JPH06503290A - 単胴高速船 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 単胴高速船 技術分野 本発明は、高速船に関し、この高速船の船体設計は水噴射推進システムと組み合 わて、１０，０００トンまでの船荷保持容量を有する約２５゜０００〜３０．０ ００トンの排水量の船舶について、公海または荒海の状態において最大３７〜５ ０ノツトの海洋通行速度、すなわち、従来このような大きさの船において安定性 または船荷容量を損なわないで達成することができないか、あるいは商業的また は軍事的に無価値なものとするような禁止的コストで構成される速度を可能とす る。

背景技術 大きい内部の容量および収容設備、構造的強度、船舶が浮かぶ時の安定性および 耐航性、および高速において推進力を経済的にするために十分に小さな抵抗を有 する船舶を設計かつ構築することは、米国特許第２゜１８５．４３０号、第２． ３４２，７０７号および第４．　０７９．　６８８号により証明されるように、 長い間造船家の目標であった。

伝統的な水上船単胴体設計は、通常、速度、安定性と線肌性の相互関係に関する 確立された設計原理と仮定から開発された。現在の実際の排水量の単胴水上船の 速度の改良が本質的に停止している従来より、有意に高い性能を達成するために は、犠牲がなされな（ではならない。

例えば、今日の排水形船体の主要な制限は、所定の大きさく排水量または容積に より）について、最大実速度を増大させるために船体がより大きな長さに「延ば される」とき、耐航性と安定性が減少することである。

伝統的な船体設計は、本質的に、「しきい速度」において発生する抗力上昇のた めに、大形船が海を横断する速度を制限する。しきい速度は船の長さくフィート ）の平方根にほぼ等しい速度（ノット）である。例えば、約６００フイートの長 さにおいて中形の貨物船は、約２０ノツトまたはその設計のしきい速度より多少 ４ノット低い経済的作動速度を有する。商業上の積荷により高速を達成するため に、船の長さと大きさくまたは容積）を比例して増大させるか、あるいは同一の 大きさと容積を維持するために、安定性を犠牲にして、船幅を縮小しながら長さ を増大させることが、必要である。造船家は、航空技術における「音障壁を破る 」ことと同様に、長さを増大させるかまたは船幅を減少させないで、有意に高い 速の船速度を達成するという問題を長い間考察してきた。

１９世紀において、０．３の長さのフルード数に相当するしきい速度において発 生する禁止的抗力の上昇のために、船速度を高くするためには長さを増加するこ とが要求されるいうことを、フルード（Ｆ　ｒ　ｏ　ｕ　ｄｅ）博士は最初に正 確に測定しそしてその現象を定義した。長さのフルユニでＶは船速度（ノット） であり、モしてＬは船の水線長（フィート）である。こうして、フルード数０． ２９８は１．０の速度長さ比に等しい。フルードの教示に従うと、同一容積につ いてより高速で進行するために、船はより長く作製されなければならず、こうし て抗力上昇の開始を高速まで延ばす。しかしながら、長さが同一容積について増 大される時、船はより狭くなり、安定性は犠牲にされ、そしてより大きな応力に さらされ、構造的な重量が過度にならないように、比例して軽量かつ強力に（し たがって、より高価に）ならなければならない構造を生む。さらに、所定の排水 量に対して、長い船は、高速を達成することができるが、固有縦振動数は低下さ れ、そして線肌性は、短長な小形船に比較して、公海または荒海の状態において 劣化される。

高速船を達成するための別の手段は浮上性船体である。今日まで、この普及した 考えは、非常に短い、すなわち、典型的には、１００フイートおよび１００トン を超えない船体形式に制限される。わずかに５０フイート長のボートは、６０ノ ツトを超える速度（２，５３のフルード数または８．５の速度長さ比）を達成す ることができる。これは、利用可能なパワーが、水の表面にボートを単に押し上 げるために可能であり、この場合ボートは、汲上を走行し、こうして純粋な排水 形ポートが同一長の船体において約９ノツトを超えて進行するのを阻止する巨大 な抗力上昇を除去する。しかし、例えば５〜２５ノツトの中間速度において、こ の５０フイートのボートが「水平面に乗る」前に、不相応に大量のパワーが必要 とされる。５０フイートの浮上性ボートが、３００フイートのフリゲートの長さ に評価されるならば、これらの速度は１２〜６０ノツトの正確な範囲に評価され る。こうして評価されると、その最小の実際的速度（６０ノツト）を達成するた めに３００フイート浮上性フリゲートに要求されるパワーは約５０万馬力であろ う；しかし現在このような馬力は小さい大きさおよび低い排水量の船において搭 載することができず、いうまでもな（供給することができない。さらに、この３ ００フイート船の継続する乗船は、ずっと小形の浮上性船の如く、低速すぎるた めに液上を清水または「飛しよう」することができない限り、大形平たん船体表 面が、連続的な高速において海洋波にはねつけられるために、材料疲労を生ずる 。

浮上性船体を使用する船舶が、また、水噴射推進により生産された。

しかしながら、サイズ、トン数と必要馬力の制限のために、ある水線長またはト ン数を超える船舶に対する水噴射推進浮上性船体の使用は、本気で考察されなか った。

浮上性船体は、典型的には、非常に高いパワー、平らなまたは凹形の「Ｖ字形の 」底部の組み合わせを組み込み、しばしば曲がった表面を組み込み、側面と底部 との接合部に、きれいな流れの分離のために必要な、角度をもった区画または「 チャイン」を有し、増大したアクアプレーニングの能力を与えかつ非常に高い速 度においてより高い安定性を付与する。それは、また、木材、アルミニウムまた はファイバーグラスの極端に軽量な構造を特徴的に有する。

米国特許第２，１８５，４３０号（Ｗ、スターリング・バーゲス［Ｓｔａｒｌｉ ｎｇ　Ｂｕｒｇｅｓｓ］）は、この型の船体の多数の解釈の１つを記載しており 、その発明者「１つのかつ主な目的は１９．極端に高い高い速度において作動す ることができる船体の形式の準備にある」と主張している。彼は６〜７．５の長 さ船幅比、２．５と７．３との間の特徴をなす速度長さ比、４７と５１との間の 排水量長さ比を規定し、そして３０〜４５フイートの長さを有する高速船体につ いての速度馬力の式を、 重量（ポンド）　Ｃ ユニでｖ＝ノット／時であル場合、Ｃ＝２７，１５０、として規定している。

バーゲスにより規定された最大のサイズに規模を大きくすると（１約２５０フィ ートの長さ」）、彼の船体の先導する特徴は次の通りであろう＝３３〜４２フィ ートの船幅；３９〜１１５ノツトの設計速度；７３４〜７９７トンの排水量。バ ーゲスの教示によると、３９ノツトの最小速度に要求されるパワーは、約３の固 有パワーのために、７３４トンの最小排水量において、９０，０００軸Ｈ，Ｐ、 の領域である。

水力学リフトの概念を使用する船体設計は、小形船、例えば、米国特許第２，２ ４２，７０７号に示されたているように、従来の推進機駆動によって動力を与え られた２００フイートまたは６００トンよりも小さな船に関して既知である。こ の船体の形状は、高圧力が、水力学リフトを設けるために、特定形状を有する領 域において船体の下に誘導されるようなものである。

単胴高速船（ＭＦＳ）は、船体の後方部分およびまた第１６図に示す水噴射のた めの入口バイブの上表面における高圧力の存在の結果として、あるしきい速度を 超える水力学リフトを発生させる。このような船体は、以下に記載された第１１ 図と第１４図に示された如く、水における船体の剰余抵抗を縮小する。このため 、パワーおよび燃料必要条件が減少される。水力学リフトは速度の平方と共に増 大するので、リフトする船体は、０．４２のフルード数または１．４の速度長さ 比以上の速度で「船尾が沈下する」または沈む傾向がある伝統的な船体より、高 い速度を達成することができる。ＭＦＳ形式を使用する作業ボートが、現在、海 または世界の港の進入の多くにおいて使用されている。この船体形式はまた、今 まで、あるサイズの高速水先船、警察ランチ、救援ランチと高速救助艇、通関ラ ンチ、パトロール・ボート、および１６〜２００フイート（２〜約６００トン） のサイズの範囲を取るモーター・ヨツトと高速釣り船に制限されると考えられた 。それらのサイズに対して、これらのボートは、浮上性ボートよりもずっと重量 があり、かつ頑丈である。５〜２５ノツトの速度範囲において、それらは、ずっ と滑らかな乗りごこちを有する。それらはまた、浮上性船体よりも、３．０より も低い速度長さ比におけるサイズに対してずっと小さなパワーしか使用せず、そ してそれらは、非常に操縦性がある。この型の船体の実際の使用は非常に小型の 船舶に制限されることを一流の造船家は主張したが、このような船体は６００ト ンのヨツトに使用されてきている。しかしながら、それは２，０００トンを超え る商業的または軍事的船舶について決して考えられて来ていない。

米国特許第２，３４２，７０７号（トロイア−［Ｔｒｏｙｅｒ］）および米国特 許第４，０７９，６８８号（ディリー［Ｄｉｒｙ］）は、速い排水量の船体の異 なる解釈を教示しており、しかしながら、これらの解釈は船体の形式および作動 の両者の面において本発明と異なる。

トロイア−は、先のとがったまたは「カヌー」の船尾の主張するすぐれた線肌性 を「中程度の速度」より高い速度における「船尾の沈下」をこのようなボートが するのを防止するために必要なリフトの性質と組み合わせるために、リフトする 船尾をもつ「二重末端の」ボートを教示しているが、このような速度はいずれの 面においても規定されていない。

船尾における水力学リフトを発生するトロイア−の船体の能力が何であっても、 このような船尾は６００トンより大きい排水量の船および本発明についての４０ 〜５０ノツトのような作動速度のためには特別に不適当である。なぜなら、広い 船尾梁の船尾（これをトロイア−は彼の教示において特別に排除している）は、 後述する本発明により教示されるように、水噴射の効率よい設置のための基本的 要件であるからである。

さらに、本発明が意図する速度（すなわち、１．４〜３．０の速度長さ比）にお いて、過度の船幅および抗力の関連する増加なしに、トロイア−のボートから得 ることができるより大きい範囲のリフトが要求される。

トロイア−はサイズ、比率、排水量、速度またはパワー、あるいはそれらの相互 関係に関する情報をまったく教示していないので、船舶のサイズまたは型あるい は彼の船舶の目的は決定することができない。しかしながら、彼は「先のとがっ た「船首部または船尾部」をもつ「ボート」についての「船尾設計の特別の形式 」を事実教示している。

トロイア−の船尾は、特徴的に、丸いまたは先のとがった平らの形式、底部およ び水線より下の側面の接合部におけるチャインまたは鋭角；および１０°より大 きい船尾における船底勾配の角度を有する。これらの重要な特徴において、それ は後述するように本発明について記載する設計の特徴から離れる。

米国特許第４，０７９，６８８号（［Ｄｉｒｙ］）は、また、「速度の増加に伴 う波を発生する抗力の急速な増加」を克服することを意図する「排水量型船体」 を教示し、彼の教示に対する関係する速度を０．　６〜１．２０のフルード数と して位置づけている。ディリーの教示の主要な特徴は、「長さの実質的な部分が 一定かつ完全な区画の平行な中央本体からなる、高速排水船体」である。

推進機駆動のキャビテーションおよび振動問題を実質的に縮小する水噴射推進シ ステムは、米国特許第２．５７０．５９５号、第３．３４２．０３２号、第３． ７７６．１６８号、第３．９１１．８４６号、第３．９９５．５７５号、第４． ００４．５４２号、第４．７６．０３５号、第４．６１１．９９９号、第４．６ ３１．０３２号、第４．７１３．０２７号および第４．７１８．８７０号に示さ れているように既知である。

今日、それらは、特に高速において大形船を推進するために有益であると認知さ れず、そして大排水形船体の部分において一般に存在する低圧力ではなく、浸水 した船体の後方部分における水入口において高圧力を必要とするために、一般に 非効率であると考えられる。

米国特許第４．２７６．０３５号（小林）は、小型のボートに適用される特許の 典型的なのもである。小林はボートの中線の後方部分に沿って縦列でまたは順番 に配置された２つのバイブを有する水噴射のための配置を教示している。彼が特 別に述べているように、これは中線の両側に互いに沿って配置された水噴射の入 口が通気するか、あるいはボートがターンする間にある角度で傾（ときの「水の 中から外に上昇」する可能性を排除することである。

船のトリムの変更は米国特許第４．８４３．９９３号（Ｐ、マーチン［Ｍａｒｔ ｉｎ］）の主題である。しかしながら、マーチンは、変化する深さの水の中で単 一のスクリューの性能を最適化する目的で、これを使用することを教示している 。

高速で、すなわち、４０〜５０ノツトの範囲において海洋を通行し、かつその寸 法と密度が、特に「じょうど時を得た」在庫と保管業務の世界的な受容の増大を かんがみて、航空貨物便と他の時間緊急側に対して受容されない腐敗性の積荷、 高費用資本財積荷、軍事的戦略の海上輸送の迅速かつ安全な海洋通行のための商 業的な必要条件のために、高安定性を有する水上船に対する必要性が増大してい る。

今日のコンテナーは、船荷のトン−マイルのコストを減少するために、一度に２ ５，０００トンまでのコンテナー化された船荷を運搬する、より大きいサイズに なる傾向がある。このために、船荷を積み下ろしするために海洋を横切る両側の ある数の港を訪れることが必要である。これは時間を消費しそして、最大の船が 比較的小さい数のみの海洋の横断７年を実施することができ、こうしてかなりの 投資費用で可能な財政的回転数を制限することを意味する。

４０〜５０ノツトで作動する、非常に速いが、より小型の船は、海洋横断の各側 の１つのみの港の間で毎週穴西洋横断の往復航行を実施することができる。この より小型の、より速い船は、１０，０００トンまでのみの船荷を運搬するが、よ り大きい船より約６０％多い船荷７年を輸送することができ、各コンテナーは非 常にいっそう制御された収集を受けそして送出システムは、各港において船が完 全に船荷を下ろされそして再び船荷を積まれるので、より訓練された統合された 技術を使用する。

こうして、各コンテナーの取り上げから送出まで（ドアからドアへ）に要する時 間を意味減少することができるであろう。このサービスのために、費用の割増を 請求されることがあり、例えば、割増は現在貨物空輸について請求され、現在の 海の料金および貨物空輸の料金との間のどこかに横たわる。この割増は、各船に ついて非常により大きい船荷の回転数と一緒に、はとんどの現在のより大きいコ ンテナー船の速度の２倍を超える速度で作動するために要求される燃料消費の増 加の補償より多い。

既に述べた理由で、このようなコンテナー船を非常に大きくするという伝統的方 法により、速度のこのような増加を達成することは不可能である。なぜなら、そ れらの長さが増加してフルードの法則に従うそれらのしきい速度を上昇させるに つれて、それらの船荷の有料荷重および安定性は損なわれるからである。推進器 の性能はキャビテーションの発生、それらの実際的でないサイズおよび中間の速 度においてブレードのビ・ソチを最適化するという問題（これらは非常に複雑な 歯車箱を必要とすることがある）のために、必要なパワーを送出す推進器の能力 について、また、重大な問題が生ずる。

発明の開示 本発明の意図は、次の特徴を有する単胴高速船（ＭＦＳ）を提供することによっ て、前述の先行技術の問題を克服することである：１、フルードの法則に従い「 しきい速度」において起こる阻止抗力の発生を、その速度において、「船尾の沈 下」または沈みよりむしろ、船体を有意にリフトすることによって減少させる。

２、推進システムの効率はこのような高い速度で低下せず、その理由で、水噴射 が提案される。

３、しきい速度およびそれより高い速度で船体の下に発生した高い圧力は、船体 をリフトするばかりでなく、かつまた最適な水噴射の入口効率のための要件と相 乗的である。

４、水噴射の入口ダクトを通る水の流れは、それらのダクト内で作用する水力学 的力により発生する付加されたリフトのために、作動速度、例えば、４０〜５０ ノツトにおける船の抵抗に対して有益である。

５、船体の形状の特徴は線肌性ならびに高速における船体の抵抗に寄与する。

６、十分なパワーは水噴射の推進器とカップリングして現存する船舶のガス・タ ービンの機構を使用して送出すことができ、このガス・タービンの機構はより小 型の高速船舶において現在効率よくかつ実施可能であることの証明が増加してい る。

７、構造、発電装置、推進器、歯車箱、燃料および装備の重量およびコストは、 それほど高くなくて、コンテナー化された船荷および／またはロール−オン／ロ ール−オフの船荷の組み合わせを運搬する、商業的に発展能力をもつ大洋横断の サービスの操作を禁止しない。

第１３図に示すように、本発明のＭＦＳの一般的な設計は最も困難な速度の状況 において作動し、ここで船体の形式は本発明の前の特徴を達成するとき重要であ る。速度は船を完全にアクアプレーンまたは「フライコさせるためには不十分で ある。しかも、逆に、速度は高過ぎて伝統的排水船体のために証明された設計技 術を使用することができない。

このような技術は、摩擦抵抗を減少しかつ禁止的余剰抵抗または「波を作る」抵 抗の発生を遅延させるために必要であり、実際には、規定された「しきい」速度 の範囲内またはそれを超える速度において、船体および水噴射の両者の効率の要 件と非常に反する。これはとくに本発明の低い船幅比、広い船尾梁および高い排 水比をもつ船において適用される。

この中間速度の状況において、例えば、船体の形式の４０〜５０ノツトの特徴は 本発明の技術的および商業的発展能力に対して意味がある。

本発明は、２０００トンを超える高速商用船と６００トンを超える客船について 、先行技術の船体設計および推進システムにおいて遭遇された問題および制限を 克服する。

本発明は、高速であるが大形の商用船、例えば、禁止的パワーを使用しないで高 速により、高い資本経費および動作経費を相殺するための投資で、大きな回転率 を達成する２０００　トンまたは２００フイートを超える貨物船または車両フェ リーを提供する。

本発明は、現在の商用船および客船の設計よりも優れた開放海洋条件における耐 航性を達成する。

本発明は、横断時間を有意に短縮するために要求される高速性を達成するために 、十分な長さおよびサイズの船に積荷される船荷を増大させるために、船毎のサ ービスの大きな頻度および横断の各側における幾つかの港を訪れる必要性を減少 する。

本発明は、より柔軟な計画およびより大きい定刻の依存性を可能とする、より広 い作動速度の範囲を達成する。

本発明は、従来の水中の付属物、例えば、かじまたは推進機よりむしろ、水噴射 と組み込みのトリミングまたは燃料移送システムを有することによって、同様な トン数の先行技術より、小さいまたは浅い港のアクセスおよび大きな操縦性を有 する商用船を提供する。

本発明は、特に、約６８０フイートの水線長（Ｌ）、約１１５フイートの全船幅 （Ｂ）、約２５、ＯＯＯ〜３０、ＯＯＯトンの全負荷排水量とを有する商用船に おいて使用される。しかしながら、それは、一般に、６００トンおよび２００フ イートを超える客船および２０００　トンを超える商用船に適用可能である。

かじ取の目的のために、最大２０ノツトの速度に対して文例水噴射を使用するシ ステムが使用される。さらに、文例水噴射は、逆転システムを組み込む。結果と して、本発明の概念を使用する船は、静止において操縦可能である。

本発明は、固有の水力学リフトと低船長対船幅（Ｌ／Ｂ）比を有する既知のＭＦ Ｓ設計を使用するが、高圧力が船体をリフトするために生成されるＭＦＳの船尾 領域に対応すると認識された水噴射の入口において、最良の効率のために、高圧 力を必要とするガス・タービン・パワーと水噴射推進による今まで既知でない組 み合わせを使用する。

ＭＦＳ船体における水噴射推進システムの利点は、３０ノツトを超える速度にお いて、高推進効率における大量のパワーを送出し、そしてさらに、船を非常に迅 速に停止まで減速する能力である。システムはまた、推進機振動、雑音とキャビ テーションの主要問題を大きく除去する。総合されたＭＦＳと水噴射システムの 主な利点は、船体の形状とリフト特性が、水噴射システムの吸込および推進効率 のために理想的であるが、吸込における加速流がまた、船体における抗力をさら に縮小するために、高圧力と大きなリフトを生成することである。

水噴射推進システムが、水入口の近接において高圧力の領域を有することが都合 が良く、そして大きな平たん船尾助板領域が噴射ユニットを設置するために必要 とされるために、ＭＦＳ船体形式が、水噴射推進のために理想的に適する。ガス ・タービン主エンジンと組み合わされた、高効率推進システムが、大きな高速船 のために必要とされた高パワー・レベルを満たすために設けられる。

本発明の低い長さ／船幅比は、固有の低船長対船幅比が、大きな使用船荷空間と 改良安定性を提供する。

水噴射推進システムは、文例水噴射の方向性推力と、前方速度のない高操縦性パ ワーの適用により、推進機によるよりも、大きな操縦性を提供する。

本発明の船舶ガス・タービン・ユニットにより駆動されるまたはポンプは、推進 機駆動において固有なサイズ、キャビテーションおよび振動問題のない、実質的 なパワーの軸方向または混合流を生成する。

さらに、減少した放射雑音および伴流特性は、新規の船体設計と水噴射推進シス テムにより生成される。

ＭＦＳ船体は利用可能な商用において経済的に生産することができる。

本発明により使用される船舶ガス・タービン・エンジンは、ディーゼルまたは水 蒸気の動力のプロペラ駆動で得られるより、低い比例する重量、容積、費用と燃 料消費率のために、より大きいパワーを現在生成するか、あるいは生成するため に開発されつつある。

ＭＦＳ船体水中形状は、商船における伝統的な抗力上昇を回避する。

本発明の船体形状により、船の船尾は、従来の船体の船尾が沈むまたは沈下し始 める速度においてリフト（これによりトリムの減少）を始める。

本発明は、船用ガス・タービンのパワーおよび重量効率、水噴射の推進効率、お よび伝統的な船体が沈下する速度においてリフトする形状のＭＦＳ船体の水力学 効率を組み合わせる。本発明は、はぼ２００フイート全長、はぼ２８フィート船 幅および１５フイートの喫水およびほぼ６００トンの排水量を超える海事産業船 舶のために特定使用を見いだす。

本発明による商船は、商品名ＬＭ５０００またはＬＭ６０００でＧｅｎｅｒａｌ 　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社によって現在製造される形式の８つの従来の船用ガス・タ ービンと、Ｒｉｖａ　Ｃａ１ｚｏｎｉまたはＫａＭｅＷａによって現在製造され る一般形式の４つの水噴射とを使用する。

水噴射推進システムは、船尾助板において取り付けられたポンプ羽根車を有し、 水は、船尾助板のすぐ前方の船体底部における入口を通って船尾の下から羽根車 に送られる。入口は、水噴射システムの推進効率を増大させるために、高圧力の 領域において配置される。

入口内でポンプによって生成された加速流は、船体の効率を増大させる付加的な 動的リフトを生成する。結果は、従来の推進機推進システムを有する船体に比較 して全推進効率の改良であり、推進効率における最大の改良は、約３０ノツトの 速度において始まる。

操縦性は、２つの文例水噴射により達成され、各文例噴射は、かじ取のための斜 め推力を設けるために、水平旋回するノズルを取り付けられる。偏向板は、停止 および低速制御を設けるために、噴射推力を前方に向ける。かじ取および逆転機 構は、船尾助板の背後の噴射ユニットにおいて位置付けられた油圧シリンダーに よって動作される。あるいは、従来のかじを使用することができる。

本発明に従う船は、１０．０００までの船荷を３７〜４５ノツトにおいて大西洋 を約３〜４日で、最大５つの海上状態において輸送し、１０％の予備燃料容量を 有する。

総合制御システムが、ガス・タービン燃料流とパワー・タービン速度と、ガス・ タービン加速と減速を制御するために設けられ、ガス・タービン出力トルクを監 視かつ制御し、そして水噴射かじ数句、角度の変化率、および最適停止性能のた めの水噴射逆転機構を制御する。そのようなシステムは、入力として、船速度、 軸速度、およびガス・タービン・パワー出力（またはトルク）を含むパラメータ ーを使用することが熟慮される。

前述の制御システムは、約２０ノツトの船速度に対応する適用されたガス・ター ビン・パワーにおいて、全かじ数句を許容する。それは、高パワーと船速度にお いて自動的に適用かじ数句を次第に縮小し、そしてさらに、約２０ノツトの船速 度に対応する適用ガス・タービン・パワーにおいて水噴射推力偏向器の完全な逆 転を許容する。さらに、制御システムは、水噴射逆転偏向器移動と高パワーにお ける移動率を自動的に制限し、そして船の高速度において最も有効であるように ガス・タービン。

パワーと速度を制御する。

要約すると、本発明は、次の利点を有する。

１、同一のサイズおよび比率の従来の商船に比較して高鉛速度におけるより低い 船体抵抗。

２、高価な軽量構造に頼らないで商業的船荷の運搬を可能とするために十分に高 い排水量長さ比。

３、大量の船荷を安定性の適切な保存により主甲板上の保持させる高い固有安定 性。

４、高固有安定性は、燃料が消費される時、船舶がバラストを積まれる必要条件 がない効果を有し、こうして移動距離により最高速度の増大を設ける。

５、低い船幅比が、類似の排水量の高速の従来の船舶と比較して、大きな使用内 部容積を提供する。

６、障害安定性の大きな潜在的保存。

７、（ａ）過度の船体強度問題を生じ、（ｂ）悪質な主観的動作を有し、（Ｃ） 過度の船体スラミングと甲板の湿りのない、悪天候条件において高速度で動作す る能力。

８、船体、水噴射およびガス・タービン特性の望ましい組み合わせにより、２つ 、３つまたは４つの水噴射において有効がっ効率的に動作する能力。

９、船尾助板で４つの大きな水噴射を収容し、かっ吸込のために十分な底部領域 を設ける能力 １０、水噴射／ガス・タービン推進システムの総合が、後方部分の船体形式によ って最適化される。

１１、大きい、複雑な、効率の低い推進器システムよりむしろ水噴射を使用する ために、４０〜５０ノツトの速度範囲に対して、同様な排水量の従来の船体形式 よりも低い技術的危険。

１２、低速と高速の両速度における優れた操縦性とずっと短い距離において停止 する能力。

１３、浅水において動作する如く他の使用または水陸両用の目的のために、すべ ての速度と排水量において重力の最適縦中心を保証するために、設計において組 み込まれた燃料トリミング・システムを使用する能力。

１４、浅水操縦または水陸両用動作における水中損傷の可能性を縮小するかじま たは推進機と関連付属物の省略。

この目的のために、本発明の主要な物理的および作動的特徴を記載ことが必要で ある。

１．０．４より大きく０．９までの長さのフルード数における作動に最適化され た船体。

２．５〜７．５の長さ／船幅比（水線長さくフィート）を最大の水線幅または船 幅（フィート）で割った値、Ｌ／Ｂとして表す）。

３．６０〜１５０の排水量長さ比または排水量（ロングトン）を水線４．１．０ より小さい固有パワー（軸馬力を排水量（ロングトン）および速度（ノット）の 積で割った値、ＳＨＰ／ＤＸＶとして表す）。

５、船の中心に関して非凸形である縦方向のプロフィルを有する船体の底部、そ の輪郭は船の通常の作動速度および排水量に依存し、船体の縦方向中心の前方の 最大深さの点から横方向の船尾または船尾梁における最小深さの点に発生し、こ のような最小深さは最大深さの６０％より低い。

６、基準試料における船尾梁幅は基準水線における船体の最大幅の少なくとも８ ５％である。

７、船尾に対して前方垂直（または船首と基準水線との接合部）の後方長さの約 ３０％からの、船体の横方向の区画は、船体の側面とのそれらの接合部において 丸（なっており、そしてキールまたは中線の各側で断面が非凹形であり、ただし 凹形でありかっ「ナックル」における船体の側面に合流する、船長さの前方の２ ５％付近のものを除外する。

８、側面が基準水線において平面図で非凹形である船体。

９、船尾梁における船底勾配の最大角度（底部の横方向の区画上方の傾斜と水平 との間の角度）は１０６より小さい。

本発明によるすべての上の特徴の組み合わせは、船体について意図する特定の速 度の状況の多数の対立する要件、例えば、４０〜５０ノツトの作動を満足する。

このような速度を有効な商業的、軍事的およびレクレーションの作動に要求され る構成、安定性、運搬能力、耐候性および実施可能性と組み合わせることは、い ずれの先行技術の船の設計を超えた本発明の主要な利点である。

本発明のＭＦＳ船の非常に異なる特徴の指示として、バーゲスによる教示されか つ先行技術を参照して前述した２５０′の同一の最大長さの規模にした本発明の ＭＦＳ船は、次の特徴を示すであろう＝３３〜５０フィートの船幅；２２〜４７ ノツトの設計速度；９３８〜２３４４トンの排水量。米国特許第２，１８５，４ ３０号の最小設計速度について、本発明は、タンク試験に従い、９３８トンの排 水量において３３．７１６軸Ｈ，Ｐ、のみを必要とし、０．９２２の固有パワー を与える。

こうして、２８％より大きい排水量にもかかわらず、本発明は同一規模の速度に おいてバーゲスの船体について開示されたパワーの１／２より小を必要とするで あろう。これが反映するように、バーゲスの船体は本発明より非常に大きい規模 の速度−しかしながら、非常に小型の船舶を除外する現代の推進器システムを越 えた速度−で効率よいことを意図している。

本発明の６７９フイートおよび２５〜２０．０００）ンのＭＦＳの規模において 、バーゲスは１４．１３６）ンの最大の排水量のみを示すが、なおまえの例にお けるのと同一の固有パワーを仮定すると、６５ノツトのその最大の設計速度につ いて多少ａ、ｏｏｏ、ｏｏｏ軸Ｈ，Ｐ、を必要とする。

このような設置したパワーを利用可能である場合、バーゲスの船体のより小さい 船尾梁幅は、送出し可能であるパワーの量を大きく制限するであろう。

対照的に、現存するサービス・ユニットから誘導された水噴射システムとクラン ピングした４４０．０００軸Ｈ，Ｐ、までの最大出力をもつ、現在入手可能なガ ス・タービン機構を使用して、本発明は、必要な商業的船荷を運搬している間、 その意図する性能の状況の範囲によく入る速度を達成する。

プロフィルにおいて、本発明は最大深さの点から、最大のわずかに約２０％であ る、船尾梁における、最小深さの点まで上昇する水面下の部分を示す。バーゲス はほとんど水位の水面下の部分のプロフィルを教示しており、これは、非常に高 い速度においてそして彼のテキストに記載されているように必要であるような、 船体中央部の後方から離れて浮力の縦方向中心を維持する必要性から誘導される ことがある。

推進器または水噴射のシステムでは、すべての推進手段を船の船体の極端の寸法 内に収容することが望ましい。これは広い船尾梁が本発明の本質的特徴である理 由である；船尾梁の幅は作動の所望の速度、例えば、４０〜５０ノツトを提供す るとき本発明の主要な物理的要件である。なぜなら、船尾梁の幅はサイズおよび それゆえ水噴射および推進器の両者のパワーを制限するからである。バーゲスは 彼の最大船体幅に関するかなり狭い船尾梁を教示し、しかも本発明の状況の範囲 内の速度においてかなり多いパワーを必要とするので、彼の船体はいかなるサイ ズの上の小型の船舶においても水噴射推進のために不適当である。

バーゲスの横方向の区画は、非常により高い比例の作動速度または速度長さ比に ついて意図する半型から期待されるように、本発明の横方向の区画と異なる。彼 の区画は、水中の区画を通して堅いチャインと、キールの両側の凹形底部との組 み合わせを有する。基準における計画の形式の彼の水線は、記載されているよう に凹形性または「スズメバチに似たくびれ」を示す。バーゲスの船体の船尾にお ける船底勾配角は、本発明のそれのほぼ２倍である。

要約すると、バーゲスの船体は、作動的におけるように物理的に、本発明のそれ と異なり、彼の船体は完全に異なる目的で、本発明より一より小型の規模でかつ 非常により高い比例速度において使用することを意図する。

ディリーの船体は、本発明の船体と対照をなし、連続的に変化する船体を特徴と する；事実、船体の長さのいずれの部分もいずれの点においても区画が一定では ない。ディリーは、また、船舶の入口がとくに独特の方法で形成されている。そ れは船首部において水線に向けて船体の底部の中線から上方に傾斜する斜面によ り規定される。

この特徴は本発明の入口区画と異なり、本発明の入口区画はプロフィルが一定の 直線で「斜面」ではない（ディリーの教示の第４図におけるように）が、船の縦 方向中線に関してプロフィルが凸形の曲線である。

本発明の船首部区画は船の縦方向中線に関して凹形であるーデイリーの第５図に おけるように、凸形でありかつキールにおいて平らであるーデイリーの「入口長 さ」に比例して同様である、前方の垂直の後方の船の長さの約３０％の区域にお いて。ディリーの船体および本発明の船体はこれらの３つの重要な面において異 なる。

最後に、ディリーが教示するように、彼の船体は０．　６〜１．２０のフルード 数の範囲において作動することを意図する。これは０．４２〜０．６の非常に重 要なより低いフルード数の範囲を排除し、この範囲は本発明が最適化する範囲で ありそして、６７９フイートの水線長さのＭＦＳ規模において、３５〜５２ノツ トの速度に等しく、コンテナー化された船荷を使用する有益な商業的のために、 十分に供給可能な、安定なかつ実施可能な船体のために利用可能な、十分なパワ ーが存在するように思われるほぼ最大である。

第１１図は、ＭＦＳフリゲート（円データ点を有する曲線Ａ）と、同一長さ／船 幅比と３４００　トン排水量の伝統的なフリゲート船体（三角形データ点を有す る曲線Ｂ）との間の軸馬力の比較を示す。約１５〜約２９ノツト間で、両射は、 類似のパワーを必要とする。３８〜６０ノツトまでで、ＭＦＳ船は、最大効率の 領域内で動作し、かつ水力学リフトから益々利益を得る。この速度範囲は、排水 形船体の長さが速度長さ比を減少するために実質的に増大されないならば、ある いは船長対船幅比が実質的に増大されないならば、伝統的な排水形船体に対する 実用性を大きくしのぐ。ＭＦＳ設計における水力学リフトは、荒い力によって大 きく水平面に上昇される浮上性船体よりも、高速性能航海ポートにより類似する 穏やかなプロセスである。ＭＦＳ船体は、十分に清水せず、これにより高速にお ける波に対するスラミングの問題を回避する。

さらに、現代の大形船は、伝統的に、ディーゼル・パワーで駆動された推進機で あった。しかし、推進機は、本質的にサイズにおいて制限され、そしてまた、キ ャビテーションおよび振動問題を提示する。一般に、現行技術を適用すると、６ ０．０００馬力は、従来の固定ピッチ推進機に対して、軸当たりのほぼ上限であ ることが認識される。さらに、高速に対して必要なパワーを生成するための大き さのディーゼル・エンジンは、重量、サイズ、責用と燃料消費の点から非実際的 である。

第１３図に示す水線長さに関する速度のカテゴリーを検査する場合、ＭＦＳは高 速の商業的な船を提供する。第１３図は、後述するように、小型から非常に大型 である、準計画の船体の１連続のサイズを示す。ＭＦＳは船体の形式が今日小型 の船舶において広く使用されているものに類似する。なぜなら、それは排水船体 のそれに近づく排水量長さ比および計画する船体のそれに近づ（最大速度の使用 の可能性を提供するからである。

本発明は小林が教示する配置を使用しない。なぜなら、２またはそれ以上の入口 バイブが縦列で配置されているとき、各パイプの中へのバランスされた流れを達 成することができないからである。さらに、本発明のサイズの船の船体角度は、 小林の教示が教示するような小型のボートと比較して、非常に適度である；そし て船尾より下および船外入口における高い水圧はベンチレーションのこのような 可能性をさらに減少するであろう。

したがって、水噴射の入口バイブが互いに沿って、平行に、船の後方部分の下で 発生した高い圧力の区域において最も好適な点に配置されていることは、本発明 の１つの特徴である。固有の露天甲板船幅または低い１船幅比、および露天甲板 船尾梁設計のために、この配置を実行するために利用可能な、より多い空間が存 在し、こうして水噴射により送出すことができる、比例の制限的最大のパワーを 増加する。

小林が教示する縦列の入口の配置は本発明に適用することができない。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明による船の右舷側の側面図またはプロフィルである。

第２図は、第１図に示された船の頂面図である。

第３図は、第１図に示された船の船首から見た前面図である。

第４図は、半分は船首部分から、そして半分は船尾部分から、第１図に示された 船体の長さに沿った基点における異なる輪郭線を示す船体の断面表示である。

第５図は、甲板の配置を示すための、第１図に示された船体の船体中央部分の断 面図である。

第６図と第７図は、第１図に示された船内の水推進／ガス・タービン・ユニット の配置を示すそれぞれ概略的な側面図と頂面図である。

第８Ａ図〜第８Ｄ図は、ガス・タービンと歯車箱の代替的な実施態様を示す第７ 図に類似する概略的な平面図である。

第９図は、約３８０，０００の送出された馬力（ＤＨＰ）の、排水量と速度の間 の関係を示すグラフである。

第１０図は、以下に記載するＭＦＳのための船速度と送出馬力（ＤＨＰ）の間の 関係を示すグラフである。

第１１図は、本発明のフリゲート船と従来のフリゲート船の間の軸馬力／速度特 性の比較を示すグラフである。

第１２図は、長さにおいて従来の船舶のトン／ノット当たりの比パワーを本発明 と比較するグラフである。

第１３図は、０．４２以上〜０．９以下のフルード数の範囲（またはｖ／Ｊ′Ｕ ＝１．４〜３．０）において、半浮上性船体形式の使用を示す、それぞれの水線 長に関するボート、船および海洋船舶の速度分類のグラフである。

第１４図は、本発明の６７９フイートの水線長さのＭＦＳが、同一の長さ、船幅 および排水量のティラーの標準の系列の従来の排水形船体と比較して、増大した 絶対速度、速度長さ比およびフルード数における抗力の減少を提供する様子を示 す、船速度に関する固有剰余抵抗のグラフである。

第１５図は、第１〜３図において示された船において使用された水噴射推進シス テムを示す概略図である。

第１６図は、水噴射推進システムのための修正されたガス・タービン／電気モー ター駆動を示す、第６図に類似する概略図である。

第１７図は、船舶のトリムが、異なる船速度において吸収された有効馬力（Ｅ、 Ｈ，Ｐ、）を最小にするために、重力の縦中心（Ｌ、　Ｃ，Ｇ、）を、横座標に おいて数字「０」によって指定された船体中央（第４図の基点５）の前方および 後方にフィートの単位で移動させることにより、最適化される様子を示す、２８ ７０トンの排水量の９０メートルのＭＦＳ船体の実大のモデル・タンク試験に基 づいたグラフである。

第１８図は、最適化トリムが使用される場合に吸収されたＥ、　Ｈ，Ｐ。

における削減を示す、上記で参照された２８７０トン排水量の９０メートルのＭ ＦＳ船体の実大のモデル・タンク試験に基づいたグラフである。

第１９図は、本発明によるＭＦＳにおいてトリムを最適化するための燃料移送シ ステムの実施態様の概要図である。

発明を実施する最良のモード 今回面（ここで同様な参照数字は全体を通じて同様な部分を示す）を参照し、そ して特に第１図を参照すると、一般に番号１０によって指定された船が示され、 例えば、４０〜５０ノツトの範囲における速度において大西洋横断運転のために 、例えば、１０，０００トンまでの高有効搭載量において、水力学リフトを使用 する半排水形または半浮上性の丸いビルジの低船長対船幅（Ｌ／Ｂ）船体形式を 有する。Ｌ／Ｂ比は好ましくは約５．０〜７．５である。この船は２１５フイー トを超える水線長さおよび、第４図に示すように、６７９フイートの基準水線長 さおよび６０〜１５０の排水量長さ比を有する。

船１０は、露天甲板１２を有する半浮上性丸ビルジ形式として既知な船体１１を 有する。かじ取置上部構造１３は、船荷および／またはヘリコプタ−着陸のため の大きな前方甲板を設けるために、船体中央部の後方に位置し、そして以後に記 載される如く、収容設備、居住空間と他の装置と共に船のための制御を含む。上 部構造１３は、重力の縦中心に悪影響を与えないように位置付けられる。商用船 は２０００トンを超える、例えば、２０，０００〜３０．０００１−ン（これら に限定されない）排水量を超える貨物船の形式において示されるが、本発明はま た６００トンを超える客船に適用可能である。

船体１１の縦輪郭が第１図に示され、一方、正面線図が、第４図に示される。第 １図に鎖線において示された基部線１４は、船体１１の底部１５が、最大深さの 点から船尾１７の方に上昇しかつ船尾助板３０において横ばいになる様子を示す 。船体の底部１５は基部線１４に関して最大の点６６から最小深さの点６７に対 して、非凸形の縦方向のプロフィルを有する。この輪郭は、また、第４図に断面 図で示されており、そして最大深さく第４図、参照数字６６）から船尾梁におけ る最小深さく第４図、参照数字６７）に流れ、最小深さは点６６における深さの ６０％より小さくて、より低い長さのフルード数において禁止的船尾梁抗力を引 き起こさないア、しきい速度を超えるために必要な高い圧力を提供する。これは 、バーゲスまたはディリーの非常に高いフルード数と比較して、典型的には少な （とも０，４０、好ましくは０．４２〜０．９のフルード数で作動する本発明の 速度の要件を提供するとき、本発明の有意の特徴である。

第４図は、６７９フイートの基準水線長さのＭＦＳ船体の形式の断面の表示であ り、右側が船の前方部分における構成を示し、そして左側が後方部分における構 成を示す。この図面は、船幅中心線からのメートルでそして、また、前方の垂直 ６８から後方の垂直７５の船長さの１７１０で、ＭＦＳ船体の断面を記載する。

ＭＦＳ船体は、前方部分においてキールと、後方部分において平たん底部を有す る伝統的な排水形船体形状を有する。小形船舶において、第１図において仮線に おいて示され、かつ番号６５によって指定された中心線垂直キールまたはかかと ６５が、取り付けられ、前方ビルジのほぼ最深点から船尾助板３０の前方の船長 小形船において方向安定性と横揺れ減衰を改良する。第１４図に示された如（、 従来の排水形船体に関して抗力を縮小するために、後方部分の下に水力学リフト をしきい速度において生成するのは、この船体構成である。船尾梁（ステーショ ンまたは輪郭線１０）において、船の中線（６８）とその船の側面（６９）との 間の距離は中線（６８）と最大船幅の点（７０）との間の距離の少なくとも８５ ％である。これは、フルード数＝０．４２〜０．９の速度について、とくに先行 技術、例えば、バーゲスまたはディリーが教示するより非常に大きい船のサイズ および排水量長さ比において、必要な馬力を送出すための水噴射の入口または推 進器のための十分な空間を収容するためである。第４図において０〜２の番号の 付いたステーションまたは輪郭線は、第１図において右から左に見た船首部分１ ６における関連する「ナックル」をもつ船体形状の非凸形の形式を示すが、３〜 １０の番号の付いた輪郭線は、船尾部分１７におけるビルジが、また第１図にお いて右から左に見た時、漸進的に凸形となりかつ平たん化される様子を示す。こ の船体のサイズと形状の結果として、水力学リフトの開始の正確な速度を決定す るための承認された方法は現在存在しないが、このようなリフトは、これらの区 画が平たん化により促進されたそしてその開始は１．０の速度長さ比または０． 　２９８のフルード数（または６７９フイートのＭＦＳの場合において、２２． ０００トンの排水量における約２６．０６ノツトのしきい速度）において起こる ことが示唆された。船体の水線は、平面図において（第２図、参照数字７１）、 前方部分における激しい動きを減少すると同時にバーゲスまたは他の先行技術が 教示するより高い排水量長さ比で作動するために最大の水面区域を保持するため に、船舶の中線７３に関してすべての点において非凸形である。水平の横方向の 基準線との交点における輪郭線１０（船尾梁）の間の鋭角は最大１０°である。

この船は、第４図に示すように、３４．５ノツトを超える最大作動速度を有し、 そして６００トンを超える最大排水量を有する。

こうして丸ビルジ船体１１は、「リフトする」船尾助板船尾１７を有し、既知の 如（、直線人口水線、ビルジの曲がりおよび船尾梁において鋭（終わる非凸形の 後方の船尾曲線図の線において典型的に丸い船体後部と、直線の後方バトックラ インまたは船尾助板において鋭く終端するわずかな下方フックを有する後方バト ックラインとを一般に特徴とする船体形式から生ずる水力学的力によって生成さ れる。この形式の船体は、浮上性船体ではない。それは、最大速度で０．４０、 好ましくは約０゜４２以上および約０．９以下のフルード数の範囲において、例 えば、より高いフルード数について意図されたバーゲスおよびディリーの船体の ような船体を特徴づけるような、「しきい」速度の範囲内で約０．４２〜０．６ の適度のフルード数において、過度の船尾梁の抗力なしに、船尾の下の高い圧力 の作用により、船体後部において水力学リフトをつくることによって、作動する ように設計される。

水線およびその下で美しい船首部の区画と、深いフォアフット（または前方のキ ール）および船首部のナックル線より上の完全な区画との組み合わせは、公海の 状態における船首部における激動する加速およびスプレーの発生を減少するとき の主要な因子である。船尾における高い圧力は、また、過度のピッチングを緩和 し、こうして船体ガーダ−への縦方向の応力を減少する作用をする。

船体１１は。また、右舷側における船の中央のアクセス・ランプ１８と、船尾の ロールオン／ロールオフ・ランプ１９を設けられ、その結果相互連結リフト（図 示されていない）を有する、第５図に示された船体中央部における如く、露天甲 板１２の下の３つの内部甲板２１．２２．２３において保管された船荷は、荷積 みと荷降ろしのために同時にアクセスされる。他のアクセス・ランプは、後方の 右舷側において設けられたランプ２０の如く、戦略的に位置する。

短い船体設計のために、船体は、所与の排水量に対して長く細い船よりも、大き な容易さを有する必要な構造的強度を達成する。半浮上性船体の形式において水 力学リフトを生成する形状は、非常に既知であり、そしてその寸法は、有効搭載 量、速度、利用可能なパワーおよび推進機構成の必要条件によって決定される。

商用で利用される形式の３次元船体モデル化コンピュータ・プログラムは、入力 として前述の必要条件を有する基本ＭＦＳ形式を生成する。いったん基本船体パ ラメータが決定されたならば、排水量の推定が、例えば、標準船体分解構造参照 文献０９００−Ｌｐ−０３９−９０１０からの重量コーディングによる２けた分 析を使用して、行われる。

さらに、短い船体は、高い固有振動数を生成し、以後に記載される推進システム と組み合わされて、４０〜５０ノツト範囲における速度の達成を許容しながら、 船を剛性にし、かつ波によって生じた動的応力による障害を受けに（くする。

２００トンの次元において非常に高い推力を生成するために存在する混合流、低 圧力、および高容積ポンプ技術を使用する水噴射推進機が、本発明を構成する船 において組み込まれる。水噴射推進機は、必要な高パワーを獲得するための大き さの従来の船用ガス・タービンによって駆動される。現在使用のために熟慮され た水噴射推進機は、単一段設針であり、構造において複雑でな（、そして１００ ．０ＯＯＨＰを超える推進力において高効率と低い水中雑音を生成する。

第６図と第７図は、水噴射／ガス・タービン推進システムの一つの実施態様を概 略的に示す。特に、４つの水噴射推進機２６．２７．２８．２９（その一つが第 １５図において示される）が、船尾助板３０において取り付けられ、それぞれの 入口３１が、高圧力の個々の船体設計に基づいて決定された領域において、船尾 助板３０のすぐ前方の船体底部において配置される。高圧力下の水は、入口３１ から水噴射のポンプ３２の羽根車に向けられる。海水の流れは、４つの水噴射２ ６．２７．２８．２９のポンプ３２によって、入口３１においてまたはその回り において加速され、そして加速流は、抗力を減少させることにより船体効率を増 大させる付加的な上方動的リフトを生成する。

２つの最も外側の水噴射２６．２７は、操縦と前進推力のための文例水噴射であ る。文例水噴射２６．２７の各々は、それぞれ、水平に旋回するノズル３４．３ ５を設けられ、操縦のための斜め推力を設ける。偏向板（図示されていない）は 、既知の方法において停止、低速制御と逆転を設けるために、噴射推力を前方に 向ける。かじ取および逆転機構は、船尾助板の背後の噴射ユニットにおいて位置 付けられた油圧シリンダー（図示されていない）または同等物によって動作され る。油圧シリンダーは、船において他の場所に設けられた電力バックによって動 力を供給される。水噴射推進とかし取システムは、船舶を静止において操縦可能 にし、かつ非常に急速に減速可能にする。

Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社のＬＭ５０００によって例示された形式の 船用ガス・タービンは、わずかに２つのタービンを必要とし、各々は、従来の結 合歯車設置により軸線当たり８０°Ｆの環境温状況において５１．４４０ＨＰの 定格である。

８つの対の従来の船用ガス・タービン３６／３７．３８／３９．４０／４１．４ ２／４３は、結合歯車箱４４．４５．４６．４７とカルダン軸４８．４９．５０ ．５１により、それぞれ水噴射推進ユニット２６．２８．２９．２７に動力を供 給する。４つの空気吸込（それらの２っ５２．５３のみが第１図と第６図におい て示される）は、タービン３６〜４３のために設けられ、かつ主露天甲板の垂直 上に延び、かつ後方部分において設けられた上部構造１３における右舷とボート に横に開く。各ガス−タービンのための８つの垂直排気煙突５４．５５．５６． ５７．５８．５９．６０．６１（第２図と第６図）がまた、かじ取置上部構造１ ３を通って延びており、そして排気ガスの再連行を最小にするために、大気に上 方に放出する。排気煙突は、ステンレス鋼から構成される装置てかじ取置の下の 上部構造１３における空間を通って空気を送られる。

ガス・タービン配置は、種々の設計基準を達成するために、幾つかの形式を取る 。第７図に示されたものに類似する第８Ａ〜８Ｄ図における部分は、同一番号に よって指定されるが、プライムを付けられる。例えば、第８Ａ図は、一つの実施 態様を示し、この場合小さな設置幅を獲得するために、直列形ガス・タービンの ４つの対のみである。歯車箱は、直列形タービンの各対の中間に設けられる。こ の配置は、幾らか大きな設置長さと高度の組み合わせ歯車箱と、各軸に対する推 力保持重量を生ずる。第８Ｂ図は、設置長さを縮小する実施態様であり、この場 合設置幅は、本質的であると考えられない。組み合わせ歯車箱と軸当たりの推力 保持重量はまた、最小かつ第８Ｄ図の実施態様と同じ量に縮小され、この場合設 置幅は、第８Ａ図と第８Ｃ図の実施態様の間にある。第８Ｃ図の実施態様は、き 弱性を縮小するために、ガス・タービンを２つの別個の室において有する。

第９図は、ノットにおける船速度とトンにおける排水量の間の関係を示す。−走 水噴射効率において、速度は、排水量が降下する時増大する。

第１０図は、直線関係が、ある速度においであるパーセントの負推力減少を仮定 して、２２．０００トン排水量の船舶のための送出馬力と船速度の間に３５ノツ トを超える速度において存在することを示す。例えば、４１ノツトの船速度を達 成するために、必要な送出馬力は、本タンク試験により約３８０．０００程度で ある。

第１２図は、３０ノツトにおいて、本発明による船が、固有パワー（ここでＨＰ ＝送出された馬力、Ｄ；排水量（ロングトン）およびＶ＝速度（ノット）により 測定して、長さとサイズによる低速の軍艦の多様な他のクラスに対する性能にお いて匹敵することを示す。しかしながら、４５ノツトの速度において、本発明は 、完全に独特のクラスの船舶を提供する。先行技術のバーゲスは、本発明の６７ ９フイートのＭＦＳと同一の規模で、６５ノツトの規定された最小速度において ３．０の固有パワーを教示している。これは４５ノツトにおいて本発明の固有パ ワーの約７倍であるか、あるいは３０ノツトにおいて同一サイズの承認された現 代の軍艦の船体の固有パワーの１０倍である。これは任意の現在考えられている 軍事的または商業的目的のためにこのような速度について禁止的なパワーのペナ ルティ−であろう。

第１３図は、本発明が最適化される最小のフルード数（３）と、バーゲス（１） およびディリー（２）が教示する最小のフルード数との間の差を実証する。ＭＦ Ｓの最適な速度の範囲は、より低いフルード数をもち、これは非常に異なる問題 、例えば、船尾梁の抗力に対する水力学リフトの関係、排水量長さ比／船幅比お よび先行技術が取り扱わない他の問題を持ち出す。

本発明によるＭＦＳは、また、速度と排水量による吸収Ｅ、　Ｈ，Ｐ。

により、最小船体抵抗を獲得するために、最適トリムまたは重力の縦中心（Ｌ、 　Ｃ，Ｇ、　）において船を動作させる燃料システムを組み込む。

これは、燃料が燃焼され、そして結果的に速度が増大する時、ＬＯＧは、後方に 移動する如く、燃料タンクの配置により達成されるか、あるいは第１９図におい て概略的に示された如く、排水量および速度入力を有する監視装置によって動作 された燃料移送システムにより達成され、この場合燃料は、船の速度と排水量に よりＬＣＧを調整するために、従来の構造の燃料移送システムによって、船体中 央部（第４図における基点５）の前方または後方にポンプで揚げられる。この燃 料移送は、使用された軽量の留出油燃料のためにガス・タービン機械によりさら に容易に達成され、移送される前に燃料加熱のための必要性を縮小し、かつ標準 動作中多様な速度条件に遭遇する船舶において特に使用される。

ここに記載するＭＦＳに適用されるように、燃料移送システムの利点は、第１７ 図と第１８図に示された如く、９０メートルと２８７０トンの従来の推進された 小形のＭＦＳ船体における経験的規模のモデル・タンク試験結果からさらに明確 に理解される。

第１７図は、フィートの単位で船体中央部（第４図の基点５）の前方と後方に重 力の縦中心（Ｌ、Ｃ，Ｇ、　）を移動させることによるトリムの最適化が、ある 速度において吸収された有効馬力を縮小する様子を一般に示す。横座標は、フィ ートにおいて測られ、そして船体中央は、横座標において「０」である。船体中 央部の前方に、ゼロ点の左側にマイナス符号（例えば、−１０フイート）によっ て先行された数字により指定され、そして船体中央部の後方に、ゼロ点の右側に 正番号（例えば、１０フイート）により先行された数字によって指定される。曲 線Ａは、２４．１５ノツトの速度において、最適トリムが、１７．２５０のレベ ルに吸収Ｅ、　Ｈ，Ｐ、を最小化するために、船体中央から１０フイート前方の 点にり、Ｃ，Ｇ、を移動させることにより獲得されることを示す。

曲線Ｂは、２０．８８ノツトの速度において、最適トリムは、ＬＣＧが約１３ノ ツト前方にある時発生することを示し、その結果Ｅ、　Ｈ，Ｐ。

は、約８７５０である。曲線Ｃは、１６．５９ノツトの速度において、最適トリ ムは、Ｌ、Ｃ，Ｇ、が約１７〜１８フイート前方にある時発生することを示す。

そして曲線りとＥは、１１．６９ノツトと８．１８ノツトのそれぞれの速度にお いて、最適トリムが、Ｌ、Ｃ，Ｇ、が船体中央の約２０フイート前方にある時発 生することを示す。船舶の排水量が減少する時、例えば、実質的な量の燃料が消 費され、かつ速度が相応して増大する時、最適トリムは、Ｌ、Ｃ，Ｇ、が、船尾 が過度にリフトし、こうして、抵抗を増大させるために船首部分を水に押しやる のを防止するために、船体中央の後方に移動される時発生する。

第１８図は、約５．２のＬ／Ｂ比を有する前述の形式の船舶により、最適トリム が、特に低速度において相当なＥ、　Ｈ，Ｐ、節約を生成することができる様子 を示す。文字Ｅによって指定された鎖線曲線は、約７゜５ノット〜約２７．５０ ノツトの速度範囲で、４０ノツトの速度に対して最適である如く、船体中央部の 後方に１３．６２フイートの固定り。

Ｃ，Ｇ、を有する船舶のために必要なＥ、　Ｈ，Ｐ、を示し、そして文字Ｆによ って指定された実線曲線は、トリムが、第１７図に示された方法において速度と 排水量によりり、Ｃ，Ｇ、を前方と後方に移動させることにより最適化される時 必要とされたり、Ｃ，Ｇ、を示す。例えば、この形式の船舶に対する１０ノツト の速度で、Ｅ、　Ｈ，Ｐ、は、最適トリムを使用して約５０％だけ縮小され、そ して１５ノツトの速度において、必要パワーは、約３７％だけ縮小されることが 見られる。類似の結果は、本発明による船で達成され、この場合Ｌ／Ｂ比は、幾 らか高いが、Ｅ。

Ｈ，Ｐ、削減パーセントは、第１８図に示された結果はど高くはない。

この関連において、固定り、Ｃ，Ｇ、を使用する１６００Ｅ、Ｈ，Ｐ。

から最適トリムを使用する８５０Ｅ、　Ｈ，Ｐ、への削減を示す第１８図におけ る１２．５ノツトの速度は、本発明のＳＰＭＨに対する２０ノット速度に対応し 、この速度は、商用目的のために実際的かつ経済的な速度である。同様に、第１ ８図に示された結果は、同一の水線長とＬ／Ｂ比の船であるが、低い排水量を有 するものほど高くはない。

船舶速度と排水量における変化によるトリムの最適化はまた、水噴射管の最適浸 水を保証する際に使用され、適正なポンプ・ブライミングのために船が静止して 始動される時、出口管の最大直径の点が水線に関するレベルであることを必要と する。また、特に浅水の港を使用する時、トリム最適化システムの幾つかの動作 上の利点がある。

本発明による船体は、高い有効搭載量保持能力を設けながら、優れた線銃性と安 定性を有する船設計を達成するために、約５対１〜７対１の船長対船幅比を有す る。タンク試験は、この新しい船舶設計が、１よりも小さな相関因子（１＋Ｘ） を有することを示唆する。相関因子は、通常、従来の船体（第１４図における曲 線ＡとＢを参照）に対して１を超え、通常、１．０６〜１．１１の値が推奨され る。これは、原寸船舶における実抵抗を近似するために、タンク抵抗結果に付加 される。こうして、水力学リフトに結合された１よりも小さな相関因子は、第１ ４図における曲線ＣとＤによって示された如く、本発明による４５ノツトの船舶 において２５％の抵抗減少を生ずると予期される。本発明の原理により構成され た船は、次の形式の特性を有する。

主要寸法 全長　７７４’　０” 水線長　６７９’０” 型船幅　１１６’５” 水線船幅　１０１°　８” 船体中央深さ　７１゛　６” 喫水（全負荷）　３２’３” 長さ／船幅比　６．　６７３ 排水量 過負荷　２９．５２６０ングトン 全負荷　２４．８００ロングトン 半燃料条件　２２．０００ロングトン 到着条件　１９．１４０ロングトン 軽量船　１３．０００ロングトン 排水量長さ比　９４．３２（過重荷） ７９．２（完全な負荷） 速度 半燃料条件において４０〜５０ノツト 耐久性 耐久性は、１０％の予備余裕を有する３５００海里である。

収容設備 総数２０人の船取り扱い船員 すべての収容設備と作業領域は、空調を設けられる。

推進機械 ８つの船用ガス・タービンであり、各々は、８０°Ｆの空気温度において約５０ ．０ＯＯＨＰの出力パワーを発生する。

４つの水噴射であり、２つがかじ取および逆転歯車を有する。

４つの組み合わせ速度削減歯車箱 動 ３つの主ディーゼル駆動交流発電機と１つの緊急用発電機本発明は、示されかつ 記載された詳細、特に上記の段落において記載された特性に制限されず、本発明 の原理を逸脱することなしに変形と修正が可能なことが明らかに理解される。例 えば、第１６図は、一つの実施態様を示し、この場合一つまたは複数の発電機６ １を駆動するガス・タービン６０は、−次電力源として役立ち、そして第６図の 実施態様におけるよりも、船舶において高く保持される。一つまたは複数の発電 機６１を介してタービン６０によって生成された電力は、モーター６２を回転さ せるために使用され、歯車箱４６．４７有りまたは無しに、第６図、第７図と第 １５図に関して記載された水噴射に同一の水噴射２６′、２７’、２８’　、２ ９’を駆動する。この配置は、船荷の運搬、ＬＯＧまたは安定性の面からか、あ るいは他の理由で、船の中の最も便利な位置にガス・タービン（６０）を配置す ることを可能とする。また、それは重くかつ高価であることがある歯車箱の必要 性を減少し：そして発生する機械の雑音のレベルを減少する。超伝導技術の展開 は、また、この配置の実行可能性を増加する。したがって、本発明は示されかつ 記載された詳細に限定されず、添付の請求の範囲内にあるすべての変形と修正を 包含することを意図する。

ＦＩＧ、　８ＡＦＩＧ、　８Ｂ （−１／−／）　Ｊ＊ｌｌ！１１ ＦＩＧ、／４ ＦＩＧ、　／７ −２０　−ＩＱ　Ｏ−ＩＱ　＋２０ 船体中央部から後方へのり、Ｃ，Ｇ。

速度（ノット） ＦＩＧ、　／９ 船速度　船排水量 国際調査報告　１１＋＋＋ａｗａｕｏａａ目卆口噌−ウ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．船尾の底部において高圧区域を生成する船体、前記底部は船体の縦方向中心 より前方の最大深さの点から船尾梁における最小の喫水点へ上昇し、最小の喫水 は最大の喫水の６０％より小さい；基準水線における船尾の幅は基準水線におけ る船体の最大幅の少なくとも８５％であり、これは０．４０以上の長さのフルー ド数のしきい速度において船尾の水力学リフトを生成する；横方向の区画を有す る底部、前記区画は船尾の前方において船体の側面との接合部点において船の基 部線に関して凸形に丸くなっておりそして船の基部線に関してキールの各側の断 面が非凹形であり、ただし凹形でありかつナックルにおける船の側面と交わる前 方の垂直から後方の船の長さの２５％より小さい範囲内の区画を除外する；およ び基準水線における船体の側面は船の中線に関して平面図が非凸形であり、そし て船尾における区画の船底勾配の最大角度は最大１０°である；からなる船。 ２．基準水線における長さ／船幅比が５〜７．５であり、そして燃料および有料 荷重を運搬しているとき船体の作動の間の船体の排水量／（長さ）３／１００に 等しい排水量／長さ比が６０〜１５０であり、そして量大の作動するフルード数 が０．４２〜０．９である、請求の範囲第１項記載の船。 ３．船が２１５フィートを超える水線長さを有する、請求の範囲第２項記載の船 。 ４．さらに、船速度および排水量の変化に応答して船体の縦方向のトリムを制御 する手段を含む、請求の範囲第３項記載の船。 ５、トリムを制御する手段が、船体内に配置された燃料タンクおよび燃料を燃料 タンク内から移送して、重力の縦方向中心を船体に関して後方に動かす手段を含 む、請求の範囲第４項記載の船。 ６．トリムを制御する手段が、船体内に配置された燃料タンクおよび燃料を燃料 タンク内から移送して重力の縦方向中心を変化する手段を含む、請求の範囲第４ 項記載の船。 ７．船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置および前記少なくとも１つ の水噴射装置の入口をさらに含み、前記入口は１０°の船底勾配の最大角度を有 する船尾の高圧区域に配置されている、請求の範囲第４項記載の船。 ８．前記少なくとも１つの水噴射装置に連結されたガス・タービンをさらに含み 、前記ガス・タービンは前記少なくとも１つの水噴射装置を駆動して水を前記少 なくとも１つの水噴射装置の入口の中に引き入れそして前記少なくとも１つの水 噴射装置から排出させるパワーを供給する、請求の範囲第７項記載の船。 ９、前記少なくとも１つの水噴射装置が前記ガス・タービンに軸および歯車箱に より連結された羽根車を有する、請求の範囲第８項記載の船。 １０、少なくとも１つの船外水噴射が船尾梁の対向する側に配置されており、前 記水噴射は前方の推進力を提供しそして、船のかじ取および制御の手段および少 なくとも１つの追加の噴射装置を有し、前記追加の噴射装置は前方の推進力を提 供しそして前記船尾梁の対向する側の少なくとも１つの水噴射装置の間に配置さ れている、請求の範囲第８項記載の船。 １１．前記少なくとも１つの水噴射装置に連結された電気モーターをさらに含み 、前記電気モーターは前記少なくとも１つの水噴射装置を駆動して水を前記少な くとも１つの水噴射装置の入口の中に引き入れそして前記少なくとも１つの水噴 射装置から排出させるパワーを供給する、請求の範囲第７項記載の船。 １２、船体が６００〜７００フィートの水線長さを有し、そして最大作動速度が ０．４２を超える長さのフルード数をもつ３４．５ノットを超える、請求の範囲 第７項記載の船。 １３、排水量が６００トンより大きい、請求の範囲第７項記載の船。 １４、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第１項記載の船。 １５、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第２項記載の船。 １６、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第３項記載の船。 １７、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第４項記載の船。 １８、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第５項記載の船。 １９、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第６項記載の船。 ２０、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第７項記載の船。 ２１、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第８項記載の船。 ２２、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第９項記載の船。 ２３、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第１０項記載の船。 ２４、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第１１項記載の船。 ２５、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第１２項記載の船。 ２６、船体内に配置された少なくとも１つの水噴射装置をさらに含み、前記少な くとも１つの水噴射装置は基部線を参照して底部の非凹形区画の中に入口を有し 、船が動いている間高圧区域を生成し、そして最大作動フルード数が０．９以下 である、請求の範囲第１３項記載の船。 ２７、船体が最大深さの点の後方の基部線に関して非凸形の縦方向のプロフィル を有する、請求の範囲第１項記載の船。