JPH0520991U - ２以上の水中翼を有する複合支持型船舶 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 下部船体に２つ以上の翼を列設する場合に船
体姿勢の制御力を減少させることなく全体として揚力の
減少を最小限に抑える。 【構成】 上部船体と下部船体２とからなる船体を有
し、翼走時には下部船体２の浮力と下部船体２に突設し
た水中翼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、該下部船体２の前後方向に複数列設した
水中翼４のうち最前の水中翼４Ａを大きく、これより後
方の水中翼４Ｂを小さく形成する。これにより船体姿勢
の制御力を減少させることなく揚力の減少を最小限に抑
えて所定の揚力を確保できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、２以上の揚力発生用の水中翼を備えた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も、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、大型かつ超高速化の気運が急速に高 まって来ている。この場合、上述した超高速旅客船と同様な形式で超高速貨物船 の大型化を図ると、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。

【０００４】 そこで、図４(a) の側面図、同(b) の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平３−３２９９４号公報等がある。従来 は図５(a) に示す如く下部船体２の前後にほぼ同一の水中翼４を列設することが 多い。

【０００５】 かかる複合支持型船舶においては、図４(b) 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１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２の浮力の双方で船全体の重量を支持し ている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

図５(a) の如く、２つのほぼ同一大きさの水中翼４を下部船体２の前後に列設 した場合（前方の水中翼を前翼４Ａ、後方の水中翼を後翼４Ｂという）には、後 翼４Ｂ側では所定の揚力を得にくいということが、実験および数値解析結果から 判明している。

【０００７】 一般に、流体が翼を通過した後の流れは、若干下向きの流れとなる。これを、 ダウンウオッシュ：down wash 現象という。従って、前翼を通過した後の流れは 多少下向きの流れとなって後翼に流れ込んでいくため、後翼側では迎角（attack angle) が小さくなり、所定の揚力を発生しないという現象が起こる。さらに、 図５(a) の下部船体付近の平面図、同(b) の下部船体付近の側面図に示す如く、 下部船体２の造波干渉によっても後翼付近における下向き流れが生じ、このため 上記と同様に後翼４Ｂ側では迎角が小さくなり、所望の揚力が得られない。図中 、Ｗは下部船体２から生起する波を示す。しかも下向きの流れは下部船体２の造 波干渉による影響の方が強いため、前翼４Ａの影響が小さくなる位置に後翼４Ｂ を離して設けても後翼４Ｂでは所定の揚力を得ることが困難である。さらに、後 翼４Ｂの付近では、下部船体２、ストラット３、前翼４Ａおよび前翼４Ａのフラ ップの影響で非常に複雑な流場を形成し、後翼４Ｂの最適な迎角が特定できない ことから、フラップを使用せずに所定の揚力を得ることが尚更むつかしい。所定 の揚力を得るためにフラップを使用すると、船体姿勢の制御力が減少することに なり、安定した航走が困難となる場合も生じる。

【０００８】 よって、２つ以上の同じ大きさの翼を下部船体に列設した場合、後方の翼迎角 が所定より小さくなるため船体姿勢の制御力の確保のためにフラップ角を０°と することを考慮すると全体として必要な揚力が得られず、結局、積載重量によっ ては充分な翼走状態を形成しえない事態も生じることとなる。

【０００９】 本考案の目的は、下部船体に２つ以上の翼を列設する場合に、船体姿勢の制御 力を減少させずに揚力の減少を最小限に止める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下部船体に突設した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、該下部船体の前後方向に複数列設した水中翼 のうち最前の水中翼を大きく、これより後方の水中翼を小さく形成したことを特 徴とする２以上の水中翼を有する複合支持型船舶である。

【００１１】

【作用】

艇走状態から船速を上げて翼走状態に移行する段階では所定の翼揚力を必要と するが、上記構成においては、最前の水中翼で翼走時に必要な揚力の大半が得ら れる。しかるに、ダウンウオッシュ現象で後方の翼において揚力が減少しても、 全体としての揚力には影響が小さくなり円滑な翼走状態を形成することができる 。また、最前の翼のフラップ角にも充分な余裕があるので、結局、船体姿勢の制 御力を充分に確保しながら揚力減少を最小限に止める船型が得られる。

【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は水中翼、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 に突設した本実施例では前後２つの水中翼４（前方にある翼を前翼４Ａ、後方の 翼を後翼４Ｂという）から主になる。前翼４Ａ、後翼４Ｂの翼端部は、上部船体 １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、前翼４Ａ、後 翼４Ｂ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４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、高速走行時には前後の 翼に発生する揚力と下部船体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。そのため、翼走に必要な揚力が 前後の水中翼４から得られなければならないが、前述の如く下部船体２の造波干 渉等による下向き流れにより後翼４Ｂでの迎角が小さくなって揚力が減少するこ とを考慮する必要がある。

【００１７】 そこで、本考案では、図３(a) の下部船体付近の平面図に示すように前翼４Ａ が大きく、後翼４Ｂが小さく形成されている。つまり、翼走に必要な揚力を発生 するメインの翼を前翼４Ａに担わせる。そのため、これに対応できるように後翼 ４Ｂよりも前翼４Ａの翼幅ないし弦長を大きく、即ち、翼面積を大きく形成して ある。この場合、翼の平面形状は従来のように先細りのテーパ状にせず（図５） 、翼の弦長を翼幅方向にほぼ一定又は末広がり状にして下部船体の影響の少ない 外側部分の翼面積を大きく確保した形状とすると、更に揚力の減少は小さくなる 。

【００１８】 一方、後翼４Ｂは翼幅等を小さくして翼面積の小さいものに形成されており、 全体としての揚力減少量が最小限にすることができるようになっている。かかる 技術的思想は、上記実施例のように２つの翼を列設した場合のみならず、図３(b ) の如く３つ以上の翼を列設した場合にも適用できる。即ち、最前の翼４Ａをメ インの翼としてこれを大きく形成し、これより後方の翼４Ｂは小さくする。

【００１９】 なお、後翼４Ｂにおける揚力は小さいので、翼走時にトリムモーメントが発生 しないよう船の重心位置と前翼４Ａの揚力作用点および後翼４Ｂの揚力作用点と が適切な位置関係となるよう設計する必要がある。

【００２０】 上記のように構成することによって、艇走状態から船速を大きくして翼走状態 に移行する段階及びその翼走時の揚力は、主にメインの翼である前翼４Ａで得ら れる。そして、船体後部における下向き流れが発生しても後翼４Ｂの発生揚力が 小さいので全体としては影響が小さく、所定の揚力は確保され円滑な航行に支障 を来すことがない。また、後翼４Ｂ付近の流場は、下部船体２、センタストラッ ト３、前翼４Ａおよび前翼４Ａのフラップの影響で非常に複雑で揚力が発生しに くいが、もともと後翼４Ｂでの揚力はさほど期待せず小さく形成してあるため、 揚力が減少しても全体の揚力減少は最小限に止められる。

【００２１】

【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下部船体に列 設した複数の水中翼がある場合に、最前の翼を大きく、後方の翼を小さく構成し たので、翼走状態の形成に必要な揚力を主に最前の翼から得ることができる結果 、下部船体の造波干渉等によって不可避的に生じる下向き流れによって後方の翼 の揚力が小さくなったとしても充分な船体姿勢制御力を有しながら全体として必 要な揚力が確保される。

【００２２】 よって、本考案によれば充分な船体姿勢制御力を確保しながら揚力の減少を最 小限に抑えて所定の揚力を有する複合支持型船舶を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の適用例であ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２つの水中翼を設けた場合の下部船体の
平面図であり、(b) は３つ水中翼を設けた場合の同平面
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正面図である。

【図５】(a) 、(b) は、下部船体の造波干渉等による下
向き流れを説明するための下部船体付近の平面図と側面
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 ４Ａ…前翼（最前の水中翼） ４Ｂ…後翼（後方の水中翼） ５…サイドストラット

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下部船体に突設した水
   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、該下部船体の前後方向に複数列設した水中翼の
   うち最前の水中翼を大きく、これより後方の水中翼を小
   さく形成したことを特徴とする２以上の水中翼を有する
   複合支持型船舶。