JPH10505303A - 水面に貫入する水面効果船 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 海上船又は水上船は、カタマラン（三胴船）型の船体（３、３、４）を備えており、これら船体の底部からは、それぞれの腹びれ（６、６、７）が突出している。これら腹びれには、推進装置及び制御手段（１４、１７、１８）が設けられている。上記３つの船体は、積載プラットフォーム（５）を支持し、該積載プラットフォームは、速度が出たときに空気力学的な揚力を発生するのに適した翼形状の縦断面を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 水面に貫入する水面効果船 本発明の目的は、トリプル・トリマラン（三胴船）型の船体を備えた海上船又 は水上船を提供することである。 現在、トリマランと呼ばれるタイプの水上船が知られている。この水上船は、 ３つの船体を備えており、これら船体は、中央に１つ、そして、両側部にそぞれ １つ設けられている。それぞれの船体の長手方向の軸線は、互いに平行である。 従って、フルード数が減少する結果として剰余抵抗が減少するので、同じ排水量 の船体に比較して、高速における全抗力の値が妥当である極めて縦横比の小さい 船体形状を得ることができる。この場合には、非常に幅の狭い船では許容されな い横方向の安定性が、長手方向の対称平面から非常に遠くにある上記２つの側方 船体によって確保され、十分な安定化モーメントが得られる。しかしながら、ト リマランは、排水型又は半排水型の船であるので、全抗力の減少は相対的なもの である。その理由は、剰余抵抗の減少は、粘性抵抗を増大させるからであり、こ れは、全排水量を２以上の船体に分割することにより、浸水面が増大することに より生ずる。 ＷＩＧ（地面効果乗物の翼（Wing in Ground Effect Vehicles）と呼ばれるタ イプの陸上及び海上の乗物が知られており、そのような乗物は、適正に分布され 且つ適正なプロポーションにされた揚力を発生する輪郭によって、該乗物の重量 を空気力学的な効果によって全体的に支持して、それ自体を地面から完全に離し 、同じ重量及び同じ速度の海上又は陸上の乗物に比較して、抗力を減少させてい る。その理由は、海上船の場合には、１．２９ｋｇ／ｍ³の空気の密度に起因す る空気力学的な抗力が、１．０２６ｋｇ／ｍ³（海水）あるいは概してそれより も大きい水の密度に起因する水力学的な抗力に置き換わるからである。しかしな がら、水面に物理的に全く接触せず、その揚力が上述の翼の輪郭に依存する航空 機は、現在まで未解決の周知の幾つかの問題を抱えており、これらの問題が、実 際的な開発を阻害していた。そのような欠点の中の主要なものは、空気中におけ る制御の応答速度が低く、これにより、地面効果を適正に（通常は、翼のスパン よりも５％小さい距離）利用するために必要とされる、水面からの短い距離にお ける飛行が極めて危険であることである。また、横方向の安定性が低く、非常に 大きな重量のある騒音の大きなプロペラを用いた場合でも、比較的速度が低いこ とにより推進効率が低いという欠点がある。 本発明の目的は、上述の２つの乗物の特徴を有する要素を備え、且つ、そのよ うな要素の良好な品質を利用しながら、そのような要素の限界、欠点、及び、欠 陥を解消した、新しい概念の船を提供することである。 本発明の海上船又は水上船の基本的な特徴は、請求項１に記載されている。 本発明の海上船又は水上船は、中央の主船体、及び、補助的な２つの側方船体 を含む３つの船体を備えている。これら船体は、翼の形状を有する積載プラット フォームを支持する。この翼の形状は、速度が出ると、船をほぼ完全に支持する のに十分な揚力を発生する。上述の３つの船体の下方では、３つの腹びれが突出 している。これらの腹びれは、船が、この船自体をほぼ支持する速度に到達して 、従って、その船体が水に接触しない状態になるった時に、部分的に浸水した状 態になり、自由面に貫入して、船と海水との間の接触を維持し、これにより、後 に詳細に説明する航空機の代表的な幾つかの機能を果たす。 本発明を極めて簡単に表現しようとすると、本発明の船は、トリマラン（三胴 船）とＷＩＧ乗物（Winq in Ground effect vehicle）との混合により生ずるハ イブリッド（混成）であると言うことができる。 本発明の新規な船は、従来技術に属する上述の船の欠点を解消し、船体の体積 及び浸水面が最小限まで減少した低い水力学的な抗力を有する。特に高速におい て比較的小さい抗力を発生する空気力学的な揚力を実質的に利用して船を支持す ることにより、本発明の船は、同じ重量の海上船よりもかなり小さな全抗力を有 している。浸水している付加物の存在により、水中翼による高周波制御装置を使 用することが可能となり、その結果、応答時間が、水中における制御面に典型的 に見られるように、非常に短くなり、また、プロペラによる一般的な船用推進装 置、ジェット駆動装置、あるいは、他の高効率の装置を使用することができる。 既存の排水型、滑水型、あるいは、半滑水型の海上船に比較して完全に革新的 なものにする、この新規な船の他の特徴は、そのような既存の船においては、効 率、すなわち、搬送重量と抗力との間の比率が、速度が増大するに従ってゼロに 向かう傾向があるのに対して、本発明の船においては、そのような効率は、事実 上一定であるということである。その理由は、本発明の船における上述の効率は 、揚力係数と抗力係数との間のＣＬ／ＣＤ比に依存し、この比は、輪郭のある範 囲の迎え角にわたって事実上一定であるからである。 本発明の船の他の目的、特徴及び利点は、非限定的な目的で選択されて添付図 面に示されている実施例に関する以下の説明から明らかとなろう。 図１は、本発明の好ましい実施例の海上船又は水上船の正面図であり、 図２は、図面を明瞭にするために幾つかの部分を省略して示す図１と同じ実施 例の側面図であり、 図３は、図面を明瞭にするために幾つかの部分を省略して示す図１及び図２と 同じ実施例の平面図である。 図面を詳細に参照すると、Ｌ１及びＬ２は、移動していない時又は低速の時の 喫水線、並びに、航海速力の時の喫水線をそれぞれ示している。静止時の喫水線 Ｌ１においては、水上船の重量は、トリマラン（三胴船）の船体の排水量によっ てバランスされる。２つの側方船体が参照符号３で示されており、また、中央の １つの主船体が参照符号４で示されている。 上述の３つの船体は、積載プラットフォーム５を支持しており、この積載プラ ットフォームは、上記船体と同様に、乗客又は他のペイロード（積載物）を輸送 するために使用することができる。積載プラットフォームを支持する３つの排水 船体を含む上述の構造体３、４、５のセットは、トリマラン（ｔｒｉｍａｒａｎ ）と呼ばれる一般的に知られている海上船を実質的に構成しており、そのような トリマランの運用限界は、上で既に説明した。 船体３、４の底部から、一対の側方腹びれ６、及び、中央腹びれ７がそれぞれ 突出しており、これら腹びれはその下方にそれぞれの紡錘体８、９を有している 。 本発明によれば、積載プラットフォーム５は、図２の斜線の領域に概略的に示 すように、翼の輸郭の形状になされた長手方向に伸長する縦断面（又は、垂直部 分）を有している。上述のプラットフォームは、側方に伸長しており、好ましい 実施例においては、これも翼の輪郭の形状になされた断面（又は、部分）を有す る２つの付加物１０を備えている。船がある速度で移動すると、構造体５及び１ ０のセツトは、揚力１１及び抗力１２を発生し、その結果、合力１３を生ずる。 揚力１１の値は、設定された速度範囲の中で、揚力面のプロポーションを適正に 決定すると共に、輪郭の断面を適正に選定することにより、船の大部分の重量を バランスさせることができる。従って、航海速力に対応する喫水線Ｌ２において 、側方及び中央の腹びれ６、７、並びに、その下方の紡錘体８、９に限定されて いる、浸水部分１２の排水量は、そのような部分に与えられた機能の性能に応じ て、最小値まで減少させることができ、同時に、水力学的な抗力の粘性成分の値 を発生する浸水面を減少させる。この構造を用いると、水力学的な抗力の剰余成 分も適度になる。その理由は、喫水線Ｌ２における腹びれの水平方向の断面が示 す水線面の縦横比が、航海速力に相当するからである。 図１、図２及び図３に示す好ましい実施例においては、動力装置が中央の船体 の中に収容されていて、適宜な伝動装置によって、紡錘体９の船尾側に設けられ ているプロペラ１４を駆動している。ジェット駆動推進装置の場合には、紡錘体 ９自体に海水入口が設けられており、一方、供給ポンプ及び排出装置（エジェク タ）を中央の船体４の中で動力装置の下流側に装備することができる。 別の好ましい実施例によれば、補助動力装置が、プロペラ１５を駆動するため に、側方の船体３の中に装備されており、この補助動力装置は、停泊及び船を解 き放して操船（又は、操縦）を行うと共に、トリマランの姿勢ですなわち喫水線 Ｌ１で、船を低速で緊急推進させるために用いることができる。そのような姿勢 においては、船が低速で排水して作動している時には、両端部１０を上方に折り 曲げて図１の姿勢１６にするか、あるいは、いずれの場合においても、船の横方 向の寸法を減少させて、例えば、接岸及び停泊操作を容易にすることができる。 特に、船が水深の浅い港湾に入らなければならない場合には、上と同じ目的のた めに、腹びれ６、７を後退可能すなわち折り曲げ可能にするための装置を採用し て、船がトリマランの姿勢にある時の浸水量（沈入量）を減少させることができ る。 上述の好ましい実施例によれば、対をなす水平ラダー（方向舵）１７を紡錘体 ８、９に取り付けて、通常の航海速力（すなわち、船が主として空気力学的な揚 力で支持されている状態）において、船の長手方向の姿勢、高度及びロール（横 揺れ）を制御する。ラダー１８を側方の腹びれ６すなわちフィンの後方のベース に設けて、総ての航海状態における進路を制御する。 図面においては、ブリッジ１９が参照符号１９で示されており、レーダアンテ ナを支持するためのマスト及び他のセンサが、参照符号２０で示されている

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 積載プラットフォーム（５）を支持するための２つの側方船体（３）及 び１つの中央船体（４）を含むトリマラン型の３つの船体を備えた海上船又は水 上船であって、腹びれ（６、６、７）が、前記それぞれの船体（３、３、４）の 底部から突出しており、前記積載プラットフォーム（５）は、速度が出たときに 空気力学的な揚力を発生させるのに適した、翼の輪郭のような形状になされた長 手方向に伸長する縦断面を有していることを特徴とする海上船又は水上船。 ２． 請求項１の海上船又は水上船において、前記積載プラットフォーム（５ ）の２つの側部には、それぞれの付加物（１０）が設けられており、これら付加 物も翼の輪郭を有していることを特徴とする海上船又は水上船。 ３． 請求項２の海上船又は水上船において、前記付加物（１０）は、当該船 の中央部分に向かって折り曲げることができ、あるいは、いずれの場合において も、横方向の寸法を減少できるように構成されていることを特徴とする海上船又 は水上船。 ４． 請求項１乃至３のいずれかの海上船又は水上船において、前記腹びれ（ ６、６、７）のベースには、紡錘形又は他の形状のそれぞれのボディ（８、８、 ９）が設けられており、これらボディは、主推進装置（１４）及び制御部材（１ ７、１８）を支持していることを特徴とする海上船又は水上船。 ５． 請求項４の海上船又は水上船において、前記制御部材（１７）は、当該 船の揚力が主として空気力学的な揚力である場合に、船の姿勢、高度及びロール （横揺れ）を制御するための水平ラダーであり、前記制御部材（１８）は、当該 船の総ての姿勢において、進路を制御するための垂直ラダーであることを特徴と する海上船又は水上船。 ６． 請求項１乃至５のいずれかの海上船又は水上船において、前記船体（３ 、３、４）のキールの下にある前記腹びれ（６、６、７）が後退可能であるか、 あるいは、いずれにしても、当該船が排水している時の沈下量を減少するように 位置決め可能であることを特徴とする海上船又は水上船。 ７． 請求項１乃至６のいずれかの海上船又は水上船において、船のプロペラ を作動させるためのタービン又は他のタイプの原動機によって、又は、ジェット 駆動装置によって、あるいは、他の推進装置によって、推進が行われることを特 徴とする海上船又は水上船。 ８． 請求項１乃至７のいずれかの海上船又は水上船において、操縦又は緊急 の推進を行うための補助動力装置が、前記側方船体（３、３）に設けられている ことを特徴とする海上船又は水上船。 ９． 請求項１乃至８のいずれかの海上船又は水上船において、航海速力にお ける揚力が、空気力学的な揚力によって主として与えられ、浸水した部分が、最 低限まで減少されて、船のタイプの推進が行われ、水中翼による姿勢の制御が行 われることを特徴とする海上船又は水上船。