JP2001347989A - 水中翼船の姿勢制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の水中翼船の姿勢制御装置は、船体の
目標高さ位置を調節して波のうねりに乗る制御の応答性
を高めることを課題とする。 【解決手段】 船体１に設けたフラップの動作を設定す
るハイトレバー１２と、船体が上下動する状態を検出す
る上下動検出器および船体が動揺する状態を検出する動
揺検出器１３と、ハイトレバーからの信号を受けてフラ
ップに対してハイトレバーが設定した動作を直接指令
し、且つ上下動検出器からの信号を受けてフラップに対
して船体の上下動を調節する動きを指令する制御器１１
とを具備し、この制御器は、ハイトレバーからの信号を
受けてフラップに対してハイトレバーが設定した動作を
指令する際に、上下動検出器からの信号を受けて船体の
上下動を調節するフラップ６，７への指令を一時停止す
るものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水中翼船の姿勢制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水中翼船として、船体の船底部に水中翼
を設け、この水中翼に水平な軸線を中心として上下回動
するフラップを設けて、水中翼を水中に位置させて船体
を水面から浮かし、フラップで船体を浮かした状態を保
持して移動することにより、移動時に船体が受ける抵抗
が小さく波の状態にかかわらず船体の上下動の揺れが少
なく安定した航行が可能にしたものがある。

【０００３】この水中翼船では安定した移動を行うため
に船体を水面より浮かした状態に保持することが必要で
あり、そこで水中翼船には姿勢制御装置が搭載されてい
る。従来、この形式の水中翼船では、フラップの動作を
設定するハイトレバーと、船体が上下動する状態を検出
する上下動検出器と、ハイトレバーからの信号を受けて
フラップに対してハイトレバーが設定した動作を指令し
且つ上下動検出器からの信号を受けてフラップに対して
船体の上下動を調節する動きを指令する制御器とを具備
する姿勢制御装置を装備している。

【０００４】すなわち、姿勢制御装置において、上下動
検出器が船体が波の動き（小さい）に伴い上下動する状
態を検出し、制御器はこの上下動検出器からの検出信号
を受けて（船体を一定の高さ位置に保持するために）波
の動きに応じて船体の上下動を調節するようにフラップ
の動きを指令し、このフフラップの動きにより船体を目
標とする高さ位置に保持するようにしている。

【０００５】ところで、水中翼船はこのように船体を波
の動きに係わらず目標とする高さ位置に保持して安定し
て移動する反面、波のうねり（大きい）に乗って船体を
保持する高さ位置を調節してゆかないと、水中翼および
フラップを水中に位置させておくことができず、もし水
中翼およびフラップが水面より上側へ出ると船体を立っ
た状態に保持できず転倒してしまう。そこで、ハイトレ
バーを操作して波の大きなうねりに応じてフラップの動
きを直接設定し、このフラップの動きにより船体を波の
大きなうねりに乗り切るようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述したようにこの姿
勢制御装置では，常時フラップを波の動きに応じて動か
すことにより船体の上下動を調節して船体を目標とする
高さ位置に保持するようにしている。これに対して船体
を大きな波のうねりに乗せるために、ハイトレバーの操
作により目標とする高さ位置を調節するようにフラップ
の動きを設定すると、フラップが常時船体の上下動を調
節する動作を行いながら、ハイトレバーの操作による設
定に基づいて動いて船体の目標高さを調節することにな
る。すなわち、従来の姿勢制御装置では、ハイトはハイ
トレバーの設定値の調節としてハイトレバーの操作に追
従するようになっている。このため、ハイトレバーを操
作しても、その設定に基づいて実際にフラップが動いて
船体の目標とする高さ位置を調節する動作は大分時間的
に遅くなる。従って、ハイトレバーの操作により船体が
波を乗り切る場合の応答性が悪く、その結果船体が良好
に波のうねりに乗り切れずに水中翼船の航行に支障をき
たすことがあった。

【０００７】このように従来の水中翼船の姿勢制御装置
は、船体を目標高さ位置に保持することと船体の目標高
さ位置そのものを調節することという相反する制御が組
合されたままであるために後者の制御の面で問題があっ
た。

【０００８】本発明は、フラップ操作体の操作により船
体の目標高さ位置を調節して波のうねりに乗る制御の応
答性を高め水中翼船の航行を良好に行うことができる水
中翼船の姿勢制御装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の水中翼
船の制御装置は、船体の船底部に水中翼を設け、この水
中翼に水平な軸線を中心として上下回動するフラップを
設けた水中翼船において、前記フラップの動作を設定す
るフラップ操作体と、前記船体が上下動する状態を検出
する上下動検出器と、前記フラップ操作体からの信号を
受けて前記フラップに対して前記フラップ操作体が設定
した動作を直接指令し且つ前記上下動検出器からの信号
を受けて前記フラップに対して前記船体の上下動を調節
する動きを指令する制御器とを具備し、この制御器は、
前記フラップ操作体からの信号を受けて前記フラップに
対して前記フラップ操作体が設定した動作を指令する際
に、前記船体の上下動を調節する前記フラップへの指令
を一時停止するものであることを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
１および図２を参照して説明する。

【００１１】水中翼船について図１を参照して説明す
る。図１は水中翼船を模式的に示す図である。図１にお
いて１は水中翼船の船体、２は前水中翼で、これは船体
１の船底前部に下側に向けて突設された支柱３に取付け
られている。４は後水中翼で、これは船体１の船底後部
に下側に向けて突設された支柱５に取付けられている。
６はフラップで、これは前水中翼２に水平な枢軸により
上下回動自在に支持されている。７はフラップで、これ
は後水中翼４に水平な枢軸により上下回動自在に支持さ
れている。８は船体１に設けた推進プロペラ、９は舵で
ある。

【００１２】この水中翼船は、前水中翼２および後水中
翼３とフラップ６およびフラップ７とを水中に位置させ
て、推進プロペラ８を回転させて船体１を水面から浮か
した状態で移動する。フラップ７はその上下回動して船
体１が水面からの目標とする高さ位置に保持するように
船体１の上下動を調節するとともに、船体１が波のうね
りに乗るように目標高さ位置を調節している。

【００１３】この水中翼船に装備する姿勢制御装置につ
いて図２も参照して説明する。図２は姿勢制御装置を示
すブロックダイヤグラムである。図中１１は制御器、１
２はハイトレバー、１３は上下動検出器、１４は動揺検
出器で、これらのものは船体１に搭載されている。ハイ
トレバー１２はフラップ操作体の一例のもので、フラッ
プ６と同様に上下回動操作可能な構成となっており、そ
の回動向きおよび回動角度によりフラップの動作である
回動向きおよび回動角度を設定して指令する。上下動検
出器１３は船体１１が波によって上下動する状態を検出
する。動揺検出器１４は船体１が動揺する状態を検出す
るものである。船体１の動きには、垂直軸線に沿う船体
の移動、前後方向軸線に沿う船体の移動、横方向軸線に
沿う船体の移動、垂直軸線を中心とした船体の回転、前
後方向軸線を中心とした船体の回転および横方向軸線を
中心した船体の回転があり、動揺検出器１４が対象とす
る船体１の動揺は３種類の回転である。

【００１４】制御器１１は、ハイトレバー１２からの信
号を受けてフラップ６、７に対してハイトレバー２が設
定した動作を直接指令し、且つ上下動検出器１３からの
信号を受けてフラップ６、７に対して船体の上下動を調
節する動きを指令するとともに動揺検出器１４からの信
号を受けてフラップ６、７に対して船体１の動揺を抑え
る動きを指令するものである。さらに、この制御器１１
は、ハイトレバー１２からの信号を受けてフラップ６、
７に対してハイトレバー１２が設定した動作を指令する
際に上下動検出器１３からの信号を受けて船体１の上下
動を調節するフラップ６、７への指令を一時停止する機
能を有している。

【００１５】このような構成の姿勢制御装置において、
船体１を目標とする水面からの高さ位置に保持するため
に船体１の上下動を制御する場合について説明する。波
の動きにより船体１が上下動（垂直軸線に沿う移動）す
る。上下動検出器１３は船体１の上下動の向きおよび距
離を検出して信号を制御器１１に出力する。制御器１１
は上下動検出器１３からの信号を受けて、船体１の上下
動の向きおよび移動距離に応じて船体１を目標とする水
面からの高さ位置に保持するように船体１の上下動の向
きおよび距離を算出するとともに、この船体１の上下動
を実現するためのフラップ６、７の上下回動の向きおよ
び角度を算出してフラップ６、７に対して出力する。フ
ラップ６、７は指令された回動向きおよび角度をもって
上下回動する。これにより船体１は水面からの目標とす
る高さ位置に保持するように向きおよび距離を持って上
下動する。このようにフラップ６、７を波の動きに応じ
て動かすことにより船体１の上下動を調節して船体１を
（水面から）目標高さ位置に保持することができる。

【００１６】また、船体１を波のうねりに乗せるように
目標とする高さを調節する場合について説明する。船体
が航行している水域に大きな波のうねりが生じて、船体
１ををこの波のうねりに乗せる必要が生じた場合には、
水中翼船を操縦する操縦者がハイトレバー１２を波のう
ねりの大きさや向きに応じて上下方向に回動操作する。
このハイトレバー１２の操作により波のうねりの向きお
よび大きさに応じたフラップ６、７の向きおよび角度が
設定されて信号が制御器１１に出力される。すなわち、
制御器１１は、ハイトレバー１２からの信号に基づいて
船体１を波のうねりに乗せて目標とする水面からの高さ
位置を調節するようにフラップ６、７に対して必要とす
る向きおよび角度をもって回動するように指令を出力す
る。

【００１７】ここで、制御器１１はハイトレバー１２か
らの信号が入力すると、その時点で（ハイトレバー１２
の操作量および操作速度により）船体１を目標とする高
さ位置に保持するように船体１の上下動を制御するため
にフラップ６、７に対する動きの指令を一時停止する。
これにより制御器１１からフラップ６、７に対する指令
は、船体１を目標とする高さ位置に保持するものはなく
目標とする高さ位置そのものを変更するものだけとな
る。従って、ハイトレバー１２を操作した場合には、船
体１を目標とする高さ位置に保持する制御にわずらわさ
れることなく、制御器１１はハイトレバー１２から信号
を停滞することなく直接フラップ６、７に対して指令と
して出力する。これによりハイトレバー１２を操作する
と、極めて短時間で迅速に応答してフラップ６、７の動
きを制御して、波のうねりに乗るように目標とする高さ
位置を変更調節することができる。

【００１８】このようにハイトレバー１２を操作する
と、その設定に基づいて実際にフラップ６が動いて船体
１の目標高さ位置を調節する動作が迅速に実施され、ハ
イトレバー１２の操作により船体１が波を乗り切る場合
の応答性が従来と比較して大幅に向上し、その結果船体
１が良好に波のうねりに乗れて水中翼船を安定して航行
させることができる。

【００１９】従って、この水中翼船の姿勢制御装置は、
船体１を目標高さ位置に保持することと船体１の目標高
さ位置そのものを調節することという互いに相反する制
御を効果的に組合せて、ハイトレバー１２の操作により
船体１の目標高さ位置を調節して波のうねりに乗る制御
の応答性を高め水中翼船の航行を良好に行うことができ
る。

【００２０】なお、制御器１１は動揺検出器１４からの
信号を受けて船体１１の動揺を抑制するように従来公知
の手段に対して指令を出力する。

【００２１】なお、本発明は前述した実施の形態に限定
されず、種々変形して実施することができる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の発明の水中翼船の姿勢制御装
置によれば、ハイトレバーの操作により船体の目標高さ
位置を調節して波のうねりに乗る制御の応答性を高め水
中翼船の航行を良好に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における水中翼船を模式
的に示す図。

【図２】同実施の形態において水中翼船にされる姿勢制
御装置を示すブロック図。

【符号の説明】

１…船体、 ２…前水中翼、 ３…支柱、 ４…後水中翼、 ５…支柱、 ６…フラップ、 ７…フラップ、 １１…制御器、 １２…ハイトレバー、 １３…上下動検出器、 １４…動揺検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船体の船底部に水中翼を設け、この水中
   翼に水平な軸線を中心として上下回動するフラップを設
   けた水中翼船において、 前記フラップの動作を設定するフラップ操作体と、前記
   船体が上下動する状態を検出する上下動検出器と、前記
   フラップ操作体からの信号を受けて前記フラップに対し
   て前記フラップ操作体が設定した動作を直接指令し且つ
   前記上下動検出器からの信号を受けて前記フラップに対
   して前記船体の上下動を調節する動きを指令する制御器
   とを具備し、 この制御器は、前記フラップ操作体からの信号を受けて
   前記フラップに対して前記フラップ操作体が設定した動
   作を指令する際に、前記船体の上下動を調節する前記フ
   ラップへの指令を一時停止するものであることを特徴と
   する水中翼船の姿勢制御装置。