JP2016124453A - 滑走艇 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成により、滑走時での摩擦抵抗を低減させる滑走艇を提供する。【解決手段】船体の上部を構成するデッキと、船体の下部を構成するハル４と、を備える滑走艇において、ハル４が、内殻１２と、該内殻１２の外方に離間配置される外殻１３と、内殻１２と外殻１３との間に形成されるとともに大気連通部２４によって大気に開放された隙間空間１４と、を備える二重船殻構造をしてなり、外殻１３が、滑走時における喫水線ＷＬよりも下方に位置する領域２９において、多数の貫通孔２０を有する。【選択図】図５

Description

この発明は、水面上を高速で滑走する滑走艇に関する。

滑走艇は、水面上を高速で滑走すると、水からの大きな抵抗を受けて損失動力が大きくなるため、水との抵抗を低減させるための手法が種々検討されている。例えば、特許文献１は加圧空気を船底の空気吹き出し器から吹き出すことを開示し、特許文献２は船底に空気を吹き込んで船体を浮上させることを開示している。

特許文献１の摩擦抵抗低減装置は、空気ボンベのような加圧空気供給源からの加圧空気を、空気送給管を通じて、船底の空気吹き出し器から吹き出し、空気吹き出し器の空気吹き出し口から発生する気泡で船底を覆うことによって、摩擦抵抗を低減しようとするものである。

特許文献２は、走行中に生じる空気押し込み圧を利用して、船体の前方側面に設けられた空気流入孔から空気を取り入れ、空気導入管やダクトの空気通路を通じて、船底に形成される低圧領域に設けられた空気吹出孔から空気を吹き出すことによって、低圧領域の圧力を上昇させて船体を浮上させようとするものである。

特開平０９−２７２４９０号公報 特開平１１−３２１７７４号公報

特許文献１に開示された摩擦抵抗低減装置では、加圧空気を常時供給するためのタンクやコンプレッサ等の加圧空気供給設備、該設備を駆動するための動力源、及び、加圧空気供給設備と空気吹き出し器とをつなぐ配管等が必要である。特許文献１の摩擦抵抗低減装置では、加圧空気供給設備や動力源や配管等が船内に設置されるため、非常に複雑で大掛かりなものになって、重量アップ、コストアップ、設置場所の確保という問題が生じる。

特許文献２に開示された滑走型高速艇では、船底に形成される低圧領域に空気等を供給することで低圧領域での圧力上昇及び船体の揚力増大を生じさせるものであり、空気吹出孔の前方側面に設けられた空気流入孔から空気を押し込んでいる。したがって、空気流入孔は空気吹出孔よりも前方（船首側）に設けられている必要がある。そして、特許文献２では、空気の代わりに水を吹き出すことによっても低圧領域での圧力上昇が可能であると記載されている。

特許文献２の滑走型高速艇は、空気を空気流入孔から押し込むための構成であるので、空気流入孔が空気吹出孔よりも前方（船首側）に、空気吹出孔が船底の低圧領域に、それぞれ、設けられている必要がある。そして、特許文献２の滑走型高速艇は、船底に形成される低圧領域の解消して浮力を得ることを目的とするものであるので、空気吹出孔が船底の低圧領域に限定的に設けられている必要がある。そして、特許文献２に開示された目的は、滑走時における喫水線よりも下方に位置する領域を気泡層で覆うことによって、摩擦抵抗を低減させるものではない。特許文献２の滑走型高速艇では、船底における低圧領域以外の領域に空気吹出孔を設けたとしても、所望とする作用・効果が得られないので、特許文献２は低圧領域以外の領域に空気吹出孔を設けるという発想や示唆を生じさせることは無い。

したがって、この発明の解決すべき技術的課題は、簡単な構成により、滑走時での摩擦抵抗を低減させる滑走艇を提供することである。

上記技術的課題を解決するために、この発明によれば、以下の滑走艇が提供される。

すなわち、この発明の請求項１に係る滑走艇は、
船体の上部を構成するデッキと、前記船体の下部を構成するハルと、を備える滑走艇において、
前記ハルが、内殻と、該内殻の外方に離間配置される外殻と、前記内殻と前記外殻との間に形成されるとともに大気連通部によって大気に開放された隙間空間と、を備える二重船殻構造をしてなり、
前記外殻が、滑走時における喫水線よりも下方に位置する領域において、多数の貫通孔を有することを特徴とする。

請求項１に係る発明では、滑走艇が滑走すると、ハルの外殻において、滑走時における喫水線よりも下方に位置する領域が負圧になる。該負圧によって、ハルの大気連通部を通じて空気が隙間空間に引き込まれることにより、多数の貫通孔を通じて、隙間空間に貯留している水が排出される。そのあと、空気が多数の貫通孔から気泡として放出され、放出された多数の気泡が集合して気泡層となり、気泡層が滑走時における喫水線よりも下方に位置する領域を覆う。その結果、滑走時における喫水線よりも下方に位置する領域が気泡層で覆われることによって、摩擦抵抗が低減されるという効果を奏する。したがって、簡単な構成によって、滑走時での摩擦抵抗を低減させることができる。

この発明の一実施形態に係る滑走艇の非滑走時での右側面図である。 図１に示した滑走艇の上面図である。 図１に示した滑走艇の滑走時での右側面図である。 図３に示した滑走艇のハルを右舷の斜め前方から見たときの斜視図である。 図３に示した滑走艇のハルのＶ−Ｖ矢視断面の模式図である。 図５に示した滑走艇のハルを上方から見たときの模式的説明図である。

以下に、この発明の一実施形態に係る滑走艇１について、図１乃至６を参照しながら詳細に説明する。

（滑走艇１の実施形態）
図１は、滑走艇１の非滑走時での右側面図であり、図２は、当該滑走艇１の上面図である。

この発明の滑走艇１は、モーターボートやヨットや一部の漁船のような小型船舶であり、高速推進時になると船体２の船首部５が浮上して水面上を滑走する船舶である。ここで、滑走艇１が滑走状態で航行するときの速度というのは、少なくとも時速３０ｋｍ／ｈであり、例えば、時速２５ノット（約４６ｋｍ／ｈ）乃至４５ノット（約８３ｋｍ／ｈ）であり、好適には時速３０ノット（約５５ｋｍ／ｈ）乃至４０ノット（約７４ｋｍ／ｈ）である。

船体２は、例えば、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）からなり、上部がデッキ３であり、下部がハル（船底）４である。個別に形成されたデッキ３及びハル４が、それらの全周で結合されることによって、一体的に成形された船体２が作製される。デッキ３とハル４とを全周で結合する結合ラインは、図１に示された非滑走時の喫水線ＷＬよりも上方に位置している。デッキ３の上には、船室が設けられており、デッキ３とハル４との間に形成される内部空間には、エンジンやイケスや物入れ等が配設されている。プロペラシャフトがエンジンから船尾部６側に延在し、プロペラシャフトの船尾部６側の端部にはプロペラが取り付けられている。

図５，６に示すように、ハル４は、内殻１２と、外殻１３と、内殻１２と外殻１３との間に形成されるとともに大気連通部２４によって大気に開放された隙間空間１４と、を備える。ハル４は、内殻１２と外殻１３とから構成される、いわゆる二重船殻構造をしている。内殻１２は、外殻１３の内面の略全体にわたって対向するように配置され、図示しないリブの介在によって、外殻１３に対して所定の間隔を維持するように構成されている。言い換えれば、外殻１３が、内殻１２の外方に離間配置されている。そして、内殻１２と外殻１３との間には、隙間空間１４が形成されている。

大気連通部２４が、外殻１３よりも低くなった凹部又は切欠部として内殻１２の上端に形成されるか、又は、デッキ３の上面を貫通する大気開放孔としてデッキ３の上面に形成されている。あるいは、大気連通部２４が、内殻１２の上端部分を貫通する大気開放孔として内殻１２の上端側に形成されてもよい。大気連通部２４を通じて行われる空気の取り込みは、滑走によってハル４の外殻１３の外面に発生する負圧を利用しているので、大気連通部２４は、船首部５側の位置、船尾部６側の位置、船体２の長手方向の中間的な位置のいずれの位置にあってもよい。当該構成によれば、滑走による波しぶきの影響を受けること無く、大気連通部２４を通じて空気を隙間空間１４内に確実に取り入れることができる。すなわち、好適には、大気連通部２４が、外殻１３以外の場所に形成される。大気連通部２４によってハル４の隙間空間１４が大気開放されている。なお、個々の気泡がつながっていないことで吸水が抑制される多数の独立気泡を備えるウレタン発泡樹脂等の充填材が、隙間空間１４に充填されて浮力を高める構成とすることもできる。

貫通孔２０は、ハル４の外殻１３に形成されて外殻１３を貫通する孔であって、図３に示された滑走時における喫水線ＷＬよりも下方に位置して水に浸漬している領域、すなわち滑走時浸漬領域２９に設けられている。図４，６に示すように、滑走時浸漬領域２９は、船首部５側の気泡層境界線２５と、船尾部６側の気泡層境界線２６との間で画定される領域である。好ましくは、船尾部６側の気泡層境界線２６は、貫通孔２０から水中に放出された気泡２２が、滑走推進力を生み出すプロペラ及びその周辺部分に至るのを避けるように設けられた境界であり、貫通孔２０が、気泡層境界線２６よりも船首部５側に形成される。船尾部６側の気泡層境界線２６よりも船尾部６側に貫通孔２０を設けないことにより、気泡２２がプロペラの滑走推進力に悪影響を及ぼすことが回避される。滑走時浸漬領域２９には、多数の貫通孔２０が形成されている。

各貫通孔２０は、微小な気泡から比較的大きな気泡までの様々なサイズの気泡２２が発生可能なように寸法構成されている。貫通孔２０の開口径は、例えば、１ｍｍ乃至３０ｍｍであり、好適には５ｍｍ乃至１５ｍｍである。貫通孔２０の開口径は、上記寸法内のある特定の１つだけの寸法とした態様や、上記寸法内のある特定の複数の寸法からなる態様や、上記寸法内で様々なサイズが混在した態様とすることもできる。また、多数の貫通孔２０は、滑走時浸漬領域２９において、均等に分散配置したり、船首部５側に偏在配置したりすることができる。貫通孔２０の形状は、丸形状に限定されず、楕円形状、三角形状、正方形状、長方形状、菱形形状、又は、他の多角形形状とすることができる。

ハル４の外殻１３の滑走時浸漬領域２９には、多数の貫通孔２０が形成されている。本願において「多数の」貫通孔２０というのは、ハル４の外殻１３での大きな強度低下を招くことが無くて、ハル４の外殻１３の滑走時浸漬領域２９に気泡層２３が形成されるような密度で多数の貫通孔２０が形成されていることを意図している。貫通孔２０の開口径に依存するが、隣り合う貫通孔２０同士の離間距離は、例えば、貫通孔２０の開口径の１．５倍乃至１０倍であり、好適には貫通孔２０の開口径の２倍乃至８倍である。

非滑走状態（停船時又は低速航行時）では、隙間空間１４内にハル４周囲の水面と同じ高さ（喫水線ＷＬ）まで水が入り込み、隙間空間１４内の水は静水として貯留されている。図３乃至６の矢印Ｆは、滑走艇１の進行方向を示し、滑走艇１がＦ方向に滑走すると、船首部５近傍のハル４において、ハル４の外殻１３の外面に沿って外部水流が高速で流れる。ベルヌーイの法則によれば、外部水流の流れる速度が大きくなるに伴って圧力が小さくなる。ハル４の外殻１３を挟んだ内部側の隙間空間１４が大気圧であるのに対して、ハル４の外殻１３を挟んだ外面側の外部水流が、大気圧に対して負圧になる。

ハル４の外殻１３の外面側で高速で流れる外部水流で形成された負圧によって、大気中の空気が、大気連通部２４を介して隙間空間１４に引き込まれる。負圧によって隙間空間１４に引き込まれた空気により、隙間空間１４内に貯留された水が貫通孔２０から排出される。そのあと、負圧によって、隙間空間１４内の空気が多数の貫通孔２０から放出される。貫通孔２０のそれぞれが所定の開口径で開口しているため、多数の貫通孔２０からは開口径に対応したサイズの気泡２２が放出される。

放出された気泡２２のサイズは、貫通孔２０の開口径に依存するが、例えば、２ｍｍ乃至５０ｍｍであり、好適には５ｍｍ乃至３０ｍｍであり、微小な気泡から比較的大きな気泡まで利用可能である。多数の貫通孔２０からは空気が気泡２２として放出され、放出された気泡２２の多数が集合して気泡層２３を形成する。気泡層２３が滑走時における喫水線ＷＬよりも下方に位置する滑走時浸漬領域２９を覆う。すなわち、ハル４の滑走時浸漬領域２９と外部水流との間に気泡層２３が介在している。ハル４の滑走時浸漬領域２９と外部水流との間に介在する気泡層２３が滑走時での摩擦抵抗を低減するので、損失動力が小さくなり、滑走する滑走艇１における燃費の改善や航行速度のアップに寄与する。

以上説明したように、上記実施形態によれば、
（１）船体２の上部を構成するデッキ３と、船体２の下部を構成するハル４と、を備える滑走艇１において、ハル４が、内殻１２と、該内殻１２の外方に離間配置される外殻１３と、内殻１２と外殻１３との間に形成されるとともに大気連通部２４によって大気に開放された隙間空間１４と、を備える二重船殻構造をしてなり、外殻１３が、滑走時における喫水線ＷＬよりも下方に位置する領域２９において、多数の貫通孔２０を有する。

当該構成によれば、滑走艇１が滑走すると、ハル４の外殻１３において、滑走時における喫水線ＷＬよりも下方に位置する領域が負圧になる。該負圧によって、ハル４の大気連通部２４を通じて空気が隙間空間１４に引き込まれることにより、多数の貫通孔２０を通じて、隙間空間１４に貯留している水が排出される。そのあと、多数の貫通孔２０から空気が気泡２２として放出され、放出された多数の気泡２２が集合して気泡層２３となり、気泡層２３が滑走時における喫水線ＷＬよりも下方に位置する領域２９を覆う。その結果、滑走時における喫水線ＷＬよりも下方に位置する領域２９が気泡層２３で覆われることによって、摩擦抵抗が低減される。したがって、簡単な構成によって、滑走時での摩擦抵抗を低減させることができる。

（２）気泡２２を発生させるように、多数の貫通孔２０の開口径が寸法構成されていることにより、気泡層２３が滑走時における喫水線ＷＬよりも下方に位置する領域２９に形成される。

（３）大気連通部２４が、外殻１３よりも低くなった凹部又は切欠部として内殻１２に形成されていることにより、滑走による波しぶきの影響を受けること無く大気連通部２４を通じて空気を確実に取り入れることができる。

（４）大気連通部２４が、大気開放孔としてデッキ３の上面に形成されていることにより、滑走による波しぶきの影響を受けること無く大気連通部２４を通じて空気を確実に取り入れることができる。

（５）多数の貫通孔２０から放出された気泡２２が滑走推進力を生み出すプロペラ及びその周辺部分に至るのを避けるように、多数の貫通孔２０が配設されていることにより、プロペラの滑走推進力に悪影響を及ぼすことが回避される。

（６）滑走艇１が、少なくとも３０ｋｍ／ｈの速度で滑走することにより、船首部５が浮上して船体２のハル４が水と接触する面積が小さくなり、滑走時での摩擦抵抗が小さくなる。

なお、この発明の理解を容易にするために、具体的な構成や数字を用いて説明したが、この発明は、上述した各実施形態の具体的な構成や数字に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱しない範囲で考えられる各種の変形例を含むことができる。例えば、デッキ３とハル４との間に形成される内部空間にエンジンを備え、ハル４の外殻１３の底面に設けられた吸水口から吸い込んだ水を、エンジンにより駆動されるウォータージェットポンプで加圧・加速して後方へ噴射することによって船体２を推進させる構成とすることもできる。この場合、船尾部６側の気泡層境界線２６は、貫通孔２０から水中に放出された気泡２２が、吸水口及びその周辺部分に至るのを避けるように設けられる。

１ 滑走艇
２ 船体
３ デッキ
４ ハル（船底）
５ 船首部
６ 船尾部
１２ 内殻
１３ 外殻
１４ 隙間空間
２０ 貫通孔
２２ 気泡
２３ 気泡層
２４ 大気連通部
２５ 船首部側の気泡層境界線
２６ 船尾部側の気泡層境界線
２９ 滑走時浸漬領域（滑走時における喫水線よりも下方に位置する領域）
ＷＬ 喫水線

Claims (6)

1. 船体の上部を構成するデッキと、前記船体の下部を構成するハルと、を備える滑走艇において、
   前記ハルが、内殻と、該内殻の外方に離間配置される外殻と、前記内殻と前記外殻との間に形成されるとともに大気連通部によって大気に開放された隙間空間と、を備える二重船殻構造をしてなり、
   前記外殻が、滑走時における喫水線よりも下方に位置する領域において、多数の貫通孔を有する、滑走艇。
2. 請求項１において、気泡を発生させるように、前記多数の貫通孔の開口径が寸法構成されている、滑走艇。
3. 請求項１又は２において、前記大気連通部が、前記外殻よりも低くなった凹部又は切欠部として前記内殻に形成されている、滑走艇。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、前記大気連通部が、大気開放孔として前記デッキの上面に形成されている、滑走艇。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、前記多数の貫通孔から放出された気泡が滑走推進力を生み出すプロペラ及びその周辺部分に至るのを避けるように、前記多数の貫通孔が配設されている、滑走艇。
6. 請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、前記滑走艇が、少なくとも３０ｋｍ／ｈの速度で滑走する、滑走艇。

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