JPH02293296A - Finned rudder - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To promote the recovery of propulsion by installing plural pieces of fins slender in length 2 to 5 times over width in making each take a twist so as to let each part in the longitudinal direction have an angle of elevation capable of generating the propulsion against a propeller slipstream, at both sides of a rudder part. CONSTITUTION:Plural numbers of fins 10 are attached to both sides of a rudder horn 4 in the rear of a propeller so as to become a radial form with an upper part of almost 0.1 - 0.4 times over a propeller radius from a propeller shaft center position as the center. In each fin 10, an aspect ratio of length to width is set to 1 - 5 and thereby it is made so as to secure high propulsive efficiency, and a fin number is made into pluralities whereby a necessary area is secured. In addition, a twist 12 is given to the fin so as to have an angle of elevation capable of generating propulsion. Accordingly, such propulsion as excellent in efficiency against a propeller slipstream can be generated to every part of the fin 10 and simultaneously its strength is improved by the twist 12, thus a thin-wall structure can be allowed.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明はフィン付舵に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application fields] The present invention relates to a finned rudder.

［従来の技術］ 従来のフィン付舵を、第９図〜第１３図を用いて説明す
る。[Prior Art] A conventional finned rudder will be described with reference to FIGS. 9 to 13.

船体ｌ後部のプロペラ２後方にフィン付舵３を設ける。A finned rudder 3 is provided behind the propeller 2 at the rear of the hull l.

該フィン付舵３は、船体１に対して固定されたラダーホ
ーン４と、該ラダーホーン４に対し」二下方向に延びる
軸５の回りに水平旋回可能に支持さ１１た舵板６とから
成る舵部７及び、前記ラダーホーン４の両側に夫々一枚
ずつ取付けられた長さ方向に夫々一定の迎角α．α′を
有するフィン８．８゜により構成されている。The finned rudder 3 includes a rudder horn 4 fixed to the hull 1, and a rudder plate 6 supported so as to be horizontally rotatable around a shaft 5 extending downwards with respect to the rudder horn 4. a rudder section 7 consisting of a rudder section 7, and a fixed angle of attack α. It is composed of 8.8° fins having α'.

プロペラ２を回転することにより船体ｌは推進力を得て
前進することができる。By rotating the propeller 2, the hull l can obtain propulsive force and move forward.

この際、第９図に示すようにブロベラ２の回転力の反作
用として水も回転し推進力に寄与しないプロペラ後流９
が発生する。At this time, as shown in FIG. 9, water also rotates as a reaction to the rotational force of the blower 2, and the propeller wake 9 does not contribute to the propulsion force.
occurs.

上記構成のフィン付舵３では、第１３図に示すようにフ
ィン８がプロペラ後流９　（流入角γ）を受けると揚力
Ｌと抗力Ｄを発生し、該揚力Ｌと抗力Ｄの水平成分Ｌ’
　，Ｄ’の和が推進力Ｔとしてプロペラ後流９のエネル
ギーから回収・利用されるようになっている。In the finned rudder 3 having the above configuration, when the fin 8 receives the propeller wake 9 (inflow angle γ), it generates a lift force L and a drag force D, and the horizontal component L of the lift force L and the drag force D '
, D' is recovered and utilized as the propulsive force T from the energy of the propeller wake 9.

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら上記従来のフィン付舵では以下のような問
題があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional finned rudder described above has the following problems.

フィン８が得られる推進力Ｔはフィン８の面積に比例す
るが、フィン８はプロペラ後流９の範囲内にある部分の
み推進力Ｔを発生することができるため、フィン８の長
さ寸法には略プロペラ２の半径寸法程度という制限があ
り、従って所要の推進力Ｔを得られるようにするには、
フィン８の幅寸法を大きくして必要な面積を確保しなけ
ればならなかった。The propulsive force T obtained by the fins 8 is proportional to the area of the fins 8, but since the fins 8 can generate the propulsive force T only in the area within the propeller wake 9, the length dimension of the fins 8 There is a limit to approximately the radius dimension of the propeller 2, so in order to obtain the required propulsive force T,
It was necessary to increase the width of the fins 8 to secure the necessary area.

そのため、フィン８は通常幅寸法の略１．４〜１．Ｇ倍
の長さ寸法を有する太くて短かい形状となっていたので
、フィン８は推進力Ｔを発生する効率が劣る形状となっ
ていた。Therefore, the width of the fin 8 is usually approximately 1.4 to 1.4 mm. Since the fins 8 had a thick and short shape having a length G times as large, the fins 8 had a shape with poor efficiency in generating the propulsive force T.

又、フィン８は主に強度上の問題から厚肉（幅寸法の略
０．２５〜０．３倍の厚さ寸法）としていたため、フィ
ン８に掛かる抵抗が大きくなり、その分得られる推進力
Ｔを損失していた。In addition, since the fins 8 are made thick (approximately 0.25 to 0.3 times the thickness of the width) mainly due to strength issues, the resistance applied to the fins 8 increases, and the propulsion that can be obtained is increased accordingly. The force T was lost.

本発明は上述の実情に鑑み、フィンの形状を細長く且つ
薄肉とすることにより高い推進力の発生効率を得ること
ができ、且つフィンを複数枚設けることにより所要の推
進力を得るのに必要な面積を確保することができるよう
にしたフィン付舵を｛ノｌ供することをｌ］的とするも
のである。In view of the above-mentioned circumstances, the present invention makes it possible to obtain high propulsive force generation efficiency by making the shape of the fin long and thin, and by providing a plurality of fins, it is possible to obtain the necessary propulsive force to obtain the required propulsive force. The purpose is to provide a finned rudder that can secure the area.

［課題を解決するための手段］ 本発明は、プロペラの後方に配置した舵部の両側に、幅
寸法の略２〜５倍の長さ寸法を有する細長いフィンを、
該フィンの長さ方向の各部か流入するプロペラ後流に対
し推進力を発生可能な迎角を夫々脊するようひねりを持
たせて？（数枚設けたことを特徴とするフィン付舵にが
がるものである。[Means for Solving the Problems] The present invention provides elongated fins having a length approximately 2 to 5 times the width on both sides of a rudder disposed behind the propeller.
Each part of the fin in the length direction is twisted so that the angle of attack can be adjusted to generate a propulsive force against the incoming propeller slipstream. (It is attached to a rudder with fins, which is characterized by having several fins.

［作　　　用］ フィンを幅寸法の２〜５倍の長さ寸法を有する細長い形
状としたことにより、高い推進力の発生効率が得られる
。[Function] By forming the fin into an elongated shape having a length dimension 2 to 5 times the width dimension, high propulsive force generation efficiency can be obtained.

又、フィンを複数枚としたことにより、所要の推進力を
得るのに必要な面積が確保される。Furthermore, by using a plurality of fins, the area necessary to obtain the required propulsive force is secured.

又、フィンにひねりを持たせることにより、フィンの各
部でプロペラ後流に対して効率良く推進力を発生できる
ようになり、且つフィンに強度を持たせることができて
フィンを薄肉とすることか可能となる。Also, by giving the fins a twist, each part of the fins can efficiently generate propulsive force against the propeller wake, and the fins can be made stronger, making it possible to make the fins thinner. It becomes possible.

「実　施　例コ 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。"Implementation example" Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第１図〜第６図は本発明の一実施例である。1 to 6 show an embodiment of the present invention.

尚、説明の重複を避けるため第９図〜第１３図を流川す
る。In addition, in order to avoid duplication of explanation, FIGS. 9 to 13 will be omitted.

後端部における幅寸法ａの略２〜５倍の長さ寸法ｂを有
し、先端に行くに従い幅寸法ａ及び厚さ寸法Ｃが小さく
なる、厚さ方向の断面がエア口フォイル型の細長いフィ
ン１０を設ける。The length b is approximately 2 to 5 times the width a at the rear end, and the width a and thickness C become smaller toward the tip. Fins 10 are provided.

ラダーホーン４のプロペラ２軸芯位置Ｏよりプロペラ２
半径の略０．１〜０．４倍上方の位置Ａを中心として放
射状となるよう複数のフィン１ｏをラダーホーン４の両
側に取付け、該フィン１ｏに夫々長さ方向の各部がプロ
ペラ後流９に対し推進力Ｔを発生可能な迎角β１・・・
β５・・・βｉを有するようひねり】２を与える。Propeller 2 from propeller 2 axis position O of rudder horn 4
A plurality of fins 1o are attached to both sides of the rudder horn 4 in a radial manner centered at a position A approximately 0.1 to 0.4 times the radius, and each lengthwise portion of each fin 1o is attached to the propeller wake 9. Angle of attack β1 that can generate propulsive force T against...
β5...Twist to have βi]2 is given.

尚、月はプロペラ後流９の流入角γを量的に表わした分
布曲線であり、プロペラ２軸芯位置０より丁側かプロペ
ラ後流９が上方から下方へ向けて流入する場合、軸芯位
置Ｏより上側がプロペラ後流９が下方から上方へ向けて
流入する場合の流入角γの大きさを示している。Incidentally, the moon is a distribution curve that quantitatively represents the inflow angle γ of the propeller wake 9, and when the propeller wake 9 flows from the top to the bottom from the propeller 2 axis position 0, the axis The area above position O indicates the magnitude of the inflow angle γ when the propeller wake 9 flows from below to above.

次に、作動について説明する。Next, the operation will be explained.

第４図はフィンｌＯの幅寸法ａに対する長さ寸法ｂの割
合（以下アスペクト比ｂ／ａという）とフィンｌＯか発
生する推進力Ｔとの関係を表わす線図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the ratio of the length b to the width a of the fin IO (hereinafter referred to as aspect ratio b/a) and the propulsive force T generated by the fin IO.

第４図によれば、アスペクト比ｂ／ａが大きくなりフィ
ンｌＯが細長くなるに従い得られる推進力Ｔか増加する
ことがわかる。According to FIG. 4, it can be seen that the propulsive force T obtained increases as the aspect ratio b/a increases and the fin lO becomes elongated.

そこで、フィンｌＯの強度及び、プロペラ後流９の範囲
内にフィンｌＯがあるべきことを考慮して、アスペクト
比ｂ／ａを従来の１．４〜１．６から略２〜５とするこ
とにより、フィンＩＯはより高い推進効率を得ることか
できる。Therefore, considering the strength of the fin IO and the fact that the fin IO should be within the range of the propeller wake 9, the aspect ratio b/a was changed from the conventional 1.4 to 1.6 to approximately 2 to 5. Accordingly, the fin IO can obtain higher propulsion efficiency.

反面、アスペクト比ｂ／ａを大きくすると、フィン１０
の長さ寸法ｂの制限があることから１枚当りのフィンｌ
Ｏの面積が減少するので、フィン１０をＦＳｉ数枚設け
ることにより所要の推進力Ｔを得るのに必要な面積を確
保することができるようにする。On the other hand, if the aspect ratio b/a is increased, the fin 10
Since there is a limit on the length dimension b, the number of fins per fin l
Since the area of O is reduced, by providing several FSi fins 10, the area necessary to obtain the required propulsive force T can be secured.

この際、プロペラ後流９は船体伴流の影響等を受けるた
め、この影響を考慮して、フィンＩＯの取付け位置をラ
ダーホーン４のプロペラ２軸芯位置Ｏよりプロペラ２半
径の略０．１〜０．４倍上方の位置Ａとすることにより
、プロペラ後流９のエネルギーを有効に回収することか
できる。At this time, since the propeller wake 9 is influenced by the ship's wake, etc., taking this influence into consideration, the mounting position of the fin IO is set approximately 0.1 of the propeller 2 radius from the propeller 2 axis position O of the rudder horn 4. By setting the position A to be ~0.4 times higher, the energy of the propeller wake 9 can be effectively recovered.

しかも、フィンＩＯを位置Ａを中心に放射状に拡がるよ
うに取付けたことにより、フィンＩＯの相互干渉を防止
して、プロペラ後流９のエネルギーを有効に回収するこ
とができる。Moreover, by attaching the fins IO so as to spread radially around the position A, mutual interference of the fins IO can be prevented and the energy of the propeller wake 9 can be effectively recovered.

更に、プロペラ後流９は船体伴流や船体抵抗の影響等に
より非常に複雑な流れとなっているため、各船体ｌ毎に
例えば第２図に示すような固有のプロペラ後流９の流入
角の分布曲線１ｌを有しており、該分布曲線１１に基づ
いて、フィンＩＯの長さ方向の各部が、流入するプロペ
ラ後流９に対し推進力Ｔを発生可能な迎角β１，β２．
β３、β４，β５　・・β１を有するよう、フイン１１
にひねりｌ２を与えるようにする。Furthermore, since the propeller wake 9 has a very complicated flow due to the influence of the ship's wake and hull resistance, each ship has a unique inflow angle of the propeller's wake 9 as shown in Fig. 2. Based on the distribution curve 11, each portion in the length direction of the fin IO has an angle of attack β1, β2, .
β3, β4, β5...Fin 11 to have β1
to give a twist l2.

具体的には、プロペラ後流９の流入角（γ−βｉ；第１
３図のγ一αに相当する）は、流入角と推進力との関係
を表わす第５図に基づいて決定する。Specifically, the inflow angle (γ−βi; first
(corresponding to γ-α in FIG. 3) is determined based on FIG. 5, which shows the relationship between the inflow angle and the propulsive force.

第５図によれば、流入角（γ一βｉ）を大きくして行く
と、推進力Ｔははじめは上昇するが、流入角（γ−βｉ
）が或る値（たいたいｌＯ°前後）に達した時に推進力
Ｔはピークを迎え、流入角（γ一βｉ）をそれ以上にす
ると失速して推進力Ｔを発生しなくなることがわかる。According to FIG. 5, as the inflow angle (γ - βi) increases, the propulsive force T initially increases, but the inflow angle (γ - βi) increases.
) reaches a certain value (usually around 10°), the propulsive force T reaches its peak, and if the inflow angle (γ - βi) is increased beyond this value, the propulsion force T is stalled and no propulsive force T is generated.

そこで、プロペラ後流９の流入角（γ−βｉ）は水平線
に対しておよそ±４０″の範囲内となることかわかって
いるので、これを考慮して迎角β；はおよそ±３０＠の
範囲内とする。Therefore, since it is known that the inflow angle (γ-βi) of the propeller wake 9 is within the range of approximately ±40″ with respect to the horizontal line, taking this into account, the angle of attack β; is approximately ±30＠. Within the range.

これにより、フィンＩＯの各部はプロペラ後流９に対し
て効率良く推進力Ｔを発生することができる。Thereby, each part of the fin IO can efficiently generate the propulsive force T to the propeller wake 9.

しかもフィンＩＯにひねりｌ２を与えることにより、フ
ィン１０の強度が向」ニするので、フイン１０を細長い
形状としても所要の強度が確保され、且つフィンｌＯを
より薄肉とすることが可能となる。Moreover, by giving the fin IO the twist 12, the strength of the fin 10 is improved, so that even if the fin 10 has an elongated shape, the required strength is ensured, and the fin IO can be made thinner.

第６図のフィン１０の幅寸法ａに対する厚さ寸法Ｃの割
合（以下Ｃ／ａという）とフィン１０に掛かる抵抗との
関係を表わす線図から、フィン１０のＣ／ａを従来の０
．２５〜０．３より小さくしてフィンｌＯを薄肉とする
と、フィン１０に掛かる抵抗が小さくなることがわかる
ので、フィン１０はより大きな推進力Ｔを得ることがで
きる。From the diagram showing the relationship between the ratio of the thickness dimension C to the width dimension a of the fin 10 (hereinafter referred to as C/a) and the resistance applied to the fin 10 in FIG.
．． It can be seen that if the fin lO is made thinner by setting the value smaller than 25 to 0.3, the resistance applied to the fin 10 becomes smaller, so that the fin 10 can obtain a larger propulsive force T.

第７図・第８図は本発明の他の実施例であり、ラダーホ
ーン４にプロペラの方向に向けて延びる軸ｌ３を突設し
、該軸ｌ３にフィンＩＯを放射状に取付けたボス１４を
外嵌固定した以外は前記実施例と同様の構成を備えてお
り、同様の作用効果を得ることができ、更にフィン１０
の交換を容易に行なうことかできる。FIGS. 7 and 8 show other embodiments of the present invention, in which a shaft l3 extending in the direction of the propeller is protruded from the rudder horn 4, and a boss 14 with fins IO radially attached to the shaft l3 is provided. The structure is the same as that of the above embodiment except that the fin 10 is fixed externally, and the same operation and effect can be obtained.
can be easily replaced.

尚、本発明のフィン付舵は、上述の実施例にのみ限定さ
れるものではなく、フィンの枚数は２枚ずつに限らず、
例えば３枚ずつでもそれ以上でも良いこと、フィンはラ
ダーホーンの代りに舵仮に取付けても良いこと、その他
本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加
え得ることは勿論である。Note that the finned rudder of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the number of fins is not limited to two.
For example, it goes without saying that the number of fins may be three or more, that the fins may be attached to the rudder instead of the rudder horn, and that other various changes may be made without departing from the gist of the present invention.

［発明の効果］ 以−１一説明したように、本発明のフィン付舵によれは
、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。[Effects of the Invention] As described below, the finned rudder of the present invention can produce various excellent effects as described below.

■　フィンを細長い形状としたので、高い推進力の発生
効率が得られる。■ The fins have an elongated shape, resulting in high propulsive force generation efficiency.

■　フィンを複数枚としたことにより、所要の推進力を
得るのに必要な面積を確保することができる。■ By using multiple fins, it is possible to secure the area necessary to obtain the required propulsive force.

■　フィンにひねりを持たせたことにより、フィンの各
部が夫々プロペラ後流に対して効率良く推進力を発生す
ることが可能となり、且つフィンに強度を持たせること
ができてフィンを薄肉とすることができる。■ By giving the fins a twist, each part of the fins can efficiently generate propulsive force against the propeller wake, and the fins can be made stronger and thinner. be able to.

■　上記を総合することにより、プロペラ後流からより
大きな推進力を回収することができるようになるので、
燃料を節約することができる。■ By combining the above, it will be possible to recover more propulsive force from the wake of the propeller.
It can save fuel.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図はプロペラ
後流の流入角の分布曲線を書き込んだ第１図の背面図、
第３図はフィン各部の厚さ方向の断面を示す図、第４図
はフィンの幅寸法に対する長さ寸法の割合と得られる推
進力との関係を示す線図、第５図はプロペラ後流のフィ
ンに対する流入角と得られる推進力との関係を示す線図
、第６図はフィンの幅寸法に対する厚さ寸法の割合と掛
かる抵抗との関係を示す線図、第７図は本発明の他の実
施例の斜視図、第８図は第７図を一部破断した船体の一
部を含む側面図、第９図は従来例の側面図、第１０図は
第９図の斜視図、第１１図は第１０図の背面図、第１２
図は第１０図の平面図、第１３図はフィンが推進力を発
生する原理図である。 図【１月は船体、２はプロペラ、３はフィン付舵、７は
舵部、９はプロペラ後流、ｌＯはフィン、ＩＩはプロペ
ラ後流の流入角の分布曲線、ｌ２はひねり、β；　はフ
ィンの迎角、γはブロベラ後流の流入角、Ｔは推進力、
ａは幅司法、ｂは長さ寸法を示す。Fig. 1 is a perspective view of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a rear view of Fig. 1 with a distribution curve of the inflow angle of the propeller wake,
Figure 3 is a diagram showing the cross-section of each part of the fin in the thickness direction, Figure 4 is a diagram showing the relationship between the ratio of the length to the width of the fin and the resulting propulsive force, and Figure 5 is the flow behind the propeller. Figure 6 is a diagram showing the relationship between the inflow angle to the fin and the resulting propulsive force; Figure 6 is a diagram showing the relationship between the ratio of the thickness to the width of the fin and the resistance; A perspective view of another embodiment, FIG. 8 is a side view including a part of the hull of FIG. 7, partially cut away, FIG. 9 is a side view of the conventional example, FIG. 10 is a perspective view of FIG. 9, Figure 11 is a back view of Figure 10, and Figure 12 is a rear view of Figure 10.
The figure is a plan view of FIG. 10, and FIG. 13 is a diagram showing the principle of how the fins generate propulsive force. Figure [January is the hull, 2 is the propeller, 3 is the rudder with fins, 7 is the rudder, 9 is the wake of the propeller, lO is the fin, II is the distribution curve of the inflow angle of the wake of the propeller, l2 is the twist, β; is the angle of attack of the fin, γ is the inflow angle of the blower wake, T is the propulsive force,
a indicates width, and b indicates length.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １）プロペラの後方に配置した舵部の両側に、幅寸法の
略２〜５倍の長さ寸法を有する細長いフィンを、該フィ
ンの長さ方向の各部が流入するプロペラ後流に対し推進
力を発生可能な迎角を夫々有するようひねりを持たせて
複数枚設けたことを特徴とするフィン付舵。1) Long slender fins with a length approximately 2 to 5 times the width are installed on both sides of the rudder located at the rear of the propeller, and each part of the fin in the length direction generates a propulsive force against the inflowing propeller wake. A rudder with fins, characterized in that a plurality of fins are provided with a twist so that each has an angle of attack capable of generating.