JP2002274490A - 船舶用高揚力舵 - Google Patents
船舶用高揚力舵Info
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Abstract
して前進方向成分を推力に利用することで、高操縦性能
と併せて高推進効率を維持し、かつ船首揺、上下揺、縦
揺を抑制して波浪中でも推進効率、安全性が高い船舶用
高揚力舵を提供する。 【解決手段】 船舶用高揚力舵2において、舵ブレード
3の左右舷側で推進プロペラ軸心とほぼ同じ水準位置に
フィン11、15を設け、推進プロペラ翼が上昇方向に
回転する舷側のフィン11は推進プロペラ後流によって
発生する揚力の前進方向成分と抗力の比が最大となる迎
え角αを有するとともに、端面に上方または下方に、ま
たは上下両方に屈曲する端板14を設け、推進プロペラ
翼が下降方向に回転する舷側のフィン15は推進プロペ
ラ後流によって発生する揚力の前進方向成分と抗力の比
が最大となる迎え角αを有するとともに、端面に上方ま
たは下方に、または上下両方に屈曲する端板18を設け
た。
Description
する。
として、図10〜図11に示すように、推進プロペラ1
の後方に高揚力舵2を配設している。この高揚力舵2は
舵ブレード3の頂端部と底端部にそれぞれ左右両舷側に
張り出した平板状の頂端板4と底端板5を設けており、
底端板5は両側縁部が下方に若干屈曲する形状をなし、
舵ブレード3に舵軸2aを接続している。
効果的に舵ブレード3の側面に取り込み、舵ブレード3
の頂端部と底端部における翼端面影響を減少させて高い
揚力を発生させるとともに、高揚力舵2に流入する推進
プロペラ1の後流を整流して舵効きを良くし、また、推
進効率を高めるものである。
へ半円形状に突出させた前縁部6と前縁部6に連続して
流線型に幅を最大幅部まで増大させた後に最小幅部7a
に向けて徐々に幅を減少させた中間部7と中間部7に連
続して所定幅の後方端8aに向けて徐々に幅を増大させ
た魚尾後縁部8とからなる形状を有している。
舷側に転舵すると推進プロペラ1の後流は舵ブレード3
の左舷側の面に当たり、流線型部において翼としての揚
力を発生させ、あるいは水流の直圧力が舵ブレード3の
左舷側の面に作用するとともに、魚尾後縁部8の左舷側
の面に沿って後方に流れるときの水流の屈折の反力が作
用して、舵ブレード3には流線型をなすだけの普通舵に
比べて高い揚力が発生する。
舵において、舵角をとった場合には高い揚力を発生して
船を操縦する力が大きくなる反面、舵を中立位置とする
船の直進時には舵ブレードの主として魚尾後縁部の水流
屈折部に作用する粘性抵抗によって抗力損失が大きくな
り易く、従って推進効率が低下し易いという問題があっ
た。
おいて推進効率を向上させて船舶の省エネルギー化を図
ることが要請されている。更に、荒天航行時において船
の船首揺(ヨーイング)、上下揺(ヒービング)および
縦揺(ピッチング)を減少させること、またそれによっ
て波浪中の推進効率を向上させ、並びに安全性を高める
ことが求められている。
計方向に回転(右回転)する場合には、推進プロペラ後
流の流束は右に回転しながら後方に流れることが知られ
ている。この推進プロペラ後流の流束の回転エネルギー
を舵によって前進方向成分を推力として利用できるよう
な揚力に変換すれば推進効率が向上する。
として船の船首揺(ヨーイング)が抑制されることに加
えて、舵に船尾部の上下動に対する抵抗を与える機能を
付与することにより、船の上下揺(ヒービング)および
縦揺(ピッチング)が抑制され、波浪中の航行における
推進効率が向上するとともに船の安全性が高まる。
り、推進プロペラ後流の流束の回転エネルギーを舵によ
って揚力に効率良く変換し、その前進方向成分を推力と
して利用できるようにすることによって、固有の高い操
縦性能は維持しながら、推進効率も高いという舵であっ
て、かつ船の船首揺(ヨーイング)、および上下揺(ヒ
ービング)と縦揺(ピッチング)を舵によって抑制する
ことによって、波浪中にあっても推進効率を向上させる
とともに安全性を高め得る船舶用高揚力舵を提供するこ
とを目的とする。
ために、請求項1に係る本発明の船舶用高揚力舵は、推
進プロペラの後方に同軸心上に配設し、舵ブレードの頂
端部と底端部にそれぞれ頂端板と底端板を有し、舵ブレ
ードが水平断面の輪郭において前方へ半円形状に突出さ
せた前縁部と前縁部に連続して流線型に幅を最大幅部ま
で増大させた後に最小幅部に向けて徐々に幅を減少させ
た中間部と中間部に連続して所定幅の後方端に向けて徐
々に幅を増大させた魚尾後縁部からなる形状を有する船
舶用高揚力舵において、舵ブレードの左右舷側の面上で
推進プロペラの軸心とほぼ同じ水準位置に前縁部から後
方に向けて所定の翼弦長を有するフィンを設け、推進プ
ロペラ翼が上昇方向に回転する舷側に対向する舵ブレー
ドのフィンは流れの上向き方向の成分を有する推進プロ
ペラ後流によって発生する前進方向推力と抗力の比が最
大となる迎え角をなす姿勢を有し、かつフィンの端面に
所定長さだけ上方または下方に、または上下両方に屈曲
する端板を設け、推進プロペラ翼が下降方向に回転する
舷側に対向する舵ブレードのフィンは流れの下向き方向
の成分を有する推進プロペラ後流によって発生する前進
方向推力と抗力の比が最大となる迎え角をなす姿勢を有
し、かつフィンの端面に所定長さだけ上方または下方
に、または上下両方に屈曲する端板を設けたものであ
る。
が後方から見て時計方向に回転(右回転)する場合に、
推進プロペラの後流は推進プロペラ翼が上昇する側、す
なわち舵ブレードの左舷側につけたフィン、および推進
プロペラ翼が下降する側、すなわち舵ブレードの右舷側
につけたフィンのそれぞれにおいて前進方向成分を有す
る揚力を発生し、これらの前進方向成分とこれらに対抗
する抗力の成分との差分だけ推進力に寄与することにな
り、推進効率を向上させることができる。
たことにより、フィンの翼端部における端面影響が少な
くなり、フィンに発生する揚力が大きくなる。さらに、
フィン翼面上の揚力分布が端部まで延長されることによ
り、また、フィンの翼端部に発生する自由渦が弱められ
ることにより、フィンに発生する揚力がより大きくな
る。すなわち、推力として利用できる前進方向成分もよ
り大きくなる。また、これらの端板は自由渦の一部を前
進力に変換する効果がある。これらの作用効果により推
進効率をより向上させることができる。
推進プロペラ後流を整流するように作用し、この点から
も推進効率を向上させることができる。また、船の上下
揺(ヒービング)と縦揺(ピッチング)を抑制する効果
があり、高揚力舵固有の船首揺(ヨーイング)抑制効果
と併せて、荒天時における波浪中の推進効率を向上させ
ることができ、燃料経済性を高めるとともに安全航行に
寄与することができる。
は、双方の端板は推進プロペラの後流の端板の部位にお
ける流線ベクトルと平行になるように配設したものであ
る。上記した構成により、双方の端板の粘性抵抗が小さ
くなり、推進効率をさらに向上させることができる。
は、双方の端板はそれぞれ翼断面形状をなし、端板の部
位における推進プロペラの後流の流線ベクトルによって
発生する前進方向推力と抗力の比が最大となるような迎
え角をなす姿勢に配設したものである。
板もそれぞれ揚力を発生し、これら揚力は前進方向の成
分を有することから、これら前進方向成分とこれらに対
抗する抗力の成分との差分だけ推進に寄与する推力にな
り、推進効率をさらに向上させることができる。
は、左右舷フィンはその翼断面形状がほぼ半円形をなす
前縁部、前縁部に接続して後方へ流線型にいったん幅を
増大させて後で徐々に幅を直線的に最小幅まで小さくす
る中間部、および最小幅部分の後端から後方へ徐々に幅
を直線的に若干大きくした魚尾後縁部からなるものであ
る。
迎え角による揚力発生に加えて魚尾後縁部における水流
の屈折によって発生する反力の前進方向成分が作用する
ので、推進効率を更に高めることが可能となる。また、
翼断面形状が直線的であるために製造が容易になる。
に基づいて説明する。先に図10〜図11において説明
したものと基本的に同様の作用を行う部材については同
一番号を付して説明を省略する。
方から見て時計方向に回転(右回転)する状態を示して
いる。推進プロペラ翼が上昇方向に回転する舷側に対向
する舵ブレード3の左舷側の面3a上には、推進プロペ
ラ1の軸心とほぼ同じ水準位置に左舷フィン11を突設
している。
に向けて所定の翼弦長を有する翼断面をなしており、迎
え角αをなす姿勢に配設している。この迎え角αは流れ
の上向き方向の成分を有する推進プロペラ1の後流によ
って発生する前進方向推力と抗力の比が最大となる角度
である。左舷フィン11の端面13には平板状の端板1
4を設けており、端板14は所定の長さだけ上方及び下
方に屈曲している。
に対向する舵ブレード3の右舷側の面3b上には推進プ
ロペラ1の軸心とほぼ同じ水準位置に右舷フィン15を
突設している。
に向けて所定の翼弦長を有する翼断面をなしており、迎
え角αをなす姿勢に配設している。この迎え角αは流れ
の下向き方向の成分を有する推進プロペラ1の後流によ
って発生する前進方向推力と抗力の比が最大となる角度
である。右舷フィン15の端面17には平板状の端板1
8を設けており、端板18は所定の長さだけ下方及び上
方に屈曲している。
状等によりその程度が影響されるが、一般的に後方に向
かって上昇する。従って左右舷フィン11,15の配設
はこの推進プロペラ後流の上昇流を考慮に入れたもので
ある。
る。推進プロペラ1の後流の流束は、上述したように推
進プロペラ1が後方から見て時計方向に回転(右回転)
する場合は右に回転しながら後方に流れる。
ィン11に対しては後方および上向きの速度ベクトルを
もって迎え角αで流入し、右舷フィン15に対しては後
方および下向きの速度ベクトルをもって迎え角αで流入
し、左舷フィン11および右舷フィン15にそれぞれ揚
力を発生させる。これらの揚力は前進方向の成分を有す
ることから、これらの前進方向成分とこれらに対抗する
抗力の成分との差分だけ推進に寄与する推力になって推
進効率が向上する。
にそれぞれ端板14,18を設けたことにより、フィン
11,15の翼端部における端面影響が少なくなり、フ
ィン11,15に発生する揚力が大きくなる。さらに、
フィン翼面上の揚力分布が端部まで延長されることによ
り、また、フィン11,15の翼端部に発生する自由渦
が弱められることにより、フィン11,15に発生する
揚力がより大きくなる。すなわち、推力として利用でき
る前進方向成分もより大きくなる。また、これらの端板
は自由渦の一部を前進力に変換する効果がある。これら
の作用効果により推進効率がより向上する。
その端板14,18とともに、乱流状態にある推進プロ
ペラ1の後流を整流するように作用し、この点からも推
進効率を向上させることができる。
揺(ヒービング)と縦揺(ピッチング)を抑制する効果
があり、高揚力舵固有の船首揺(ヨーイング)抑制効果
と併せて荒天時における波浪中の推進効率を向上させる
ことができ、燃料経済性を高めるとともに、安全航行に
寄与することができる。
舷フィン11、15のそれぞれの端板14、18は推進
プロペラ1の軸心と平行に配設しているが、図5に示す
ように、端板14、18を推進プロペラ1の後流の端板
14、18の部位における流線ベクトルと平行になるよ
うに配設しても良い。このようにすることによって、端
板14、18の粘性抵抗が小さくなり、推進効率をさら
に向上させることができる。
である。左舷フィン11の端面13には水平断面が翼形
状をした端板19を設けており、端板19は所定の長さ
だけ上方及び下方に屈曲している。右舷フィン15の端
面17には水平断面が翼形状をした端板20を設けてお
り、端板20は所定の長さだけ下方及び上方に屈曲して
いる。
の部位における推進プロペラ1の後流の流線ベクトルに
よって発生する前進方向推力と抗力の比が最大となるよ
うな迎え角βをなす姿勢に配設している。
19,20もそれぞれ揚力を発生し、これら揚力は前進
方向の成分を有することから、これら前進方向成分とこ
れらに対抗する抗力の成分との差分だけ推進に寄与する
推力になる。
で述べた作用と効果を与えることのほかに、端板19,
20による推進寄与推力が左右舷フィン11,15によ
る推進寄与推力に加わることになり、推進効率がさらに
向上する。
すものである。左右舷フィン41、42は、その翼断面
形状がほぼ半円形をなす前縁部43、前縁部43に接続
して後方へ流線型にいったん幅を増大させて後で徐々に
幅を直線的に最小幅まで小さくする中間部44、および
最小幅部分の後端から後方へ徐々に幅を直線的に若干大
きくした魚尾後縁部45からなる。
角αによる揚力発生に加えて魚尾後縁部45における水
流の屈折によって発生する反力の前進方向成分が作用す
るので、推進効率を更に高めることが可能となる。ま
た、翼断面形状が直線的であるために製造が容易にな
る。
18あるいは端板19、20は端面13、17から上下
両方に屈曲させる代わりに、上方または下方の一方のみ
屈曲するようにしても、本発明の目的を達成することが
できる。
舵2の形式がいわゆる釣舵型、すなわち舵ブレード3が
舵軸2aにより吊り下げられる形式の場合についてのも
のであるが、本発明は舵の形式にかかわらず適用可能で
ある。
リナー型の高揚力舵に適用した場合の実施の形態を示
す。すなわち、マリナー型の高揚力舵51は船尾52の
底面中央から下方に突出して設けたピントル53により
回動自在に舵ブレード54の上部が支承されており、舵
ブレード54の頂面には頂端板55が、また底面には両
舷張り出し部をそれぞれ下方に若干屈曲せしめた底端板
56がそれぞれ設けてあり、舵ブレード54の水平断面
の輪郭は上記した本発明の実施の各形態におけるものと
同様である。
から見て時計方法に回転(右回転)する状態を示してい
る。推進プロペラ翼が上昇方向に回転する舷側に対向す
る舵ブレード54の左舷側の面54a上には、推進プロ
ペラ1の軸心とほぼ同じ水準位置に上向きの迎え角αを
もって左舷フィン11を突設し、左舷フィン11の端面
13には端板14を設けている。舵ブレード54の右舷
側の面54b上には、推進プロペラ1の軸心とほぼ同じ
水準位置に下向きの迎え角αをもって右舷フィン15を
突設し、右舷フィン15の端面17には端板18を設け
ている。
フィン11、15の構成、作用、効果については、先に
図1〜図4に基づいて説明したものと同じであるので、
同一符号を付して説明を省略する。
用した場合においても、左右舷フィン11、15の端板
14、18の構成を図5〜図7に基づいて説明したよう
な構成にすることができる。
用高揚力舵において、推進プロペラの軸心とほぼ同じ水
準位置で舵ブレードの両舵側にそれぞれ推進プロペラ後
流に対して迎え角を有する左右舷フィンを設け、かつ、
フィン端面に端板を設けたことにより、推進プロペラ後
流の回転エネルギーを効率よく前進推力に変換すること
ができ、高揚力舵固有の高い操縦性を維持しながら推進
効率も高い舵を提供できるという卓越した効果を発揮す
る。
て、左右舷フィンにより船の上下揺と縦揺を抑制して荒
天時における波浪中の推進効率を向上させるとともに、
安全航行に寄与するという効果がある。
端板もそれぞれ揚力を発生し、これら揚力は前進方向の
成分を有することから、これら前進方向成分とこれらに
対抗する抗力の成分との差分だけ推進に寄与する推力に
なり、推進効率を更に高めることが可能になる。
後縁部における水流の屈折によって発生する反力の前進
方向成分が作用するようにした左右舷フィンは、推進効
率を更に高めることが可能となる。
示す背面図である。
面平面図である。
面図である。
面図である。
舵を示し、左右舷フィン端板を推進プロペラ後流の流線
ベクトルと平行になるようにしたことを示す部分断面平
面図である。
高揚力舵の部分断面平面図である。
高揚力舵の左右舷フィンを示す垂直断面図である。
た形態を示す右側面図である。
郭を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 推進プロペラの後方に同軸心上に配設
し、舵ブレードの頂端部と底端部にそれぞれ頂端板と底
端板を有し、舵ブレードが水平断面の輪郭において前方
へ半円形状に突出させた前縁部と前縁部に連続して流線
型に幅を最大幅部まで増大させた後に最小幅部に向けて
徐々に幅を減少させた中間部と中間部に連続して所定幅
の後方端に向けて徐々に幅を増大させた魚尾後縁部から
なる形状を有する船舶用高揚力舵において、 舵ブレードの左右舷側の面上で推進プロペラの軸心とほ
ぼ同じ水準位置に前縁部から後方に向けて所定の翼弦長
を有するフィンを設け、 推進プロペラ翼が上昇方向に回転する舷側に対向する舵
ブレードのフィンは流れの上向き方向の成分を有する推
進プロペラ後流によって発生する前進方向推力と抗力の
比が最大となる迎え角をなす姿勢を有し、かつフィンの
端面に所定長さだけ上方または下方に、または上下両方
に屈曲する端板を設け、 推進プロペラ翼が下降方向に回転する舷側に対向する舵
ブレードのフィンは流れの下向き方向の成分を有する推
進プロペラ後流によって発生する前進方向推力と抗力の
比が最大となる迎え角をなす姿勢を有し、かつフィンの
端面に所定長さだけ上方または下方に、または上下両方
に屈曲する端板を設けたことを特徴とする船舶用高揚力
舵。 - 【請求項2】 双方の端板は推進プロペラの後流の端板
の部位における流線ベクトルと平行になるように配設し
たことを特徴とする請求項1に記載の船舶用高揚力舵。 - 【請求項3】 双方の端板はそれぞれ翼断面形状をな
し、端板の部位における推進プロペラの後流の流線ベク
トルによって発生する前進方向推力と抗力の比が最大と
なるような迎え角をなす姿勢に配設することを特徴とす
る請求項1に記載の船舶用高揚力舵。 - 【請求項4】 左右舷フィンはその翼断面形状がほぼ半
円形をなす前縁部、前縁部に接続して後方へ流線型にい
ったん幅を増大させて後で徐々に幅を直線的に最小幅ま
で小さくする中間部、および最小幅部分の後端から後方
へ徐々に幅を直線的に若干大きくした魚尾後縁部からな
ることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の
船舶用高揚力舵。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001073210A JP4363789B2 (ja) | 2001-03-15 | 2001-03-15 | 船舶用高揚力舵 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001073210A JP4363789B2 (ja) | 2001-03-15 | 2001-03-15 | 船舶用高揚力舵 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2002274490A true JP2002274490A (ja) | 2002-09-25 |
JP4363789B2 JP4363789B2 (ja) | 2009-11-11 |
Family
ID=18930670
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001073210A Expired - Lifetime JP4363789B2 (ja) | 2001-03-15 | 2001-03-15 | 船舶用高揚力舵 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP4363789B2 (ja) |
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- 2001-03-15 JP JP2001073210A patent/JP4363789B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP4363789B2 (ja) | 2009-11-11 |
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