JP4230365B2 - 船舶のための空気取り入れシステム - Google Patents

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Description

本発明は、一般に、空気取り入れシステム、特に、空気を船舶の船体下のキャビティ中に取り入れるための空気取り入れシステムに関する。
商業及び軍用市場における高速船舶の要求が、より複雑になってきている。高速フェリーの市場に促されて、沖合石油供給船、警察ボート(police boat)、遊覧船、沿海戦争など軍任務のための大洋横断船、パトロール船及び高速海洋リフトなど幅広い様々な船が製造されてきた。
多くの船体タイプは、所定の性能特性に特化されている。例えば、双胴船のような船腹の広い船体や波幅(SWATH)船体形状などであり、これらは、安定したプラットホームを提供する。しかし、これら船腹の広い船体には、大きな動力が必要であり、範囲も限られているという難点がある。トレードオフが普通で、船の性能目的を最優先することによって、任務を特定して最適化される。客船の技術では、近年、速度及び燃料の効率性を最適化するよう努力して、プラトー(plateau)に到達した。波を突き進む(wave-piercing)船体及びフォイル補助の開発と、改良されたウォータジェット推進システムとによっても、これら水中に入る船体への抵抗力を克服することはできていなかった。抵抗力は、特に荒海で最大速度を著しく制限する。
水中翼船の開発でも、排水型(displacement)船体とフォイルとの両方への抵抗力から生じる著しい“動力ハンプ(hump)”が問題であり続けている。更に、これら水中翼船体の比較的狭い船腹(beam)によって、アスペクト比の低いフォイルと、フォイルで運ばれる揚抗比とが低くなる。こうした速度と航海性能とを考慮して選ばれていることから、現代の水中翼船は、範囲と積載質量とを厳しく制限されている。
サーフェスエフェクト船(SES)は、SESが空気の低抵抗力クッションで(low-drag cushion of air)作動するため、この低速ジレンマに対する部分的な解決法を提供できる。しかしながら、既存のSESは、動力の一部を、ファンによって水上に船を浮上させることに費やしている。残りのSES船体の、海との間のインターフェースは、特に荒海での高速運転での操作の有効性を荒くて制限されたものにする。ライド(Ride)と非能率によって、この船は、水陸両生能力のためだけに選ばれる。
見てきたように、一般に、当分野では、高速船技術の前に立ちはだかる船体の抵抗力による制限をクリアするという、満たされていない需要がある。特に、当分野では、単独でも水中翼などの他の技術と組み合わせても利用され得るような、より能率的な高速船体外形と構造という需要が満たされていないので、新しい性能レベルに到達できる。
本発明は、圧力下で船舶の船体下のキャビティ中へ空気を取り入れるための空気取り入れシステムである。本発明は、制御された方法で、船の下を流れる水の運動エネルギーを圧縮空気もしくはガスに変換し、この空気もしくはガスをキャビティ中へ解放し、これによって、水中翼の抵抗力を減じ、平衡な圧力を維持して浮力を生じる。更に、空気のキャビティは、海洋発生物と船体底部の腐食を最小にとどめ、メンテナンスを楽にする。かくして、本発明は、船舶のより経済的な運転を可能にする。
流水の自由なストリームは、比較的密で、比較的低速では望ましいキャビティ空気圧よりも高い全圧力を有する。空気取り入れシステムは、周囲から混合チャンバ中へと空気を取り入れ、即ち、吸い込み、混合チャンバの中では、空気―水混合物が、水の自由なストリームとほぼ同じ全圧に到達する。混合チャンバの端部では、空気が、望ましい圧力で空気キャビティ内の水の表面まで上昇する。余分の空気は、船のトランサムでうまく逃がされる。空気取り入れシステムのパラメーターは、設計者によって、空気が、周囲の空気から吸い込まれるキャビティ予備空気中に偶然に混入されるのではなく、制御された方法でキャビティを満たすように選ばれ得る。
本発明に係われば、空気取り入れシステムは、空気を船舶の船体下のキャビティ中に取り入れる。キャビティは、船体の底面と、船体の第1及び第2の側面と、船首から船尾への滑走面とによって囲まれている。空気取り入れシステムは、周囲圧力で空気を受けるように配設された空気入口を有する。プレナム(plenum)が、空気入口から空気を受けるようにされている。船首滑走面(fore planning surface)は、後縁を有し、また、船体の船首を向くように配置されている。後縁とプレナムとは、限られた高さを有するステップを規定している。このステップは、実質的に後縁の幅にわたって梁間で延びている。ステップは、プレナムと空圧的及び液圧的に連通するように配設されている。このステップは、船舶が水中を前方向に動き、水の自由なストリームがこのステップを超えて動くにつれて、周囲の圧力よりも低い第1の圧力を発生させる。この圧力によって、プレナムから流通された空気が水の自由なストリーム中に混入するようにされる。混合チャンバは、ステップと空圧的及び液圧的に連通するように配設されている。混合チャンバは、所定の長さを有し、ステップと混合チャンバとは、混入された空気が混合チャンバの長さに沿って動くにつれて水の自由なストリームの運動エネルギーが水中に混入された空気の圧力を上昇させるようにする。これによって、混合チャンバの後端部では、空気が周囲圧力より高い第2の圧力を働かせ、空気が船体下でキャビティ内部の上方に向けて排出される。
本発明の他の態様に係われば、空気取り入れシステムは、船舶の船体下の複数のキャビティもしくはセル中に空気を取り入れる。各セルは、ステップ内で終端する滑走面と、空気もしくはガスを受けるプレナムと、上述された混合チャンバとによって適当に機能する。本発明に係われば、複数のキャビティは、船舶の横方向の安定性をよくし、自動的に、不規則に負荷がかかった船舶の釣り合いを取る。
本発明の好ましい実施例及び代わりの実施例を、図面を参照して以下に詳しく説明する。
概観図を用いると、本発明は、船舶の船体下のキャビティ中に圧力下で空気を取り入れるための空気取り入れシステムである。本発明は、制御された方法で、船の下を流れる水の運動エネルギーを圧縮空気もしくはガスに変換し、この空気もしくはガスをキャビティ中に解放して流体力学的抵抗力を減じ、平衡な圧力を維持して浮力を発生させる。
流水の自由なストリームは、比較的密で、比較的低速で所望のキャビティ気圧よりも高い全体圧力を有する。空気取り入れシステムは、周囲から混合チャンバ中へと空気を取り込み、即ち、空気を吸い込み、この混合チャンバ内では、空気−水混合物が、水の自由なストリームとほぼ同じ全体圧力に達する。混合チャンバの端部では、空気が、所望の圧力で空気キャビティ内の水の表面まで上昇する。余分の空気が、船の船首から適当に逃がされる。空気取り入れシステムのパラメーターは、設計者によって、空気が、周囲の空気から吸い込まれたキャビティ予備空気中に偶然に混入されるのではなく制御された方法でキャビティを満たすように、選ばれてよい。
図1を参照すると、空気取り入れシステム10が、船舶16の船体14の下のキャビティ12中に空気を取り入れるために設けられている。キャビティ12は、船体14の底面31と側壁32と船首及び船尾滑走面22及び26とによって囲まれた空間を占めている。空気入口18は、周囲圧力で空気を受ける。プレナム20が、この空気入口18からの空気を受ける。プレナムは、また、実質的に船舶16の船体14の幅にわたって梁間で(spanwise)延びている。船首滑走面22とプレナム20とは、限られた高さを有するステップを規定し、このステップは、実質的に後縁の幅にわたって梁間で延びている。また、このステップは、プレナム20と空圧的及び液圧的に連通している。このステップは、船舶16が水に沿って前方向に動き、水の自由なストリームがこのステップを越える時に、周囲圧力より小さな第1の圧力を発生させ、よって、プレナム20から流通された空気が水の自由なストリーム中に混入される。混合チャンバ24は、所定の長さを有し、混入を促進させるための渦発生器(図示されず)もしくは他の好ましい装置を適当に組み入れている。ステップと混合チャンバ24とは共働して、混入された空気/水混合物が混合チャンバ24の出口を閉じるように、混入された水/空気混合物が混合チャンバ24の長さに沿って動く時に、水の自由なストリームの運動エネルギーが水中に混入された空気の圧力を上昇させるようにする。これによって、キャビティ12内の圧力がプレナム20に逃げ戻らないようにされる。混合チャンバ24の後端部では、混入された空気の圧力が、第2の圧力、即ち、周囲圧力より大きな圧力を働かせ、平衡な圧力を維持して浮力を発生させる。空気が、上方に排気され、キャビティ12中へと導入される。この後、空気は、キャビティ12内に封じ込められるが、余分の空気は、船舶16の船尾(stern)から逃がされる。
船舶16は、適当ないずれかの船舶である。そういうものとして、船舶16は、これ自身の動力装置を有してよい。この場合、船舶16は、制限はなく、どんなタイプの動力船舶でもよく、例えば、フェリーボート、大洋横断貨物船、遊覧船、いかだもしくは軍用船舶などでよい。もう一方で、船舶16は、また、艀のようなこれ自身の動力装置を有さない適当な船舶である。本発明を具体化する適当な船舶16の非限定的な例を、空気取り入れシステム10を説明した後に、説明する。
図1及び2A及び2Bを参照すると、船体14は、一般的な船体を代表しており、船首28と船尾30と底面31とを有する。図2A及び2Bを参照すると、船体14が、この船体14の底部に面した平面図として示されている。図2Aに示されているように、船体14は、船首28から船尾30へと長手方向に延びた側壁32を有する。側壁32は、船舶16が最大速度で走っている時には船舶16の水のライン(図示されず)の下方まで延びる。長手方向の壁34は、側壁32に対してほぼ平行で、船舶16が最大速度で走っている時には水のライン(図示されず)の下方まで延びても延びなくてもよい。
キャビティ12は、側壁32と船首滑走面22及び船尾滑走面26と底面31と船舶16を支持する水面とによって囲まれた空間を持っていると理解されるだろう。キャビティ12の少なくとも2つのセルは、これら2つのセルの間の境界線となる長手方向の壁34によって設けられている。図2Bを参照すると、実質的に船首28から船尾30まで延びた複数のキャビティ12が、望ましくは、複数の長手方向の壁34を設けることによって形成されている。長手方向の壁34の数を増やすことによって、船舶16の横方向における安定性を高めることができると理解されるだろう。キャビティ12は、望ましくは、所定の船体デザインを組み込んだいずれのタイプの船舶にも設けられ得ることが理解されるだろう。
図1及び2A及び2B及び3を参照して、空気取り入れシステム10の部品を説明する。空気入口18は、周囲圧力で空気を受けるようにされている。空気入口18は、第1の端部38と第2の端部40とを備えたダクト36を適当に有する。第1の端部38は、周囲の空気及びキャビン換気空気やエンジン廃棄物などの所望の他のガスとに晒される。第2の端部40は、プレナム20に接続されている。ダクト36は、適当な任意のダクトもしくはヘッダーもしくはパイプもしくは導管などである。これらは、周囲からプレナム20へと空気を連通させるように適当にされている。そういうものとして、ダクト36が、周囲の空気とプレナム20との間の可能な限りまっすぐで直接的な通路となると好ましい。しかしながら、ダクト36は、必要に応じてどんな形状であってもよいことが理解されるだろう。例えば、ダクト36は、これが船体14の構造部品や可能な他の干渉アイテムによって邪魔されないように、周囲の空気とプレナム20との間にねじれた通路を形成してもよい。
プレナム20は、空気入口18からの空気を受け、この受けた空気を分布させる。プレナム20は、ダクト36がこれの第2の端部40で取り付けられた入口42を有する。しかしながら、代わりの実施形態では、入口42が、空気入口18として適当に機能することが理解されるだろう。即ち、この代わりの実施形態では、入口42は周囲の空気に晒され、ダクト36は適当に設けられていない。プレナム20は、実質的に船体14の幅にわたって梁間で延びている。あるいは、プレナム20は、このプレナム20によって仕えられる空気キャビティ12の幅にわたって梁間で広がっている(図2A及び図2Bを参照)。プレナム20は、出口44を有する。出口44は、プレナム20によって分布される空気を船体14下に流れる水の自由なストリームに空圧的に連通させる。プレナム20は、これが空気入口18からの空気を受けるための適当な空間を提供でき、空気を梁間にわたって分布し、空気を船体14下を流れる水の自由なストリームと空圧的に連通させるように、船体14の構造に応じてどんな形状であってもよいことが理解されるだろう。実質的に矩形の断面が非限定的な例として示されているが、前述の説明から、プレナム20は、このような実質的に矩形の形状に限らず必要に応じてどんな形状にされてもいいことが理解されるだろう。
船首滑走面22は、船体14もしくはキャビティ12の幅にわたって船首28に向けて梁間で延び、水に対して下向きの角度で、船首28の前端部から後端部へと延びている。船首滑走面22は、プレナム20の出口44に面して配置された後端部46を有し、この面は、プレナム20の出口44近くの後端部で終端している。船首滑走面22は船体14の流体力学的部材であることが理解されるだろう。好ましい非限定的な例では、船首滑走面22は、約4度のアタック角度(angle of attack)によって最適化されている。しかしながら、特定の応用例のために望ましい場合には他のアタック角度も適用され得ることが理解されるだろう。
かくして、船首滑走面22は、高アスペクト比を有する流体力学的部材を提供する。即ち、船首滑走面22のアスペクト比は、1よりも高い。好ましい1実施形態においては、船首滑走面のアスペクト比は、約2よりも高い。公知のように、アスペクト比が高くなるにつれて、流体力学的抵抗力の係数が低くなる。船舶16の速度が上がるにつれて船首滑走面22が水中から更に持ち上げられ、船首滑走面22のアスペクト比が更に大きくなることが理解されるだろう。これによって、流体力学的抵抗力は更に減じられる。この結果、船首滑走面22のアスペクト比は、船首滑走面22のアタック角度と船舶16の速度とに応じて、約10〜15もしくはこれ以上の範囲内の値に都合よく達する。船体に水中翼船が取り付けられると、アスペクト比は、船体が水中から持ち上がるにつれて無限になる。
後端部46で、船首滑走面22は、これの幅にわたって延びた後縁48を規定している。船首滑走面22の後縁48とプレナム20の出口44とは、ステップ50即ちギャップが船首滑走面22の後縁の上方に形成されるように配置されている。ステップ50は、キャビティ12に補充する空気量に関連した、限られた高さhを有する。
好ましい実施形態に係われば、混合チャンバ24は、プレナム20の出口44から後方に延びた実質的に水平な部材52を有する。水平な部材52は、プレナム20の出口44に面した第1の端部54と、第2の端部56とを有する。水平な部材52は、混入された空気/水混合物が第1の端部54と第2の端部56との間で水平な部材52と十分に接触され得るような距離として効果的に選択された所定の長さlを規定している。この接触によって、キャビティ12内の空気がプレナム20へと流れて戻らないように、シールが与えられる。接続部材58が、第2の端部56で水平な部材に取り付けられ、また、船体14の底面31にも取り付けられている。接続部材58は、キャビティ12の前方境界線を効果的に与える。接続部材58は、また、ほぼ垂直になるように、船体14の底面31と水平部材52の第2の端部56との間に適当に挿入されている。しかしながら、接続部材58は、どんな形状であってもよく、どんな方法で船体14の底面31と水平な部材52との間に挿入されてもよいことが理解されるだろう。例えば、接続部材は、船体14の構造部品によって邪魔されないように、実質的に垂直な方向以外の方向に方向付けられることが、好ましい。また、水平な部材52と接続部材58とが、プレナム20の境界線を規定し得ることが理解されるだろう。しかしながら、これは、本発明にとって必要不可欠ではない。本発明の代わりの実施形態では、プレナム20と混合チャンバ24とは、共通の構造部品を有さない。しかしながら、望ましい場合には、混合チャンバ24とプレナム20とに共通の構造部品を使用すると、空気取り入れシステム10内で用いられる構造部品を最小限にできることから、重量を減らせることが理解されるだろう。
船尾滑走面(aft planing surface)26は、空気をキャビティ12内にシールされた状態に維持するための後方シール面を提供する。船尾滑走面26は、適当には、くさび形状にされ、船尾30に面した流体力学的に設計された部材59である。好ましい実施形態では、部材59は、トランサムのように、船体14の底面31の第1の表面61と、この第1の表面61に対して適当にほぼ直角で船尾30とは同一平面上(flush with)にある第2の表面63とを有する。船尾滑走面26は、部材59のウェッジ形状の実施形態において第1の表面61と第2の表面63との間に挿入されている適当な斜辺(hypotenuse)である。船尾滑走面26は、船舶16が最大速度で走る際にこの面が船体14の底面31から水のラインに向けてもしくはこれの下方まで延びるように、所定の構造配置で適当に提供されることが理解されるだろう。
空気取り入れシステム10は以下のように働く。図4Aを参照すると、船舶16は、速度νで水中で静止する。船舶16は、船体14の排水によって、水中に支持される。キャビティ12とプレナム20とは、水で溢れる。図4Bを参照すると、船舶は、速度ν(ν>ν)で水中を前方へと走る。νで、船舶16は、船体14の排水によって水中に支持される。νで、水は、船舶16が水中を前方に走るときに、船首滑走面22を超えて動く。水が船首滑走面22の後縁50を越えて動くときに、陰圧、即ち、周囲の気圧よりも低い圧力が、ステップ50の後方領域に発生される。かくして、プレナム20内の水は、空気入口18を介して周囲の気圧に晒され、プレナム20の出口44を介して周囲の気圧よりも低い圧力に晒される。よって、プレナム20中の水が、より高い周囲の気圧の領域からより低い圧力の領域へと流れる。この結果、水が、出口44を介してプレナムから流れる。
図4Cを参照すると、船舶16は、速度ν(ν>ν)で水中を前方へと走る。ここで、プレナム20は、完全に水が排出され、空気入口18を解して受けた空気で満たされている。上述したように、水が船首滑走面22の後縁48を過ぎて流れ込む時、陰圧(即ち、周囲の気圧より低い圧力)がステップ50の後方に発生される。この結果、空気が、周囲から空気入口18を介してプレナム20中へと、そして、出口44及びステップ50を介してプレナムの外へと吸い込まれる。プレナム20の出口44から出た空気は、船首滑走面22を超えて流れ込む水の自由なストリーム内に混入される。
図4Dを参照すると、船舶16は、速度ν(ν>ν)で前方へ動く。この点で、プレナム20は、完全に水を排出され、空気入口18を介して受けられた空気で満たされる。上述したように、水が船首滑走面22の後縁48を越えて動くとき、陰圧(即ち、周囲気圧よりも低い圧力)がステップ50内に発生される。この結果、空気が、空気入口18を介して周囲からプレナム20へと吸い込まれ、このプレナムから出口44を通ってステップ50へと送られる。プレナム20の出口44から出た空気は、船首滑走面22を超えて流れる水の自由なストリーム中に混入される。
図4Eを参照すると、水が混入された空気混合物は、後縁48から混合チャンバ24を介して水平な部材52の長さlに沿って後方に流れる。水が混入された空気の混合物が、混合チャンバ24に沿って動き、水が混入された空気混合物中の気泡が、上方に排出され、水平な部材52によってこれらの上方へ向かう動きを止められる。かくして、水が混入された空気混合物が後縁48から後方に動くとき、この水が混入された空気混合物は、キャビティ12から流通された圧力に晒される。かくして、水が混入された空気の混合物が混合チャンバ24に沿って後方に動くにつれて、水が混入された空気混合物の速度が低下する。公知のように、水が混入された空気混合物の速度が低下するにつれて、運動エネルギーが減少し、これによって、水が混入された空気混合物中の空気の静水圧が高くなる。これは、以下の式によって表されている。
この式において、
=混合チャンバの後端部で可能な圧力、
=混合チャンバの前端部の圧力、
ρ=定数(constant)、
ν=混合チャンバの前端部における速度、
ν=混合チャンバの後端部における速度、である。
かくして、第2の端部56の可能な圧力Pが、船舶16下の水の自由な流れの速度水頭にアプローチする。長さlが長くなるにつれて、水平な部材52と接触されるのに十分な空気/水混合物のための距離が長くなり、混合チャンバが大きくなり、よって、PからPへの圧力の上昇が大きくなる。かくして、長さlは、船舶16の通常運転速度において、圧力Pが周囲圧力より大きくされ、平衡な圧力を維持して浮力を発生させるように、選択されるとよい。よって、ステップ50の高さhが増されるにつれて、長さlも、空気/水混合物が第1の端部54と第2の端部56との間で水平部材52に十分に接触されるように長くされなくてはならない。この接触によって、キャビティ12中の空気がプレナム20に逆流しないようにシールが与えられる。この結果、水が混入された空気混合物が第2の端部56を超えて流れるとき、空気がキャビティ12内の上方に排出される。キャビティ12内の空気の圧力Pが周囲圧力よりも高いことから、圧力Pの空気は、キャビティ12から水を排水させ、気泡60を発生させる。
図4Fを参照すると、キャビティ12は、完全に気泡60で満たされている。船舶16が水中を前方へ速度νで動くことから、気泡60が、キャビティ12中を圧力Pの空気で継続的に満たす。かくして、気泡60からの空気が船尾30から出るなどしてキャビティ12から逃がされた場合、空気取り入れシステム10は、上述したように、継続的に空気をキャビティ12中に取り入れる。よって、空気取り入れシステム10は、船舶16が水中を前方へ動く間、気泡をキャビティ12内に維持して繰り返し満たすようにする。
図4Gを参照すると、船舶16は、水中を動いていない。船舶16の速度が落とされ、船舶16下の流れの速度水頭が、気泡60によってキャビティ12内に働かされる圧力よりも低くなる。この結果、水がキャビティ12内で上昇し、平衡性が達せられるまで気泡を圧縮する。効果的には、キャビティ12が気密である限り、気泡60がキャビティ12内にシールされる。プレナム20は、船舶16の安定水線(static water line)まで水で満たされる。
図5Aを参照すると、本発明の他の実施形態は、空気を船舶(図示されず)の船体(図示されず)下の複数のキャビティ112中に取り入れるための空気取り入れシステム110を有する。
空気入口118が、周囲圧力で空気を受けるようにされている。この空気入口118は、空気取り入れシステムに設けられた独立した空気入口でよいし、あるいは、タービン、ディーゼルエンジン、内燃エンジンなどの動力装置119のための空気入口と合体されていてもよい。空気入口118が独立したユニットであるか動力装置119のための空気入口に組み込まれているかに関係なく、空気入口118は、共通の供給ダクト136を有する。この共通の供給ダクト136は、周囲圧力で複数のヘッダー137に空気を供給する。共通の供給ダクト136は、船舶の安定水線より上に配置されるべきであることが理解されるだろう。
空気入口118が動力装置119のための空気入口に組み込まれている場合、エンジン抽気もしくは動力装置119からの排気物のような予備空気が、キャビティ112に導入され得る。共通の供給ダクト136は、この共通の供給ダクト136に接続されたポートと動力装置119から抽気ダクト141に接続されたもう一つのポートとを有したバルブ139を有する。このバルブは、非制限的な例として例えばフラッパーバルブなどの、空気ダクト内で使用するのに適したいずれかのタイプのバルブでよい。バルブ139は、所望のように制御及び駆動され得る。例えば、バルブ139は、手動で制御されてもよい。望ましくは、バルブ139は、ソレノイド(図示されず)によって制御可能で、電気モータや油圧アクチュエーターや空気アクチュエーターなどのモータ(図示されず)によって駆動されてもよい。
望ましくは、バルブ139がソレノイドによって制御される場合は、ソレノイドが、キャビティ112の1つに配置された圧力センサー145からの制御信号に反応して電圧を付加される。例えば、望ましくは、圧力センサー145は、船舶の船尾に面して配置されたキャビティ112の1つに配置され得る。圧力センサーは、適当な、当分野で公知の任意の可能な圧力センサーでよい。圧力センサー145によって感知された圧力が所定の設定値圧力よりも低い時は、圧力センサー145が、ソレノイドに電圧を付加し、これによって、バルブ139が開かれる。この結果、予備空気が動力装置119からヘッダー137を通してキャビティ112へと運ばれる。かくして、キャビティ112内の圧力は、圧力センサー145の設定値圧力より高い圧力にまで上昇する。圧力センサー145は、設定値圧力よりも高いリセット圧力をリセットし、ソレノイドの電圧付加が止められるようにする。この結果、バルブ139が閉じられ、抽気が動力装置119からキャビティ112へと運ばれなくなる。
チェックバルブ143が、空気入口118とヘッダー137との間の共通の供給ダクト内の、空気入口118の近くに設けられている。このチェックバルブ143は、空気が空気入口118から複数のヘッダー137へと流れるが、空気が空気入口118中へと逆流することはないようにされている。チェックバルブ143は、空気システムに適したいずれのタイプのチェックバルブであってよい。望ましくは、チェックバルブ143は、動力装置119によって供給される抽気によるダクト136とヘッダー137とへの過圧を防ぐために、超過圧力レリーフポート(図示されず)を有してよい。
図5Bを参照すると、複数のキャビティ112を有する船体114が、船体114の底部に面した平面図に示されている。図5Bの船体114は、船体14(図2A)と類似している。しかしながら、上述したように、船体114は、空気取り入れシステム110(図5A)と、複数のプレナム20と、船首滑走面22と、混合チャンバ24とを有する。図5Cは、上述したように複数の長手方向の壁34を備えた船体114を示す。これは、図2Bについて上述したように、複数の横方向のキャビティ112を形成している。あるいは、船首滑走面22と船尾滑走面26との中間の滑走面が、この中間滑走面が任意のプレナムと適当に液圧的及び空圧的に連通していないという点で、船尾滑走面と類似し得る。あるいは、中間滑走面の後方のキャビティ112が、船尾滑走面(intermediate planning surface)の前方かつ中間滑走面の後方にあるこのキャビティ112から後方に逃げる空気によって適当に加圧される。
本発明は、非制限的な例として図6乃至16に示されているように、様々の船舶内に効果的に組み入れられ得る。更に、本発明は、動力装置なしで船舶内で使用され得る、即ち、自身の動力装置を有さない船舶で用いられ得る。例えば、図6は、空気取り入れシステム10(図1及び3)と船体14(図1)とを有した艀の側面図を示す。艀216は、望ましくは、図2A及び2Bに示されているように、複合的なキャビティ12を適当に有する。複合的なキャビティ12内の平衡圧力によって、不均等な負荷がかけられた時にも艀の釣り合いが自動的にとられることが理解されるだろう。艀216のキャビティ12内に気泡を提供することによって、艀216への抵抗力が大きく減じられ、流れの速い川でのアップストリーム曳航が経済的に果たされる。これによって、複合ユニットとして艀216を後方もしくは横で曳くかもしくは前方に押し動かす曳き具(tug)に求められる動力が減じられる。空気キャビティ12は、また、海洋発生物と、船体底部の腐食とを最低限に抑え、メンテナンスを楽にする。
図7及び8及び9は、非制限的な例としてはフェリーボートなどの、動力船舶217を示す。しかしながら、動力船舶217は、どんなタイプの動力船舶でもよく、フェリーボートが非制限的な例としてあげられることが理解されるだろう。図7及び8及び9を参照すると、ボート217は、船首228及び船尾230及び底面231を備えた船体214を有する。この船体214は、船首228から船尾230へと長手方向に延びた側壁232を有する。この側壁は、ボート217が最大速度で走っているときには、ボート217の水線233より下方に延びる。複数の長手方向の壁234が、横方向の安定性を増すように設けられている。ボート217は、また、キャビン235と操舵室237と船首滑走面222と空気入口218と動力装置219とを有する。
図10は、船体214の側面図を示し、図11は、本発明の詳細の側面図を示す。図7乃至11を参照すると、ボート217は、空気を船体214下の複数のキャビティ212中に取り入れるための空気取り入れシステム210を有する。空気入口218が、周囲圧力で空気を受け、複数のプレナム220が、空気入口218からの空気を受ける。複数の船首滑走面222の各々は、後縁248とステップ250とを規定している。複数の混合チャンバ224が設けられ、船尾滑走面26が、船尾230に面したキャビティ212内に空気をシールするように、船尾230の近くに位置されている。空気取り入れシステム210は、空気取り入れシステム110(図5A)に類似しており、110のように、動力装置219からの予備空気が所望のようにキャビティ212中に導入され得ることが理解されるだろう。
図12乃至14は、本発明の空気取り入れシステムを組み込んだ船舶を示す。図12乃至14は、参照により本明細書に組み込まれる、特許された米国特許5、651、327号と5、860、383号との図1乃至3に示されたボートを本発明を組み込んで更に改良したものを示す。図12に示されているように、ボート310は、船首314の近くに延長部分即ちウイング312及び313を備えた矩形の基礎デッキ311を有する。ハウジング315及び316は、動力装置を覆い、制御キャビン317が、ハウジング315によって支持されている。ボートは、静止しているときは、船体下に閉じ込められた空気(air cushion)と共に、船体318と、支柱(strut)で支持された水中翼319及び320との浮上排水によって支持される。水中翼319及び320は、支柱321及び322によって夫々に船体に取り付けられ、更に、船体の他の側面の類似した支柱323及び324と、介在支柱325及び326及び327及び328とによって、夫々に船体に取り付けられている。支柱321及び323及び325及び326は、図14に示されている。
図13は、ボート310の側面図である。影の領域は、側壁331と側壁332との間で船体の全幅にわたって延びたスカート部329及び330の断面サイズと形状と配置とを示す。図14も参照する。本発明の更なる実施形態では、スカート部330は、柔軟な構造を有してもよい。スカート部329及び330は、好ましくは、ボート310が低速及び中間的な速度で走る際に、船体318を少なくとも部分的に支持するように、水の水平面に対して平行と垂直との間の角度で配置されている。各スカート部329は、好ましくは、脚部Lが船体318の長軸にほぼ平行になり、基礎Bが船体318の長軸にほぼ垂直になり、脚部Lと基礎Bとが実質的に直角を形成するように、実質的に直角三角形を規定した側面断面形状を有する。かくして、滑走面PSは、滑走面PSと基礎Bと脚部Lとによって形成された断面三角形の斜辺である。かくして、スカート部329及び330の滑走面PSは、好ましくは、ボート310が低速及び中間の速度で走る際に、船体318を少なくとも部分的に支持するように、水の水平面に対して平行と垂直との間の角度をとるように配置されている。
図14は、船首314から見たボート310の図である。支柱321及び323及び325及び326と、スカート部329と、フォイル319と、側壁331及び332とを見ることができる。図示されているように、フォイル319は、側壁331及び332を超えて延び、ウイング312及び313の延長部分に取り付けられていてもよい。ボートが初めに航行中の時は、側壁331及び側壁332の下エッジ333及び334が、夫々に水中に浸かっている。ボート310は、スカート部329及び330の上で、水面とダムと側壁331と側壁332と船体318の底面335とによって囲まれたキャビティC内に閉じ込められた泡と呼ばれる大量の空気上を滑走する。中心壁335aが、ボート310を支持する2つの気泡を形成するためにキャビティCを長手方向に二等分するように、船体318の底面335に長手方向に設けられると、最も好ましい。
ボート310は、空気入口340と、図13に仮想線で示されたこの空気入口340から空気を受けるように配設されたプレナム342とを有する。ダム329及び330は、夫々に、船首及び船尾滑走面である。上述したように、ダム329は、後縁(図示されず)を規定し、このダム329とプレナム342とは、ステップ(図示されず)を規定している。
図15及び図16は、本発明の空気取り入れシステムを組み込んだ双胴船400を示している。双胴船は、船首428と船尾430と底面431とを備えた船体414を有する。この船体414は、図16に示されているように、第1の船体部分415と第2の船体部分417とを有する。
本発明に係われば、双胴船400は、また、船首滑走面422と、空気入口418と、プレナム420と、混合チャンバ424と、船尾滑走面426とを有する。船首及び船尾滑走面422及び426と、前記第1の船体部分415及び第2の船体部分417と、底面431とが、キャビティ412を規定している。船首滑走面422は、後縁(図示されず)を規定し、船尾滑走面422とプレナム420とは、ステップ450を規定している。空気をキャビティ412中に取り入れるための特徴と動作とは、上述のように設定されている。
本発明の好ましい実施形態を説明してきたが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく多くの変更が可能である。従って、本発明の範囲は、好ましい実施形態の開示によって制限されるものではない。
本発明の空気取り入れシステムを有する船舶の船体の側面図である。 複合的なキャビティを示す改良船の船体の底面の平面図である。 複合的なキャビティを示す改良船の船体の底面の平面図である。 本発明の空気取り入れシステムの側面図である。 加圧の1段階における本発明の空気取り入れシステムを示す。 加圧の1段階における本発明の空気取り入れシステムを示す。 加圧の1段階における本発明の空気取り入れシステムを示す。 加圧の1段階における本発明の空気取り入れシステムを示す。 加圧の1段階における本発明の空気取り入れシステムを示す。 加圧の1段階における本発明の空気取り入れシステムを示す。 加圧の1段階における本発明の空気取り入れシステムを示す。 複合的なキャビティ中に空気を取り入れるための任意の空気取り入れシステムの側面図である。 図5Aに示されたシステムによって空気が中に取り入れられる複合キャビティを示す船舶の船体の底面の平面図である。 図5Aに示されたシステムによって空気が中に取り入れられる複合キャビティを示す船舶の船体の底面の平面図である。 本発明の空気取り入れシステムを組み込んだ艀の側面図である。 本発明の空気取り入れシステムを組み込んだ動力船舶の斜視図である。 図7もしくは他の構造の船舶の基礎船体の一部を切り取った斜視図である。 図7の船舶の正面図である。 図7の船舶の船体の側面図である。 図10の船体の詳細の側面図である。 本発明の空気取り入れシステムを組み入れた船舶の斜視図である。 図12の船舶の側面図である。 図12の船舶の端面図である。 本発明の空気取り入れシステムを組み入れた双胴船の側面図である。 図15の双胴船の端面図である。

Claims (40)

  1. 船舶の船体下のキャビティ中に空気を取り入れるための空気取り入れシステムであって、前記船体は、底面と、第1及び第2の側壁と、この船体の船首に面して配置された船首滑走面と、この船体の船尾に面して配置された船尾滑走面とを有し、前記キャビティは、前記底面と第1及び第2の側壁と船首及び船尾滑走面とによって規定された空間を有するシステムであって、
    周囲気圧で空気を受けるように配設された空気入口と、
    この空気入口から空気を受けるように配設されたプレナムと、
    後縁を有し、船体の船首に面して配置された前記船首滑走面であって、前記後縁と前記プレナムとは、限られた高さを有して実質的に後縁の幅に渡って梁間で延びたステップを規定し、このステップは、プレナムと空圧的及び液圧的に連通するように配設され、また、船舶が水中を前方に動き、水の自由なストリームがステップを越えて動く時に、プレナムから連通された空気が水の自由なストリーム中に混入されるように周囲圧力より低い第1の圧力を発生させるようにされている、船首滑走面と、
    前記ステップと空圧的及び液圧的に連通するように配設され、所定の長さを有する混合チャンバであって、前記ステップと共働して、混入された空気がこの混合チャンバの長さに沿って動く時に、水の自由なストリームの運動エネルギーが混入された空気の圧力を増すのを可能にし、そして、この混合チャンバの後端部で混入された空気が周囲の圧力よりも高い第2の圧力を発生させ、この圧力で空気がキャビティ中に取り入れられる混合チャンバとを具備する、空気取り入れシステム。
  2. 前記第2の圧力は、前記キャビティの近くで、船舶にかかる静的負荷と均等にされる、請求項1のシステム。
  3. 前記船体は、実質的に船首及び船尾滑走面の間に、側壁に実質的に平行に、底面下で延びた長手方向の壁を有し、この長手方向の壁は、キャビティを複数の横方向のセルに分割する、請求項1のシステム。
  4. 前記混合チャンバの後端部と船尾滑走面との中間に配置され、キャビティを複数の長手方向のセルに分割する中間滑走面を更に具備する、請求項1のシステム。
  5. 前記混合チャンバの後端部と船尾滑走面との中間に配置され、キャビティを複数の長手方向のセルに分割する中間滑走面を更に具備し、前記船体は、実質的に船首及び船尾滑走面の間で側壁に対して実質的に平行に延びた底面下に、長手方向の壁を有し、この長手方向の壁は、キャビティを複数の横方向のセルに分割する、請求項1のシステム。
  6. 前記キャビティ中に予備空気を提供するための手段を更に具備する、請求項1のシステム。
  7. 前記予備空気は、エンジン排気物を有する、請求項6のシステム。
  8. 前記予備空気は、タービン抽気を有する、請求項6のシステム。
  9. 前記船舶は、動力船舶である、請求項1のシステム。
  10. 前記船舶は、曳航船舶である、請求項1のシステム。
  11. 前記船舶は、双胴船であり、前記船体は、複合的な船体であり、この複合的な船体は、第1の船体部分及び第2の船体部分を有する、請求項1のシステム。
  12. 船舶の船体下の複数のキャビティ中に空気を取り入れるための空気取り入れシステムであって、前記船体は、底面と、第1及び第2の側壁と、船体の船首に面して配置された第1の滑走面と、船体の船尾に面して配置された船首滑走面と、第1の滑走面と船尾滑走面との中間に位置された第2の滑走面とを有し、前記複数のキャビティは、底面と第1及び第2の側壁と第1及び第2の滑走面とによって囲まれた空間を有する第1のキャビティと、底面と第1及び第2の側壁と第2及び船尾滑走面とによって囲まれた空間を有する第2のキャビティとを有するシステムであって、
    周囲気圧で空気を受けるように配設された空気入口と、
    この空気入口から空気を受けるように配設された第1のプレナムと、
    第1の後縁を有し、前記船体の船首に面して配置された前記第1の滑走面であって、前記第1の後縁と第1のプレナムとが、限られた高さを有して実質的に第1の後縁の幅にわたって梁間で延びた第1のステップを規定し、この第1のステップは、第1のプレナムと空圧的及び液圧的に連通され、そして、船舶が水中を前方に動いて、水の自由なストリームが第1のステップを越えて動く時に、周囲の圧力よりも低い第1の圧力を発生させるように配置されており、そして、第1のプレナムから流通された空気が、水の自由なストリーム中に混入され得る、第1の滑走面と、
    前記第1のステップと空圧的及び液圧的に連通するように配設され、所定の長さを有する第1の混合チャンバであって、前記第1のステップと共働して、混入された空気が第1の混合チャンバに沿って動く時に、水の自由なストリームの運動エネルギーが混入された空気の圧力を増すのを可能にし、そして、第1の混合チャンバの後端部で、混入された空気が周囲圧力よりも高い第2の圧力を発生させ、この圧力で空気が第1のキャビティ中に取り入れられる、第1の混合チャンバと、
    前記空気入口から空気を受けるようにされ、前記第1の混合チャンバの後方に配置された少なくとも第2のプレナムと、
    第2の後縁を有し、前記第1の混合チャンバの後方に配置された前記第2の滑走面であって、第2の後縁と第2のプレナムとが、限られた高さを有して実質的に第2の後縁の幅にわたって梁間で延びた第2のステップを規定し、この第2のステップは、第2のプレナムと空圧的及び液圧的に連通するように配設され、船舶が水中を前方に動いて水の自由な流れが第2のステップを越える時に実質的に第1の圧力を発生するようにされており、そして、第2のプレナムから流通された空気が、水の自由なストリーム中に混入され得る、第2の滑走面と、
    前記第2のステップと空圧的及び液圧的に連通するように配設され、所定の長さを有する少なくとも第2の混合チャンバであって、前記第2のステップと共働して、混入された空気が第2の混合チャンバの長さに沿って動く時に水の自由なストリームの運動エネルギーが混入された空気の圧力を高めるのを可能にし、そして、第2の混合チャンバの後端部で、混入された空気が、周囲圧力よりも高い第3の圧力を発生させ、この圧力で、空気が第2のキャビティ中に取り入れられる、第2の混合チャンバとを具備する、空気取り入れシステム。
  13. 前記第2の圧力は、第1のキャビティにおける船舶への静的負荷と均等にされ、前記第3の圧力は、第2のキャビティにおける船舶への静的負荷と均等にされる、請求項12のシステム。
  14. 前記船体は、実質的に第1の滑走面と第2の滑走面との間で側壁に実質的に平行に延びた底面の下の、第1の長手方向の壁と、実質的に第2の滑走面と船尾滑走面との間で側壁に平行に延びた底面下の、第2の長手方向の壁とを有し、そして、第1の長手方向の壁は、第1のキャビティを複数の第1の横方向のセルに分割し、第2の長手方向の壁は、第2のキャビティを複数の第2の横方向のセルに分割する、請求項12のシステム。
  15. 前記キャビティ中に予備空気を提供するための手段を更に具備する、請求項12のシステム。
  16. 前記予備空気は、エンジン排気物を有する、請求項15のシステム。
  17. 前記予備空気は、タービン抽気である、請求項15のシステム。
  18. 前記船舶は、動力船舶である、請求項12のシステム。
  19. 前記船舶は、曳航船舶である、請求項12のシステム。
  20. 前記船舶は、双胴船であり、船体は、複合的な船体であり、この複合的な船体は、第1の船体部分及び第2の船体部分を有する、請求項12のシステム。
  21. 船首と、船尾と、底面と、第1の側面と、第2の側面とを有する船体と、
    船尾に面して配置された船尾滑走面と、
    周囲空圧で空気を受けるように配設された空気入口と、
    この空気入口から空気を受けるように配設されたプレナムと、
    後縁を有し、船首に面して配置された前記船首滑走面であって、前記後縁とプレナムとは、限られた高さを有して実質的に後縁の幅にわたって梁間で延びたステップを規定し、このステップは、プレナムと空圧的及び液圧的に連通するように配設され、また、船舶が水中を前方に動いて水の自由なストリームがステップを越えて動く時に、周囲圧力よりも低い第1の圧力を発生させるようにされており、そして、プレナムから流通された空気が、水の自由なストリーム中に混入される、船首滑走面と、
    前記ステップと空圧的及び液圧的に連通するように配設され、所定の長さを有する混合チャンバであって、ステップと共働して、混入された空気が混合チャンバの長さに沿って動く時に、水の自由なストリームの運動エネルギーが水中に混入された空気の圧力を増すのを可能にし、そして、混合チャンバの後端部では、混入された空気が、周囲圧力より高い第2の圧力を発生させ、この圧力で、空気が船体下のキャビティ中に取り入れられる、混合チャンバと、
    船尾に面して配置された前記船尾滑走面とを具備し、
    前記キャビティは、底面と第1及び第2の側面と船首及び船尾滑走面とによって囲まれた空間である、船舶。
  22. 前記第2の圧力は、キャビティにおける船舶への静的負荷と均等にされる、請求項21の船舶。
  23. 実質的に前記船首滑走面と船尾滑走面との間で側壁に実質的に平行に延びた底面下に延びた長手方向の壁を更に具備し、この長手方向の壁は、キャビティを複数の横方向のセルに分割する、請求項21の船舶。
  24. 前記混合チャンバの後端部と船尾滑走面との中間に設けられた中間滑走面を更に具備し、この中間滑走面は、キャビティを複数の長手方向のセルに分割する、請求項21の船舶。
  25. 前記混合チャンバの後端部と船尾滑走面との中間に配置され、キャビティを複数の長手方向のセルに分割する中間滑走面を具備し、
    前記船体は、実質的に船首滑走面と船尾滑走面との間で側壁に実質的に平行に延びた底面下に長手方向の壁を有し、この長手方向の壁は、キャビティを複数の横方向のセルに分割する、請求項21の船舶。
  26. 前記キャビティ中に予備空気を提供するための手段を更に具備する、請求項21の船舶。
  27. 前記予備空気は、エンジン排気物を有する、請求項26の船舶。
  28. 前記予備空気は、タービン抽気を有する、請求項26の船舶。
  29. 前記船舶は、動力船である、請求項21の船舶。
  30. 前記船舶は、曳航船である、請求項21の船舶。
  31. 前記船舶は、双胴船であり、前記船体は、複合的な船体であり、この複合的な船体は、第1の船体部分及び第2の船体部分を有する、請求項21の船舶。
  32. 船首と、船尾と、上甲板と、底面と、第1の側面と、第2の側面とを有する船体と、
    第1の下縁を有する第1の側壁と第2の下縁を有する第2の側壁であって、各々に船首から船尾まで延び、第1の側壁は、前記第1の側面に沿って船体に取り付けられ、第2の側壁は、前記第2の側面に沿って取り付けられ、前記第1及び第2の下縁は、各々に、前記上側面から第1の距離のところにある、第1の側壁と第2の側壁と、
    前記船尾に面して配置された船尾滑走面と、
    周囲気圧で空気を受けるように配設された空気入口と、
    この空気入口から空気を受けるように配設された第1のプレナムと、
    第1の後縁を有し、船首に面して配置された第1の滑走面であって、第1の後縁と前記第1のプレナムとは、限られた高さを有して実質的に第1の後縁の幅にわたって梁間で延びた第1のステップを規定し、この第1のステップは、第1のプレナムと空圧的及び液圧的に連通するように配設され、船舶が水中を前方に動き水の自由なストリームが第1のステップを越えて動く時に周知圧力より低い第1の圧力を発生するようにされており、そして、第1のプレナムから流通された空気が、水の自由なストリーム中に混入され得る、第1の側壁と、
    前記第1のステップと空圧的及び液圧的に連通するように配設され、所定の長さを有する第1の混合チャンバであって、前記第1のステップと共働して、水の自由なストリームの運動エネルギーが水中に混入された空気の圧力を増すのを可能にし、そして、第1の混合チャンバの後端部では、混入された空気が周囲圧力より高い第2の圧力を発生させ、この圧力で、空気が船体下の第1のキャビティ中に取り入れられる、第1の混合チャンバと、
    前記空気入口から空気を受けるようにされ、前記第1の混合チャンバの後方に配置された少なくとも第2のプレナムと、
    第2の後縁を有し、第1の混合チャンバの後方に配置された第2の滑走面であって、前記第2の後縁と第2のプレナムとは、限られた高さを有して実質的に第2の後縁の幅にわたって梁間で延びた第2のステップを規定し、この第2のステップは、第2のプレナムと空圧的及び液圧的に連通するように配設され、そして、船舶が水中を前方に動いて水の自由な流れが第2のステップを越えて動く時に実質的に第1の圧力を発生するようにされており、そして、第2のプレナムから流通された空気は、水の自由なストリーム中に混入され、そして、第1のキャビティは、底面と第1及び第2の側壁と第1及び第2の滑走面とによって囲まれた空間である、少なくとも第2の滑走面と、
    前記第2のステップと空圧的及び液圧的に連通するように配設され、所定の長さを有する第2の混合チャンバであって、第2のステップと共働して、混入された空気が第2の混合チャンバの長さに沿って動く時に水の自由なストリームの運動エネルギーが水中に混入された空気の圧力を増すのを可能にし、そして、第2の混合チャンバの後端部では、混入された空気が、周囲圧力より高い第3の圧力を発生させ、この圧力で、空気が船体下の第2のキャビティ中に取り入れられる、少なくとも第2の混合チャンバと、
    前記船尾に面して配置された船尾滑走面とを具備し、
    前記第2のキャビティは、底面と第1及び第2の側壁と第2及び船尾滑走面とによって囲まれた空間である、船舶。
  33. 前記第2の圧力は、第1のキャビティで船舶にかかる静的負荷と均等にされ、前記第3の圧力は、第2のキャビティで船舶にかかる静的負荷と均等にされる、請求項32の船舶。
  34. 実質的に前記第1の滑走面と第2の滑走面との間で側壁に実質的に平行に延びた底面下の第1の長手方向の壁と、実施的に第2の滑走面と船尾滑走面との間で側壁に実質的に平行に延びた底面下の第2の長手方向の壁とを有し、そして、第1の長手方向の壁は、第1のキャビティを複数の第1の横方向のセルに分割し、第2の長手方向の壁は、第2のキャビティを複数の第2の横方向のセルに分割する、請求項32の船舶。
  35. 前記キャビティ中に予備空気を提供するための手段を更に具備する、請求項32の船舶。
  36. 前記予備空気は、エンジン排気物を有する、請求項35の船舶。
  37. 前記予備空気は、タービン抽気を有する、請求項35の船舶。
  38. 前記船舶は、動力船である、請求項32の船舶。
  39. 前記船舶は、曳航船である、請求項32の船舶。
  40. 前記船舶は、双胴船であり、前記船体は、複合的な船体であり、この複合的な船体は、第1の船体部分及び第2の船体部分を有する、請求項32の船舶。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6983713B1 (en) * 2003-07-23 2006-01-10 M Ship Co., Llc. Powered watercraft
US7484669B2 (en) * 2005-04-05 2009-02-03 Metroshield Llc Insulated rail for electric transit systems and method of making same
US7677192B2 (en) 2006-04-20 2010-03-16 Randy Scism Slot-V hull system
WO2007136269A1 (en) 2006-05-24 2007-11-29 Dk Group N.A. N.V. Air cavity vessel
US7806064B2 (en) * 2008-03-12 2010-10-05 Wellman John G Friction reducing pollution control system for marine vehicles
TWI557025B (zh) * 2011-08-05 2016-11-11 林瑞麟 降低船隻方向舵(Rudder)阻力之方法
EP2562075B1 (en) * 2011-08-24 2014-05-07 Zuei-Ling Lin Rudder resistance reducing method
CN102582781A (zh) * 2012-02-03 2012-07-18 朱跃龙 悬浮式船舶
JP2017507072A (ja) * 2014-03-05 2017-03-16 シルバーストリーム・テクノロジーズ・ビー.ブイ. 船上の海洋生成物付着を低減するための空気潤滑システムの使用
SE539235C2 (sv) * 2015-01-13 2017-05-23 Stena Rederi Ab Fartyg försett med luftkavitet
US9880308B2 (en) * 2015-04-20 2018-01-30 Pgs Geophysical As Paravane system

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4587918A (en) * 1976-11-01 1986-05-13 Burg Donald E Fine entry air ride boat hull
US4392445A (en) * 1976-11-01 1983-07-12 Paulette Renee Burg Flexible bow air ride boat hull
US4494477A (en) * 1980-02-15 1985-01-22 Matthews Leslie N Boat hull
DE3274090D1 (en) * 1981-04-16 1986-12-11 Leslie Norman Matthews Variable air cushion mode vehicle
FR2638692A1 (fr) * 1988-11-08 1990-05-11 Nguyen Manh Khanh Navire a effet de surface rigide a coussins multiples
GB2252948B (en) * 1991-02-20 1994-11-30 Rolls Royce Plc Gas turbine powered ship
WO1995014604A1 (en) * 1993-11-29 1995-06-01 Sea Flight Pty. Ltd. Vessel having a high-speed planing or semi-planing hull
US5651327A (en) * 1995-09-15 1997-07-29 Whitener; Philip C. Displacement, submerged displacement, air cushion hydrofoil ferry boat
US5860383A (en) * 1995-09-15 1999-01-19 Whitener; Philip C. Displacement, submerged displacement, air cushion hydrofoil ferry boat
US5570650A (en) * 1996-03-21 1996-11-05 Harley; Howard D. Surface effect vessel hull
WO2000034118A1 (en) * 1998-12-04 2000-06-15 E.P. Barrus Limited A marine propulsion unit and a boat having a marine propulsion unit

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