JP4335835B2 - 水中航行船用可変ベクトル推進器 - Google Patents
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Description
船体の推進器としては一般にスクリュプロペラが使用され、又そのプロペラはプロペラ効率が高まるように、プロペラボスの外周に半径方向に対して特定形状に加工された羽根が特定のピッチで取り付けられている。
可変ベクトル推進器を備えた水中航行船は、水面上を航行する一般の船舶に比べて非常にゆっくりした速度で水中を航行するために、プロペラ効率については余り考慮されておらず、このため、可変する羽根の形状も製作が最も容易な矩形型が一般的であった。
一部においては、可変ベクトル推進器の可変する羽根の形状について研究され、羽根輪郭が矩形輪郭のように羽根先端で羽根幅が有限な輪郭な場合、設定したピッチ分布でピッチ角を取ると、羽根先端付近で発生推力が大きくなるとともに、トルクが増大し所要馬力上不利になると考えられ、羽根輪郭は矩形型よりも楕円型が優れているとの研究報告がなされている(川崎重工技法・101号(1988年12月))。
しかも、可変ベクトル推進器の羽根輪郭形状としてこの発明に係る七角形羽根は、この発明と同等のプロペラ効率を有する楕円型羽根に比べて、羽根の製作が容易となり、その分製造コストを安くすることができる等、極めて新規的有益なる効果を奏するものである。
ここで、図1は水中航行船の構造図、図2は七角形の羽根の正面図、図3は可変ベクトル推進器の概略構造図、図4(A)は可変ベクトル推進器の推力零の説明図、図4(B)は可変ベクトル推進器の推力が上昇方向の説明図、図5(A)は可変ベクトル推進器の推力が前進方向の説明図、図5(B)は可変ベクトル推進器の推力が斜め上昇方向の説明図である。
各種の航行条件を入力し、水中航行船1を航行させるために各種の航行条件を入力してスタートさせると、制御機構7のプロペラ制御部72からPWM回路73を通じてメインモータ6、エレベータサーボ61、ピッチサーボ62、エルロンサーボ63を制御にすることにより、水中航行船1は水中を航行する。
図からも明らかなように、水中航行船1の実際の運航が行われると考えられる前進係数が0.2〜0.3の範囲では、本願発明の七角形の羽根が矩形型の羽根に比べてプロペラ効率が高いことがわかった。
2 可変ベクトル推進器
3 プロペラボス
4 羽根
41 前縁
42 後縁
43 回転軸
43a 楕円片
5 プロペラ主軸
51 非回転傾動円形板
52 回転傾動円形板
52a 連結棒
6 メインモータ
61 エレベータサーボ
61a 連結棒
62 ピッチサーボ
62a 連結棒
63 エルロンサーボ
63a 連結棒
7 制御機構
71 センサ制御部
72 プロペラ制御部
73 PWM回路
74 指令受信部
75 電子コンパス
76 GPSレシーバ
77 ソナー回路
8 安全ネットカバー体
81 前方の衝突防止ソナー81
82 ハイドロホン
83 深度センサ
84 保護用アルミ板
85 下方の衝突防止ソナー
86 左右の衝突防止ソナー
87 バラスト投下装置
4A 七角形の第1角
4B 七角形の第2角
4C 七角形の第3角
4D 七角形の第4角
B 七角形の羽根根元側幅
C 七角形の最大幅
H 七角形の最大高さ
L プロペラ半径方向の基準線
Claims (2)
- 水中を航行し、推進器が可変ベクトルプロペラから構成され、プロペラボスの外周にピッチ角が可変する羽根が等間隔で取り付けられた水中航行船用可変ベクトル推進器において、プロペラボスの外周に取り付けられた各羽根輪郭を、プロペラ半径方向の基準線を中心に羽根の前縁後縁が対称な七角形に形成することを特徴とする水中航行船用可変ベクトル推進器。
- 水中を航行し、推進器が可変ベクトルプロペラから構成され、プロペラボスの外周にピッチ角が可変する羽根が等間隔で取り付けられた水中航行船用可変ベクトル推進器において、プロペラボスの外周に取り付けられた4枚の各羽根輪郭を、プロペラ半径方向の基準線を中心に羽根の前縁後縁が対称な七角形に形成すると共に、七角形の最大高さをボス半径の1.25〜1.30倍とし、七角形の最大幅を最大高さの0.90〜0.95倍とし、羽根先端の第1角から羽根先端寄りの第2角までの高さを最大高さの0.25倍とし、第2角から羽根根元寄りの第3角までの高さを最大高さの0.35倍とし、第3角から羽根根元側の第4角までの高さを最大高さの0.40倍とし、羽根根元側幅を最大幅の0.3倍としたことを特徴とする水中航行船用可変ベクトル推進器。
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