JP2023076363A - Gliding vessel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は水上を時速40ノットをはるかに上回る速度で滑走する船に関する。 The present invention relates to ships that plan on water at speeds well in excess of 40 knots per hour.
従来は水上、海上を航行する高速艇、水中翼船、ホバ-クラフトのいずれも時速40ノットを越えるものはほとんどなかった。
海上を40ノット、時速約100kmを越えて航行するには波の抵抗を受けない方式とする必要がある。このような例は飛行艇が海面から浮上するときに見られ、機体が飛行するに十分な出力のエンジンを搭載しており、速度が上がると造波抵抗でますます機体は浮上しやがて離水して飛行に移る。
ただし飛行艇の胴体下部はあくまで波を受けて造波抵抗で浮き上がる構造であり、その状態で飛行状態に移らず海面を滑空すると逆に造波抵抗が急激に増加し、それ以上の高速は出せなくなる。Few high-speed boats, hydrofoils, and hovercraft that travel on water or at sea have hitherto exceeded 40 knots per hour.
In order to sail over the sea at 40 knots and at a speed of over 100 km/h, it is necessary to adopt a system that does not receive wave resistance. Such an example is seen when an amphibian rises from the surface of the sea, and the engine is equipped with enough power to allow the aircraft to fly. to fly.
However, the lower part of the fuselage of the amphibian is designed to receive waves and float up due to wave-making resistance. Gone.
また円筒形状の大型フロ-トをいくつか並列にしたフロ-トの上に船室や貨物室を備え、エンジン等を取り付けた構造では、停船状態では重心が浮心よりも高くなり、著しく安定性を欠き使用できない。また中空のフロ-トでは衝突などで亀裂が入ると一気に浮力を失い横転あるいは沈没の危険性がある。 In addition, in a structure in which the cabin and cargo compartment are installed on the floats with several large cylindrical floats in parallel, and the engine, etc. are installed, the center of gravity is higher than the center of buoyancy when the ship is stopped, resulting in remarkable stability. can not be used without missing. In addition, if a hollow float cracks due to a collision, it loses buoyancy at once, and there is a danger of overturning or sinking.
そこで、本発明は速度が時速100kmを越えても造波抵抗がほとんど増大せず、かつ停船状態でも安定性を保持するようにした船体構造、推進方式を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a hull structure and a propulsion system in which the wave-making resistance hardly increases even when the speed exceeds 100 km/h and the stability is maintained even in the stopped state.
上記の課題を解決するための本発明のひとつの特徴に従った滑空船は、航空機の主翼に似た構造の軽い前部が円形の形状の長方形の底が平らなフロ-ト、そのフロ-トの内部下には停船時の安定のためにバラストタンクを取り付ける。かつその4隅には上げ下げ、方向変更可能な推進装置を取り付け、フロ-トの甲板中央に同じく航空機の乗客等を乗せる胴体に似た船室を設ける。またフロ-トの中央に複数のプロペラか又はジェットエンジン等推進装置を取り付ける。航行を開始する時は、まずバラストタンクに空気を送り全体を出来るかぎり浮上させ、次いでフロ-ト4隅の推進装置を稼働させて前進させ、フロ-トが次第に水面に浮き上がるとフロ-ト上のエンジンを全開させ、やがて船底が飛行艇のように完全に浮き上がり造波抵抗がほぼゼロの状態をなると高速で滑空するようにする。滑空状態になるとフロ-トの4隅の推進装置のスクリュ-などはすべて船底よりも上に引き上げ、一切海面に突き出したものはないようにした体積当りの重量が航空機に近い極めて軽い構造としたものである。 A glider according to one aspect of the present invention for solving the above problems comprises a rectangular flat-bottomed float with a circular front shape, which is lightweight and similar in structure to the wing of an aircraft; A ballast tank is installed under the inside of the vessel for stability when the vessel is stopped. At the four corners, propulsion devices that can be raised and lowered and the direction of which can be changed are attached, and a fuselage-like cabin is provided in the center of the deck of the float for passengers and others of the aircraft. In addition, a plurality of propellers or a jet engine or other propulsion device is attached to the center of the float. When starting sailing, first send air to the ballast tanks to float the whole as much as possible, then operate the propulsion devices at the four corners of the float to move it forward, and when the float gradually rises to the surface of the water, the float The engine is fully opened, and when the bottom of the ship completely floats like a flying boat and the wave-making resistance is almost zero, it glides at high speed. When the float is in a gliding state, all the propulsion device screws at the four corners of the float are raised above the bottom of the ship, and nothing protrudes to the sea surface. It is a thing.
フロ-トは最大積載荷重時で水面上に50cm程度の位置に甲板があるように甲板の下に浮力材を敷きつめ、かつその下にはいくつかに区分されたバラストタンクを設け、かつ全体はアルミなど軽く強い金属や炭素繊維で滑空状態に耐える強度を有するようにする。 The float is laid with buoyant material under the deck so that the deck is at a position of about 50 cm above the surface of the water at the time of maximum load, and below that is a ballast tank divided into several sections, and the whole is Light and strong metal such as aluminum or carbon fiber should have strength to withstand gliding conditions.
滑空船が万が一横転し船底が上になった場合、客室の床からフロ-トの船底に脱出できるようにフロ-トを貫通した形で脱出口を設け、通常は船室内と船底のハッチは閉めておく。 In the unlikely event that the glider rolls over and the bottom of the ship is up, an escape port is provided through the float so that the passenger can escape from the floor of the cabin to the bottom of the float. keep it closed.
甲板の後部には滑空状態で方向変更ができるように垂直尾翼を取り付ける。接岸、出港の際の滑空船の方向変換はフロ-トの4隅の推進装置で行う。 A vertical tail is attached to the rear of the deck so that the direction can be changed in a gliding state. The direction change of the glider when berthing and leaving port is done by the propulsion devices at the four corners of the float.
本発明によれば、海で少々の波があっても滑空船はあたかも無数の波頭の上を滑空する形となり、安定性は良く、造波抵抗はほとんどなく、全体が水面上のために船の重心と浮心の関係からは解放され、安定した状態で高速で航行が可能となる。またフロ-ト上部は内部に浮力材が全体に敷きつめられており、万が一何かに衝突して船体に亀裂が入っても浮力を失うことはなく安定性は維持できる。こういう方式で滑空船が海面上を滑空する場合、主な抵抗はフロ-トが波頭に衝突するときの抵抗である。波が高い時は高い波頭に衝突し抵抗は増す。しかしフロ-トの前面、船底は航空機の主翼のように滑らかで、速度は落ちるが大きな航行の障害にはならない。津波のような非常に長い波長の波に遭遇した時は速度を落とし、バラストタンクに注水して速度は落ちるが安定性を高めて運行する。 According to the present invention, even if there are only a few waves in the sea, the glider glides over countless wave crests, has good stability, has almost no wave-making resistance, and is entirely on the surface of the water. It is released from the relationship between the center of gravity and the center of buoyancy, and can sail at high speed in a stable state. In addition, the upper part of the float is covered with buoyant material, so even if the hull cracks due to collision with something, the buoyancy will not be lost and the stability can be maintained. When the glider glides over the surface of the sea in this manner, the main resistance is the resistance when the float collides with the wave crest. When the waves are high, they collide with high crests and the resistance increases. However, the front of the float and the bottom of the hull are smooth like the main wing of an aircraft, and although it slows down, it does not become a major hindrance to navigation. When it encounters a wave with a very long wavelength, such as a tsunami, it slows down and fills the ballast tanks to reduce speed but increase stability.
添付の図面を参照に本発明の実施の形態について以下に説明する。 Embodiments of the present invention are described below with reference to the accompanying drawings.
図1に、本発明の実施形態に係る滑空船全体の外観を示すが、まずこれは水中翼船やホバ-クラフトに比較して格段に軽く、全体の体積当りの重量は大型航空機に近いものである。フロ-ト1も航空機の主翼に近い構造でアルミ材や炭素繊維で主要構造部材はできている。フロ-ト1の中央部に操縦室、船室6をあたかも航空機の胴体に近い形で最低容積で設ける。大型の場合には操縦室、船室6は多少フロ-ト6の内部にも入るが基本的には甲板の上に設ける。エンジン4もフロ-ト1の中央部の両サイド等に取りつけ後部には垂直尾翼7も取りつける。 Figure 1 shows the overall appearance of the glider according to the embodiment of the present invention. First, it is much lighter than hydrofoils and hovercraft, and its weight per unit volume is close to that of a large aircraft. is. Float 1 also has a structure similar to the main wing of an aircraft, and the main structural members are made of aluminum and carbon fiber. A cockpit and a cabin 6 are provided in the center of the float 1 with the minimum volume in a shape similar to the fuselage of an aircraft. In the case of a large ship, the cockpit and cabin 6 are placed inside the float 6 to some extent, but basically they are provided on the deck. The
図2に滑空船中央部分の横断面図を示す。フロ-ト1の中央の操縦室及び船室6の床からは船底に向かう脱出口9があり、その上と下にはハッチ10がそれぞれ付いて開閉できるようになっている。フロ-ト1の甲板には中央か少し後方にエンジン4がひとつあるいは複数取りつけてある。ガソリンエンジンやジ-ゼルエンジンでは炭素繊維のプロペラ5を回転させて推進力を得る。 FIG. 2 shows a cross-sectional view of the central part of the glider. From the floor of the cockpit in the center of the float 1 and the cabin 6, there is an escape port 9 leading to the bottom of the ship, and
図3に滑空船の船首から少し後ろの位置の横断面図を示す。フロ-ト1の甲板の下には浮力材2が充填されている。浮力材2の量は滑空船に乗客、貨物、燃料等を満載した状態でなお喫水線から甲板まで例えば50cm程度〃とし、少しの波では甲板に波が打ち上がらない程度の余裕をもたせておく。フロ-ト1の構造は航空機の主翼に類似しておりほとんどが軽量なアルミ材であり、一部チタンなども用いる。フロ-ト1の船底部分は炭素繊維とすることが理想である。またフロ-ト1の下半分はバラストタンク3であり、いくつかの区画に仕切られているかあるいは潜水艦のように独立したバラストタンクで構成されている。それぞれのバラストタンク3はそれぞれにベント弁11、海水の出入り口12が着いている。バラストタンク3には停船時は海水を満水にして安定性を高め、また乗客が乗り降りするときもバラストタンク3を調整して安定性を維持する。出港するときはバラストタンク3に空気を送りを船体を浮上させ、造波抵抗を少なくする。 FIG. 3 shows a cross-sectional view of the glider slightly behind the bow. A
図4はフロ-ト1に取り付けてある4隅の推進機のうち2基を側面断面図で、推進機のモ-タ-14の下にはスクリュウ-13が着いている。滑空船が接岸するときにはこれらを船底の下に降ろし、またスクリュウ-13の向を変えることで船体を前後左右に動かす。また出港し速度を上げるときはスクリュウ-13はすべて前進する向きとして全速とする。その結果造波抵抗で船体は次第に浮上していく。また同時にバラストタンク3には空気を送り、出来るかぎり全体が浮上するようにして造波抵抗も少なくする。その状態で甲板の上のエンジン4を全開させて速度を上げ、船底が完全に波の上に浮き上がるようにする。この状態では造波抵抗は限りなく小さくなり、波が穏やかな状態では航空機に近い速度を得ることも可能となる。 FIG. 4 is a side sectional view of two of the propulsion units at the four corners attached to the float 1, and a
1 フロ-ト
2 浮力材
3 バラストタンク
4 エンジン
5 炭素繊維のプロペラ
6 操縦室及び船室
7 垂直尾翼
8 推進機
9 脱出口
10 船底のハッチ
11 船室のハッチ
12 海水の出入口
13 スクリュウ-
14 推進機のモ-タ-1
14 propulsion motor
Claims (4)
前記フロ-トの内部の上部には浮力材を敷きつめ、
前記フロ-トの下部には停船時の安定のためにバラストタンクを取り付け、
前記フロ-トの4隅に上げ下げ、方向変更可能な推進装置を取り付け、
前記フロ-トの中央に同じく航空機の乗客等を乗せる胴体に似た船室を設け、
前記フロ-トの中央に複数のプロペラか又はジェットエンジン等推進装置を取り付け、
航行を開始する時は、まずバラストタンクに空気を送り全体を出来るかぎり浮上させ、次いでフロ-ト4隅の推進装置を稼働させて前進させ、フロ-トが次第に水面に浮き上がるとフロ-ト上の推進装置を全開させ、やがて船底が飛行艇のように完全に浮き上がり造波抵抗がほぼゼロの状態をなり高速で滑空する、
体積当りの重量が航空機に近い極めて軽い構造である、
ことを特徴とする滑空船A wide, flattened rectangular float with a light frontal radius resembling an aircraft wing,
A buoyant material is laid on the upper part of the inside of the float,
A ballast tank is attached to the bottom of the float for stability when the ship is stopped,
Mounting a propulsion device that can be raised and lowered and changed in direction at the four corners of the float,
In the center of the float, a cabin similar to the fuselage for passengers of the aircraft is provided,
A plurality of propellers or a propulsion device such as a jet engine is attached to the center of the float,
When starting sailing, first send air to the ballast tanks to float the whole as much as possible, then operate the propulsion devices at the four corners of the float to move it forward, and when the float gradually rises to the surface of the water, the float The propulsion device is fully opened, and eventually the bottom of the ship floats completely like a flying boat, and the wave-making resistance is almost zero, and it glides at high speed.
It is an extremely light structure with a weight per volume close to that of an aircraft.
A glider characterized by
その下にはいくつかに区分された内部に水の出し入れが調整出来るバラストタンクを設け、かつ
全体はアルミなど軽く強い金属か炭素繊維で滑空状態に耐える強度を有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の滑空船The float has a buoyancy material under the deck so that the deck is about 50 cm above the water surface at the time of maximum load, and there are several compartments under the deck where water can be taken in and out. The ballast tank is made of light and strong metal such as aluminum or carbon fiber, and has the strength to withstand gliding conditions.
The glider according to claim 1, characterized in that
ことを特徴とする請求項1に記載の滑空船An opening, usually covered, is provided to allow escape from the floor of the cabin to the bottom of the float in the event that the glider overturns and the bottom of the ship is turned up.
The glider according to claim 1, characterized in that
ことを特徴とする請求項1に記載の滑空船A vertical tail is attached to the rear of the deck of the glider so that the direction can be changed in the gliding state,
The glider according to claim 1, characterized in that
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