JP2004268813A

JP2004268813A - Hydrofoil, strut and side wall type air cushion vessel

Info

Publication number: JP2004268813A
Application number: JP2003064527A
Authority: JP
Inventors: Susumu Yamashita; 進山下; San Kusaka; 三日下
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-11
Also published as: JP4108511B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively reduce force applied to a strut and a hydrofoil by a water stream generated by the pressure difference between an air cushion chamber and the outside of a vessel. <P>SOLUTION: In the side wall type air cushion vessel, the hydrofoil for reducing hull motion due to damping effects during navigation in waves is mounted on a bow side from the central position of the air cushion chamber. The hydrofoil is constituted by mounting an outside hydrofoil 1a on an outboard side and an inside hydrofoil 1b on an air cushion chamber side, on the strut 2. The outside hydrofoil 1a is mounted at a mounting angle βo downward in the running direction to a line BL' parallel to a vessel bottom base line, the inside hydrofoil 1b is mounted at a mounting angle βi upward in the running direction to the line BL', and the strut 2 is mounted at an angle inward in the running direction to a line CL' parallel to a hull center line. Thereby, hydrodynamic force caused by a water stream from the air cushion chamber toward the outside of the vessel is reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水中翼付き側壁型エアクッション船における水中翼及び該水中翼を取り付けるストラット並びに水中翼付き側壁型エアクッション船に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船舶には単胴、双胴、側壁型エアクッション船とあらゆるタイプのものがあるが、波浪中航行時における安定性を得る為に、水中翼を備えるものがある。この水中翼は、鉛直下方に垂下する様に設けられたストラットに取り付けられ、波浪中における航行時においては、そのダンピング効果によって船体運動を軽減する機能を果たす。また、高速航行時においては、船体を浮上させることによって船体抵抗を軽減する機能を果たす場合もある。
【０００３】
ここで、特開平６−３０５４１３号公報（特許文献１）には、左右の水中翼によって発生する揚力を調整してストラットに加わる曲げ力を緩和すべく、左右の水中翼を左右で非対称とした水中翼付き側壁型エアクッション船が開示されている。即ち、エアクッション室側の水面は船外側の水面に比してレベルが低く、従って船外側の水中翼によって発生する揚力がエアクッション室側の水中翼によって発生する揚力よりも大なることから、水中翼の取付部に曲げ力が働くといった問題に鑑みて、左右の水中翼を非対称とし、揚力のバランスをとる様に構成したものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３０５４１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、側壁型エアクッション船においては、両側壁の間にエアクッション室の圧力部が存在する為、航行時には水中翼周辺にエアクッション室から船外へと向かう水流、或いは、船外からエアクッション室へと向かう水流が発生し、これによって水中翼及びストラットには一定方向の荷重が加わることになる。図９乃至図１２はこの様子を示すものであり、図９は船体の横断面図、図１０は図９の部分拡大図、図１１は船体を下方から見た平面図、図１２（Ａ）は水中翼の平面図、図１２（Ｂ）、（Ｃ）は水中翼の側面図である。図９において符号Ｐはエアクッション室を、符号８は船体を、符号９、９は側壁を、符号５０及び５３はストラットを（符号５０は右舷側、符号５３は左舷側）、符号５１及び５４は船外側の水中翼（以下「外側水中翼」と言う）を（符号５１は右舷側、符号５４は左舷側）、符号５２及び５５はエアクッション室側の水中翼（以下「内側水中翼」と言う）を示している（符号５２は右舷側、符号５５は左舷側）。また、図１２において符号ＣＬ’は船体センターラインＣＬ（図１１）と平行な線を、符号ＢＬ’は船底ベースラインＢＬ（図４（Ａ））と平行な線を、符号Ｃは翼型の翼弦線（ＣＬ’及びＢＬ’に平行）を示している。更に、図１１及び１２における矢印は、船の進行方向を示している。
【０００６】
図９に示す様に、ストラット及び水中翼はエアクッション室Ｐの両側に位置する側壁９、９の双方に設けられている。ここで、エアクッション室Ｐは船外に比して高圧である為、船首シールの前方からエアクッション室Ｐに流入した水は圧力で押し下げられ、その逃げ場として図１１に示す様に船体平面視において、エアクッション室Ｐの中央位置Ｍから船首側では、エアクッション室Ｐから船外へと向かう水流Ｒｈが発生する。尚、エアクッション室Ｐの中央位置Ｍから船尾側においては、圧力が無くなり元に戻ろうとするため、船外からエアクッション室Ｐへと向かう水流Ｒｈ’となる。
【０００７】
以下、右舷側のストラット５０、外側水中翼５１、内側水中翼５２を具体例として説明する。ストラット５０には、図１０（Ａ）に示す様に船体の横断面視においてほぼ水平であり、図１２（Ａ）に示す様に水中翼の平面視においてはエアクッション室側前方から船外側後方へ斜めに向かう水流Ｒｈが作用する。また、外側水中翼５１には、図１０（Ａ）に示す様に船体の横断面視においてエアクッション室Ｐ側下方から船外側上方へ斜めに向かい、水中翼の側面視においては図１２（Ｂ）に示す様に進行方向下から後方上へ斜めに向かう水流Ｒｏが作用する。更に、内側水中翼５２には、図１０（Ａ）に示す様に船体の横断面視においてはエアクッション室Ｐ側上方から船外側下方へ斜めに向かい、水中翼の側面視においては図１２（Ｃ）に示す様に進行方向上から後方下へ斜めに向かう水流Ｒｉが作用する。
【０００８】
すると、これら水流がストラット５０、外側水中翼５１、内側水中翼５２に、揚力及び抗力を発生させ、それぞれに、符号Ｆｓ、Ｆｏ、Ｆｉで示すような方向の力を発生させ、これによって図１０（Ａ）の例ではストラット５０の付け根部分において時計回りのモーメント力が発生し、一方で反対側（左舷側）のストラット５３（図９の右側）では、反時計まわりのモーメント力が発生する。従ってこれにより、側璧型エアクッション船においては、上記モーメント力によって側壁９、９を拡開する方向の力が船体８に作用し、船体強度上問題が生じることになる。
【０００９】
尚、図１０（Ｂ）は、参考として、図１１において仮想線及び符号５０’、５１’、５２’で示す様にエアクッション室Ｐの中央位置Ｍから船尾側に設けられた場合を比較として示すものである。図示する様に、全ての水流及び力の向きが図１０（Ａ）とは逆になる。従って、符号５０’、５１’、５２’で示す位置にストラット及び水中翼が設けられた場合には、これらにより、側壁９、９を閉じる方向の力が船体８に作用し、同様に船体強度上問題が生じることになる。
【００１０】
しかし、上述した従来技術においては、エアクッション室と船外との圧力差によって発生する水流（エアクッション室から船外に向かう水流、或いは、船外からエアクッション室に向かう水流）により、水中翼及びストラットに加わる荷重に対しては何ら考慮されてはおらず、前記水流によって船体に加わる力（側壁を拡げる方向或いは閉じる方向）は発生し、船体強度上の問題がなお生じることになる。
【００１１】
そこで本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、その課題は、エアクッション室と船外との圧力差によって生じる水流によってストラット及び水中翼に加わる力を効果的に低減することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る水中翼は、船外側の翼とエアクッション室側の翼とを備えて構成された水中翼を有する水中翼付き側壁型エアクッション船における前記水中翼であって、エアクッション室の中央位置（以下、「エアクッション室の中央位置」とは、船の長さ方向における中央位置を意味する）より船首側に設けられる場合には、前記エアクッション室側の翼の取り付け角が、喫水線と平行な線に対して進行方向上向きの角度を成す様に、及び／又は、前記船外側の翼の取り付け角が、喫水線と平行な線に対して進行方向下向きの角度を成す様に構成され、エアクッション室の中央位置より船尾側に設けられる場合には、前記エアクッション室側の翼の取り付け角が、喫水線と平行な線に対して進行方向下向きの角度を成す様に、及び／又は、前記船外側の翼の取り付け角が、喫水線と平行な線に対して進行方向上向きの角度を成す様に構成されていることを特徴とする。
【００１３】
上記第１の態様によれば、側壁型エアクッション船に設けられる、船外側の翼とエアクッション室側の翼とを備えた水中翼は、エアクッション室の中央位置より船首側に設けられる場合には、前記エアクッション室側の翼の取り付け角が、喫水線と平行な線に対して進行方向上向きの角度を成し、又は、前記船外側の翼の取り付け角が喫水線と平行な線に対して進行方向下向きの角度を成している。或いは、前記いずれの条件をも備えている。従って、エアクッション室と船外との圧力差によって生じるエアクッション室から船外へ向かう水流による流体力を低減することができる。
【００１４】
即ち、エアクッション室から船外へ向かう水流は、エアクッション室側の翼に対しては、上から下へ向かう方向の力を与え、船外側の翼に対しては、下から上へ向かう方向の力を与える。そして、いずれか一方或いは双方の翼は、この様な水流による流体力を低減する様に、この様な水流に対する仰角が小さくなる様に取り付けられる。従って、揚力及び抗力が減少し、これにより側壁型エアクッション船における両側壁を拡開する方向の力を低減することが可能となる。
【００１５】
また、エアクッション室の中央位置より船尾側に設けられる場合には、エアクッション室と船外との圧力差によって生じる水流は船外からエアクッション室へ向かうことから、前記エアクッション室側の翼の取り付け角が、喫水線と平行な線に対して進行方向下向きの角度を成す様に、及び／又は、前記船外側の翼の取り付け角が、喫水線と平行な線に対して進行方向上向きの角度を成す様に構成される。従ってこれにより、上記と同様に船外からエアクッション室に向かう水流に対する仰角が小さくなり、揚力及び抗力が減少し、側壁型エアクッション船における両側壁を閉じる方向の力を低減することができる。
【００１６】
尚、ここでの「喫水線」とは、エアクッション室に圧力が発生し船体が浮上した状態における喫水線を意味し、殆どの場合、船底ベースラインに平行な線である。従って、エアクッション室に圧力が発生し船体が浮上した状態における喫水線と船底ベースラインとが平行な場合には、船底ベースラインを基準として上記取り付け角を調整することで、上述の作用効果を得ることが可能となる。また、「取り付け角」とは、ある直線（ここでは、上記喫水線と平行な線）と、翼の翼弦線との成す角度を言う。
【００１７】
本発明の第２の態様に係る水中翼は、上記第１の態様において、前記エアクッション室側の翼の取り付け角及び／又は前記船外側の翼の取り付け角が可変となる様に構成されていることを特徴とする。
上記第２の態様によれば、両翼のいずれか一方又は双方の取り付け角が可変となる様に構成されていることから、エアクッション室と船外との圧力差、船の航行速度、等の種々の状況に応じて最適な取り付け角とすることができ、もってより適切に側壁型エアクッション船における、両側壁を拡開または閉じる方向の力を低減することが可能となる。
【００１８】
本発明の第３の態様に係る水中翼は、船外側の翼とエアクッション室側の翼とを備えて構成された水中翼を有する水中翼付き側壁型エアクッション船における前記水中翼であって、前記エアクッション室側の翼及び／又は前記船外側の翼の後方側に揺動自在なフラップを備え、エアクッション室の中央位置より船首側に設けられる場合には、前記エアクッション室側の翼が前記フラップを備える場合に、当該エアクッション室側フラップが喫水線と平行な線に対して後端を下げたフラップ角をとる第１の条件と、前記船外側の翼が前記フラップを備える場合に、当該船外側フラップが喫水線と平行な線に対して後端を上げたフラップ角をとる第２の条件と、のいずれか一方又は双方を備える様に構成され、エアクッション室の中央位置より船尾側に設けられる場合には、前記エアクッション室側の翼が前記フラップを備える場合に、当該エアクッション室側フラップが喫水線と平行な線に対して後端を上げたフラップ角をとる第１の条件と、前記船外側の翼が前記フラップを備える場合に、当該船外側フラップが喫水線と平行な線に対して後端を下げたフラップ角をとる第２の条件と、のいずれか一方又は双方を備える様に構成されていることを特徴とする。
【００１９】
上記第３の態様によれば、水中翼は両翼のいずれか一方又は双方にフラップを備えている。そして、エアクッション室の中央位置より船首側に設けられる場合には、前記エアクッション室側の翼が備えるフラップが、喫水線と平行な線に対して後端を下げたフラップ角をとる第１の条件と、前記船外側の翼が備えるフラップが、喫水線と平行な線に対して後端を上げたフラップ角をとる第２の条件と、のいずれか一方又は双方を有している。従って上述した第１の態様と同様に、エアクッション室から船外へ向かう水流による流体力を低減することができ、側壁型エアクッション船における、両側壁を拡開する方向の力を低減することが可能となる。尚、ここでの「喫水線」は、上述した第１の態様と同義である。
【００２０】
また、エアクッション室の中央位置より船尾側に設けられる場合には、エアクッション室と船外との圧力差によって生じる水流は船外からエアクッション室へ向かうことから、フラップ角はエアクッション室の中央位置より船首側に設けられる上記の場合と逆になる。そして、これにより、船外からエアクッション室へ向かう水流による流体力を低減することができ、側壁型エアクッション船における、両側壁を閉じる方向の力を低減することが可能となる。
【００２１】
本発明の第４の態様に係る水中翼は、上記第２のまたは第３の態様において、前記エアクッション室側の翼及び／又は前記船外側の翼に加わる荷重を検出する荷重検出手段と、該荷重検出手段によって検出された荷重に基づいて前記取り付け角又は前記フラップ角を制御する角度制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００２２】
上記第４の態様によれば、エアクッション室側の翼又は船外側の翼、或いは、双方の翼に、それぞれの翼に加わる荷重を検出する荷重検出手段が設けられ、それぞれの翼の取り付け角或いはフラップ角を制御する角度制御手段が、前記荷重検出手段によって検出された荷重に基づいて前記取り付け角或いはフラップ角を制御するので、航行速度やエアクッション室と船外との圧力差に応じて適切にエアクッション室と船外との圧力差によって生じる水流による流体力を低減できる。従って、より適切に側壁型エアクッション船における両側壁を拡開または閉じる方向の力を低減することが可能となる。尚、この場合において、エアクッション室側の翼と船外側の翼とは、それぞれ別個独立に制御する様にしても良いし、双方共に同じ角度となる様同期して制御する様にしても良い。
【００２３】
本発明の第５の態様に係る水中翼は、船外側の翼とエアクッション室側の翼とを備えて構成された水中翼を有する水中翼付き側壁型エアクッション船における前記水中翼であって、エアクッション室の中央位置より船首側に設けられる場合には、前記エアクッション室側の翼が、上方に凸となるキャンバーラインを有する様に形成され、及び／又は前記船外側の翼が、下方に凸となるキャンバーラインを有する様に形成され、エアクッション室の中央位置より船尾側に設けられる場合には、前記エアクッション室側の翼が、下方に凸となるキャンバーラインを有する様に形成され、及び／又は前記船外側の翼が、上方に凸となるキャンバーラインを有する様に形成されていることを特徴とする。
【００２４】
上記第５の態様によれば、エアクッション室の中央位置より船首側に設けられる場合には、水中翼においてエアクッション室側の翼が、上方（海面側）に凸となるキャンバーラインを有する様に形成され、又は、船外側の翼が、下方（海底側）に凸となるキャンバーラインを有する様に形成されている。或いは、前記いずれの条件をも備えている。従って、エアクッション室と船外との圧力差によって生じる、エアクッション室から船外へ向かう水流に対向する面に凸曲面を備えたことにより、エアクッション室から船外へ向かう水流による流体力を低減でき、これにより、側壁型エアクッション船における両側壁を拡開する方向の力を低減することが可能となる。また、船体への取り付け作業において取り付け角を精密に調整する必要がなく、船体への取り付け作業が容易となる。
【００２５】
尚、エアクッション室の中央位置より船尾側に設けられる場合には、エアクッション室と船外との圧力差によって生じる水流は船外からエアクッション室へ向かうことから、キャンバーラインの凸方向は上記の場合と逆になる。そして、これにより、船外からエアクッション室へ向かう水流による流体力を低減でき、これにより、側壁型エアクッション船における両側壁を閉じる方向の力を低減することが可能となる。
【００２６】
本発明の第６の態様に係る水中翼は、船外側の翼とエアクッション室側の翼とを備えて構成された水中翼を有する水中翼付き側壁型エアクッション船における前記水中翼であって、エアクッション室と船外との間の圧力差によって生じる水流による流体力を低減する定常流体力低減手段を、前記船外側の翼及び／又は前記エアクッション室側の翼に有していることを特徴とする。
【００２７】
上記第６の態様によれば、水中翼において船外側の翼とエアクッション室側のいずれか一方又は双方は、エアクッション室と船外との間の圧力差によって生じる水流による流体力を低減する定常流体力低減手段を有しているので、側壁型エアクッション船における両側壁を拡開又は閉じる方向の力を低減することが可能となる。
【００２８】
本発明の第７の態様に係るストラットは、水中翼付き側壁型エアクッション船の両側壁において下方に垂下する様に設けられるとともに前記水中翼を取り付けるストラットであって、エアクッション室の中央位置より船首側に設けられる場合には、前記側壁型エアクッション船に設けられた際の取り付け角が、船体センターラインと平行な線に対して進行方向内向きの角度を成す様に構成され、エアクッション室の中央位置より船尾側に設けられる場合には、前記側壁型エアクッション船に設けられた際の取り付け角が、船体センターラインと平行な線に対して進行方向外向きの角度を成す様に構成されていることを特徴とする。
【００２９】
上記第７の態様によれば、水中翼を取り付けるストラットは、エアクッション室の中央位置より船首側に設けられる場合には、側壁型エアクッション船に設けられた際の取り付け角が、船体センターラインと平行な線に対して進行方向内向きの角度を成す様に設けられているので、エアクッション室と船外との圧力差によって生じるエアクッション室から船外へ向かう水流による流体力を低減することができる。
【００３０】
即ち、エアクッション室から船外へ向かう水流は、ストラットに対し、船体内側から船外側へ向かう力を付与するので、この様な水流に対する仰角を小さくすることにより、前記水流によって発生する揚力及び抗力を低減でき、前記水流による流体力を低減してストラットに加わる荷重を低減することができる。そして、これにより、側壁型エアクッション船における両側壁を拡開する方向の力を低減することが可能となる。尚、「取り付け角」とは、ある直線（ここでは、上記船体センターラインと平行な線）と、翼の翼弦線との成す角度を言う
また、エアクッション室の中央位置より船尾側に設けられる場合には、エアクッション室と船外との間の圧力差によって生じる水流は、船外からエアクッション室へ向かうので、前記取り付け角は上記の場合と逆となる。そして、これにより、船外からエアクッション室へ向かう水流によって生じる揚力及び抗力を低減でき、側壁型エアクッション船における両側壁を閉じる方向の力を低減することが可能となる。
【００３１】
本発明の第８の態様に係るストラットは、上記第７の態様において、前記取り付け角が可変となる様に構成されていることを特徴とする。
上記第８の態様によれば、ストラットの取り付け角が可変となる様に構成されているので、船の航行速度能力等の種々の状況に応じて最適な取り付け角とすることができ、もってより適切に側壁型エアクッション船における両側壁を拡開または閉じる方向の力を低減することができる。
【００３２】
本発明の第９の態様に係るストラットは、水中翼付き側壁型エアクッション船の両側壁において下方に垂下する様に設けられるとともに前記水中翼を取り付けるストラットであって、該ストラットの後方側に揺動自在なフラップを備え、エアクッション室の中央位置より船首側に設けられる場合には、該フラップの後端が、船体センターラインと平行な線に対して船外方向を向く様なフラップ角をとる様に構成され、エアクッション室の中央位置より船尾側に設けられる場合には、該フラップの後端が、船体センターラインと平行な線に対して船内方向を向く様なフラップ角をとる様に構成されていることを特徴とする。
【００３３】
上記第９の態様によれば、ストラットは後方側にフラップを備え、エアクッション室の中央位置より船首側に設けられる場合には、該フラップの後端が、船体センターラインと平行な線に対して船外方向を向く様なフラップ角をとる様に構成されているので、上述した第７の態様と同様に、エアクッション室から船外へ向かう水流による流体力を低減することができる。そして、これにより、側壁型エアクッション船における両側壁を拡開する方向の力を低減することが可能となる。
【００３４】
尚、エアクッション室の中央位置より船尾側に設けられる場合には、エアクッション室と船外との間の圧力差によって生じる水流は船外からエアクッション室へ向かうので、フラップは上記と逆のフラップ角をとる。そして、これにより、側壁型エアクッション船における両側壁を閉じる方向の力を低減することが可能となる。
【００３５】
本発明の第１０の態様に係るストラットは、上記第８または第９の態様において、前記ストラットに加わる荷重を検出する荷重検出手段と、該荷重検出手段によって検出された荷重に基づいて前記取り付け角又は前記フラップ角を制御する角度制御手段とを備えていることを特徴とする。
【００３６】
上記第１０の態様によれば、ストラットには該ストラットに加わる荷重を検出する荷重検出手段が設けられ、ストラットの取り付け角或いはフラップのフラップ角を制御する角度制御手段が、前記荷重検出手段によって検出された荷重に基づいて前記取り付け角或いはフラップ角を制御するので、航行速度やエアクッション室と船外との圧力差に応じて適切にエアクッション室と船外との間の圧力差によって生じる水流による流体力を低減できる。従って、より適切に側壁型エアクッション船における両側壁を拡開または閉じる方向の力を低減することが可能となる。
【００３７】
本発明の第１１の態様は、水中翼付き側壁型エアクッション船の両側壁において下方に垂下する様に設けられるとともに前記水中翼を取り付けるストラットであって、エアクッション室の中央位置より船首側に設けられる場合には、エアクッション室側に凸となるキャンバーラインを有する翼型によって形成され、エアクッション室の中央位置より船尾側に設けられる場合には、船外側に凸となるキャンバーラインを有する翼型によって形成されていることを特徴とする。
【００３８】
上記第１１の態様によれば、エアクッション室の中央位置より船首側に設けられる場合には、ストラットはエアクッション室側に凸となるキャンバーラインを有する翼型によって形成されているので、エアクッション室と船外との圧力差によって生じる、エアクッション室から船外へ向かう水流に対向する面に凸曲面を備えたことにより、前記水流による流体力を低減でき、これにより、側壁型エアクッション船における両側壁を拡開する方向の力を低減することが可能となる。また、船体への取り付け作業において取り付け角を精密に調整する必要がなく、船体への取り付け作業が容易となる。
【００３９】
尚、エアクッション室の中央位置より船尾側に設けられる場合には、エアクッション室と船外との間の圧力差によって生じる水流は船外からエアクッション室へ向かうので、上記キャンバーラインは逆の方向に凸となる。そして、これにより、前記水流による流体力を低減でき、側壁型エアクッション船における両側壁を閉じる方向の力を低減することが可能となる。
【００４０】
本発明の第１２の態様に係るストラットは、水中翼付き側壁型エアクッション船の両側壁において下方に垂下する様に設けられるとともに前記水中翼を取り付けるストラットであって、エアクッション室から船外へ向かう水流による流体力を低減する定常流体力低減手段を有していることを特徴とする。
【００４１】
上記第１２の態様によれば、ストラットはエアクッション室と船外との間の圧力差によって生じる水流による流体力を低減する定常流体力低減手段を有しているので、前記水流による流体力を低減することができ、側壁型エアクッション船における両側壁を拡開または閉じる方向の力を低減することが可能となる。
【００４２】
本発明の第１３の態様に係る水中翼付き側壁型エアクッションは、上記第７から第１２の態様のいずれかに記載された前記ストラットと、上記第１から第６の態様のいずれかに記載された前記水中翼とを備えていることを特徴とする。
上記第１３の態様によれば、側壁型エアクッション船は上記第７から第１２の態様のいずれかに記載された前記ストラットと、上記第１から第６の態様のいずれかに記載された前記水中翼とを備えているので、側壁型エアクッション船において、上述した第７から第１２の態様のいずれかと同様な作用効果、及び、上述した第１から第６の態様のいずれかと同様な作用効果を、得ることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１乃至図８を参照しながら説明する。先ず、図１乃至図４は本発明の第１実施形態を示すものであり、図１は水中翼及びストラットの外観斜視図、図２は水中翼の平面図、図３は水中翼の側面図、図４（Ａ）は側壁型エアクッション船の概略側面図、図４（Ｂ）は同概略横断面図である。以下では、これらをもとに第１実施形態について説明する。
【００４４】
図１乃至図３に示すストラット及び水中翼は右舷船首側に設けられるストラット及び水中翼を示すものであり、符号１ａは船外側の水中翼（以下「外側水中翼」と言う）を、符号１ｂはエアクッション室側の水中翼（以下「内側水中翼」と言う）を、符号２はストラットを示し、図の矢印方向は、船の進行方向を示している。また、図１及び図２において符号ＢＬ’で示すラインは、水中翼１ａ、１ｂを通る、船底ベースラインＢＬ（図４）と平行な線であって、符号ＣＬ’で示すラインは、ストラット２を通る、船体センターラインＣＬ（進行方向に平行：図１１）と平行な線を示している。更に、符号Ｃで示すラインは、翼型の形状における翼弦線を示している。尚、本実施形態に係る側壁型エアクッション船Ｓ１（図４（Ａ））は、エアクッション室Ｐに圧力が発生して浮上した状態における喫水線ＷＬと、船底ベースラインＢＬとが平行となっている。
【００４５】
図４（Ｂ）において、船体８内部にはエアクッション室Ｐが設けられ、図示しない圧力発生手段によってエアクッション室Ｐ内に圧力が発生すると、当該圧力によって船体８が浮上する。エアクッション室Ｐの両側に位置する側壁９、９の下部には、下方に垂下する様にストラット２がそれぞれ設けられ、該ストラット２の下端には、エアクッション室Ｐ側に内側水中翼１ｂが、船外側に外側水中翼１ａが設けられられている。水中翼１ａ、１ｂは、側壁型エアクッション船Ｓ１の波浪航行中、ダンピング効果によって船体運動を低減する機能を果たす。尚、本実施形態においては、外側水中翼１ａ、内側水中翼１ｂ、ストラット２は、長手方向の断面視において、対称形状を成す翼型（キャンバーゼロ）によって形成されている。また、本実施形態においては、ストラット２、外側水中翼１ａ、内側水中翼１ｂは、図４（Ａ）に示す様にエアクッション室Ｐの中央位置Ｍから船首側に設けられている。
【００４６】
図１に示す外側水中翼１ａ、内側水中翼１ｂ、ストラット２は、いずれも、エアクッション室Ｐと船外との圧力差によって発生するエアクッション室Ｐから船外へ向かう水流（図１０乃至図１２参照）による流体力を低減する定常流体力低減手段を有している。即ち、図１及び図３（Ａ）に示す様に、外側水中翼１ａの取り付け角βｏは、ラインＢＬ’に対して進行方向下向きの角度を成している。また、図１及び図３（Ｂ）に示す様に、内側水中翼１ｂの取り付け角βｉは、ラインＢＬ’に対して進行方向上向きの角度を成す様に設定されている。また、図１及び図２に示す様に、ストラット２の取り付け角αは、ラインＣＬ’に対して、進行方向内向きの角度を成す様に設定されている。尚、取り付け角とは、翼弦線Ｃと、ラインＢＬ’或いはラインＣＬ’との成す角度である。
【００４７】
つまり、エアクッション室Ｐから船外へ向かう水流は、内側水中翼１ｂにおいては、前方上から後方下へ向かい、外側水中翼１ａにおいては、前方下から後方上へ向かう。また、ストラット２においては、エアクッション室Ｐ前方から船外後方へ向かう。従ってこの様な水流により、ストラット２の取付部分（付け根部分）には船外側へ向かう様なモーメント力が発生する。そして、これらモーメント力が、側壁９、９を拡開する方向に作用し、船体８の強度上問題となる。
【００４８】
この様な問題に対処すべく、外側水中翼１ａ及び内側水中翼１ｂ並びにストラット２は、上述の様な取り付け角により、エアクッション室Ｐから船外へ向かう水流に対する仰角が小さくなり、これにより、揚力及び抗力が低減され、前記水流による流体力を低減している。従ってこの様な定常流体力低減手段により、外側水中翼１ａ及び内側水中翼１ｂ並びにストラット２に加わる力が低減され、側壁９、９を拡開する方向に作用するモーメント力が低減される。即ち、船体８の強度上問題が生じなくなる。
【００４９】
ここで、本実施形態においては、外側水中翼１ａの取り付け角βｏの絶対値は、０°＜βｏ≦５°に設定される。また、内側水中翼１ｂの取り付け角βｉの絶対値は、同様に０°＜βｉ≦５°に設定される。更に、ストラット２の取り付け角αの絶対値は、０＜α≦５°に設定される。
【００５０】
尚、上述した外側水中翼１ａ、内側水中翼１ｂ、ストラット２については、本実施形態に示した様にその全てについて所定の取り付け角を有する様に設けることもできるが、外側水中翼１ａ、内側水中翼１ｂ、ストラット２のうちの少なくとも１つか、或いは、任意の２つの組み合わせにおいて所定の取り付け角を設定することもできる。
【００５１】
また、外側水中翼１ａ、内側水中翼１ｂ、ストラット２がエアクッション室Ｐの中央位置Ｍから船尾側に設けられる場合には、エアクッション室Ｐと船外との間の圧力差によって生じる水流は、上記とは逆に船外からエアクッション室Ｐへ向かうから、この場合には、上記取り付け角は、それぞれの全てについて逆になる。そして、これにより、船外からエアクッション室Ｐへ向かう水流に対する仰角が小さくなり、揚力及び抗力が低減され、前記水流による流体力を低減して側壁９、９を閉じる方向に作用する力が低減される。
【００５２】
続いて、図５は本発明の第２実施形態を示すものであり、（Ａ）、（Ｂ）共に船首側に取り付けられる場合の内側水中翼の側面図（断面形状を示す図）である。以下、当該第２実施形態について説明する。
図５（Ａ）において符号１ｂ’は内側水中翼を示し、図の矢印は船の進行方向を示している。内側水中翼１ｂ’は、エアクッション室Ｐから船外へ向かう水流（図１０乃至図１２）による流体力を低減する定常流体力低減手段を有している。即ち、図示する様に、内側水中翼１ｂ’は、図１に示した内側水中翼１ｂとは異なり、取り付け角は船底ベースラインと平行な線ＢＬ’に対して０度であるが、上方（海面）に対して凸となるキャンバーラインを有する様に形成されている（上下非対称の形状）。尚、図に示す線Ｄはキャンバーラインを示すものであり、図示する様に、線ＢＬ’に対して上に凸となっている。
【００５３】
従って、エアクッション室Ｐと船外との圧力差によって生じる水流に対向する面（上面）に凸曲面が形成されたことにより、前記水流によって生じる下向きの揚力が減少し、これによって前記水流による流体力が低減され、上述した第１実施形態と同様に、側壁９、９（図４（Ｂ））を拡開する方向に作用するモーメント力を低減することができる。ここで、図５では内側水中翼を示しているが、上下逆（上下対称）の形状とすれば、外側水中翼とすることができる。
【００５４】
尚、図５（Ｂ）において符号１ｂ’’で示す内側水中翼は、図５（Ａ）に示す内側水中翼１ｂ’の変形例である。内側水中翼１ｂ’’はフラットボトム形状によって形成され、下面がほぼフラットな面であるが、上面、即ちエアクッション室Ｐと船外との圧力差によって生じる水流に対向する面が凸曲面となる様なキャンバーラインＤが形成され、従ってこれにより、図５（Ａ）に示す内側水中翼１ｂ’と同様に、前記水流による流体力を低減することができる。
【００５５】
また、ストラットについても、同様に前記水流による流体力を低減することができる。即ち、図５（Ａ）、（Ｂ）における符号２’、２’’をそれぞれストラットを示すものとし、線ＢＬ’が船体センターラインと平行な線ＣＬ’、該線ＣＬ’の上側をエアクッション室側、下側を船外側とすれば、ストラットにおいて、エアクッション室Ｐと船外との圧力差によって生じる水流に対向する面に凸曲面が形成され、これによって前記水流による流体力を低減することができる。
【００５６】
尚、図５（Ａ）、（Ｂ）に示す様な非対称断面翼の形状を有する水中翼及びストラットであっても、上述した第１実施形態と同様に、所定の取り付け角を有する様に設けることもできる。これにより、より一層前記水流による流体力を低減することが可能となる。
【００５７】
また、外側水中翼、内側水中翼、ストラットがエアクッション室Ｐの中央位置Ｍから船尾側に設けられる場合には、エアクッション室Ｐと船外との間の圧力差によって生じる水流は、上記とは逆に船外からエアクッション室Ｐへ向かうから、この場合には、上記キャンバーラインＤは、それぞれについて逆に凸（外側水中翼の場合は上に凸、内側水中翼の場合は下に凸）となる。そして、これにより、船外からエアクッション室Ｐへ向かう水流による流体力を低減して側壁９、９を閉じる方向に作用するモーメント力が低減される。
【００５８】
続いて、図６乃至図８は本発明の第３実施形態を示すものであり、図６は水中翼の側面図、図７は同平面図、図８は側壁型エアクッション船の概略側面図（概念図）である。以下、当該第３実施形態について説明する。
図６乃至図８に示すストラット、外側水中翼、内側水中翼は右舷船首側に設けられるストラット、外側水中翼、内側水中翼を示すものであり、符号４は外側水中翼を、符号５は内側水中翼を、符号３はストラットを示し、図の矢印方向は、船の進行方向を示している。また、外側水中翼４において、符号４ａは外側水中翼本体を、符号４ｂは外側水中翼本体４ａの後方側において揺動可能に設けられるフラップ（以下「外側フラップ」と言う）を示している。内側水中翼５においても同様に、符号５ａは内側水中翼５本体を、符号５ｂは本体５ａの後方側において揺動可能に設けられるフラップ（以下「内側フラップ」と言う）を示している。更に、ストラット３において、符号３ａはストラット本体を、符号３ｂはストラット本体３ａの後方側に設けられるフラップ（以下「垂直フラップ」と言う）を示している。
【００５９】
尚、これら外側水中翼４及び内側水中翼５並びにストラット３は、図４に示した第１実施形態に係る側壁型エアクッション船Ｓ１と同様な位置（側壁９、９の前方側下部：図８参照）に設けられている。また、本実施形態においては、外側水中翼４、内側水中翼５、ストラット３は、長手方向の断面視において、対称形状を成す翼型（キャンバーゼロ）によって形成され、符号Ｃで示すラインは、フラップの形状における翼弦線を示している。
【００６０】
図６及び図７に示す外側水中翼４、内側水中翼５、ストラット３は、いずれも、上述した第１、第２実施形態と同様に、エアクッション室Ｐから船外へ向かう水流（図１０乃至図１２参照）による流体力を低減する定常流体力低減手段を有している。即ち、外側水中翼４を構成する外側フラップ４ｂは、ラインＢＬ’に対して後端を上げたフラップ角βｏをとり、内側水中翼５を構成する内側フラップ５ｂは、ラインＢＬ’に対して後端を下げたフラップ角βｉをとる様に構成されている。また、図７に示す様に、ストラット３を構成する垂直フラップ３ｂは、ラインＣＬ’に対して、後端が船外方向（図の左方向）を向く様なフラップ角αをとる様に構成されている。従って、エアクッション室Ｐから船外へ向かう水流に対してそれぞれのフラップが傾斜面を形成し、これにより、水流による流体力を低減することが可能となる。従ってこの様な定常流体力低減手段により、外側水中翼４及び内側水中翼５並びにストラット３に加わる力が低減され、側壁９、９を拡開する方向に作用する力が低減される。即ち、船体８の強度上問題が生じなくなる。
【００６１】
尚、外側水中翼、内側水中翼、ストラットがエアクッション室Ｐの中央位置Ｍから船尾側に設けられる場合には、エアクッション室Ｐと船外との間の圧力差によって生じる水流は、上記とは逆に船外からエアクッション室Ｐへ向かうから、この場合には、上記フラップ角は、それぞれについて逆方向となる。そして、これにより、船外からエアクッション室Ｐへ向かう水流による流体力を低減して側壁９、９を閉じる方向に作用する力が低減される。
【００６２】
ところで、外側水中翼本体４ａ及び内側水中翼本体５ａ並びにストラット本体３ａには、図６及び図７に示す様に、それぞれに加わる荷重を検出する「荷重検出手段」としての歪みセンサ（それぞれ符号１４、１３、１１で示す）が設けられている。歪みセンサ１４、１３、１１は、それぞれ一般的なストレインゲージであり、外側水中翼本体４ａ及び内側水中翼本体５ａ並びにストラット本体３ａに発生する歪み（翼幅方向の撓み）を検出することにより、それぞれに加わる荷重を検出する。
【００６３】
図８に示す様に、これらの荷重検出手段は、「角度制御手段」としての中央演算処理装置１０に接続されている。中央演算処理装置１０は図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等や、歪みセンサ１４、１３、１１の状態変化（主に抵抗値）を電圧変化に変換する回路によって構成されている。中央演算処理装置１０は、外側水中翼本体４ａ、内側水中翼本体５ａ、ストラット本体３ａに加わる荷重を求め、それぞれに加わる荷重を低減させるべく、外側フラップ４ｂ、内側フラップ５ｂ、垂直フラップ３ｂの角度制御量を求める。そして、現在のフラップ角の状態からいずれの方向へどの程度揺動させるかを、それぞれのフラップを制御するフラップ制御装置（図８では図面の簡単の為垂直フラップ３ｂのフラップ制御装置１７及び外側フラップ４ｂのフラップ制御装置２０のみを図示する）へ指示する。フラップ制御装置は、中央演算処理装置１０からの指示に基づいてフラップを揺動させる駆動モータ（図示せず）の駆動電流を制御する。
【００６４】
尚、実際には、外側水中翼５、内側水中翼４、ストラット３は、左右の側壁９、９にそれぞれ設けられることから、左右それぞれの外側水中翼本体５ａ、内側水中翼本体４ａ、ストラット本体３ａに対して、１つの歪みセンサが設けられる。また、同様にそれぞれの外側フラップ４ｂ、内側フラップ５ｂ、垂直フラップ３ｂに対して制御装置が設けられる。
【００６５】
以上により、外側水中翼４、内側水中翼５、ストラット３には、それぞれに加わる荷重を検出する荷重検出手段（歪みセンサ１４、１３、１１）が設けられ、それぞれが有するフラップのフラップ角を制御する角度制御手段（中央演算処理装置１０）が、前記荷重検出手段によって検出された荷重に基づいてそれぞれのフラップ角を制御するので、航行速度や、エアクッション室Ｐと船外との圧力差に応じて、エアクッション室Ｐから船外へ向かう水流による流体力を適切に低減できる。
【００６６】
尚、本実施形態においては、外側フラップ４ｂと内側フラップ５ｂとをそれぞれ別個独立に制御する様にしているが、双方共に同じ角度となる様、それぞれのフラップを同期して駆動する様に構成することもできる。また、外側フラップ４ｂ、内側フラップ５ｂ、垂直フラップ３ｂの全てに歪みセンサを設けているが、例えば、垂直フラップ３ｂにのみ歪みセンサを設けても構わない。即ち、ストラット本体３ａに加わる荷重をより適切に低減でき、以て側壁９、９を拡開する方向の力を低減可能に構成すれば良い。
【００６７】
また、本実施形態の様に、ストラット、内側水中翼、外側水中翼のそれぞれにフラップを設けずに、ストラット、内側水中翼、外側水中翼それ自体の取り付け角（仰角）を可変とし、当該取り付け角を制御する様に構成することもできる。
【００６８】
以上第１乃至第３実施形態について説明したが、その他にも、エアクッション室Ｐと船外との圧力差によって生じる水流による流体力を低減できる定常流体力低減手段であれば、どの様なものであっても構わない。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、側壁型エアクッション船に設けられる、船外側の翼とエアクッション室側の翼とを備えた水中翼は、エアクッション室の中央位置から船首側に設けられる場合には、前記エアクッション室側の翼の取り付け角が、喫水線と平行な線に対して進行方向上向きの角度を成す第１の条件と、前記船外側の翼の取り付け角が喫水線と平行な線に対して進行方向下向きの角度を成す第２の条件と、のいずれか一方又は双方の条件を備えている。即ち、エアクッション室から船外へ向かう水流は、エアクッション室側の翼に対しては、上から下へ向かう方向の力を与え、船外側の翼に対しては、下から上へ向かう方向の力を与える。そして、いずれか一方或いは双方の翼は、この様な水流による流体力を低減する方向に傾いているので、これにより、側壁型エアクッション船における両側壁を拡開する方向の力を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水中翼及びストラットの外観斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る水中翼の平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る水中翼の側面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る側壁型エアクッション船の概略側面図であり、（Ｂ）は同概略横断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）ともに本発明の第２実施形態に係る水中翼の側面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る水中翼の側面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る水中翼の平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る側壁型エアクッション船の概略側面図（概念図）である。
【図９】側壁型エアクッション船の横断面図である。
【図１０】側壁型エアクッション船の横断面図（拡大図）である。
【図１１】側壁型エアクッション船を下方から見た平面図である。
【図１２】（Ａ）は従来技術に係る水中翼の平面図、（Ｂ）、（Ｃ）は従来技術に係る水中翼の側面図である。
【符号の説明】
１ａ外側水中翼（第１実施形態）
１ｂ内側水中翼（第１実施形態）
１ｂ’ 内側水中翼（第２実施形態）
１ｂ’’ 内側水中翼（第２実施形態）
２ストラット（第１実施形態）
３ストラット（第３実施形態）
３ａストラット本体
３ｂ垂直フラップ
４外側水中翼（第３実施形態）
４ａ外側水中翼本体
４ｂ外側フラップ
５内側水中翼（第３実施形態）
５ａ内側水中翼本体
５ｂ内側フラップ
１０中央演算処理装置
１１、１３、１４歪みセンサ
１７垂直フラップ制御装置
２０外側フラップ制御装置
Ｐエアクッション室
Ｓ１、Ｓ２側壁型エアクッション船
Ｃ翼弦線
Ｄキャンバーライン
ＢＬ船底ベースライン
ＣＬ船体センターライン
Ｍエアクッション室船長方向中央位置
Ｌｃエアクッション室長さ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a hydrofoil and a strut for mounting the hydrofoil in a hydrofoil side wall air cushion ship, and a hydrofoil side wall air cushion ship.
[0002]
[Prior art]
There are various types of ships, including single-hull, twin-hull, and side-wall type air-cushion ships, and some have hydrofoils to obtain stability when sailing in waves. The hydrofoil is attached to a strut provided to hang vertically downward, and functions to reduce hull motion by its damping effect when traveling in waves. In addition, during high-speed navigation, the hull may be lifted to reduce the hull resistance.
[0003]
Here, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-305413 (Patent Document 1) discloses that the left and right hydrofoils are asymmetrical on the left and right sides in order to reduce the bending force applied to the strut by adjusting the lift generated by the left and right hydrofoils. A hydrofoil side wall air cushion ship is disclosed. That is, the water surface on the air cushion chamber side is lower in level than the water surface on the outboard side, and therefore the lift generated by the hydrofoil on the outboard side is greater than the lift generated by the hydrofoil on the air cushion chamber side. In consideration of the problem that a bending force acts on the mounting portion of the hydrofoil, the left and right hydrofoil are made asymmetric so as to balance lift.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-6-305413
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the side-wall type air cushion ship, since the pressure portion of the air cushion chamber exists between both side walls, the water flow around the hydrofoil from the air cushion chamber to the outside of the boat during the navigation, or the air cushion from the outside of the boat. A water flow is generated toward the chamber, which applies a load in a certain direction to the hydrofoil and the strut. 9 to 12 show this state. FIG. 9 is a transverse sectional view of the hull, FIG. 10 is a partially enlarged view of FIG. 9, FIG. 11 is a plan view of the hull viewed from below, and FIG. 12 is a plan view of the hydrofoil, and FIGS. 12B and 12C are side views of the hydrofoil. In FIG. 9, reference numeral P denotes an air cushion chamber, reference numeral 8 denotes a hull, reference numerals 9 and 9 denote side walls, reference numerals 50 and 53 denote struts (reference numeral 50 denotes a starboard side, reference numeral 53 denotes a port side), and reference numerals 51 and 54. Denotes a hydrofoil on the outboard side of the ship (hereinafter referred to as “outer hydrofoil”) (reference numeral 51 denotes a starboard side, and reference numeral 54 denotes a port side); (Reference numeral 52 indicates a starboard side, and reference numeral 55 indicates a port side.) In FIG. 12, reference numeral CL 'denotes a line parallel to the hull center line CL (FIG. 11), reference numeral BL' denotes a line parallel to the hull base line BL (FIG. 4A), and reference numeral C denotes an airfoil. The chord lines (parallel to CL ′ and BL ′) are shown. Further, the arrows in FIGS. 11 and 12 indicate the traveling direction of the ship.
[0006]
As shown in FIG. 9, the struts and the hydrofoil are provided on both side walls 9, 9 located on both sides of the air cushion chamber P. Here, since the pressure in the air cushion chamber P is higher than that in the outboard side, the water flowing into the air cushion chamber P from the front of the bow seal is pushed down by the pressure, and as a relief place, as shown in FIG. In the figure, on the bow side from the center position M of the air cushion chamber P, a water flow Rh is generated from the air cushion chamber P to the outside of the boat. In addition, on the stern side from the center position M of the air cushion chamber P, since the pressure is lost and the water tends to return to the original state, the water flow Rh ′ flows from the outboard side to the air cushion chamber P.
[0007]
Hereinafter, the starboard strut 50, the outer hydrofoil 51, and the inner hydrofoil 52 will be described as specific examples. The strut 50 is substantially horizontal in a cross-sectional view of the hull as shown in FIG. 10 (A), and in a plan view of the hydrofoil, as shown in FIG. An obliquely flowing water Rh acts. Also, as shown in FIG. 10A, the outer hydrofoil 51 obliquely extends from the lower side of the air cushion chamber P to the outer side of the hull in a cross-sectional view of the hull, and as shown in FIG. As shown in ()), the water flow Ro that moves obliquely from the traveling direction downward to the rear upward acts. Further, as shown in FIG. 10 (A), the inner hydrofoil 52 obliquely extends from the upper side of the air cushion chamber P side to the lower side of the ship as viewed in the cross section of the hull, as shown in FIG. As shown in (C), a water flow Ri that works obliquely from the upper side to the lower side in the traveling direction acts.
[0008]
Then, these water flows generate lift and drag on the struts 50, the outer hydrofoil 51, and the inner hydrofoil 52, and generate forces in the directions indicated by the reference symbols Fs, Fo, and Fi, respectively. In the example of (A), a clockwise moment force is generated at the base of the strut 50, while a counterclockwise moment force is generated at the opposite strut 53 (right side in FIG. 9). Accordingly, in the side wall type air cushion ship, a force in the direction of expanding the side walls 9, 9 acts on the hull 8 due to the moment force, thereby causing a problem in hull strength.
[0009]
Note that FIG. 10B is, for reference, a case in which the air cushion chamber P is provided on the stern side from the center position M of the air cushion chamber P as shown by phantom lines and reference numerals 50 ′, 51 ′, and 52 ′ in FIG. It is shown. As shown, the directions of all the water flows and forces are opposite to those in FIG. Therefore, when struts and hydrofoils are provided at the positions indicated by reference numerals 50 ', 51', and 52 ', forces acting in the direction of closing the side walls 9, 9 act on the hull 8, and similarly, the hull strength This will cause problems.
[0010]
However, in the above-described conventional technology, the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard (water flow from the air cushion chamber to the outboard, or water flow from the outboard to the air cushion chamber) causes the hydrofoil. No consideration is given to the load applied to the strut and the strut, and the force (direction of expanding or closing the side wall) applied to the hull by the water flow is generated, and the problem of the hull strength still occurs.
[0011]
The present invention has been made in view of the above problems, and a problem thereof is to effectively reduce a force applied to a strut and a hydrofoil by a water flow generated by a pressure difference between an air cushion chamber and an outboard.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a hydrofoil according to a first aspect of the present invention has a hydrofoil side wall type air cushion having a hydrofoil configured to include an outboard wing and an air cushion chamber side wing. When the hydrofoil of the ship is provided at a bow side of a center position of an air cushion chamber (hereinafter, "a center position of the air cushion chamber" means a center position in a length direction of the ship). The angle of attachment of the wings on the air cushion chamber side forms an upward angle in the traveling direction with respect to a line parallel to the water line, and / or the angle of attachment of the wings on the outboard side is a line parallel to the water line When it is configured so as to form a downward angle with respect to the traveling direction and is provided on the stern side from the center position of the air cushion chamber, the mounting angle of the wing on the air cushion chamber side is relative to a line parallel to the draft line. Direction of travel As an angle of orientation, and / or, the mounting angle of the blade of the ship outer, characterized in that it is constructed as an angle of travel direction upward with respect to the waterline and parallel lines.
[0013]
According to the first aspect, the hydrofoil provided on the side wall type air cushion ship and having the outboard wing and the wing on the air cushion chamber side is provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber. The mounting angle of the wing on the air cushion chamber side forms an upward angle in the traveling direction with respect to a line parallel to the draft line, or the mounting angle of the wing on the outboard side is relative to a line parallel to the draft line. The direction of travel is downward. Alternatively, all of the above conditions are provided. Therefore, it is possible to reduce the fluid force caused by the water flow from the air cushion chamber to the outside of the boat caused by the pressure difference between the air cushion chamber and the outside of the boat.
[0014]
That is, the water flow from the air cushion chamber to the outboard exerts a force in a direction from top to bottom on the wing on the air cushion chamber side, and a direction from bottom to top on the wing on the outboard side. Give power. Then, one or both of the wings are mounted so as to reduce the fluid force due to such a water flow and to reduce the elevation angle with respect to such a water flow. Therefore, the lift and the drag are reduced, whereby it is possible to reduce the force in the direction of expanding the both side walls in the side wall type air cushion ship.
[0015]
Further, when the air cushion chamber is provided at the stern side from the center position, the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard heads from the outboard to the air cushion chamber. And the angle of attachment of the outboard wings is an angle upward in the traveling direction with respect to a line parallel to the waterline, and / or the angle of attachment of the outboard wings is an angle downward in the traveling direction with respect to a line parallel to the waterline. It is configured to form Accordingly, similarly to the above, the elevation angle with respect to the water flow from the outboard to the air cushion chamber is reduced, the lift and the drag are reduced, and the force in the side wall type air cushion ship in the direction of closing both side walls can be reduced.
[0016]
Here, the "waterline" means a waterline in a state in which pressure is generated in the air cushion chamber and the hull is floating, and in most cases, is a line parallel to the bottom line of the ship bottom. Therefore, when the draft line and the bottom line in the state where the pressure is generated in the air cushion chamber and the hull rises are parallel to the bottom line, the above-mentioned operation and effect can be obtained by adjusting the mounting angle with reference to the bottom line. It becomes possible. The “mounting angle” refers to an angle formed between a certain straight line (here, a line parallel to the above-mentioned draft line) and a chord line of the wing.
[0017]
The hydrofoil according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, is configured such that a mounting angle of the wing on the air cushion chamber side and / or a mounting angle of the wing on the outboard side are variable. It is characterized by having.
According to the second aspect, since one or both of the two wings are configured to be variable in angle of attachment, the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard, the sailing speed of the ship, and the like. The optimum mounting angle can be set according to various situations, and thus, the force in the direction of expanding or closing the side walls of the side wall type air cushion ship can be more appropriately reduced.
[0018]
A hydrofoil according to a third aspect of the present invention is the hydrofoil in a side-wall type air-cushion ship with hydrofoil having a hydrofoil configured to include an outboard wing and an air cushion chamber side wing. A swingable flap on the rear side of the wing on the air cushion chamber side and / or the wing on the outboard side, and provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, When the wing has the flap, the first condition that the air cushion chamber side flap has a flap angle with a rear end lowered with respect to a line parallel to the draft line, and the outboard wing has the flap And the second condition that the outboard flap has a rearwardly raised flap angle with respect to a line parallel to the draft line, or both, ship When the wing on the air cushion chamber side is provided with the flap, the air cushion chamber side flap takes a flap angle whose rear end is raised with respect to a line parallel to the draft line. One or both of a condition and a second condition that, when the outboard wing includes the flap, the outboard flap takes a flap angle with its rear end lowered with respect to a line parallel to the waterline. It is characterized by comprising.
[0019]
According to the third aspect, the hydrofoil includes a flap on one or both of the two wings. When provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, the first flap of the air cushion chamber side wing has a flap angle with its rear end lowered with respect to a line parallel to the draft line. One or both of a condition and a second condition in which the flap provided on the outboard wing has a flap angle at which a rear end is raised with respect to a line parallel to the waterline. Therefore, similarly to the first aspect described above, it is possible to reduce the fluid force due to the water flow from the air cushion chamber to the outside of the ship, and to reduce the force in the direction of expanding both side walls in the side wall type air cushion ship. Becomes possible. The “waterline” here is synonymous with the first embodiment described above.
[0020]
In addition, when the air cushion chamber is provided on the stern side from the center position, the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard heads from the outboard to the air cushion chamber, so the flap angle of the air cushion chamber is It is the opposite of the above case provided on the bow side from the center position. As a result, it is possible to reduce the fluid force due to the water flow from the outboard to the air cushion chamber, and it is possible to reduce the force of the side wall type air cushion ship in the direction of closing both side walls.
[0021]
The hydrofoil according to a fourth aspect of the present invention is the hydrofoil according to the second or third aspect, wherein the load detecting means detects a load applied to the wing on the air cushion chamber side and / or the wing on the outboard side, And an angle control means for controlling the mounting angle or the flap angle based on the load detected by the load detection means.
[0022]
According to the fourth aspect, the wing on the air cushion chamber side or the wing on the outboard side, or both wings, is provided with the load detecting means for detecting the load applied to each wing, and the mounting angle of each wing is provided. Alternatively, since the angle control means for controlling the flap angle controls the mounting angle or the flap angle based on the load detected by the load detection means, the angle control means controls the mounting speed or the flap angle according to the navigation speed or the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard. The fluid force due to the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard can be appropriately reduced. Therefore, it is possible to more appropriately reduce the force in the direction of expanding or closing both side walls of the side wall type air cushion ship. In this case, the wing on the air cushion chamber side and the wing on the outboard side may be controlled separately and independently, or may be controlled synchronously so that both have the same angle. .
[0023]
The hydrofoil according to a fifth aspect of the present invention is the hydrofoil in a side-wall type air-cushion ship with a hydrofoil having a hydrofoil configured with an outboard wing and an air cushion chamber side wing. When provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, the wing on the air cushion chamber side is formed so as to have a camber line projecting upward, and / or the wing on the outboard side is When formed so as to have a downwardly convex camber line, and provided on the stern side from the center position of the air cushion chamber, the air cushion chamber side wing has a downwardly convex camber line. And / or wherein the outboard wing is formed to have an upwardly convex camber line.
[0024]
According to the fifth aspect, when provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, the wing on the air cushion chamber side of the hydrofoil has a camber line projecting upward (sea surface side). Or the wing on the outboard side is formed to have a camber line that is convex downward (sea bottom side). Alternatively, all of the above conditions are provided. Therefore, by providing a convex surface on the surface facing the water flow from the air cushion chamber to the outboard caused by the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard, the fluid force due to the water flow from the air cushion room to the outboard is reduced. Therefore, it is possible to reduce the force in the direction of expanding the both side walls in the side wall type air cushion ship. In addition, there is no need to precisely adjust the mounting angle in the work of attaching to the hull, and the work of attaching to the hull becomes easy.
[0025]
In the case where the camber line is provided on the stern side from the center position of the air cushion chamber, the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard heads from the outboard to the air cushion chamber. Is the reverse of the case. And thereby, the fluid force by the water flow which goes to the air cushion room from the outboard can be reduced, and, thereby, the force of the side wall type air cushion ship in the direction of closing both side walls can be reduced.
[0026]
A hydrofoil according to a sixth aspect of the present invention is the hydrofoil in a side-wall type air-cushion ship with a hydrofoil having a hydrofoil configured to include an outboard wing and an air cushion chamber-side wing. A means for reducing a fluid force due to a water flow generated by a pressure difference between the air cushion chamber and the outboard on the outboard wing and / or the wing on the air cushion side; It is characterized by.
[0027]
According to the sixth aspect, in the hydrofoil, one or both of the outboard wing and the air cushion chamber side reduce the fluid force due to the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard. Since the stationary fluid force reducing means is provided, it is possible to reduce the force in the direction of expanding or closing both side walls of the side wall type air cushion ship.
[0028]
A strut according to a seventh aspect of the present invention is a strut provided to hang down on both side walls of a side wall type air cushion ship with a hydrofoil and to which the hydrofoil is attached. When provided on the bow side, the mounting angle when provided on the side wall type air cushion ship is configured to form an angle inward in the traveling direction with respect to a line parallel to the hull center line, When provided on the stern side from the center position of the room, the mounting angle when provided on the side wall type air cushion ship forms an angle outward in the traveling direction with respect to a line parallel to the hull center line. It is characterized by comprising.
[0029]
According to the seventh aspect, when the strut for attaching the hydrofoil is provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, the mounting angle when provided on the side wall type air cushion ship has a hull center line. Is provided so as to form an inward angle in the traveling direction with respect to a line parallel to the line, so that the fluid force due to the water flow from the air cushion chamber to the outboard caused by the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard is reduced. be able to.
[0030]
That is, the water flow from the air cushion chamber to the outside of the boat gives a force to the strut from the inside of the hull to the outside of the hull. By reducing the elevation angle with respect to such a water flow, the lift and drag generated by the water flow are reduced. And the fluid force generated by the water flow can be reduced to reduce the load applied to the strut. Thus, it is possible to reduce the force in the direction of expanding both side walls of the side wall type air cushion ship. The “mounting angle” refers to an angle between a straight line (here, a line parallel to the hull center line) and a chord line of the wing.
Further, in the case where the air flow is provided on the stern side from the center position of the air cushion chamber, a water flow generated by a pressure difference between the air cushion chamber and the outboard heads from the outboard to the air cushion chamber. Is the reverse of the case. As a result, the lift and drag generated by the water flow from the outboard to the air cushion chamber can be reduced, and the force in the direction of closing both side walls in the side wall type air cushion ship can be reduced.
[0031]
A strut according to an eighth aspect of the present invention is the strut according to the seventh aspect, wherein the mounting angle is variable.
According to the eighth aspect, since the mounting angle of the strut is configured to be variable, an optimum mounting angle can be set according to various situations such as the traveling speed capability of the ship. The force in the direction of expanding or closing both side walls of the side wall type air cushion ship can be appropriately reduced.
[0032]
A strut according to a ninth aspect of the present invention is a strut provided so as to hang downward on both side walls of a side-wall type air cushion ship with a hydrofoil and to which the hydrofoil is attached, and swings rearward of the strut. In the case where a movable flap is provided and provided at the bow side from the center position of the air cushion chamber, the rear end of the flap has a flap angle such that it faces outboard with respect to a line parallel to the hull center line. When it is provided on the stern side of the center position of the air cushion chamber, the rear end of the flap has a flap angle such that it faces the inboard direction with respect to a line parallel to the hull center line. It is characterized by comprising.
[0033]
According to the ninth aspect, the strut has a flap on the rear side, and when the strut is provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, the rear end of the flap is positioned with respect to a line parallel to the hull center line. Since the flap angle is set so as to face the outboard direction, the fluid force due to the water flow from the air cushion chamber to the outboard can be reduced as in the seventh aspect. Thus, it is possible to reduce the force in the direction of expanding both side walls of the side wall type air cushion ship.
[0034]
If the air cushion chamber is provided at the stern side from the center position, the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard heads from the outboard to the air cushion chamber. Take the flap angle. This makes it possible to reduce the force in the direction of closing both side walls of the side wall type air cushion ship.
[0035]
A strut according to a tenth aspect of the present invention is the strut according to the eighth or ninth aspect, wherein the mounting angle is determined based on the load detected by the load detecting means. Alternatively, an angle control means for controlling the flap angle is provided.
[0036]
According to the tenth aspect, the strut is provided with load detection means for detecting a load applied to the strut, and the angle control means for controlling the mounting angle of the strut or the flap angle of the flap is detected by the load detection means. Since the mounting angle or the flap angle is controlled based on the applied load, the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard is appropriately determined according to the navigation speed and the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard. Fluid force can be reduced. Therefore, it is possible to more appropriately reduce the force in the direction of expanding or closing both side walls of the side wall type air cushion ship.
[0037]
An eleventh aspect of the present invention is a strut provided so as to hang downward on both side walls of a side wall type air cushion ship with a hydrofoil and to which the hydrofoil is attached, the strut being closer to a bow side than a center position of the air cushion chamber. When it is provided, it is formed by an airfoil having a camber line that is convex on the air cushion chamber side, and when it is provided on the stern side from the center position of the air cushion chamber, it has a camber line that is convex on the outboard side. It is characterized by being formed by an airfoil.
[0038]
According to the eleventh aspect, when the strut is provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, the strut is formed by the airfoil having the camber line projecting toward the air cushion chamber side. By providing a convex curved surface on the surface facing the water flow from the air cushion chamber to the outboard, which is caused by the pressure difference between the room and the outboard, the fluid force due to the water flow can be reduced, whereby the side wall type air cushion ship It is possible to reduce the force in the direction of expanding the both side walls at the time. In addition, there is no need to precisely adjust the mounting angle in the work of attaching to the hull, and the work of attaching to the hull becomes easy.
[0039]
When the air cushion chamber is provided on the stern side from the center position, the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard heads from the outboard to the air cushion chamber. It becomes convex in the direction. Thus, the fluid force due to the water flow can be reduced, and the force in the direction of closing both side walls of the side wall type air cushion ship can be reduced.
[0040]
A strut according to a twelfth aspect of the present invention is a strut provided so as to hang downward on both side walls of a side wall type air cushion ship with a hydrofoil and to which the hydrofoil is attached. It is characterized by having a steady fluid force reducing means for reducing the fluid force due to the flowing water flow.
[0041]
According to the twelfth aspect, the strut has the steady-state fluid force reducing means for reducing the fluid force due to the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber and the outboard. The force in the direction of expanding or closing both side walls of the side wall type air cushion ship can be reduced.
[0042]
A side wall air cushion with a hydrofoil according to a thirteenth aspect of the present invention is the strut described in any one of the seventh to twelfth aspects, and any one of the first to sixth aspects. And the above-mentioned hydrofoil.
According to the thirteenth aspect, the side wall type air-cushion ship includes the strut described in any one of the seventh to twelfth aspects and the strut described in any one of the first to sixth aspects. Since it is provided with a hydrofoil, in a side wall type air cushion ship, the same operation and effect as any one of the above-described seventh to twelfth aspects, and the same operation and effect as any one of the above-described first to sixth aspects The effect can be obtained.
[0043]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is an external perspective view of a hydrofoil and strut, FIG. 2 is a plan view of the hydrofoil, and FIG. 3 is a side view of the hydrofoil. 4 (A) is a schematic side view of a side wall type air cushion ship, and FIG. 4 (B) is a schematic cross-sectional view thereof. Hereinafter, the first embodiment will be described based on these.
[0044]
The strut and the hydrofoil shown in FIGS. 1 to 3 indicate the strut and the hydrofoil provided on the starboard bow side, and reference numeral 1a denotes an outboard hydrofoil (hereinafter referred to as “outer hydrofoil”) and reference numeral 1b. Denotes a hydrofoil on the air cushion chamber side (hereinafter referred to as “inner hydrofoil”), reference numeral 2 denotes a strut, and the arrow direction in the figure indicates the traveling direction of the ship. 1 and 2, a line indicated by a symbol BL ′ is a line passing through the hydrofoils 1 a and 1 b and parallel to the bottom line BL (FIG. 4), and a line indicated by a symbol CL ′ is a strut 2 , A line parallel to the hull center line CL (parallel to the traveling direction: FIG. 11). Further, a line indicated by reference symbol C indicates a chord line in the shape of the airfoil. Note that, in the side wall type air cushion ship S1 (FIG. 4A) according to the present embodiment, the water line WL in a state where the air cushion chamber P floats due to the generation of pressure is parallel to the ship bottom baseline BL. I have.
[0045]
In FIG. 4B, an air cushion chamber P is provided inside the hull 8, and when pressure is generated in the air cushion chamber P by pressure generating means (not shown), the hull 8 floats by the pressure. Struts 2 are provided at the lower portions of the side walls 9, 9 located on both sides of the air cushion chamber P so as to hang downward. At the lower end of the strut 2, an inner hydrofoil 1 b is provided on the air cushion chamber P side. An outer hydrofoil 1a is provided on the outboard side. The hydrofoils 1a and 1b perform a function of reducing the hull motion by the damping effect during the wave navigation of the side wall type air cushion ship S1. In the present embodiment, the outer hydrofoil 1a, the inner hydrofoil 1b, and the strut 2 are formed by a wing shape (camber zero) having a symmetrical shape in a longitudinal sectional view. In the present embodiment, the strut 2, the outer hydrofoil 1a, and the inner hydrofoil 1b are provided on the bow side from the center position M of the air cushion chamber P as shown in FIG.
[0046]
Each of the outer hydrofoil 1a, the inner hydrofoil 1b, and the strut 2 shown in FIG. 1 has a water flow from the air cushion chamber P to the outside of the boat generated by a pressure difference between the air cushion chamber P and the outside of the boat (see FIGS. 10 to 10). 12) for reducing the fluid force according to the present invention. That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 3A, the attachment angle βo of the outer hydrofoil 1a forms a downward angle with respect to the line BL ′ in the traveling direction. Further, as shown in FIGS. 1 and 3B, the mounting angle βi of the inner hydrofoil 1b is set so as to form an upward angle in the traveling direction with respect to the line BL ′. As shown in FIGS. 1 and 2, the mounting angle α of the strut 2 is set so as to form an angle inward in the traveling direction with respect to the line CL ′. Note that the attachment angle is an angle between the chord line C and the line BL ′ or the line CL ′.
[0047]
That is, the water flow from the air cushion chamber P to the outboard travels from the upper front to the lower rear on the inner hydrofoil 1b, and from the lower front to the upper rear on the outer hydrofoil 1a. In the strut 2, the strut 2 goes from the front of the air cushion chamber P to the rear of the boat. Therefore, such a water flow generates a moment force toward the outer side of the ship at the mounting portion (root portion) of the strut 2. Then, these moment forces act in a direction in which the side walls 9, 9 are expanded, which causes a problem in the strength of the hull 8.
[0048]
In order to cope with such a problem, the outer hydrofoil 1a, the inner hydrofoil 1b, and the strut 2 have a smaller elevation angle with respect to the water flow from the air cushion chamber P to the outside of the boat due to the above-described mounting angle. Lift and drag are reduced, reducing fluid force due to the water flow. Therefore, the force applied to the outer hydrofoil 1a, the inner hydrofoil 1b, and the strut 2 is reduced by such steady fluid force reducing means, and the moment force acting in the direction of expanding the side walls 9, 9 is reduced. That is, no problem occurs in the strength of the hull 8.
[0049]
Here, in the present embodiment, the absolute value of the mounting angle βo of the outer hydrofoil 1a is set to 0 ° <βo ≦ 5 °. Similarly, the absolute value of the mounting angle βi of the inner hydrofoil 1b is set to 0 ° <βi ≦ 5 °. Further, the absolute value of the mounting angle α of the strut 2 is set to 0 <α ≦ 5 °.
[0050]
The outer hydrofoil 1a, the inner hydrofoil 1b, and the strut 2 can be provided so as to have a predetermined mounting angle for all of them as shown in the present embodiment. A predetermined mounting angle can be set in at least one of the hydrofoil 1b and the strut 2, or in a combination of any two of them.
[0051]
When the outer hydrofoil 1a, the inner hydrofoil 1b, and the strut 2 are provided on the stern side from the center position M of the air cushion chamber P, the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber P and the outboard is On the contrary, since the air goes from the outboard side to the air cushion chamber P, in this case, the mounting angles are reversed for all of them. Thus, the elevation angle with respect to the water flow from the outboard to the air cushion chamber P is reduced, the lift and the drag are reduced, the fluid force due to the water flow is reduced, and the force acting in the direction to close the side walls 9, 9 is reduced. Is done.
[0052]
Next, FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, and is a side view (a diagram showing a sectional shape) of the inner hydrofoil when both (A) and (B) are attached to the bow side. Hereinafter, the second embodiment will be described.
In FIG. 5A, reference numeral 1b 'indicates an inner hydrofoil, and the arrow in the figure indicates the traveling direction of the ship. The inner hydrofoil 1b 'has a steady-state fluid force reducing means for reducing the fluid force due to the water flow (FIGS. 10 to 12) from the air cushion chamber P to the outside of the boat. That is, as shown in the drawing, the inner hydrofoil 1b 'is different from the inner hydrofoil 1b shown in FIG. 1 in that the mounting angle is 0 degree with respect to a line BL' parallel to the ship bottom baseline, It is formed to have a camber line that is convex with respect to the sea surface) (a vertically asymmetric shape). It should be noted that the line D shown in the figure indicates the camber line, and as shown, is convex upward with respect to the line BL ′.
[0053]
Therefore, since the convex surface is formed on the surface (upper surface) facing the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber P and the outboard, the downward lift generated by the water flow is reduced, and the flow by the water flow is thereby reduced. The physical strength is reduced, and the moment force acting in the direction of expanding the side walls 9, 9 (FIG. 4B) can be reduced as in the first embodiment described above. Here, FIG. 5 shows the inner hydrofoil, but if the shape is upside down (vertically symmetric), it can be an outer hydrofoil.
[0054]
The inner hydrofoil indicated by reference numeral 1b ″ in FIG. 5B is a modified example of the inner hydrofoil 1b ′ shown in FIG. 5A. The inner hydrofoil 1b ″ is formed in a flat bottom shape and has a substantially flat lower surface, but the upper surface, that is, a surface facing a water flow generated by a pressure difference between the air cushion chamber P and the outboard side is a convex curved surface. Such a camber line D is formed, and therefore, similarly to the inner hydrofoil 1b 'shown in FIG. 5A, the fluid force due to the water flow can be reduced.
[0055]
Also, the strut can similarly reduce the fluid force due to the water flow. That is, reference numerals 2 ′ and 2 ″ in FIGS. 5A and 5B denote struts, respectively, a line BL ′ is a line CL ′ parallel to the hull center line, and an upper side of the line CL ′ is an air cushion. If the cabin side and the lower side are the outboard side, a convex curved surface is formed in the strut on the surface facing the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber P and the outboard, thereby reducing the fluid force due to the water flow. be able to.
[0056]
The hydrofoil and the strut having an asymmetric cross-section wing shape as shown in FIGS. 5A and 5B are provided so as to have a predetermined mounting angle as in the first embodiment. You can also. This makes it possible to further reduce the fluid force caused by the water flow.
[0057]
When the outer hydrofoil, the inner hydrofoil, and the strut are provided on the stern side from the center position M of the air cushion chamber P, the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber P and the outboard is as described above. Travels from the outboard to the air cushion chamber P, so that in this case, the camber lines D are convex in the opposite direction (upward in the case of the outer hydrofoil, downward in the case of the inner hydrofoil). ). Thus, the fluid force due to the water flow from the outboard to the air cushion chamber P is reduced, and the moment force acting in the direction to close the side walls 9 is reduced.
[0058]
6 to 8 show a third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a side view of a hydrofoil, FIG. 7 is a plan view thereof, and FIG. 8 is a schematic side view of a side wall type air cushion ship. (Conceptual diagram). Hereinafter, the third embodiment will be described.
The struts, outer hydrofoil, and inner hydrofoil shown in FIGS. 6 to 8 indicate struts, outer hydrofoil, and inner hydrofoil provided on the starboard bow side, and reference numeral 4 indicates the outer hydrofoil, and reference numeral 5 indicates the inner hydrofoil. Reference numeral 3 denotes a strut, and the arrow direction in the figure indicates the traveling direction of the ship. In the outer hydrofoil 4, reference numeral 4a denotes an outer hydrofoil main body, and reference numeral 4b denotes a flap (hereinafter, referred to as "outer flap") provided to be swingable behind the outer hydrofoil main body 4a. Similarly, in the inner hydrofoil 5, a reference numeral 5a indicates a main body of the inner hydrofoil 5 and a reference numeral 5b indicates a flap (hereinafter, referred to as "inside flap") provided to be swingable on the rear side of the main body 5a. Further, in the strut 3, reference numeral 3a indicates a strut main body, and reference numeral 3b indicates a flap (hereinafter, referred to as "vertical flap") provided on the rear side of the strut main body 3a.
[0059]
The outer hydrofoil 4, the inner hydrofoil 5, and the strut 3 are located at the same positions as those of the side wall type air cushion ship S1 according to the first embodiment shown in FIG. Reference). Further, in the present embodiment, the outer hydrofoil 4, the inner hydrofoil 5, and the strut 3 are formed by a symmetrical airfoil (camber zero) in a cross-sectional view in the longitudinal direction. Fig. 3 shows a chord line in the shape of a flap.
[0060]
Each of the outer hydrofoil 4, the inner hydrofoil 5, and the strut 3 shown in FIGS. 6 and 7 has a water flow from the air cushion chamber P to the outside of the boat (FIG. 10), similarly to the first and second embodiments described above. (See FIG. 12 to FIG. 12). That is, the outer flap 4b constituting the outer hydrofoil 4 has a flap angle βo whose rear end is raised with respect to the line BL ′, and the inner flap 5b constituting the inner hydrofoil 5 is rearward with respect to the line BL ′. It is configured to take a flap angle βi with the end lowered. As shown in FIG. 7, the vertical flap 3b constituting the strut 3 has a flap angle α with respect to the line CL ′ such that the rear end faces the outboard direction (left direction in the figure). Have been. Therefore, each flap forms an inclined surface with respect to the water flow from the air cushion chamber P to the outside of the boat, whereby the fluid force due to the water flow can be reduced. Therefore, the force applied to the outer hydrofoil 4, the inner hydrofoil 5, and the strut 3 is reduced by such steady fluid force reducing means, and the force acting in the direction of expanding the side walls 9, 9 is reduced. That is, no problem occurs in the strength of the hull 8.
[0061]
When the outer hydrofoil, the inner hydrofoil, and the strut are provided on the stern side from the center position M of the air cushion chamber P, the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber P and the outboard is as described above. Conversely goes from the outboard to the air cushion chamber P, and in this case, the flap angles are in the opposite directions. Thus, the fluid force due to the water flow from the outboard to the air cushion chamber P is reduced, and the force acting in the direction to close the side walls 9, 9 is reduced.
[0062]
As shown in FIGS. 6 and 7, the outer hydrofoil main body 4a, the inner hydrofoil main body 5a, and the strut main body 3a each have a strain sensor as a "load detecting means" for detecting a load applied to each of them (reference numeral 14). , 13, 11) are provided. Each of the strain sensors 14, 13, and 11 is a general strain gauge, and detects strain (bending in the blade width direction) generated in the outer hydrofoil main body 4a, the inner hydrofoil main body 5a, and the strut main body 3a. The load applied to each is detected.
[0063]
As shown in FIG. 8, these load detecting means are connected to the central processing unit 10 as "angle control means". The central processing unit 10 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like (not shown), and a circuit that converts a state change (mainly a resistance value) of the strain sensors 14, 13, and 11 into a voltage change. The central processing unit 10 calculates the loads applied to the outer hydrofoil main body 4a, the inner hydrofoil main body 5a, and the strut main body 3a, and reduces the load applied to each of the outer flap 4b, the inner flap 5b, and the angle of the vertical flap 3b. Find the control amount. A flap control device for controlling each flap (in FIG. 8, for simplicity of the drawing, the flap control device 17 for the vertical flap 3b and the outer flap) 4b only). The flap control device controls a drive current of a drive motor (not shown) that swings the flap based on an instruction from the central processing unit 10.
[0064]
Actually, since the outer hydrofoil 5, the inner hydrofoil 4, and the strut 3 are provided on the left and right side walls 9, 9, respectively, the left and right outer hydrofoil main bodies 5a, the inner hydrofoil main body 4a, and the strut main body are provided. One distortion sensor is provided for 3a. Similarly, a control device is provided for each of the outer flap 4b, the inner flap 5b, and the vertical flap 3b.
[0065]
As described above, the outer hydrofoil 4, the inner hydrofoil 5, and the strut 3 are provided with the load detecting means (strain sensors 14, 13, 11) for detecting the load applied to each of them, and control the flap angles of the flaps of the respective. The angle control means (central processing unit 10) controls each flap angle based on the load detected by the load detection means, so that the navigation speed and the pressure difference between the air cushion chamber P and the outboard are controlled. Accordingly, the fluid force due to the water flow from the air cushion chamber P to the outside of the boat can be appropriately reduced.
[0066]
In the present embodiment, the outer flap 4b and the inner flap 5b are controlled independently of each other. However, the flaps are driven synchronously so that both have the same angle. You can also. Further, although the strain sensors are provided on all of the outer flap 4b, the inner flap 5b, and the vertical flap 3b, for example, the strain sensors may be provided only on the vertical flap 3b. That is, the load applied to the strut body 3a can be reduced more appropriately, and thus the force in the direction of expanding the side walls 9, 9 can be reduced.
[0067]
Also, as in the present embodiment, the mounting angle (elevation angle) of the strut, the inner hydrofoil, and the outer hydrofoil itself is variable without providing a flap on each of the strut, the inner hydrofoil, and the outer hydrofoil. It can be configured to control the angle.
[0068]
Although the first to third embodiments have been described above, any other steady fluid force reducing means capable of reducing the fluid force due to the water flow generated by the pressure difference between the air cushion chamber P and the outboard can be used. It does not matter.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the hydrofoil provided on the side wall type air cushion ship and having the wings on the outboard side and the wings on the air cushion chamber side is provided from the center position of the air cushion chamber to the bow side. When provided, the first condition that the mounting angle of the wing on the air cushion chamber side forms an upward angle in the traveling direction with respect to a line parallel to the draft line, and the mounting angle of the wing on the outboard side is equal to the draft line. And / or a second condition that forms a downward angle with respect to the parallel line in the traveling direction. That is, the water flow from the air cushion chamber to the outboard exerts a force in a direction from top to bottom on the wing on the air cushion chamber side, and a direction from bottom to top on the wing on the outboard side. Give power. Since one or both of the wings are inclined in the direction of reducing the fluid force due to such a water flow, the force in the direction of expanding both side walls of the side wall type air cushion ship can be reduced. Becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a hydrofoil and a strut according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the hydrofoil according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view of the hydrofoil according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a schematic side view of the side wall type air cushion ship according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a schematic cross-sectional view thereof.
5A and 5B are side views of a hydrofoil according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side view of a hydrofoil according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view of a hydrofoil according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic side view (conceptual view) of a side wall type air cushion ship according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a side wall type air cushion ship.
FIG. 10 is a cross sectional view (enlarged view) of a side wall type air cushion ship.
FIG. 11 is a plan view of the side wall type air cushion ship as viewed from below.
12A is a plan view of a hydrofoil according to the related art, and FIGS. 12B and 12C are side views of the hydrofoil according to the related art.
[Explanation of symbols]
1a Outer hydrofoil (first embodiment)
1b Inner hydrofoil (first embodiment)
1b 'Inner hydrofoil (second embodiment)
1b '' Inner Hydrofoil (Second Embodiment)
2 Strut (first embodiment)
3 strut (third embodiment)
3a Strut body
3b Vertical flap
4 Outer hydrofoil (third embodiment)
4a Outer hydrofoil body
4b Outer flap
5 inner hydrofoil (third embodiment)
5a Inside hydrofoil body
5b inside flap
10 Central processing unit
11,13,14 Strain sensor
17 Vertical flap control device
20 Outside flap control device
P Air cushion room
S1, S2 Side wall type air cushion ship
C chord line
D camber line
BL ship bottom baseline
CL Hull Center Line
M Air cushion room Captain direction center position
Lc Air cushion chamber length

Claims

The hydrofoil in a side-wall type air cushion ship with a hydrofoil having a hydrofoil configured with an outboard wing and an air cushion chamber side wing,
When provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, the mounting angle of the wing on the air cushion chamber side forms an upward angle in the traveling direction with respect to a line parallel to the waterline, and / or The mounting angle of the outboard wing is configured to form a downward angle in the traveling direction with respect to a line parallel to the waterline,
When provided on the stern side from the center position of the air cushion chamber, the mounting angle of the wing on the air cushion chamber side forms a downward angle in the traveling direction with respect to a line parallel to the waterline, and / or The mounting angle of the wing on the outboard side is configured to form an upward angle in the traveling direction with respect to a line parallel to the waterline,
A hydrofoil, characterized in that:

2. The vehicle according to claim 1, wherein a mounting angle of the wing on the air cushion chamber side and / or a mounting angle of the wing on the outboard side are variable.
A hydrofoil, characterized in that:

The hydrofoil in a side-wall type air cushion ship with a hydrofoil having a hydrofoil configured with an outboard wing and an air cushion chamber side wing,
A swingable flap is provided on the rear side of the air cushion chamber side wing and / or the outboard wing,
When provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, when the wing on the air cushion chamber side includes the flap, the rear end of the air cushion chamber side flap is lowered with respect to a line parallel to the draft line. A first condition for taking the flap angle,
When the outboard wing includes the flap, the outboard flap includes one or both of a second condition and a second condition in which a rear end of the outboard flap has a flap angle raised at a rear end with respect to a line parallel to the waterline. Is composed of
In the case where the wing on the air cushion chamber side is provided with the flap, the rear end of the air cushion chamber side flap is raised at a rear end with respect to a line parallel to the draft line when the wing on the air cushion chamber side is provided with the flap. A first condition for taking the flap angle,
When the outboard wing includes the flap, the outboard flap has one or both of a second condition and a second condition in which a rear end of the outboard flap has a lower flap angle with respect to a line parallel to the waterline. Is configured to
A hydrofoil, characterized in that:

The load detecting means according to claim 2 or 3, wherein a load applied to the wing on the air cushion chamber side and / or the wing on the outboard side is detected,
Angle control means for controlling the mounting angle or the flap angle based on the load detected by the load detection means,
A hydrofoil comprising:

The hydrofoil in a side-wall type air cushion ship with a hydrofoil having a hydrofoil configured with an outboard wing and an air cushion chamber side wing,
When provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, the wing on the air cushion chamber side is formed so as to have a camber line that is upwardly convex, and / or the wing on the outboard side is positioned downward. Formed to have a camber line that is convex to
When provided on the stern side of the center position of the air cushion chamber, the wing on the air cushion chamber side is formed so as to have a camber line that is convex downward, and / or the wing on the outboard side is upward. Is formed to have a camber line that is convex to
A hydrofoil, characterized in that:

The hydrofoil in a side-wall type air cushion ship with a hydrofoil having a hydrofoil configured with an outboard wing and an air cushion chamber side wing,
A wing on the outboard side and / or a wing on the side of the air cushion chamber, which has a steady-state fluid force reducing means for reducing a fluid force due to a water flow generated by a pressure difference between the air cushion chamber and the outboard.
A hydrofoil, characterized in that:

A strut which is provided so as to hang down on both side walls of a side wall type air cushion ship with hydrofoils and attaches the hydrofoils,
When provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, the mounting angle when provided on the side wall type air cushion ship forms an angle inward in the traveling direction with respect to a line parallel to the hull center line. It is composed like
When provided on the stern side from the center position of the air cushion chamber, the mounting angle when provided on the side wall type air cushion ship forms an angle outward in the traveling direction with respect to a line parallel to the hull center line. Is composed like
A strut, characterized in that:

The method according to claim 7, wherein the mounting angle is variable.
A strut, characterized in that:

A strut which is provided so as to hang down on both side walls of a side wall type air cushion ship with hydrofoils and attaches the hydrofoils,
Equipped with a swingable flap on the rear side of the strut,
When provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, the rear end of the flap is configured to have a flap angle such that it faces outboard with respect to a line parallel to the hull center line,
When provided on the stern side from the center position of the air cushion chamber, the rear end of the flap is configured to have a flap angle such that it faces the inboard direction with respect to a line parallel to the hull center line.
A strut, characterized in that:

The load detecting means according to claim 8 or 9, wherein a load applied to the strut is detected.
Angle control means for controlling the mounting angle or the flap angle based on the load detected by the load detection means,
A strut comprising:

A strut which is provided so as to hang down on both side walls of a side wall type air cushion ship with hydrofoils and attaches the hydrofoils,
When provided on the bow side from the center position of the air cushion chamber, it is formed by an airfoil having a camber line projecting toward the air cushion chamber side,
When provided on the stern side from the center position of the air cushion chamber, the air cushion chamber is formed by an airfoil having a camber line protruding outward.
A strut, characterized in that:

A strut which is provided so as to hang down on both side walls of a side wall type air cushion ship with hydrofoils and attaches the hydrofoils,
Having a steady-state fluid force reducing means for reducing a fluid force due to a water flow generated by a pressure difference between the air cushion chamber and the outboard,
A strut, characterized in that:

A side-wall air cushion ship with hydrofoils,
13. The strut according to any one of claims 7 to 12,
The hydrofoil according to any one of claims 1 to 6,
A side wall type air cushion ship comprising: