JPH0832528B2 - Center of gravity position optimization device for hydrofoil ships - Google Patents

Center of gravity position optimization device for hydrofoil ships

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JPH0832528B2
JPH0832528B2 JP18953589A JP18953589A JPH0832528B2 JP H0832528 B2 JPH0832528 B2 JP H0832528B2 JP 18953589 A JP18953589 A JP 18953589A JP 18953589 A JP18953589 A JP 18953589A JP H0832528 B2 JPH0832528 B2 JP H0832528B2
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Japan
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center
gravity
flap
angle
detecting
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泰夫 斎藤
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水中翼船の重心位置最適化装置に関し、特に
推進抵抗が最小となるように重心前後方向位置を最適化
するものに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for optimizing the center of gravity of a hydrofoil, and more particularly to an apparatus for optimizing the position of the center of gravity in the front-rear direction so that propulsion resistance is minimized.

〔従来技術〕[Prior art]

最近、特公昭53−37636号公報に記載されているよう
な高速水中翼船が実用化されているが、この水中翼船で
は船首部と船尾部とに夫々回動式ストラットを介して前
部翼と後部翼が設けられ、前部翼には前部フラップ装置
がまた後部翼には後部フラップ装置が夫々設けられ、船
尾部にはウォータジェット方式の推進装置が設けられ、
種々の検出機器からの検出信号に基いて制御装置によっ
て前部フラップ装置と後部フラップ装置とラダー(前部
ストラット)を制御するようになっている。
Recently, a high-speed hydrofoil ship as described in Japanese Patent Publication No. 53-37636 has been put to practical use. In this hydrofoil ship, a forward part is provided at each of a bow part and a stern part through a rotary strut. A wing and a rear wing are provided, a front wing is provided with a front flap device, a rear wing is provided with a rear flap device, and a stern portion is provided with a water jet type propulsion device,
The control device controls the front flap device, the rear flap device and the rudder (front strut) based on detection signals from various detection devices.

上記水中翼船の重心位置前後方向位置(以下重心位置
という)は、乗客の人数や載荷の重量及び積付状態によ
り各航海毎に大きく変動するうえ、45ノットもの高速で
航行する関係上燃料消費量が多いことから各航海におい
ても重心位置はかなり変動する。
The center of gravity position of the hydrofoil above and below the center of gravity (hereinafter referred to as the center of gravity position) varies greatly for each voyage depending on the number of passengers, the weight of the load and the loading condition, and fuel consumption due to the high speed of 45 knots. The position of the center of gravity changes considerably during each voyage due to the large amount.

ところで、上記制御装置は、重心位置に応じてピッチ
角が変動するのを抑制し、ピッチ角を常に略設定値(例
えば、1〜2゜)に保持するように後部フラップのフラ
ップ角を制御するようになっている。前部フラップ角及
び後部フラップ角により推進抵抗は大きく変動すること
から、水中翼船の推進抵抗は重心位置に大きく依存して
いる。
By the way, the control device controls the flap angle of the rear flap so as to suppress the pitch angle from varying in accordance with the position of the center of gravity and always maintain the pitch angle at a substantially set value (for example, 1 to 2 °). It is like this. Since the propulsion resistance varies greatly depending on the front flap angle and the rear flap angle, the propulsion resistance of the hydrofoil depends largely on the position of the center of gravity.

従って、推進抵抗が最小となる最適重心位置は、船速
や載荷重量・積付状態や海象条件によって決ってくる。
Therefore, the optimum position of the center of gravity that minimizes the propulsion resistance is determined by the ship speed, the load amount, the loading condition, and the sea condition.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

従来の水中翼船では、重心位置を推進抵抗が最小とな
るような最適重心位置に調整する手段は全く備えておら
ず、上述のように専らピッチ角が略設定値となるように
後部フラップ角を制御しまた翼深度が一定となるように
前部フラップ角を制御するように構成されていたので、
前部フラップと後部フラップとでかなりの抵抗増加が発
生し、船速の低下及び推進用エンジンの燃費の悪化が避
けられなかった。
Conventional hydrofoil ships do not have any means for adjusting the center of gravity to the optimum position of center of gravity that minimizes propulsion resistance.As mentioned above, the rear flap angle is adjusted so that the pitch angle is almost the set value. It was configured to control the front flap angle so that the blade depth is constant,
A considerable increase in resistance occurred between the front flap and the rear flap, and it was unavoidable that the ship speed decreased and the fuel efficiency of the propulsion engine deteriorated.

ここで、前記水中翼船には、前部フラップの前部フラ
ップ角を検出する前部フラップ角検出器及び後部フラッ
プの後部フラップ角を検出する後部フラップ角検出器と
が設けられているので、検出された前部フラップ角と後
部フラップ角とを参考にして操縦者が重心位置を推定
し、バラストウォータポンプを介してバラストウォータ
を移動させることにより、水中翼船の重心位置を調整す
ることも不可能ではないが、燃料の消費に応じて重心位
置が刻々変動するのでこのように手動操作で重心位置を
調整することは大変困難でかつ煩しく殆んど実施不可能
である。
Here, since the hydrofoil ship is provided with a front flap angle detector for detecting the front flap angle of the front flap and a rear flap angle detector for detecting the rear flap angle of the rear flap, It is also possible for the operator to adjust the center of gravity of the hydrofoil by estimating the center of gravity by referring to the detected front flap angle and rear flap angle and moving the ballast water via the ballast water pump. It is not impossible, but the position of the center of gravity fluctuates every moment as fuel is consumed, and thus it is very difficult and troublesome to adjust the position of the center of gravity in such a manual operation.

本発明の目的は、推進抵抗が最小となるように重心位
置を最適化し得るような水中翼船の重心位置最適化装置
を提供することである。
An object of the present invention is to provide an apparatus for optimizing the center of gravity of a hydrofoil ship, which can optimize the center of gravity position so as to minimize the propulsion resistance.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明に係る水中翼船の重心位置最適化装置は、船首
部及び船尾部に夫々設けた前部翼及び後部翼と、前部翼
に設けられた前記フラップ及び後部翼に設けられた後部
フラップと、前部フラップを駆動する前部フラップ駆動
手段及び後部フラップを駆動する後部フラップ駆動手段
と、ピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、ピッチ角
検出手段からの検出ピッチ角に基いてピッチ角が略設定
値となるように少なくとも後部フラップ駆動手段を制御
するピッチ角制御手段とを備えた水中翼船において、船
速と前部フラップ角と後部フラップ角とをパラメータと
して、水中翼船の重心前後方向位置と前後部の翼の合計
揚力と推進抵抗との特性データを予め入力格納した特性
データ記憶手段と、船速を検出する船速検出手段と、前
部フラップ角を検出する前部フラップ角検出手段及び後
部フラップ角を検出する後部フラップ角検出手段と、上
記3つの検出手段で夫々検出された検出船速と検出前部
フラップ角と検出後部フラップ角とに対応する特性デー
タを特性データ記憶手段から受けて重心前後方向位置及
び推進抵抗が最小となる最適重心前後方向位置を演算
し、上記重心前後方向位置から最適重心前後方向位置へ
の重心移動量と移動方向とを演算する重心位置演算手段
と、上記重心位置演算手段からの重心移動量と移動方向
とに基いて重心前後方向位置が最適重心前後方向位置と
なるように調整する重心位置調整手段とを備えたもので
ある。
A center-of-gravity position optimization apparatus for a hydrofoil according to the present invention includes a front wing and a rear wing respectively provided on a bow and a stern, and the flap provided on the front wing and the rear flap provided on the rear wing. A front flap driving means for driving the front flap and a rear flap driving means for driving the rear flap, a pitch angle detecting means for detecting a pitch angle, and a pitch angle based on the detected pitch angle from the pitch angle detecting means. In a hydrofoil vessel provided with at least a pitch angle control means for controlling the rear flap drive means so that is substantially the set value, the center of gravity of the hydrofoil vessel is set with the ship speed, the front flap angle and the rear flap angle as parameters. Characteristic data storage means for inputting and storing characteristic data of front-rear direction position, total lift of front and rear wings, and propulsion resistance in advance, ship speed detection means for detecting ship speed, and front flap angle detection Front flap angle detection means and rear flap angle detection means for detecting the rear flap angle, and characteristics corresponding to the detected ship speed, the detected front flap angle, and the detected rear flap angle respectively detected by the three detection means. By receiving the data from the characteristic data storage means, the center-of-gravity front-back direction position and the optimum center-of-gravity front-back direction position where the propulsion resistance is minimized are calculated, and the center-of-gravity front-back direction position and the center-of-gravity front-back direction position are moved to determine the center-of-gravity movement amount and the moving direction. A center of gravity position calculating means for calculating, and a center of gravity position adjusting means for adjusting the center of gravity front and rear direction position to the optimum center of gravity front and rear direction position based on the center of gravity movement amount and moving direction from the center of gravity position calculation means. Is.

〔作用〕[Action]

本発明に係る水中翼船の重心位置最適化装置において
は、特性データ記憶手段には、船速と前部フラップ角と
後部フラップ角とをパラメータとして、水中翼船の重心
前後方向位置と前後部の翼の合計揚力と推進抵抗との特
性データが予め入力格納されている。重心位置演算手段
は、船速検出手段からの検出船速と前部フラップ角検出
手段からの検出前部フラップ角と後部フラップ角検出手
段からの検出後部フラップ角とに対応する特性データを
特性データ記憶手段から受けて重心前後方向位置及び推
進抵抗が最小となる最適重心前後方向位置を演算し、上
記重心前後方向位置から最適重心前後方向位置への重心
移動量と移動方向とを演算する。重心位置調整手段は、
例えばバラストウォータや燃料油を移動させる手段から
なり、重心位置演算手段で演算された重心移動量と移動
方向とに基いて重心前後方向位置が最適重心前後方向位
置となるように調整する。
In the center-of-gravity position optimizing device for a hydrofoil according to the present invention, the characteristic data storage means uses the ship speed, the front flap angle, and the rear flap angle as parameters, and the center-of-gravity front-rear direction position and front-rear portion of the hydrofoil ship. Characteristic data of the total lift of the wing and the propulsion resistance are input and stored in advance. The center-of-gravity position calculation means uses characteristic data corresponding to the detected ship speed from the ship speed detection means, the detected front flap angle from the front flap angle detection means, and the detected rear flap angle from the rear flap angle detection means as characteristic data. The center-of-gravity front-back direction position and the optimum center-of-gravity front-back direction position that minimize the propulsion resistance are calculated from the storage means, and the center-of-gravity front-back direction position and the center-of-gravity center front-back direction position are calculated and the center-of-gravity movement amount and moving direction are calculated. The center of gravity position adjusting means is
For example, it comprises a means for moving ballast water and fuel oil, and adjusts the center-of-gravity front-back direction position to be the optimum center-of-gravity front-back direction position based on the center-of-gravity movement amount calculated by the center-of-gravity position calculation means and the moving direction.

このように、重心前後方向位置が調整さると、ピッチ
角制御手段によってピッチ角が略設定値となるように前
部フラップ及び後部フラップが制御され、その結果推進
抵抗が最小になる。
In this way, when the position of the center of gravity in the front-back direction is adjusted, the front flap and the rear flap are controlled by the pitch angle control means so that the pitch angle becomes approximately the set value, and as a result, the propulsion resistance is minimized.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明に係る水中翼船の重心位置最適化装置によれ
ば、以上説明したように、特性データ記憶手段と重心位
置演算手段と重心位置調整手段などを設けたことによ
り、重心前後方向位置を推進抵抗が最小となる最適重心
前後方向位置に調整し、ピッチ角制御手段による前部フ
ラップ及び後部フラップの制御を介して推進抵抗を最小
にすることが出来、これにより船速の改善及び燃費の改
善を実現出来る。
According to the apparatus for optimizing the position of the center of gravity of a hydrofoil according to the present invention, as described above, by providing the characteristic data storage means, the center of gravity position calculating means, the center of gravity position adjusting means, etc. The propulsion resistance can be minimized by adjusting the position of the center of gravity in the front-back direction to minimize the resistance and controlling the front flap and the rear flap by the pitch angle control means, thereby improving the ship speed and improving fuel efficiency. Can be realized.

加えて、上記重心前後方向位置の調整をリアルタイム
又は所定時間毎に自動的に行なうことが出来るので、常
に推進抵抗が最小となる状態で運航することが出来る。
In addition, the adjustment of the position of the center of gravity in the front-rear direction can be automatically performed in real time or at predetermined time intervals, so that it is possible to operate in a state where the propulsive resistance is always minimized.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について図面に基いて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施例は、通称ジェットフォイルと称する水中翼船
に本発明を適用した場合の一例である。
The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a hydrofoil ship commonly called a jet foil.

第1図・第2図に示すように、水中翼船JFの船体10の
船首部の下部中央には翼形断面のラダーを兼ねる前部ス
トラット12がその上端部において鉛直軸回り及び左右方
向水平軸回りに回動可能に設けられ、前部ストラット12
の下端部には前部翼13が設けられ、前部翼13が設けら
れ、前部翼13の後縁部には前部フラップ14が設けられて
いる。翼走時に前部ストラット12は図示のように鉛直に
下方へ伸張されまた艇走時には矢印11方向へ回動して前
方へ水平に起される。
As shown in Fig. 1 and Fig. 2, a front strut 12 which doubles as a ladder of the airfoil cross section is provided at the upper center of the hull 10 of the hydrofoil JF around the vertical axis and in the horizontal direction. The front strut 12 is rotatably provided around the axis.
A front wing 13 is provided at the lower end of the front wing, the front wing 13 is provided, and a front flap 14 is provided at the trailing edge of the front wing 13. The front strut 12 is extended vertically downward as shown in the drawing when the wing is running, and is rotated horizontally in the direction of the arrow 11 and is raised horizontally forward when the boat is running.

船体10の船尾部の下部には、左右1対の翼形断面の後
部ストラット20・22がその上端部において左右方向の水
平枢支ピン21を介して回動可能に設けられ、左右の後部
ストラット20・22の中間位置には中間ストラット23がそ
の上端において左右方向の水平枢支ピンを介して回動可
能に設けられ、左舷後部ストラット20と右舷後部ストラ
ット22の下端部同士に亙って後部翼24が設けられ、後部
翼24は中間ストラット23の下端部にも固着されている。
上記後部翼24の後縁部には左舷側2枚及び右舷側2枚計
4枚の後部フラップ26〜29が設けられている。但し、通
常の場合各舷の内側後部フラップ26・28と外側後部フラ
ップ27・29とは同期作動される。上記中間ストラット23
及びその上端近傍の船体底部とに亙ってウォータジェッ
ト方式の推進装置(図示略)が設けられている。但し、
これに代えてプロペラ方式の推進装置を設けることも可
能である。翼走時に後部ストラット20・22及び中間スト
ラット23は図示のように鉛直に下方へ伸張されまた艇走
時に矢印25方向へ回動して後方へ水平に起される。
At the lower part of the stern of the hull 10, a pair of left and right aerofoil-shaped rear struts 20 and 22 are provided at the upper end thereof so as to be rotatable via horizontal horizontal pivot pins 21. At an intermediate position between 20 and 22, an intermediate strut 23 is provided at the upper end thereof so as to be rotatable via a horizontal pivot pin in the left-right direction, and a rear strut extends over the lower end portions of the port-side rear strut 20 and the starboard rear strut 22. A wing 24 is provided, and the rear wing 24 is also fixed to the lower end of the intermediate strut 23.
A rear edge of the rear wing 24 is provided with four rear flaps 26 to 29 in total, two on the port side and two on the starboard side. However, in the normal case, the inner rear flaps 26 and 28 and the outer rear flaps 27 and 29 of each port are operated in synchronization. Intermediate strut 23
A water jet type propulsion device (not shown) is provided over the hull bottom near its upper end. However,
Instead, a propeller type propulsion device can be provided. When the wing runs, the rear struts 20 and 22 and the intermediate struts 23 are extended vertically downward as shown in the figure, and are turned horizontally in the direction of the arrow 25 when the boat is running.

第2図・第4図に示すように、前部フラップ14と左舷
内側後部フラップ26と左舷外側後部フラップ27と右舷内
側後部フラップ28と右舷外側後部フラップ29とを夫々回
動駆動する油圧式アクチュエータ30・32〜34が設けら
れ、また前部ストラット12を鉛直軸回りに回動駆動する
油圧式アクチュエータ31が設けられ、更に前部ストラッ
ト12を水平軸回りに前方へ回動駆動する油圧式アクチュ
エータ及び後部ストラット20・22・23を枢支軸21回りに
回動駆動する油圧式アクチュエータも設けられている。
但し、上記油圧式アクチュエータ30〜35などの代りに電
気式アクチュエータを設けることも可能である。
As shown in FIGS. 2 and 4, hydraulic actuators for rotationally driving the front flap 14, the port inner rear flap 26, the port outer rear flap 27, the starboard inner rear flap 28, and the starboard outer rear flap 29, respectively. Hydraulic actuator 31 for rotating front strut 12 about a vertical axis is provided, and hydraulic actuator for further rotating front strut 12 forward about a horizontal axis. A hydraulic actuator for rotating the rear struts 20, 22, 23 about the pivot 21 is also provided.
However, it is possible to provide electric actuators instead of the hydraulic actuators 30 to 35.

次に、前部翼13と後部翼24の揚力で船体10を水面上に
浮上させて航行する翼走時における船体運動について第
3図に基いて説明する。翼走時に船体10は水面から浮上
状態になるが、前部と後部の翼13・24及び前部と後部の
ストラット12・20・22・23が波浪の影響を受けるので、
船体10は鉛直方向にヒービングし、またロール軸40の回
りにローリングし、またピッチ軸41の回りにピッチング
し、またヨー軸42の回りにヨーイングする。翼走時にお
いて、前部ストラット12と後部ストラット20・22・23は
ローリングを抑制するように作用するとともに、翼走の
方向安定性を増大させる。一方、前部翼13と前部フラッ
プ14と後部翼24と後部フラップ26〜29はピッチングを抑
制するように作用する。
Next, the hull motion during wing traveling in which the hull 10 is floated above the water surface by the lift of the front wing 13 and the rear wing 24 to sail will be described with reference to FIG. The hull 10 floats above the surface of the water when the wing is running, but the front and rear wings 13, 24 and the front and rear struts 12, 20, 22, 23 are affected by the waves.
The hull 10 is heaved vertically, rolled about a roll axis 40, pitched about a pitch axis 41, and yawed about a yaw axis 42. During wing running, the front struts 12 and the rear struts 20, 22, 23 act to suppress rolling and increase the directional stability of the wing. On the other hand, the front wing 13, the front flap 14, the rear wing 24, and the rear flaps 26 to 29 act to suppress pitching.

ここで、前部フラップ14を下方へ傾けると前部翼13と
前部フラップ14の揚力が増加して船首側が上方へ移動し
またその反対に上方へ傾けると船首側が下方へ移動す
る。このことは後部フラップ26〜29についても同様であ
り、前部フラップ14と後部フラップ26〜29とを同方向へ
傾けることにより水面に対する船体10の高度(つまり、
翼深度)を変えることが出来る。但し、実際には、前部
フラップ14のみを介して船体10の水面に対する高度を調
節するようになっている。また、前部フラップ14と後部
フラップ26〜29を介してピッチ角(つまり、トリム)を
制御することが出来、また前部フラップ14と後部フラッ
プ26〜29とをピッチングに同期して相互に逆方向へ傾け
ることによりピッチングを抑制することが出来、また左
舷の後部フラップ26・27と右舷の後部フラップ28・29と
を相互に逆方向へ傾けることによりロール角を付与した
状態で前部ストラット12(ラダー)を鉛直軸回りに回動
させることによりロール方向へ円滑に旋回航行すること
が出来、また左舷の後部フラップ26・27と右舷の後部フ
ラップ28・29とをローリングに同期して相互に逆方向へ
傾けることによりローリングを抑制することが出来る。
Here, when the front flap 14 is tilted downward, the lift of the front wing 13 and the front flap 14 is increased, and the bow side moves upward. Conversely, when the front flap 14 is tilted upward, the bow side moves downward. The same is true for the rear flaps 26 to 29. By tilting the front flap 14 and the rear flaps 26 to 29 in the same direction, the altitude of the hull 10 with respect to the water surface (that is,
Wing depth) can be changed. However, in reality, the altitude of the hull 10 with respect to the water surface is adjusted only through the front flap 14. In addition, the pitch angle (that is, trim) can be controlled through the front flap 14 and the rear flaps 26 to 29, and the front flap 14 and the rear flaps 26 to 29 are mutually reversed in synchronization with pitching. Pitching can be suppressed by tilting the front strut 12 with the roll angle provided by tilting the port rear flaps 26 and 27 and the starboard rear flaps 28 and 29 in opposite directions. By rotating the (rudder) around the vertical axis, it is possible to smoothly turn in the roll direction, and the rear flaps 26, 27 on the port side and the rear flaps 28, 29 on the starboard side are mutually synchronized in synchronization with rolling. Rolling can be suppressed by tilting in the opposite direction.

次に、船体10の姿勢制御(高度、翼深度、ピッチ角、
トリムなど)とピッチング及びローリングの抑制制御等
に必要な種々の検出信号を得る為の検出器等について説
明する。
Next, the attitude control of the hull 10 (altitude, wing depth, pitch angle,
(Trim etc.) and a detector for obtaining various detection signals necessary for pitching and rolling suppression control and the like will be described.

第2図に示すように、船首部には、水面までの距離を
検出する超音波式の1対の船首高度検出器50と、船首の
水平左右方向加速度を検出する船首横加速度計51と、船
首の上下方向加速度を検出する船首上下加速度計52が設
けられれいる。
As shown in FIG. 2, on the bow portion, a pair of ultrasonic type bow height detectors 50 for detecting the distance to the water surface, a bow lateral accelerometer 51 for detecting horizontal and lateral acceleration of the bow, A bow vertical accelerometer 52 for detecting the vertical acceleration of the bow is provided.

船尾部の左舷と右舷には上下方向の加速度を検出する
左舷下加速度計53及び右舷上下加速度計54が夫々設けら
れている。操舵室には、ピッチ角を検出するピッチジャ
イロ55と、ロール角を検出するロールジャイロ56と、ヨ
ー運動の速度を検出するヨーレートジャイロ57とが設け
られている。前部ストラット12の下端近傍部には船速を
検出する船速計58が設けられている。
On the port side and starboard side of the stern part, an underboard port accelerometer 53 and a starboard vertical accelerometer 54 for detecting vertical acceleration are provided, respectively. A pitch gyro 55 for detecting a pitch angle, a roll gyro 56 for detecting a roll angle, and a yaw rate gyro 57 for detecting a yaw motion speed are provided in the steering room. A speedometer 58 for detecting the ship speed is provided near the lower end of the front strut 12.

操舵室には、上記種々の検出機器からの検出信号を受
けるコントロールユニットCUと、旋回を指令する舵輪60
と、前部フラップ14を介して翼13・24の深度(船体の水
面に対する高度)を設定する深度設定レバー61と、推進
装置を駆動するガスタービンエンジンのスロットル弁を
操作するスロットルレバー(図示略)と、その他種々の
スイッチ類・計器類が設けられている。
In the steering room, there are a control unit CU that receives detection signals from the above-mentioned various detection devices, and a steering wheel 60 that commands turning.
A depth setting lever 61 for setting the depth (altitude relative to the water surface of the hull) of the wings 13 and 24 via the front flap 14, and a throttle lever (not shown) for operating a throttle valve of a gas turbine engine that drives the propulsion device. ) And various other switches and instruments.

次に、上記水中翼船JFの制御系の概要について説明す
る。
Next, an outline of the control system of the hydrofoil JF will be described.

第4図の制御系のブロック線図に示すように、船首高
度検出器50からの信号HDと深度設定レバー61からの信号
HCとが深度誤差増幅器64へ出力されて両信号の差(HC−
HD)を増幅した制御信号ΔHAが前部フラップサーボアン
プ80へ出力され、このサーボアンプ80から前部フラップ
アクチュエータ30へ駆動信号が出力される。
As shown in the block diagram of the control system in FIG. 4, the signal HD from the bow height detector 50 and the signal from the depth setting lever 61
HC and HC are output to the depth error amplifier 64 and the difference (HC−
A control signal ΔHA obtained by amplifying HD) is output to the front flap servo amplifier 80, and a drive signal is output from the servo amplifier 80 to the front flap actuator 30.

舵輪60からの操舵信号WC(又は針路保持回路(図示
略)からの操舵信号)とロールジャイロ56からの信号RD
がロール微分増幅器66へ供給され、両信号の差(WC−R
D)の変化速度を増幅した制御信号ΔRAが左舷フラップ
サーボアンプ82・83へ出力され、制御信号ΔRAを反転器
69で反転した信号が右舷フラップサーボアンプ84・85へ
出力される。そして、左舷フラップサーボアンプ82・83
からはフラップアクチュエータ32・33へ夫々駆動信号が
供給される。従って、旋回航行への移行時及び旋回航行
中には操舵信号WCで指令されるロール角となるように且
つ旋回内側へ船体10がロールするように左舷後部フラッ
プ26・27と右舷後部フラップ28・29とが相互に逆方向に
駆動される。これと同時に、ロールジャイロ56からの信
号RDが増幅器74により制御信号RDAに増幅されて方向舵
サーボアンプ81へ供給され、このサーボアンプ81から前
部ストラット旋回用アクチュエータ31へ駆動信号が出力
される。従って、舵輪60からの操舵信号に従って船体10
が旋回方向へロールし、そのロール角に従って前部スト
ラット12が旋回方向へ旋回駆動されることになる。それ
故、船体10が円滑に旋回するうえ、乗客と乗組員には小
さい慣性力しか作用しない。
Steering signal WC from steering wheel 60 (or steering signal from course holding circuit (not shown)) and signal RD from roll gyro 56
Is supplied to the roll differential amplifier 66, and the difference between the two signals (WC-R
The control signal ΔRA that amplified the change speed of D) is output to the port flap servo amplifiers 82 and 83, and the control signal ΔRA is inverted.
The signal inverted at 69 is output to the starboard flap servo amplifiers 84 and 85. And port flap servo amplifiers 82 and 83
Supplies drive signals to the flap actuators 32 and 33, respectively. Therefore, at the time of transition to the turning navigation and during the turning navigation, the port rear flaps 26 and 27 and the starboard rear flaps 28 and 27 are adjusted so that the roll angle is commanded by the steering signal WC and the hull 10 rolls inward. 29 and 29 are driven in mutually opposite directions. At the same time, the signal RD from the roll gyro 56 is amplified to the control signal RDA by the amplifier 74 and supplied to the rudder servo amplifier 81, and the servo amplifier 81 outputs a drive signal to the front strut turning actuator 31. Therefore, in accordance with the steering signal from the steering wheel 60, the hull 10
Rolls in the turning direction, and the front strut 12 is driven to turn in the turning direction according to the roll angle. Therefore, the hull 10 smoothly turns, and only a small inertial force acts on the passenger and the crew.

上記旋回時、ヨーレートジャイロ57からヨー軸42回り
の旋回速度に比例する信号YDが増幅器75により制御信号
YDAに増幅されて方向舵サーボアンプ81へ出力され、こ
の制御信号YDAにより前部ストラット12の旋回速度が制
御される。これと同様に、船首横加速度計51からの信号
LDが増幅器70により制御信号LDAに増幅されて方向舵サ
ーボアンプ81へ供給され、旋回時の船首部の横方向加速
度を制限する為に用いられる。
During the turning, a signal YD proportional to the turning speed around the yaw axis 42 from the yaw rate gyro 57 is controlled by the amplifier 75.
The signal is amplified by the YDA and output to the rudder servo amplifier 81. The control signal YDA controls the turning speed of the front strut 12. Similarly, the signal from the bow lateral accelerometer 51
The LD is amplified by the amplifier 70 into the control signal LDA and supplied to the rudder servo amplifier 81, which is used to limit the lateral acceleration of the bow at the time of turning.

次に、ピッチングやローリングを制御する作用につい
て説明する。
Next, the operation of controlling pitching and rolling will be described.

船首上下加速計52からの信号VDが積分増幅器68へ供給
されるとともに、ロールジャイロ56で検出されるロール
角を2乗した信号RRDがロール2乗回路67から積分増幅
器68へ供給され、両信号VD・RRDを結合して積分増幅し
た制御信号VRAが前部フラップサーボアンプ80へ供給さ
れる。即ち、船体10のピッチングに応じて船首部の上下
加速度が増大するが、ピッチングを打ち消すような制御
信号VRAがサーボアンプ80へ供給されて前部フラップ14
が制御される。更に、上記信号RRDを積分増幅器68へ供
給することにより、旋回時やローリング時のロール角に
より発生する上下加速度分だけ信号VDに対して補正する
ようになっている。
A signal VD from the bow vertical accelerometer 52 is supplied to the integrating amplifier 68, and a signal RRD obtained by squaring the roll angle detected by the roll gyro 56 is supplied from the roll squaring circuit 67 to the integrating amplifier 68. The control signal VRA obtained by combining and amplifying VD and RRD is supplied to the front flap servo amplifier 80. That is, the vertical acceleration of the bow increases in accordance with the pitching of the hull 10, but a control signal VRA that cancels the pitching is supplied to the servo amplifier 80 and the front flap 14
Is controlled. Further, by supplying the signal RRD to the integrating amplifier 68, the signal VD is corrected by the vertical acceleration generated by the roll angle at the time of turning or rolling.

ピッチジャイロ55からの信号PDはピッチ微分増幅器65
へ供給され、ピッチ角の変化速度を増幅した制御信号Δ
PAは左舷及び右舷フラップサーボアンプ82〜85へ供給さ
れ、また制御信号ΔPAは反転器62で反転されて前部フラ
ップサーボアンプ80へ供給される。これにより、ピッチ
ングにより船首側が上方へ移動したときには前部フラッ
プ14を上方へ傾けて船首部を下げ且つ後部フラップ26〜
29を下方へ傾けて船尾部を上げるような制御がなされ、
ピッチングが抑制される。
The signal PD from the pitch gyro 55 is a pitch differential amplifier 65
Control signal Δ which is supplied to the
The PA is supplied to the port and starboard flap servo amplifiers 82 to 85, and the control signal ΔPA is inverted by the inverter 62 and supplied to the front flap servo amplifier 80. Accordingly, when the bow side moves upward due to pitching, the front flap 14 is tilted upward to lower the bow part and the rear flaps 26 to
It is controlled to tilt 29 downward and raise the stern,
Pitching is suppressed.

更に、ピッチ微分増幅器65内には、翼走モードのとき
に、ピッチジャイロ55からの信号PDで与えられる検出ピ
ッチ角に基いて船体10のピッチ角が略設定値(1゜〜2
゜)となるように、後部フラップ26〜29を制御するピッ
チバイアス角制御回路が含まれている。このピッチバイ
アス角制御回路は、図示外の系統にて指令される翼走モ
ードのとき、その制御回路内に固定的に設定された設定
ピッチ角(例えば、1゜)と検出ピッチ角との偏差及び
高度信号HDの変動分を積分制御することによりピッチ角
を設定ピッチ角に近づけるようなピッチバイアス角信号
を図示外の系統にてフラップサーボアンプ82〜85へ出力
するようになっている。
Further, in the pitch differential amplifier 65, the pitch angle of the hull 10 is approximately set value (1 ° to 2 °) in the wing running mode based on the detected pitch angle given by the signal PD from the pitch gyro 55.
Pitch bias angle control circuit for controlling the rear flaps 26-29 is included. This pitch bias angle control circuit is a deviation between a detected pitch angle and a set pitch angle (for example, 1 °) fixedly set in the control circuit in a blade running mode commanded by a system not shown. Also, a pitch bias angle signal for making the pitch angle close to the set pitch angle is output to the flap servo amplifiers 82-85 by a system (not shown) by integrally controlling the fluctuation of the altitude signal HD.

船体10がローリングするときには、ロール角の変化速
度に相当する制御信号ΔRAを介して左舷後部フラップ26
・27と右舷後部フラップ28・29とが相互に逆方向へ且つ
ローリングを抑制する方向へ駆動されてローリングが抑
制される。
When the hull 10 is rolling, the port rear flap 26 is controlled via a control signal ΔRA corresponding to the change speed of the roll angle.
-27 and starboard rear flaps 28 and 29 are driven in mutually opposite directions and in a direction that suppresses rolling, and rolling is suppressed.

一方、左舷上下加速度計53からの信号LVDは増幅器71
により制御信号LVAに増幅されて左舷フラップサーボア
ンプ82・83へ供給され、また右舷上下加速度計54からの
信号RVDは増幅器73により制御信号RVAに増幅されて右舷
フラップサーボアンプ84・85へ供給される。こうして、
例えば左舷側へローリングしたときには左舷後部フラッ
プ26・27を下方へ傾け且つ右舷後部フラップ28・29を上
方へ傾けてローリングが抑制される。尚、第4図のコン
トロールユニットCUは実際にはA/D変換器類とコンピュ
ータと増幅器類などで構成されている。
On the other hand, the signal LVD from the port vertical accelerometer 53 is
Is amplified by the control signal LVA and supplied to the port side flap servo amplifiers 82 and 83.The signal RVD from the starboard vertical accelerometer 54 is amplified by the amplifier 73 into the control signal RVA and supplied to the starboard side flap servo amplifiers 84 and 85. It Thus
For example, when rolling to the port side, the port rear flaps 26, 27 are tilted downward and the starboard rear flaps 28, 29 are tilted upward to suppress rolling. The control unit CU in FIG. 4 is actually composed of A / D converters, a computer, amplifiers and the like.

次に、上記制御系に組込まれる重心位置最適化装置GP
Dの構成及び作用について第5図・第6図に基いて説明
する。尚、以下の説明において重心位置とは重心前後方
向位置を意味し、最適重心位置とは最適な重心前後方向
位置を意味するものである。
Next, the center of gravity position optimization device GP incorporated in the above control system
The structure and operation of D will be described with reference to FIGS. 5 and 6. In the following description, the position of the center of gravity means the position in the front-rear direction of the center of gravity, and the optimum position of the center of gravity means the position in the front-rear direction of the center of gravity.

上記重心位置最適化装置GPDは、前記船速計58と、前
記ピッチジャイロ55と、前部フラップ角検出器90と、後
部フラップ角検出器91と、特性データ記憶装置92と、重
心位置最適化演算装置93と、ポンプ制御信号発生器94
と、バラストウォータ移送用のポンプユニット96を制御
するポンプ制御装置95と、弁類を含むポンプユニット96
と前部バラストウォータタンク97と後部バラストウォー
タタンク98と配管系99とを含むバラストウォータ系統10
0と、表示装置101とを備えている。
The center-of-gravity position optimizing device GPD is the ship speedometer 58, the pitch gyro 55, a front flap angle detector 90, a rear flap angle detector 91, a characteristic data storage device 92, and a center of gravity position optimization. Arithmetic device 93 and pump control signal generator 94
And a pump control device 95 for controlling the pump unit 96 for transferring ballast water, and a pump unit 96 including valves.
And a ballast water system 10 including a front ballast water tank 97, a rear ballast water tank 98, and a piping system 99.
0 and the display device 101 are provided.

上記船速計58は、電磁ログからなり水中翼船JFの対水
船速を検出して船速信号SDを出力するものであり、上記
ピッチジャイロ55は既述の如く船体10のピッチ角を検出
してピッチ角信号PDを出力するものである。
The ship speedometer 58 is composed of an electromagnetic log and detects the speed of the hydrofoil ship JF against water, and outputs a ship speed signal SD.The pitch gyro 55 indicates the pitch angle of the hull 10 as described above. It detects and outputs the pitch angle signal PD.

上記前部フラップ角検出器90は、前部フラップ14を駆
動する油圧アクチュエータ30の出力ロッドの作動ストロ
ーク(これは、前部フラップ14の傾動角に比例する)を
検出するリニアポテンショメータからなり、前部フラッ
プ14の傾動角を表わす前部フラップ角信号FDを出力す
る。
The front flap angle detector 90 is a linear potentiometer that detects the operating stroke of the output rod of the hydraulic actuator 30 that drives the front flap 14 (which is proportional to the tilt angle of the front flap 14). A front flap angle signal FD indicating the tilt angle of the partial flap 14 is output.

上記後部フラップ角検出器91は、左舷後部フラップ26
・27及び右舷後部フラップ28・29を夫々駆動する4組の
油圧アクチュエータ32〜35の各出力ロッドの作動ストロ
ーク(これは、後部フラップ26〜29の傾動角に比例す
る)を検出する4組のリニアポテンショメータなどから
なり、4枚の後部フラップ14の平均傾動角を表わす後部
フラップ角信号ADを出力する。
The rear flap angle detector 91 is provided on the port rear flap 26
.4 sets of four hydraulic actuators 32 to 35, which drive 27 and starboard rear flaps 28 and 29 respectively, for detecting the working stroke of each output rod (which is proportional to the tilt angle of the rear flaps 26 to 29) It is composed of a linear potentiometer and the like, and outputs a rear flap angle signal AD representing the average tilt angle of the four rear flaps 14.

上記特性データ記憶装置92は、マイクロコンピュータ
からなり、そのROMには、第6図に示すような船速Sと
ピッチ角θと前部フラップ角αと後部フラップα
とをパラメータとする前部翼13・前部フラップ14・後部
翼24・後部フラップ26〜29の合計揚力と翼走時の推進抵
抗と重心位置と最小推進抵抗線の特性データがマップや
テーブルにて予め入力格納されている。
The characteristic data storage device 92 is composed of a microcomputer, and the ROM thereof has a ship speed S, a pitch angle θ P , a front flap angle α F and a rear flap α A as shown in FIG.
And the characteristic data of the total lift of the front wing 13, front flap 14, rear wing 24, rear flaps 26-29, and the wing running propulsion resistance, the center of gravity position, and the minimum propulsion resistance line as parameters. Are input and stored in advance.

ここで、第6図の特性データは例えば船速S=40ノッ
ト、ピッチ角θ=1゜の場合のものであり、ピッチ角
θ=1゜のとき船速Sについては例えば5ノット間隔
(20、25、30、35、40、45ノット)で第6図のような特
性データが格納され、ピッチ角θについては例えば0.
5゜間隔で上記の船速Sの分割間隔で第6図のような特
性データが格納されている。揚力一定線Li(i=1、
2、3・・・・)についてはiの増大に応じて揚力は増
大し、推進抵抗一定線Ri(i=1、2、3・・・・)に
ついてはiの増大に応じて抵抗が増大する。尚、最小推
進抵抗線Mは各揚力一定線L1〜L6上で推進抵抗が最小と
なる点を結んで得られたものである。
Here, the characteristic data in FIG. 6 is, for example, when the ship speed S = 40 knots and the pitch angle θ P = 1 °, and when the pitch angle θ P = 1 °, the ship speed S is, for example, 5 knot intervals. Characteristic data as shown in FIG. 6 is stored at (20, 25, 30, 35, 40, 45 knots), and the pitch angle θ P is, for example, 0.
Characteristic data as shown in FIG. 6 is stored at intervals of 5 ° at the above-mentioned division of the ship speed S. Lifting constant line Li (i = 1,
For 2, 3, ...), the lift increases as i increases, and for the constant resistance line Ri (i = 1, 2, 3, ...), the resistance increases as i increases. To do. The minimum propulsion resistance line M is obtained by connecting points on the constant lift lines L1 to L6 where the propulsion resistance is minimum.

前部フラップ各αF0で後部フラップ角αA0の状態は、
抵抗極小の位置であり、前部フラップ14も後部フラップ
26〜29も下方へ1゜以下の初期設定角αF0・αA0だけ傾
いた位置である。
The state of the rear flap angle α A0 at each front flap α F0 is
It has a minimum resistance, and the front flap 14 is also the rear flap.
26-29 are also tilted downward by an initial setting angle α F0 · α A0 of 1 ° or less.

尚、特性データ記憶装置92のROMには、上記の特性デ
ータに加えて演算装置93から船速Sとピッチ角θと前
部フラップ角αと後部フラップ角αとのデータが入
力されたときに、これらに対応する特性データを読出し
て演算手段93へ出力する制御プログラムも格納されてい
る。
In the ROM of the characteristic data storage device 92, in addition to the above characteristic data, data of the boat speed S, the pitch angle θ P , the front flap angle α F, and the rear flap angle α A are input from the arithmetic device 93. Also stored is a control program for reading characteristic data corresponding to these and outputting them to the arithmetic means 93.

上記重心位置最適化演算装置93は、検出器類55・58・
90・91からの信号PD・SD・FD・ADをA/D変換するA/D変換
器とマイクロコンピュータとD/A変換器などで構成さ
れ、そのマイクロコンピュータのROMには、特性データ
記憶装置92から供給された第6図に示すような特性デー
タを用いて検出前部フラップ角αFDと検出後部フラップ
角αADとで決定される点Aを通る揚力一定線Lを補間に
て求めるサブルーチンと、点Aを通る重心位置一定線GA
を補間にて求めるサブルーチンと、揚力一定線Lと最小
推進抵抗線Mとの交点Bを求めるサブルーチンと、点B
を通る重心位置一定線GBを補間にて求めるサブルーチン
と、重心位置一定線GA上の現在の重心位置から重心位置
一定線GB上の最適重心位置へ水中翼船の重心を移動させ
る重心移動量GLと移動方向とを求めるサブルーチンと、
その重心移動量GLと移動方向とに基いて前部バラストタ
ンク97から後部バラストタンク98へ或いはその反対に移
動させるバラストウォータの体積と移動方向とを演算す
るサブルーチンとからなる制御プログラムが格納されて
いる。
The center-of-gravity position optimizing arithmetic device 93 includes detectors 55.58.
It is composed of an A / D converter for A / D converting signals PD / SD / FD / AD from 90/91, a microcomputer and a D / A converter, and the microcomputer's ROM has a characteristic data storage device. Subroutine for obtaining a constant lift line L passing through the point A determined by the front detection flap angle α FD and the rear detection flap angle α AD using characteristic data supplied from 92 as shown in FIG. And a line of constant center of gravity G A that passes through point A
, A subroutine for obtaining the intersection B between the constant lift line L and the minimum propulsion resistance line M, and a point B
A sub-routine for interpolating the constant center of gravity position line G B passing through and the center of gravity of the hydrofoil ship from the current center of gravity position on the constant center of gravity position line G A to the optimum center of gravity position on the constant center of gravity position line G B. A subroutine for obtaining the movement amount GL and the movement direction,
A control program consisting of a subroutine for calculating the volume and moving direction of the ballast water to be moved from the front ballast tank 97 to the rear ballast tank 98 or vice versa based on the center of gravity moving amount GL and the moving direction is stored. There is.

即ち、演算装置93においては、信号SD・PD・FD・ADか
ら得られる検出された船速SSDとピッチ角θPDと前部フ
ラップ角αFDと後部フラップ角αADのデータを特性デー
タ記憶装置92へ出力し、これらのデータに対応する第6
図のような特性データを受けて、前部及び後部フラップ
角αFD・αADで決まる点Aを求め、次に補間により揚力
一定線Lを求め、次に揚力一定線Lと最小推進抵抗線M
との交点Bを求め、次に点Aを通る重心位置一定線GA
点Bを通る重心位置一定線GBを求め、点Aから点Bへの
重心移動量GLと移動方向を求め、次に重心位置一定線GB
の重心位置とするためにバラストウォータのモーメント
計算により移動すべきバラストウォータの体積と移動方
向とを演算し、これらバラストウォータの体積と移動方
向のデータをD/A変換した信号をポンプ制御信号発生器9
4へ出力する。
That is, in the arithmetic unit 93, the data of the detected ship speed S SD , the pitch angle θ PD , the front flap angle α FD and the rear flap angle α AD obtained from the signals SD, PD, FD and AD are stored as characteristic data. The sixth output corresponding to these data is output to the device 92.
By receiving characteristic data as shown in the figure, the point A determined by the front and rear flap angles α FD and α AD is obtained, then the constant lift line L is obtained by interpolation, then the constant lift line L and the minimum propulsion resistance line M
Then, a constant center-of-gravity position line G A passing through the point A and a constant center-of-gravity position line G B passing through the point B are calculated, and the center-of-gravity shift amount GL and the moving direction from the point A to the point B are calculated. Next, the center of gravity position constant line G B
Calculates the volume and moving direction of the ballast water to be moved by calculating the moment of the ballast water to obtain the center of gravity position of the ballast water, and generates the pump control signal by D / A converting the data of the ballast water volume and moving direction. Bowl 9
Output to 4.

尚、演算装置93から、現在の重心位置、最適重心位
置、移動すべきバラストウォータの体積及び移動方向な
どのデジタルデータが表示装置101のコントローラへ出
力され、これらのデータは表示装置101のCRTに数字で又
は数字と図で表示される。
The arithmetic unit 93 outputs digital data such as the current position of the center of gravity, the optimum position of the center of gravity, the volume of the ballast water to be moved, and the moving direction to the controller of the display device 101, and these data are displayed on the CRT of the display device 101. It is displayed as numbers or figures and figures.

上記ポンプ制御信号発生器94は、タイマを含むアナロ
グ回路からなり、演算装置93からの指令信号を受けて上
記体積のバラストウォータを移動させるのにポンプユニ
ット96を作動させる時間を計時しつつその時間の間上記
指令された移動方向へポンプユニット96を作動させるポ
ンプ制御信号をポンプ制御装置95へ出力する。ポンプ制
御装置95はポンプ制御信号に従ってポンプユニット96を
作動させる。
The pump control signal generator 94 is composed of an analog circuit including a timer, and receives the command signal from the arithmetic unit 93 to move the ballast water of the above-mentioned volume to operate the pump unit 96 while measuring the time. During this period, a pump control signal for operating the pump unit 96 in the instructed movement direction is output to the pump control device 95. The pump controller 95 operates the pump unit 96 according to the pump control signal.

これにより、前部バラストタンク97から後部バラスト
タンク98へ或いはその反対に、指令された体積だけのバ
ラストウォータが指令された方向へ移送されて、水中翼
船JFの重心位置が重心位置一定線GBの重心位置となる。
As a result, the ballast water of the commanded volume is transferred in the commanded direction from the front ballast tank 97 to the rear ballast tank 98 or vice versa, and the center of gravity position of the hydrofoil JF is set to the center of gravity position constant line G. It is the center of gravity of B.

この重心位置の変動に応じてピッチ角θが変動する
と、第4図の制御系のピッチ微分増幅器65内のピッチバ
イアス角制御回路によってピッチ角θを設定ピッチ角
に近づけるように、後部フラップ26〜29が制御されるの
で後部フラップ角αは点Bの位置の後部フラップ角と
なり、深度誤差増幅器64によって前部フラップ14が制御
されて前部フラップ角αは概ね点Bの位置の前部フラ
ップ角となる。尚、航行中は燃料が消費されるので重心
位置は刻々変動することから、上記重心位置最適化制御
は所定時間(例えば、20分)間隔で自動的に実行され、
重心位置が所定時間毎に最適重心位置へ自動的に調整さ
れることになる。
When the pitch angle θ P fluctuates according to the fluctuation of the position of the center of gravity, the rear flaps are arranged so that the pitch angle θ P approaches the set pitch angle by the pitch bias angle control circuit in the pitch differential amplifier 65 of the control system of FIG. Since 26 to 29 are controlled, the rear flap angle α A becomes the rear flap angle at the position of the point B, and the front flap 14 is controlled by the depth error amplifier 64 so that the front flap angle α F is approximately at the position of the point B. It becomes the front flap angle. In addition, since fuel is consumed during navigation, the center of gravity position fluctuates every moment, so the center of gravity position optimization control is automatically executed at predetermined time intervals (for example, 20 minutes),
The position of the center of gravity is automatically adjusted to the optimum position of the center of gravity every predetermined time.

以上説明したように、検出された船速SSDとピッチ角
θPDと前部フラップ角αFDと後部フラップ角αADとに対
応する特性データを用いて、現在の重心位置と推進抵抗
が最小となる最適重心位置とを求め、バラストウォータ
系統100を制御して水中翼船JFの重心位置を最適重心位
置へ移動させるので、不適切な重心位置でもって前部フ
ラップ14及び後部フラップ26〜29により抵抗増加を招く
ことがなくなる。
As described above, using the characteristic data corresponding to the detected ship speed S SD , pitch angle θ PD , front flap angle α FD, and rear flap angle α AD , the current center of gravity position and propulsion resistance are minimized. Then, the ballast water system 100 is controlled to move the center of gravity of the hydrofoil JF to the optimum center of gravity, and therefore, the front flap 14 and the rear flaps 26 to 29 are set at an inappropriate center of gravity. As a result, the resistance is not increased.

これにより、船速Sの高速化或いは推進用エンジンの
燃料消費率を改善することが出来る。上記重心位置最適
化制御により特に高速域における著しい抵抗減少を図る
ことが出来る。
As a result, the ship speed S can be increased or the fuel consumption rate of the propulsion engine can be improved. By the control of the position of the center of gravity, the resistance can be remarkably reduced especially in the high speed range.

尚、上記実施例ではバラストウォータ系統100を介し
て重心位置を調整するように構成したが、燃料系統を制
御して燃料油を前部タンクから後部タンクへ或いはその
反対に移動させることによっても重心位置を調整するこ
とが出来る。
In the above embodiment, the position of the center of gravity is adjusted via the ballast water system 100, but the center of gravity can also be adjusted by controlling the fuel system to move the fuel oil from the front tank to the rear tank or vice versa. The position can be adjusted.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は水中翼船
の右側面図、第2図は水中翼船の検出機器等の配置を示
す概略斜視図、第3図は水中翼船の運動の軸を説明する
概略斜視図、第4図は制御系の要部ブロック図、第5図
は重心位置最適化装置のブロック図、第6図は特性デー
タの説明図である。 13……前部翼、14……前部フラップ、24……後部翼、26
〜29……後部フラップ、30・32〜35……アクチュエー
タ、55……ピッチジャイロ、58……船速計、65……ピッ
チ微分増幅器、80・82〜85……フラップサーボアンプ、
90……前部フラップ角検出器、91……後部フラップ角検
出器、92……特性データ記憶装置、93……重心位置最適
化演算装置、94……ポンプ制御信号発生器、95……ポン
プ制御装置、96……ポンプユニット、97……前部バラス
トタンク、98……後部バラストタンク、99……配管系、
100……バラストウォータ系統、GPD……重心位置最適化
装置。
The drawings show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a right side view of a hydrofoil, FIG. 2 is a schematic perspective view showing the arrangement of detection equipment of the hydrofoil, and FIG. 3 is a hydrofoil. 4 is a schematic perspective view for explaining the axis of motion of FIG. 4, FIG. 4 is a block diagram of a main part of the control system, FIG. 5 is a block diagram of the center-of-gravity position optimizing device, and FIG. 6 is an explanatory diagram of characteristic data. 13 …… front wing, 14 …… front flap, 24 …… rear wing, 26
〜29 …… Rear flap, 30 ・ 32〜35 …… Actuator, 55 …… Pitch gyro, 58 …… Speedometer, 65 …… Pitch differential amplifier, 80 ・ 82 ~ 85 …… Flap servo amplifier,
90 …… front flap angle detector, 91 …… rear flap angle detector, 92 …… characteristic data storage device, 93 …… center of gravity position optimization arithmetic device, 94 …… pump control signal generator, 95 …… pump Control device, 96 ... Pump unit, 97 ... Front ballast tank, 98 ... Rear ballast tank, 99 ... Piping system,
100: Ballast water system, GPD: Center of gravity position optimization device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】船首部及び船尾部に夫々設けた前部翼及び
後部翼と、前部翼に設けられた前記フラップ及び後部翼
に設けられた後部フラップと、前部フラップを駆動する
前部フラップ駆動手段及び後部フラップを駆動する後部
フラップ駆動手段と、ピッチ角を検出するピッチ角検出
手段と、ピッチ角検出手段からの検出ピッチ角に基いて
ピッチ角が略設定値となるように少なくとも後部フラッ
プ駆動手段を制御するピッチ角制御手段とを備えた水中
翼船において、 船速と前部フラップ角と後部フラップ角とをパラメータ
として、水中翼船の重心前後方向位置と前後部の翼の合
計揚力と推進抵抗との特性データを予め入力格納した特
性データ記憶手段と、 船速を検出する船速検出手段と、 前部フラップ角を検出する前部フラップ角検出手段及び
後部フラップ角を検出する後部フラップ角検出手段と、 上記3つの検出手段で夫々検出された検出船速と検出前
部フラップ角と検出後部フラップ角とに対応する特性デ
ータを特性データ記憶手段から受けて重心前後方向位置
及び推進抵抗が最小となる最適重心前後方向位置を演算
し、上記重心前後方向位置から最適重心前後方向位置へ
の重心移動量と移動方向とを演算する重心位置演算手段
と、 上記重心位置演算手段からの重心移動量と移動方向とに
基いて重心前後方向位置が最適重心前後方向位置となる
ように調整する重心位置調整手段とを備えたことを特徴
とする水中翼船の重心位置最適化装置。
1. A front wing and a rear wing respectively provided on a bow and a stern, a flap provided on the front wing and a rear flap provided on the rear wing, and a front part for driving the front flap. Rear flap drive means for driving the flap drive means and the rear flap, pitch angle detection means for detecting the pitch angle, and at least the rear portion so that the pitch angle becomes approximately a set value based on the detected pitch angle from the pitch angle detection means. In a hydrofoil ship equipped with a pitch angle control means for controlling the flap drive means, using the ship speed, the front flap angle and the rear flap angle as parameters, the center of gravity of the hydrofoil ship and the total of the front and rear wings. Characteristic data storage means for inputting and storing characteristic data of lift and propulsion resistance in advance, ship speed detecting means for detecting ship speed, front flap angle detecting means for detecting front flap angle, and The rear flap angle detecting means for detecting the rear flap angle and the characteristic data corresponding to the detected ship speed, the front detecting flap angle, and the rear detecting flap angle respectively detected by the three detecting means are received from the characteristic data storing means. Center-of-gravity front-back direction position and the optimum center-of-gravity front-back direction position where the propulsion resistance is minimized, and a center-of-gravity position calculating means for calculating the center-of-gravity moving amount and the moving direction from the center-of-gravity front-back direction position to the optimum center-of-gravity front-back direction position, A center-of-gravity position adjusting means for adjusting the center-of-gravity front-rear direction position to an optimum center-of-gravity front-rear direction position based on the center-of-gravity position shift amount and the moving direction from the center-of-gravity position calculation means. Center of gravity position optimization device.
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