JPH0512390U - 超高速複合支持型船舶 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上部船体の浮心位置と揚力作用点とを一定の
位置関係にもってくることにより、テイクオフ時の船体
姿勢制御を容易にできる複合支持型船舶を提供する。 【構成】 上部船体１と下部船体２とからなる船体を有
し、翼走時には下部船体２の浮力と水中翼４の揚力の両
方で船体を支持する複合支持型の船舶において、上部船
体１の浮心位置Ｂ_U を揚力作用点Ｌより後方にもってき
たことを特徴とする。これによって、艇走からテイクオ
フに至る過程において自然に船尾トリムを形成できるこ
とで翼迎角が大きくなり、翼揚力を増加せしめる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、複合支持型船舶において上部船体の浮心位置と翼揚力の作用点と を一定の位置関係に設定してある超高速複合支持型船舶に関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近我が国でも短距離間の旅客輸送用として水中翼の揚力で船体の全重量を支 えてウォータジェット推進により超高速で航走する小型旅客船が登場して、旅客 分野における高速化のニーズに応えている。

【０００３】 一方、貨物専用輸送の分野では、従来コンテナ船等による比較的遅い速度での 大量輸送を特徴としてきたが、最近製品の多品種少量生産化、或いは生産拠点の 海外展開など生産システムの変化に伴って、海上輸送においても製品（例えば電 子部品や生鮮食料品等）を生産地から比較的近隣の需要地へ迅速に輸送するため に大型かつ超高速化の気運が急速に高まって来ている。

【０００４】 上述した超高速旅客船と同様な形式で超高速貨物船の大型化を図った場合、自 ずとその載荷重量にも制限が出てくる。この船型では、例えば載荷重量約１００ ０ｔの大型超高速貨物船は巨大な水中翼が必要となり、船体抵抗が増大するため に経済的には不利といわれている。

【０００５】 そこで、図４(a) 側面図、同図(b) 正面図に示すような船体を上部船体１と下 部船体２とで構成し、この両船体間の前後にストラット３を固定して設け、更に この下部船体２の両側に水中翼４を突設した複合支持型の船舶が提案されている 。この種船舶に関する先行技術としては特開昭６１−５４３８２号公報（従来例 １）、特開平３−３２９９４号公報（従来例２）等がある。

【０００６】 かかる複合支持船型においては、図４に示すように低速時には上部船体１の下 部が水中に没するｄ₁ の吃水で航走する艇走状態と、高速になると水中翼４の揚 力により上部船体が水面上に浮上し、ｄ₂ の吃水で航走する翼走状態とがあり、 翼走状態では翼揚力と下部船体の浮力とで船全体の重量を支持している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

このように複合支持型船舶では、通常の排水量型船舶とは全く異なった航走状 態を形成するが、上部船体が離水する( テイクオフ（take off ) ）時には未だ 船速が低いため所定の翼揚力を発生させるためには翼迎角を大きくとられねばな らない。

【０００８】 しかしながら、上記従来例１の如く船体動揺時の復原調整を本来の目的とする フィンのような小さい水中翼の場合にはその迎角を調整可能に構成できるが、翼 走時に船体重量支持を主目的としているような水中翼は一般に大きいものとなる から、これ自身を可動にして迎角を調整できるようにすることは困難である。通 常は従来例２の如く水中翼は下部船体に固定されている。従って、艇走状態から 翼走状態に移行する段階で翼迎角を大きくするためにはバラスト調整によるか、 またはフラップ操作によって船尾トリムとしなければならない。しかし、バラス ト調整による場合には、かかる複合支持型船舶がもつ船体を可能な限り軽量化し たいという要請に反し、推進性能面でも悪影響を及ぼす。また、船体の姿勢制御 は水中翼に付設しているフラップで行うことを考慮すると、フラップ操作により 船尾トリムの状態を得ようとすると船体姿勢の制御力の減少につながり制御上の 問題を生起する。さらに、予め翼取付角を大きくしておくことも考えられるが、 翼走の巡航時を考慮するとそれもできない。

【０００９】 本考案の目的は、かかる点に鑑み、上部船体が完全に水面上から浮上する翼走 状態では上部船体の浮力がゼロになることに着目し、上部船体の浮心および揚力 作用点を一定の位置関係にもってくることにより、船尾トリムが自然に得られ、 従って自動的に翼迎角を大きくできるようにした複合支持型船舶を提供すること にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記目的達成のため、本考案の要旨は、上部船体と下部船体とからなる船体を 有し、翼走時には下部船体の浮力と水中翼の揚力の両方で船体を支持する複合支 持型の船舶において、該上部船体の浮心位置を揚力作用点よりも後方にくるよう に構成してなる超高速複合支持型船舶にある。

【００１１】

【作用】

上記構成において、艇走時において船速を上昇させていくと、揚力が増加して 吃水は減少し、上部船体の浮力が減少していく。これに伴い揚力によるモーメン トが増加する一方、上部船体の浮心位置が充分後方にあるため上部船体の浮力に よるモーメントの減少がこれを上まわるようになり、船尾の方が多少下がる船尾 トリムの状態となる。これにより自動的に水中翼の迎角（attack angle) は大き くなり、船速の増加とともに翼揚力（船速の２乗に比例）を増大させることがで きる。そして、ある所定の船速になった段階で水面上から上部船体は浮上して、 スムーズに翼走状態を形成するようになる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照しながら説明する。

【００１３】 図１は本考案にかかる複合支持型船舶の概略側面図、図２はその横断面図であ る。

【００１４】 これらの図において、１は上部船体、２は下部船体、３はセンタストラット、 ４は固定水中翼を示す。なお、５はサイドストラット、６はウォータジェット噴 出口、７は操縦室等が配置されている上部構造物、Ｆは船首部、Ａは船尾部を示 す。

【００１５】 図示するように複合支持型の船型は、甲板上広い積載スペース８を有する上部 船体１と、この船底中央部に前後に垂下された断面翼状のセンタストラット３と 、この前後のセンタストラット３の下端部に上部船体１とほぼ同長の魚雷状の下 部船体２と、この下部船体２のストラットとほぼ同じ位置において両側に略水平 に突設した固定（それ自身迎角の調整はできない）の水中翼４から主になる。こ の水中翼４の先端部付近は、上部船体１の両船側から垂下したサイドストラット ５により支持されている。なお、水中翼４には船体の姿勢制御等のための複数の フラップ（図示せず）がそれぞれ付設されている。航走中には後部のセンタスト ラット３の下方の下部船体２に設けた吸入口（図示せず）からウォータジェット ポンプにより水を吸引して船尾端の噴出口６より高速で噴射して船体が前進推力 を得るようになっている。

【００１６】 かかる複合支持型船舶の前進航走状態には、前述した通り艇走状態と翼走状態 の２つがある。すなわち、港湾内や離着岸時等の低速時には水中翼の揚力が無く なるので、上部船体１が着水して航走する艇走状態と、高速走行時には水中翼４ の揚力と下部船体２の浮力とで船の全重量を支持して上部船体１を水面ＷＬ上に 浮上させて航走する翼走状態である。このように複合支持型船舶では、通常の排 水量型船舶とは全く異なった航走状態を形成するが、テイクオフ時には未だ船速 が低いため所定の翼揚力を発生させるためには翼迎角を大きくとられねばならな い。しかし水中翼４は固定であるので、結局船尾トリムにしなければ迎角は大き くできない。これを例えば翼フラップにより行うことは船体姿勢の制御力の減少 という問題を生起し、一方、バラスト調整で行おうとすると船体軽量化の要請に 反し、推進性能上好ましくない。

【００１７】 そこで、本考案では、図３(a) に示す如く、上部船体１の浮心位置Ｂ_U が揚力 作用点（水中翼が複数ある場合にはそれらの揚力の合力の作用点）Ｌより充分後 方にくるように構成されている。そのためには上部船体１の形状や水中翼４の前 後方向における設置位置等を考慮し、浮心位置Ｂ_U と揚力作用点Ｌが所定の位置 にくるよう設計する必要がある。図中、Ｂ_L は下部船体２の浮心位置又は浮力、 Ｇは船全体の重心位置を示す。

【００１８】 このように構成することによって、イーブンキールの艇走状態から船速を上昇 させていくと、揚力が増加して上部船体１が浮上するにつれて吃水も減少してい く。すると、図３(b) に示す如く揚力が増加する一方、上部船体１の浮力が小さ くなり、その浮心位置Ｂ_U が充分後方にあるために、上部船体１の浮力Ｂ_U によ るモーメント（Ｂ_U ×ＧＢ _U ）の減少が揚力Ｌによるモーメント（Ｌ×ＧＬ）の 増加を上まわって、船尾側へのトリムモーメント（Ｂ_L ×ＧＢ _L ）が船首側への トリムモーメント（Ｂ_U ×ＧＢ _U ＋Ｌ×ＧＬ）より大きくなる結果、船体は自然 に船尾トリム状態を形成するようになる。これによって、自動的に翼の迎角が増 大して揚力が増加し、艇走状態から円滑にテイクオフできるようになる。ここに 、ＧＢ _U 、ＧＢ _L 、ＧＬは、それぞれ上部船体１の浮心位置Ｂ_U 、下部船体２の 浮心位置Ｂ_L および揚力作用点Ｌから船全体の重心位置Ｇまでの距離を示す。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、複合支持型船舶において上部船体の浮 心位置が揚力作用点の後方に位置するよう構成したので、バラスト調整ないしフ ラップ制御等によらずとも艇走からテイクオフに至る過程において自然に船尾ト リムを形成するよう船体姿勢制御が可能となる。その結果、テイクオフ時には翼 迎角が自動的に大きくなって翼揚力を増大できることからスムーズに翼走状態へ 移行できようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例にかかる複合支持型船舶の側面
図である。

【図２】同横断面図である。

【図３】(a) は上部船体の浮心と揚力作用点との位置関
係を示す図、(b) は船尾トリムした状態を示す図であ
る。

【図４】(a) 、(b) は、複合支持型船舶における航走状
態を示すための側面図と横断面図である。

【符号の説明】

１…上部船体 ２…下部船体 ３…センタストラット ４…水中翼 ５…サイドストラット Ｂ_U …（上部船体の）浮心位置又は浮力 Ｂ_L …（下部船体の）浮心位置又は浮力 Ｌ…揚力作用点又は揚力 Ｇ…船全体の重心位置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部船体と下部船体とからなる船体を有
   し、翼走時には下部船体の浮力と水中翼の揚力の両方で
   船体を支持する複合支持型の船舶において、該上部船体
   の浮心位置を揚力作用点よりも後方にくるように構成し
   てなる超高速複合支持型船舶。