の回転に
ともなうその軸心の上側からのやや下向き（左下がり矢
印参照）の流れの場合を示している（なお、プロペラ３
の軸心の下側からはやや上向き、すなわち左上がりの流
れとなる）。このような流れの中で、舵本体１１はその
前縁端１１Ａの膨らみが大きいため、またプロペラ３の
後流が加速流であるため、流れが舵本体１１の表面から
剥離することなく、揚力Ｌが大きいとともに、図６中一
部を拡大して示しているように全体合成力としての揚力
Ｌの前進方向の成分Ｆ（前縁推力）が発生し、その分だ
け舵抵抗を減少させることになる。 【００２３】図７は、船舶１に対して舵１０（舵本体１
１）を操舵する場合の、プロペラ３および舵本体１１の
相対関係を示す横断面図であって、プロペラ３方向から
の加速流により、揚力Ｌが発生する。この揚力Ｌが船舶
１を旋回させる作用力となる。 【００２４】図８は、プロペラ後流に舵１０を配置した
場合の迎え角α（図７を参照）に対する揚力係数ＣLの
関係を示すグラフであって、実線は本発明による舵１０
の場合を示し、点線は従来の流線形６Ａ（図１３）の場
合を示している。図示のように、揚力係数ＣLが本発明
による舵１０では流線形６Ａに比較して約１０％ほど大
きく、舵力を増強することができる。 【００２５】図９は、船速あるいはレイノルズ数に対す
る、揚力係数ＣLと迎え角αとの比（迎え角αが１５度
のときを代表数値としている）および抵抗係数ＣDの関
係（迎え角αが０度のとき）を示すグラフであって、実
線は本発明による舵１０の場合を示し、点線は従来の流
線形６Ａ（図１３）の場合を示している。レイノルズ数
はその数値が大きいほど船体のサイズが大きいものに対
応するが、図示のように、レイノルズ数が１０⁶をこえ
てから本発明による舵１０および従来の流線形６Ａは、
それぞれの揚力係数ＣLがほぼ同様な傾向（迎え角に対
する勾配）で増加する。また、両者ともに同様に抵抗係
数ＣDが低下する。なお、本発明による舵１０および従
来の流線形６Ａは、乱流域が広がるほどその差異が大き
くなる。 【００２６】図８および図９の実験結果が示すように、
本発明による舵本体１１は操縦力に優れていることがわ
かる。 【００２７】図１０は、従来の流線形６Ａ（図１３）に
ついて、船舶１のいわゆるＺ試験の結果を示すグラフで
ある。Ｚ試験とは、船舶１に対して舵１０をまずプラス
１０度方向に転舵させ、船舶１の進行方向が同じ１０度
だけ偏針したところで、舵１０を反対側、つまりマイナ
ス１０度方向に転舵したときに、船舶１が同じマイナス
１０度に偏針するまでの船舶１の進行方向角度を計測す
る試験である。図１１は、本発明の舵本体１１について
同様なＺ試験の結果を示すグラフである。図１０および
図１１に示すように、従来の流線形６Ａの場合には、オ
ーバーシュートアングルが大きいとともに、船舶１の進
行方向がプラス１０度からマイナス１０度まで振れる時
間が比較的長い一方、本発明の舵本体１１の場合にはオ
ーバーシュートアングルが小さくなっているとともに、
プラス１０度からマイナス１０度まで振れる時間が比較
的短い。オーバーシュートアングルは、とくに大型船な
いし肥大船にとっては、より小さいことが望ましい。す
なわち、本発明による舵本体１１により船舶１の旋回性
能が向上していることがわかる。 【００２８】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、舵本体の
水平断面形状を、流線形状における頭部をより丸く、尾
部をより細くするようにしたので、直進時には抵抗が小
さくて推進用として都合のよい形状であるとともに、操
舵時には揚力が大きくて操縦に都合のよいもので、操縦
力を増強し、抵抗を減らし、舵本体の小型化を実現して
船舶全体のコスト削減に寄与することができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a rudder,
In particular, the present invention relates to a rudder characterized by its sectional shape (horizontal sectional shape). 2. Description of the Related Art A conventional rudder will be outlined with reference to FIGS. FIG. 12 is a schematic side view of a tail portion of a general ship 1, wherein the ship 1 includes a hull 2 and a propeller 3.
And a rudder 4. The rudder 4 has a rudder shaft 5 attached to the hull 2 at the rear of the propeller 3, and a rudder main body 6 along the direction of the hull 2. The rudder main body 6 has a rudder horn 7 fixedly attached to the hull 2, and a movable rudder main body 8 rotatable around the rudder shaft 5. FIG. 13 is a horizontal sectional view of the movable rudder main body 8 of the rudder main body 6. The horizontal cross sectional shape of the rudder main body 6 is, for example, a streamline 6A. The horizontal cross-sectional shape of the rudder horn 7 and the movable rudder main body 8 along the imaginary line in FIG. 12 is also a streamline 6A as shown in the imaginary line in FIG. In the rudder 4 having such a configuration, if the rudder body 6 has a streamlined shape 6A as shown in the sectional view of FIG. 13, when the rudder 4 travels straight (that is, without the propeller 3), the resistance is reduced. Although small, in the actual ship 1, the rudder 4 is always in the wake of the propeller 3, and there is a problem that the streamline 6A is not always optimal when the steering force in this case is considered. That is, in streamline 6A, ship 1
However, when the boat 1 is steered, the steering force is more important than the flow resistance, and the streamline 6A has a problem that the steering performance is inferior. The maneuverability has a needle keeping property and a turning property, but these are mutually contradictory properties.
The needle keeping property is a characteristic that can restore the original course even if the course temporarily changes due to waves or the like while traveling straight.
The turning property is represented by the turning diameter with respect to the hull length, and the smaller this value is, the better the turning property is. The streamline 6A has a problem that both the needle keeping property and the turning property are inferior. Further, the steering force (the rudder direct pressure) or the rudder force depends on the lift acting on the rudder 4 and is proportional to the projected area of the rudder. If the lateral force acting on the rudder is large, it is easy to steer. I can say. If you make the rudder much longer, you can increase the steering power,
Considering the steering mechanism of the rudder 4 and downsizing of the whole vessel 1, the smaller the rudder, the better. Therefore, there is a limit to increasing the size of the streamline 6A in order to ensure sufficient maneuverability and maneuvering force. FIG. 14 is a horizontal sectional view when the rudder main body 6 is a fishtail type 6B. In the case of the fishtail type 6B, the trailing edge is widened, and the streamline 6A is formed.
However, there is a problem that the resistance to the rudder 4 during straight traveling is large and the speed performance is greatly impaired. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has an advantage of optimizing hydrodynamically and obtaining sufficient maneuverability or maneuvering force with a minimum rudder area. It is an object to provide a rudder that can perform the rudder. [0008] Further, the present invention can be used without impairing rudder performance.
It is an object to provide a rudder capable of reducing rudder resistance. Another object of the present invention is to provide a rudder that can generate a sufficient lift and reduce the rudder area. It is another object of the present invention to provide a rudder capable of increasing a boat speed by reducing a rudder resistance. Another object of the present invention is to provide a rudder capable of reducing the steering area by reducing the rudder area and reducing the rudder main body and the hull length. That is, the present invention considers that the rudder is in the accelerating flow behind the propeller, and compares the horizontal cross-sectional shape of the rudder main body with the streamlined shape, More round,
A rudder having a rudder main body attached to a rudder shaft on the rear side of the propeller, wherein the rudder has a narrower tail portion, and the rudder main body is horizontally moved from a front edge to a rear edge from the propeller side. Let C be the total length of the center line in the cross section,
The length of the rudder main body from the front edge on the center line in the horizontal section is X, the ratio of the length X to the total length C is X / C, and the rudder main body in the horizontal cross section is The maximum thickness is defined as Tmax, and the ratio of the thickness T5% in the horizontal section at the position of X / C = 5% to the maximum thickness Tmax is defined as T5% / Tmax, and T5% / Tm.
1/2 of ax is Y5%, and the maximum thickness Tmax is
X / C = Thickness T at the horizontal cross section at a position of 10%
The ratio of 10% is defined as T10% / Tmax, and 1/2 of T10% / Tmax.
Is set to Y10%, and X / C = 8 with respect to the maximum thickness Tmax.
The ratio of the thickness T80% in the horizontal section at the 0% site is T80% / Tmax, 1/2 of T80% / Tmax is Y80%, and X / C = 90% of the maximum thickness Tmax. The ratio of the thickness T90% in the horizontal section at the site is T90% /
When Tmax is set and 1/2 of T90% / Tmax is set to Y90%, 0.25 ≦ Y5% ≦ 0.33, 0.35 ≦ Y10% ≦
0.43, 0.11 ≦ Y80% ≦ 0.17, 0.03 ≦ Y9
The rudder is characterized in that 0% ≦ 0.08. [0013] The length X with respect to the maximum thickness Tmax
When the ratio of the thickness T of the rudder body in the horizontal cross section at the site of the ratio X / C to the total length C is T / Tmax, and 1/2 of T / Tmax is Y, the ratio to X / C The value of Y can be as shown in the chart shown in FIG. The rudder can be used not only for small boats but also for any kind of boats such as large boats or enlarged boats. In the rudder according to the present invention, the horizontal cross-sectional shape of the rudder main body is made such that the head in the streamline shape is rounder and the tail is thinner, so that the rudder resistance is not increased. Conversely, the maneuverability or the maneuvering force can be increased while decreasing the force. Therefore, it is possible to reduce the size of the rudder body in order to obtain the same steering characteristics, and it is possible not only to reduce the size of the steering mechanism for steering the rudder, but also to reduce the length of the hull itself. The effect is enormous. Next, a rudder 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. However, the same parts as those in FIGS. 12 to 14 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 1 is a horizontal sectional view of a rudder main body 11 of a rudder 10, and FIG. 2 is a horizontal sectional view of a rudder horn 12 and a movable rudder main body 13 of the rudder main body 11. The streamlined head is more rounded and the tail is thinner. The specific horizontal cross section will be described below. Let C be the total length of the center line in the horizontal section of the rudder main body 11 from the front edge 11A to the rear edge 11B from the propeller 3 side. Let X be the length from the front edge 11A on the center line in the horizontal section of the rudder body 11. The ratio of the length X to the total length C is defined as X / C. The maximum thickness of the rudder body 11 in the horizontal section is defined as Tmax. The ratio of the thickness T5% in the horizontal section at the portion where X / C = 5% to this maximum thickness Tmax is defined as T5% / Tmax, and T5% / Tmax.
Is set to Y5%. X / for the maximum thickness Tmax
The ratio of the thickness T10% in the horizontal cross section at the portion where C = 10% is T10% / Tmax, and 1/2 of T10% / Tmax is Y10%.
And The ratio of the thickness T80% in the horizontal section at the portion where X / C = 80% to the maximum thickness Tmax is expressed as T80% / Tma.
Let x be 1/2 of T80% / Tmax be Y80%. The ratio of the thickness T90% in the horizontal section at the portion where X / C = 90% to the maximum thickness Tmax is defined as T90% / Tmax, and T90% / Tmax.
1/2 of max is set to Y90%. At this time, 0.25 ≦ Y5% ≦ 0.33, 0.35 ≦ Y10% ≦ 0.43, 0.11 ≦ Y80% ≦ 0.17, 0.03 ≦ Y90% ≦ 0.08 Is desirable. The maximum thickness T of the rudder body 11
The rudder shaft 5 is arranged near max. The more specific shape of the horizontal cross section of the rudder main body 11 is the same as the above definition, with respect to the maximum thickness Tmax.
Rudder main body 1 at a site where the ratio of length X to total length C is X / C
1, the ratio of the thickness T in the horizontal section is defined as T / Tmax,
When 1/2 of T / Tmax is Y, the value of Y with respect to X / C is as shown in the table of FIG. However, there is a tolerance of ± 5% for the numerical values in the charts. The range of the numerical values of Y shown in FIGS. 3 to 3 is applied to the movable rudder body 13 shown in FIG.
This also applies to the case where the rudder horn 12 and the movable rudder main body 13 shown in FIG. 2 are combined. FIG. 4 is a table of numerical values relating to Y with respect to the same X / C in the conventional streamline 6A (FIG. 13). FIG. 5 is a cross-sectional view showing the graphs of FIG. 3 (the present invention) and FIG. 4 (conventionally, FIG. 13) in a graph, and a solid line shows the case of the rudder main body 11 according to the present invention. , The dotted line represents the case of the conventional streamline 6A. As shown, the horizontal cross-sectional shape of the rudder main body 11 according to the present invention has a rounder head, a thinner tail, and a smaller rudder area than the horizontal cross-sectional shape of the conventional streamline 6A. Few. In both cases, the maximum thickness Tmax portion is X
/ C = 35%. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the relative relationship between the propeller 3 and the rudder main body 11 when the boat 1 goes straight ahead. 11 has a flow with an angle of attack. However, the illustrated state shows a case where the flow is slightly downward (see an arrow pointing down to the left) from above the axis of the propeller 3 due to the rotation of the propeller 3 (see the propeller 3).
From the lower side of the center of the axis, that is, flows upward to the left). In such a flow, the rudder main body 11 has a large bulge at its front edge 11A, and the wake behind the propeller 3 is an accelerating flow. When L is large, a forward-direction component F (leading-edge thrust) of the lift L as a total synthetic force is generated as shown in a partially enlarged view in FIG. 6, and the steering resistance is reduced accordingly. become. FIG. 7 shows a rudder 10 (rudder main body 1)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a relative relationship between the propeller 3 and the rudder main body 11 when steering 1), wherein a lift L is generated by an acceleration flow from the propeller 3 direction. This lift L is the acting force for turning the boat 1. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the angle of attack α (see FIG. 7) and the lift coefficient CL when the rudder 10 is arranged downstream of the propeller.
, And the dotted line shows the case of the conventional streamline 6A (FIG. 13). As shown, the lift coefficient CL of the rudder 10 according to the present invention is about 10% larger than that of the streamline 6A, and the rudder force can be increased. FIG. 9 shows the relationship between the lift coefficient CL and the angle of attack α with respect to the ship speed or Reynolds number (when the angle of attack α is 15 degrees as a representative value) and the resistance coefficient CD (when the angle of attack α is large). (At 0 degrees), the solid line shows the case of the rudder 10 according to the present invention, and the dotted line shows the case of the conventional streamline 6A (FIG. 13). Although Reynolds number corresponds to that size of the hull as the number is larger is large, as shown, the rudder 10 and a conventional streamline 6A according to the invention Reynolds number is from more than 10 ^6,
Each lift coefficient CL increases with a similar tendency (gradient with respect to the angle of attack). In both cases, similarly, the resistance coefficient CD decreases. Note that the difference between the rudder 10 according to the present invention and the conventional streamline 6A increases as the turbulence region widens. As shown by the experimental results of FIGS. 8 and 9,
It can be seen that the rudder body 11 according to the present invention is excellent in steering force. FIG. 10 is a graph showing the results of a so-called Z test of the ship 1 for the conventional streamline 6A (FIG. 13). In the Z test, the rudder 10 is first turned in the plus 10 degree direction with respect to the boat 1, and when the traveling direction of the boat 1 is deflected by the same 10 degrees, the rudder 10 is turned to the opposite side, that is, in the minus 10 degree direction. This is a test for measuring the traveling direction angle of the boat 1 until the boat 1 deviates to the same minus 10 degrees when turning. FIG. 11 is a graph showing the results of a similar Z test for the rudder body 11 of the present invention. As shown in FIGS. 10 and 11, in the case of the conventional streamline 6A, the overshoot angle is large, and the traveling time of the ship 1 from +10 degrees to −10 degrees is relatively long. In the case of the rudder body 11 of the invention, the overshoot angle is small,
The swing time from plus 10 degrees to minus 10 degrees is relatively short. It is desirable that the overshoot angle be smaller, especially for large or large vessels. That is, it is understood that the turning performance of the boat 1 is improved by the rudder body 11 according to the present invention. As described above, according to the present invention, the horizontal cross-sectional shape of the rudder body is such that the head in the streamline shape is made rounder and the tail portion is made thinner, so that the resistance is reduced when going straight. It is a small and convenient shape for propulsion, and it has a large lift at the time of steering and is convenient for maneuvering. It can contribute to reduction.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態による舵１０の舵本体１１
の水平断面図である。 【図２】同、舵本体１１のラダーホーン１２および可動
舵本体１３部分の水平断面図である。 【図３】同、Ｘ／Ｃに対するＴ／ＴmaxおよびＹの値を
示す図表である。 【図４】従来の流線形６Ａ（図１３）における、Ｘ／Ｃ
に対するＴ／ＴmaxおよびＹの値を示す図表である。 【図５】図３（本発明）および図４（従来、図１３）の
図表をグラフに表した断面形状図である。 【図６】本発明の舵１０ないし舵本体１１において、船
舶１が直進する場合のプロペラ３および舵本体１１の相
対関係を示す横断面図である。 【図７】同、船舶１に対して舵１０（舵本体１１）を操
舵する場合の、プロペラ３および舵本体１１の相対関係
を示す横断面図である。 【図８】プロペラ後流に舵１０を配置した場合の迎え角
αに対する揚力係数ＣLの関係を示すグラフである。 【図９】船速あるいはレイノルズ数に対する、揚力係数
ＣLと迎え角αとの比および抵抗係数ＣDの関係を示すグ
ラフである。 【図１０】従来の流線形６Ａ（図１３）について、船舶
１のＺ試験の結果を示すグラフである。 【図１１】本発明の舵本体１１についてＺ試験の結果を
示すグラフである。 【図１２】一般的な船舶１の尾部の概略側面図である。 【図１３】同、舵本体６の可動舵本体８部分（流線形６
Ａ）の水平断面図である。 【図１４】同、舵本体６がフィッシュテイル形６Ｂの場
合の水平断面図である。 【符号の説明】 １ 船舶（図１２） ２ 船体 ３ プロペラ ４ 舵（図１２） ５ 舵軸 ６ 舵４の舵本体 ６Ａ 流線形の舵本体（図１３） ６Ｂ フィッシュテイル形の舵本体（図１４） ７ 舵本体６のラダーホーン ８ 舵本体６の可動舵本体 １０ 舵（実施の形態、図１、図２、図５） １１ 舵１０の舵本体 １１Ａ 舵本体１１の前縁端 １１Ｂ 舵本体１１の後縁端 １２ 舵本体１１のラダーホーン １３ 舵本体１１の可動舵本体 Ｃ プロペラ３側からの、前縁端１１Ａから後縁端１
１Ｂまでの舵本体１１の水平断面における中心線の全長 Ｘ 舵本体１１の水平断面における中心線上の前縁端
１１Ａからの長さ Ｔmax 舵本体１１の水平断面における最大厚さ Ｔ 長さＸの全長Ｃに対する割合Ｘ／Ｃの部位での舵
本体１１の水平断面における厚さ Ｙ Ｔ／Ｔmaxの１／２ Ｌ 揚力 Ｆ 揚力Ｌの前進方向の成分（前縁推力）BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a rudder body 11 of a rudder 10 according to an embodiment of the present invention.
FIG. FIG. 2 is a horizontal sectional view of a rudder horn 12 and a movable rudder main body 13 of the rudder main body 11; FIG. 3 is a table showing values of T / Tmax and Y with respect to X / C. FIG. 4 shows X / C in conventional streamline 6A (FIG. 13).
4 is a table showing values of T / Tmax and Y with respect to. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the graphs of FIG. 3 (the present invention) and FIG. 4 (conventionally, FIG. 13) in a graph. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a relative relationship between the propeller 3 and the rudder main body 11 when the boat 1 goes straight ahead in the rudder 10 to the rudder main body 11 of the present invention. FIG. 7 is a transverse sectional view showing the relative relationship between the propeller 3 and the rudder main body 11 when the rudder 10 (the rudder main body 11) is steered with respect to the boat 1. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the angle of attack α and the lift coefficient CL when the rudder 10 is arranged downstream of the propeller. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the ratio between the lift coefficient CL and the angle of attack α and the resistance coefficient CD with respect to the ship speed or the Reynolds number. FIG. 10 is a graph showing the results of a Z test of the ship 1 with respect to the conventional streamline 6A (FIG. 13). FIG. 11 is a graph showing the results of a Z test on the rudder main body 11 of the present invention. FIG. 12 is a schematic side view of a tail portion of a general marine vessel 1. FIG. 13 shows a movable rudder main body 8 of the rudder main body 6 (streamline 6).
It is a horizontal sectional view of A). FIG. 14 is a horizontal sectional view when the rudder main body 6 is a fishtail type 6B. [Description of Signs] 1 Ship (FIG. 12) 2 Hull 3 Propeller 4 Rudder (FIG. 12) 5 Rudder Shaft 6 Rudder 4A Rudder Body 6A Streamlined Rudder Body (FIG. 13) 6B Fishtail Type Rudder Body (FIG. 14) 7) Rudder horn of rudder main body 6 8 Movable rudder main body 10 of rudder main body 6 Rudder (Embodiment, FIGS. 1, 2 and 5) 11 Rudder main body 11A of rudder 10 Front edge 11B of rudder main body 11 Rudder main body 11 Trailing edge 12 rudder horn 13 of rudder body 11 movable rudder body C of rudder body 11 from front edge 11A to rear edge 1 from propeller 3 side
1B The total length X of the center line in the horizontal cross section of the rudder main body 11 up to 1B The length Tmax from the front edge 11A on the center line in the horizontal cross section of the rudder main body 11 The maximum thickness T in the horizontal cross section of the rudder main body 11 The total length X 1/2 L of the thickness YT / Tmax in the horizontal cross section of the rudder main body 11 at the portion of the ratio X / C with respect to C Lift L F Lift L component in the forward direction (leading edge thrust)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 プロペラの後方側において舵軸に取り
付ける舵本体を有する舵であって、 前記プロペラ側からの、前縁端から後縁端までの前記舵
本体の水平断面における中心線の全長をＣとし、 前記舵本体の前記水平断面における前記中心線上の前記
前縁端からの長さをＸとし、 この長さＸの前記全長Ｃに対する割合をＸ／Ｃとすると
ともに、 前記舵本体の前記水平断面における最大厚さをＴmaxと
し、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝０％の部位での
前記水平断面における厚さＴ0%の割合をＴ0%／Ｔmaxと
し、Ｔ0%／Ｔmaxの１／２をＹ0%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝０．６２５％の
部位での前記水平断面における厚さＴ0.625%の割合をＴ
0.625%／Ｔmaxとし、Ｔ0.625%／Ｔmaxの１／２をＹ0.62
5%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝１．２５％の部
位での前記水平断面における厚さＴ1.25%の割合をＴ1.2
5%／Ｔmaxとし、Ｔ1.25%／Ｔmaxの１／２をＹ1.25%と
し、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝２．５％の部位
での前記水平断面における厚さＴ2.5%の割合をＴ2.5%／
Ｔmaxとし、Ｔ2.5%／Ｔmaxの１／２をＹ2.5%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝５％の部位での
前記水平断面における厚さＴ5%の割合をＴ5%／Ｔmaxと
し、Ｔ5%／Ｔmaxの１／２をＹ5%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝１０％の部位で
の前記水平断面における厚さＴ10%の割合をＴ10%／Ｔma
xとし、Ｔ10%／Ｔmaxの１／２をＹ10%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝２０％の部位で
の前記水平断面における厚さＴ20%の割合をＴ20%／Ｔma
xとし、Ｔ20%／Ｔmaxの１／２をＹ20%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝３０％の部位で
の前記水平断面における厚さＴ30%の割合をＴ30%／Ｔma
xとし、Ｔ30%／Ｔmaxの１／２をＹ30%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝３５％の部位で
の前記水平断面における厚さＴ35%の割合をＴ35%／Ｔma
xとし、Ｔ35%／Ｔmaxの１／２をＹ35%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝４０％の部位で
の前記水平断面における厚さＴ40%の割合をＴ40%／Ｔma
xとし、Ｔ40%／Ｔmaxの１／２をＹ40%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝５０％の部位で
の前記水平断面における厚さＴ50%の割合をＴ50%／Ｔma
xとし、Ｔ50%／Ｔmaxの１／２をＹ50%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝６０％の部位で
の前記水平断面における厚さＴ60%の割合をＴ60%／Ｔma
xとし、Ｔ60%／Ｔmaxの１／２をＹ60%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝７０％の部位で
の前記水平断面における厚さＴ70%の割合をＴ70%／Ｔma
xとし、Ｔ70%／Ｔmaxの１／２をＹ70%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝８０％の部位で
の前記水平断面における厚さＴ80%の割合をＴ80%／Ｔma
xとし、Ｔ80%／Ｔmaxの１／２をＹ80%とし、 この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝９０％の部位で
の前記水平断面における厚さＴ90%の割合をＴ90%／Ｔma
xとし、Ｔ90%／Ｔmaxの１／２をＹ90%と この最大厚さＴmaxに対する、Ｘ／Ｃ＝１００％の部位
での前記水平断面における厚さＴ100%の割合をＴ100%／
Ｔmaxとし、Ｔ100%／Ｔmaxの１／２をＹ100%ととしたと
きに、 Ｙ0%＝０．００００、−Ｙ0%＝０．００００、 Ｙ0.625%＝０．１１９０、−Ｙ0.625%＝−０．１１９
０、 Ｙ1.25%＝０．１７２５、−Ｙ1.25%＝−０．１７２５、 Ｙ2.5%＝０．２１２０、−Ｙ2.5%＝−０．２１２０、 Ｙ5%＝０．２８８７、−Ｙ5%＝−０．２８８７、 Ｙ10%＝０．３８５０、−Ｙ10%＝−０．３８５０、 Ｙ20%＝０．４６０４、−Ｙ20%＝−０．４６０４、 Ｙ30%＝０．４９５１、−Ｙ30%＝−０．４９５１、 Ｙ35%＝０．５０００、−Ｙ35%＝−０．５０００、 Ｙ40%＝０．４９４２、−Ｙ40%＝−０．４９４２、 Ｙ50%＝０．４４３９、−Ｙ50%＝−０．４４３９、 Ｙ60%＝０．３５９５、−Ｙ60%＝−０．３５９５、 Ｙ70%＝０．２５７７、−Ｙ70%＝−０．２５７７、 Ｙ80%＝０．１４４３、−Ｙ80%＝−０．１４４３、 Ｙ90%＝０．０６０１、−Ｙ90%＝−０．０６０１、 Ｙ100%＝０．０００１、−Ｙ100%＝−０．０００１、 とすることを特徴とする舵。(57) [Claim 1] A rudder having a rudder main body attached to a rudder shaft at a rear side of a propeller, wherein the rudder main body from a front edge to a rear edge from the propeller side. The length of the rudder body from the front edge on the center line in the horizontal cross section is X, and the ratio of the length X to the total length C is X / C. The maximum thickness of the rudder body in the horizontal section is defined as Tmax, and the ratio of the thickness T0% in the horizontal section at the portion where X / C = 0% to the maximum thickness Tmax is represented by T0% / Let Tmax be 1/2 of T0% / Tmax, and let Y0% be the ratio of the maximum thickness Tmax to the thickness T0.625% in the horizontal section at the position of X / C = 0.625%, T.
0.625% / Tmax, and 1/2 of T0.625% / Tmax is Y0.62
The ratio of the thickness T1.25% in the horizontal section at the portion where X / C = 1.25% to this maximum thickness Tmax is T1.2.
5% / Tmax, 1/2 of T1.25% / Tmax is Y1.25%, and the thickness T2 in the horizontal section at the position of X / C = 2.5% with respect to the maximum thickness Tmax. 5% of T2.5% /
The ratio of the thickness T5% in the horizontal section at the portion where X / C = 5% to the maximum thickness Tmax is T5%. / Tmax, 1/2 of T5% / Tmax is Y5%, and the ratio of the thickness T10% in the horizontal section at the portion where X / C = 10% to the maximum thickness Tmax is T10% / Tma.
x, 1/2 of T10% / Tmax is Y10%, and the ratio of the thickness T20% in the horizontal section at the portion where X / C = 20% to the maximum thickness Tmax is T20% / Tma.
x, 1/2 of T20% / Tmax is Y20%, and the ratio of the thickness T30% in the horizontal section at the portion where X / C = 30% to the maximum thickness Tmax is T30% / Tma.
x, 1/2 of T30% / Tmax is Y30%, and the ratio of the thickness T35% in the horizontal section at the portion where X / C = 35% to the maximum thickness Tmax is T35% / Tma.
x, T35% / 1/2 of Tmax is Y35%, and the ratio of the thickness T40% in the horizontal section at the portion where X / C = 40% to the maximum thickness Tmax is T40% / Tma.
x, T1 / 2 of T40% / Tmax is Y40%, and the ratio of the thickness T50% in the horizontal section at the portion where X / C = 50% to the maximum thickness Tmax is T50% / Tma.
x, 1/2 of T50% / Tmax is Y50%, and the ratio of the thickness T60% in the horizontal section at the portion where X / C = 60% to the maximum thickness Tmax is T60% / Tma.
x, 1/2 of T60% / Tmax is Y60%, and the ratio of the thickness T70% in the horizontal section at the portion where X / C = 70% to the maximum thickness Tmax is T70% / Tma.
x, T70% / 1/2 of Tmax is Y70%, and the ratio of the thickness T80% in the horizontal section at the portion where X / C = 80% to the maximum thickness Tmax is T80% / Tma.
x, 1/2 of T80% / Tmax is Y80%, and the ratio of the thickness T90% in the horizontal section at the portion where X / C = 90% to the maximum thickness Tmax is T90% / Tma.
Let x be 1/2 of T90% / Tmax and Y90%, and the ratio of the thickness T100% in the horizontal section at the portion where X / C = 100% to the maximum thickness Tmax is T100% /
When Tmax is set and 1/2 of T100% / Tmax is set as Y100%, Y0% = 0.0000, −Y0% = 0.0000, Y0.625% = 0.190, −Y0.625% = -0.119
0, Y1.25% = 0.1725, -Y1.25% = -0.1725, Y2.5% = 0.2120, -Y2.5% = -0.2120, Y5% = 0.2887,- Y5% = -0.2887, Y10% = 0.3850, -Y10% = -0.3850, Y20% = 0.4604, -Y20% = -0.4604, Y30% = 0.4951, -Y30% = -0.4951, Y35% = 0.5000, -Y35% = -0.5000, Y40% = 0.4942, -Y40% = -0.4942, Y50% = 0.4439, -Y50% =- 0.4439, Y60% = 0.3595, -Y60% = -0.3595, Y70% = 0.2577, -Y70% = -0.2577, Y80% = 0.1443, -Y80% = -0. 1443, a rudder characterized by: Y90% = 0.0601, −Y90% = − 0.0601, Y100% = 0.0001, −Y100% = − 0.0001.