JP4365644B2 - Catamaran - Google Patents
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Description
本発明は双胴船に関するものである。The present invention relates to a catamaran.
図1に双胴船のイメージ図を示し、図2は図1のII−II矢視図を示す。双胴船は図1、図2に示す通り、ふたつの船体1、2を計画満載喫水線LWLより上方において甲板3により連結固定されて構成されている。一般にふたつの船体1,2を夫々、単胴と呼ばれているので本明細書においては以後単胴と称することとする。 Figure 1 shows an image view of the catamaran, FIG. 2 shows the II-II arrow view in FIG. As shown in FIGS . 1 and 2 , the catamaran ship is configured by connecting and fixing two
そこで従来の双胴船の平面図を図3に示すが、本図は甲板より上方部分は省略してある。図中FPは船首垂線を表し、APは船尾垂線を表し、SS5はその中間位置を表す。単胴4と単胴5は甲板6によって連結固定されている。尚単胴4,5は船体中心線CLを基準に左右対称にして構成されている。一般に双胴船においては単胴ふたつで構成されたものを船体と称しており、本明細書においては以後、船体と称することとする。更に単胴4,5はそれぞれ中心線CL4、CL5を中心にして左右対称に構成されている。言わば、ひとつの船体を2隻並べて甲板で繋いだ構成であると言うものである。尚、単胴4、5の夫々の前端はFE4、FE5、後端はAE4、AE5で構成されている。Therefore, a plan view of a conventional catamaran is shown in FIG. 3 , but the upper part of the figure is omitted from this figure. In the figure, FP represents a bow perpendicular, AP represents a stern perpendicular, and SS5 represents an intermediate position thereof. The
従来の双胴船の単胴の技術をより明確にする為に図3の単胴5の満載喫水線LWLの平面図を拡大して図4、図5に示す。図4は単胴5の前半部を表し、図5は単胴5の後半部を表す。図中SSの記号は船首垂線FPと船尾垂線AP間の長さLPPを10等分して、それを船尾垂線APから順次加算した位置を夫々SS1、SS2、SS3、SS4、SS5、SS6、SS7、SS8、SS9と称して表示している。又、図中、双胴間側は単胴4の内側を表し、外側はその反対側を表している。図4、図5において船尾垂線APの横断面図を図6に、SS1の横断面図を図7に、SS3の横断面図を図8に、SS5の横断面図を図9に、SS7の横断面図を図10に、SS9の横断面図を図11に、船首垂線FPの横断面図を図12に夫々示す。図4から図12に示す通り単胴5はその中心線CL5を中心にして平面形状、断面形状共、左右対称、即ち双胴間側とその反対の外側の形状が対称に構成されている。 Figure 4 an enlarged plan view of the load draft line LWL
上記、従来の単胴4,5から構成された双胴船が図示省略の主機によりプロペラが回されて、航走しているとき、単胴4,5の夫々の周りには波が発生する。一般に船体が航走しているときに発生する波は船首部では波の山、船首肩部から船尾肩部にかけては波の谷(速度により多少現象は変化する)、船尾部では山となるような波が発生する。本双胴船の単胴4,5の場合も外側においては同様、このような現象は当然発生するが、その反対の内側側においては単胴4,5の相互干渉により、上記造波現象は増幅されて、外側の場合に比べて内側においては大きな波が発生される。双胴船の場合この現象が、一般の船(単胴船)に比べて大きな問題であると言える。When the catamaran composed of the conventional
図13に従来の双胴船が航走しているときの剰余抵抗係数を、後項に記述する本発明の双胴船の場合と比較して示す。同様に図14に主機の所要馬力を示し、図15に船体後方に発生する波の高さを示している。尚、図13は横軸をフルード数Fnで表し、縦軸は剰余抵抗係数Crで表している。但し、Fn及びCrは下式で表す。
Fn=Vs/(g・Lwl)1/2
Cr=Rr/0.5ρVs2▽2/3
但し、Vsは船速度、gは重力の加速度、Lwlは水線長さ、Rrは剰余抵抗、ρは水の密度、▽は排水容積をそれぞれ表す。また、図14は横軸を船速Vsで表し、縦軸を主機馬力BHPで表示している。更に、図15は横軸を船速Vsで表し、縦軸を波高さHwで表示している。 FIG. 13 shows a surplus resistance coefficient when a conventional catamaran is sailing in comparison with the catamaran of the present invention described in the following section. Similarly, FIG. 14 shows the required horsepower of the main engine, and FIG. 15 shows the height of waves generated behind the hull. In FIG. 13, the horizontal axis represents the Froude number Fn, and the vertical axis represents the residual resistance coefficient Cr. However, Fn and Cr are represented by the following formulas .
Fn = Vs / (g · Lwl) 1/2
Cr = Rr / 0.5ρVs 2 ▽ 2/3
Where Vs is the ship speed, g is the acceleration of gravity, Lwl is the length of the water line, Rr is the residual resistance, ρ is the density of water, and ▽ is the drainage volume. In FIG. 14, the horizontal axis represents the ship speed Vs, and the vertical axis represents the main machine horsepower BHP. Further, in FIG. 15, the horizontal axis represents the ship speed Vs, and the vertical axis represents the wave height Hw.
その為、造波抵抗が大きければ大きい分だけ、船体が航走時の主機の所要馬力は大きくなる。図14に船体1が航走するときに所要する主機馬力カーブを示している。横軸は速度Vsを表し、縦軸は主機馬力BHPを表している。図中、実線で表すのが従来のものの所要馬力を示している。Therefore, the greater the wave resistance, the greater the required horsepower of the main engine when the hull is sailing. FIG. 14 shows a main engine horsepower curve required when the
図13、図14に示されているように、従来の双胴船の場合、特に双胴間に発生する波が非常に大きいことから、いわゆる船体の剰余抵抗が大きい。その為、推進に必要な主機の馬力BHPが非常に大きくなる。又、図15に示す通り、船体後方に発生する波高も非常に大きくなる。その為、航行海域の産業物などに悪影響を及ぼすなど多くの問題を有している。 As shown in FIG . 13 and FIG. 14 , in the case of a conventional catamaran, particularly the waves generated between the catamaran are very large, so-called residual resistance of the hull is large. Therefore, the horsepower BHP of the main machine necessary for propulsion becomes very large. Further, as shown in FIG. 15 , the wave height generated at the rear of the hull also becomes very large. For this reason, it has many problems such as adversely affecting industrial products in the sea area.
そのため、本発明の双胴船では上記従来の単胴に対して、少なくとも満載喫水線以下において単胴ふたつで左右対称に並列構成された双胴船において、満載喫水線以下の単胴の中心線より内側の最大幅を外側の最大幅より小さく大略半分に構成し、且つ内側の幅を内側最大幅の船首肩部から中央部にかけて順次小さく曲線状に変化させ、中央部で最も小さく内側最大幅の大略3分の2程度に構成し、更に中央部から内側最大幅の船尾肩部にかけて順次大きく曲線状に変化してなる単胴を有し、且つ該単胴を、ふたつ左右対称に並列構成してなることを特徴としている。Therefore, with respect to the conventional monohull in catamaran present invention, at least load line parallel configured catamaran symmetrically with monohull two below, inside the center line of the load waterline following monohull small configured to half approximately the maximum width than the outer maximum width of, and the inner width is changed from the bow shoulder of the inner maximum width gradually decreases curved toward the central portion, generally of the smallest inner maximum width at the
以上、詳述したように本発明の双胴船は、単胴中心線より双胴間側の最大幅を外側の最大幅より大略半分程度に構成し、更に船首肩部から曲線状に順次幅を狭くして船体中央部で最大幅の大略3分の2程度の幅に構成し、更に船体中央部から曲線状に順次幅を広げて船尾肩部で最大の幅になるように構成することにより、双胴間に発生される波が大幅に低減されて船体が航行する際の主機の所要馬力が大幅に低減される効果を有し、併せて船体後方に残る波の高さも低減されて航行海域の産業物に及ぼす影響も大幅に減少されるなどの効果を有しており、産業上、非常に有効な双胴船である。As described in detail above, the catamaran of the present invention is configured so that the maximum width between the catamaran from the single hull center line is about half of the maximum width outside, and further in order from the bow shoulder to the curve. Narrow the width to make it about 2/3 of the maximum width at the center of the hull, and further increase the width from the center of the hull in a curved line to the maximum width at the stern shoulder. This has the effect of significantly reducing the waves generated between the catamarans and greatly reducing the required horsepower of the main engine when the hull navigates, as well as reducing the height of the waves remaining behind the hull. impact on the industrial products of sailing waters have effects such as being greatly reduced, industrially, it is very effective catamaran.
以下、図面により本発明の実施例の双胴船で説明する。本実施例の場合の一例として主要目は長さ約40m、双胴全幅は約10m、単胴の最大幅約3m、喫水約2mで計画速力は約16ノットを対象としている。図16に本発明における満載喫水線LWLの平面図を示す。図中FP、SS5、APなど従来のもと同一符号のものは同一の意味を表すので、説明は省略する。単胴7,8は船体中心線CLを中心にして左右対称になるように配置して甲板9で連結固定されている。尚、FE7、FE8は単胴7,8の前端を表し、AE7,AE8は単胴7,8の後端を表す。図16における船体前半部の拡大図を図17に示し、船体後半部の拡大図を図18に示す。図中、SS1、SS2、SS3、SS4、SS5、SS6、SS7、SS8、SS9は従来のものと同一意味を表すので説明は省略する。更に、APの横断面図を図19に、SS1の横断面図を図20に、SS3の横断面図を図21に、SS5の横断面図を図22に、SS7の横断面図を図23に、SS9の横断面図を図24に、FPの横断面図を図25に夫々示す。Hereinafter, a catamaran according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As an example of the present embodiment, the main target is about 40 m in length, the total width of the twin cylinder is about 10 m, the maximum width of the single cylinder is about 3 m, the draft is about 2 m, and the planned speed is about 16 knots. FIG. 16 shows a plan view of the full load water line LWL in the present invention. Since drawing FP, SS5, AP such as those of the conventional original same reference numerals represent the same meaning, explanation is omitted. Monohull 7,8 is fixedly connected with the
満載喫水線LWLより下方域において本発明の単胴8は図17から図25に示す通り、単胴中心線CL8に対して左右対称の構成でなく、双胴間側の最大幅b2が反対の外側の最大幅b1に比べて幅が小さく構成されており、本例の場合、幅b2は幅b1の大略半分の値に構成されている。従って幅が半分程になった分それに相応して排水量も小さくなっている。As shown in FIGS. 17 to 25 , the
更に単胴8の中心線CL8より双胴間側においては内側最大幅の船首肩部(SS8とSS7の中間付近)から順次曲線状に幅を狭めてSS5において狭める幅b3の量は最も大きく内側最大幅b2の3割程度に構成されている。又それより後方は逆に順次曲線状に幅を広めて船尾肩部SS2付近では内側最大幅に構成されている。それに沿って断面積も内側最大の船首肩部からSS5にかけて順次小さくなり、更にSS5から内側最大の船尾肩部にかけて順次大きく曲線状に変化構成されている。Further, on the side between the twin cylinders from the center line CL8 of the
上記構成の本発明の双胴船が図示省略の船内設置の主機によりプロペラが回されて航走しているとき、単胴7、8の回りには波が発生される。その場合、特に双胴間においては上記構成の作用により船首肩部(SS7とSS8の中間付近)においては水圧が低下して波の山が小さくなり、船首肩部から船尾肩部(SS2付近)にかけては水圧が上がって波の谷が小さくなって、それにより単胴7,8間に発生する波が非常に小さくなる。その結果、船体後方に発生する全体の合成波が大幅に減少される。 When the catamaran of the present invention having the above-described configuration is traveling with a propeller turned by a main engine installed on the ship (not shown), waves are generated around the
従来及び本発明の双胴船の模型で水槽試験にて調査した結果の剰余抵抗係数を両者比較して図13に示すが、従来のものより大幅に減少してフルード数0.4以下の低速域で約半減、それより高い速度域では更に低減して従来のものより数分の1まで減少することが示されている。また、同様に双胴船が航行する場合の主機の所要馬力について、上記の剰余抵抗係数を用いて計算した結果を図14に示すが、本発明実施例の場合の計画速度16ノットで比較してみると、従来のものより約4分の1の馬力に低減されることが示されている。また、船体後方に発生する波高も同様に図15に比較して示すが、波高についても大幅に減少して、速力16ノットで大略半減することが示されている。 FIG. 13 shows a comparison of both the residual resistance coefficient obtained by the tank test of the conventional and catamaran model of the present invention, and it is significantly lower than the conventional one and the fluid number is 0.4 or less. It is shown that it is reduced by about half in the range and further reduced in the higher speed range to a fraction of the conventional one. Similarly, FIG. 14 shows the result of calculation using the above residual resistance coefficient for the required horsepower of the main engine when the catamaran sails . Compared with the planned speed of 16 knots in the embodiment of the present invention. As a result, it is shown that the horsepower is reduced to about a quarter of the conventional one. Further, the wave height generated behind the hull is also shown in comparison with FIG. 15 , but the wave height is also greatly reduced, and it is shown that the wave height is substantially halved at a speed of 16 knots.
1、2 単胴
3 甲板
CL 船体中心線
LWL 満載喫水線
4 単胴
CL4 単胴4の中心線
FE4 単胴4の前端
AE4 単胴4の後端
5 単胴
CL5 単胴5の中心線
FE5 単胴5の前端
AE5 単胴5の後端
6 甲板
FP 船首垂線
AP 船尾垂線
SS1、SS2、SS3、SS4、SS5、SS6、SS7、SS8、SS9 APとAP間長さの1割をAPから順次加算した位置
7 単胴
CL7 単胴7の中心線
FE7 単胴7の前端
AE7 単胴7の後端
8 単胴
CL8 単胴8の中心線
FE8 単胴8の前端
AE8 単胴8の後端
9 甲板1, 2
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