JP5000995B2 - 船艇 - Google Patents

Description

本発明は船艇に係り、特に高速航行中に、船体前部の浮上りが生じにくく、操縦性に優れ、昇降舵の操作により水面上から短距離で滑空、飛翔もすることのできる船艇に関する。

従来、船艇として、例えば水中翼を具備した水中翼船（特許文献１）が知られ、或いはホーバークラフト（特許文献２）、双胴船（特許文献３）等が知られている。
前記水中翼船は走行により、水中翼に揚力を生じて船体を浮上させて、抵抗を軽減させている。ホーバークラフトは、ブロアーの送出する風流を、船底に吐出させて浮力を得ている。双胴船は船幅に対して抵抗推進性に優れている。

特開２００２−１９６８７号公報 特開平８−５０５５８３号公報 特開平１０−２０７５８０号公報

前記水中翼船、ホーバークラフト、双胴船もそれぞれ特長があるが、水上を滑空し、或いは短距離で上昇飛翔して陸地に着陸することは出来ない。
また、船艇は、高速航行時には、水の抵抗を受けて前部が浮上するため不安定になる。
この発明は、高速航行中でも、船体前部の浮上りが生じにくく安定し、急旋回が可能で、更に水面上を短距離で上昇滑空、飛翔して陸地にも着陸することのできる船艇を、提供することを目的としている。

この発明の具体的な内容は次の通りである。

（１）主船体の左右両側部に、それぞれ側翼を介して側船体を配設し、推進器で航行するようになっている船艇であって、主船体の後端部よりも後方へ後尾が突出する側船体の外側部に、前後に長く、上面が平坦な側尾翼を配設し、かつ主船体の後部から間隙を開けた位置において、両側尾翼の後部間に、昇降舵を備えた水平尾翼を配設してなる船艇。

（２）前記主船体は、両側の側船体より高い位置に配置され、側船体により水上を航行しうるようになっている前記（1）に記載の船艇。

（３）前記主船体の底面は、側翼の底面よりも下位にある前記（1）または（2）に記載の船艇。

（４）前記推進器は、プロペラ式推進器であって、主船体の上部に配設され、かつプロペラ軸の向きを上下に変更させる角度調節手段が配設されている前記（1）〜（3）のいずれかに記載の船艇。

（５）前記側船体の前部の底面は、主船体の底面よりも下位に設定され、側船体の後部の底面は尻上りに傾斜して、側船体の後端部は、主船体の後端部よりも高い位置に設定されている前記（1）〜（4）のいずれかに記載の船艇。

（６）前記側翼の前部の底面は、船体の吃水線よりも上位に設定され、かつ水平の相対流に対して、前上りの傾斜面に形成されている前記（1）〜（5）のいずれかに記載の船艇。

（７）前記主船体の左右両側部において、側翼の後部から水平尾翼にかけて、垂直尾翼が配設されている前記（1）〜（6）のいずれかに記載の船艇。

（８）前記主船体の左右両側部と側船体との間において、側翼の前部から水平尾翼にかけて、副船体が配設されている前記（1）〜（7）のいずれかに記載の船艇。

本発明によると次のような効果奏せられる。

前記(1)に記載の船艇は、主船体の左右に側船体が形成された双胴型であるので、接水航行は側船体でおこなわれ、ローリングに対する安定成に優れ、かつ接水面積が小さく、高速航行に適している。
側翼は、側面視が翼形で、下面は平坦で、底面前部が吃水線よりも上位なので、上下面に沿って後方へ通過する気流は、上面を通過する方が高速となり、上面域が負圧となり、揚力が生じる。
航行中に側翼の下面に気流が通過して表面効果が生じ、船艇全体が浮上するため、船艇の接水面積が減少し、水の抵抗が小さくなり、小型推進器で高速航行をすることができる。
航行速度が上るに従って、側翼と側尾翼の下面における表面効果により、船艇は浮きあがり、かつ左右両側に側船体があるため、側翼の下面を後方へ通過する気流は、側方へ拡散されることなく、後方へ高速で通過して、表面効果を高める。
主船体と水平尾翼との間に間隙が形成されているため、側翼の上面を通過する気流は、間隙部分で水平尾翼の下に入り、水面航行時には後部を持上げることから、船艇前部の浮上りが抑止される。滑空時には間隙を挟んで、前後のバランスがとれて安定する。
水平尾翼は、水面航行中に側翼によって生じる高速気流を下面に受けて、船艇後部を高くさせ、船艇の前部を上向きに安定維持させて、側船体の接水面積を小さく維持させて航行速度を高める。滑空時には、昇降舵と共にピッチングを抑制し船体を安定させる。
船艇上部にある方向舵は、推進器からの高速気流を受けて即時反応するので、操舵性に優れている。また昇降舵の操作により、船艇前部の上下動を調節することが出来、水面から空中へ飛翔させることができる。
雪原に降りても側翼が広いので沈降しにくく、側船体でスキーのように滑走し、空中へ飛翔することができる。

前記(2)に記載の船艇は、側船体により航行するので、接水面積が小さく、高速航行をすることができる。また左右両側に側船体があるので、ローリンクに対して安定している。側翼の下面を後方へ通過する気流は、側船体によって側方への拡散が抑止されるので、表面効果性能が向上する。空中を船艇が滑空するときは、側船体により、直進性が維持され、旋回時において横滑りが抑止される。

前記(3)に記載の船艇は、主船体の底面が側翼の底面よりも下位にあるので、航行に際して側翼の底面に気流があたり、表面効果による浮上性に優れ、空中において低速度でも滑空、飛翔が容易で、操縦性に優れている。

前記(4)に記載の船艇は、プロペラ軸端が、後上斜め方向や水平などに調節可能なため、推進力を船艇の前斜め下方へかけて、高速航行時に船艇の前部が、上向きになり過ぎることを抑止したり、プロペラ軸端を後下方へ向けて、船体前部の持上りによるコアンダ効果を大きくしたりすることができる。

前記(5)に記載の船艇は、側船体の底後部は尻上りに形成され、主船体の底部よりも上位置に形成されているので、側船体全体の長さに対して接水面積が小さく、航行時における水の抵抗は小さく、速度が増加すると前上りとなって接水面積が小さくなり、さらに高速度を出すことができる。

前記(6)に記載の船艇では、側翼の底面は、船体の吃水線よりも上位にあり、かつ前上がりに傾斜しているので、航行時に気流が側翼の下を後方へ通過するとき、表面効果が生じて、船艇を浮上させ、接水面積を小さくし、高速を出すことができる。空中を滑空時には、低速でも安定して滑空することができる。

前記(7)に記載の船艇では、垂直尾翼が少なくとも２枚配設されているので、船艇の横幅を広くしても、直進性に優れており、操舵性にも優れている。

前記(8)に記載の船艇では、主船体の左右に縦長の副船体が配設されているので、客室などに利用することができ、船体の幅を広くすることができる。

本発明の実施例を以下に説明する。

本願発明の実施例を説明する。図１は船艇の平面図、図２は正面図、図３は側面図、図４は図１におけるＡ−Ａ線断面図、図５は底面図である。
図において、船艇１におけるは、平面略魚形の主船体２の左右両側部のやや後方には、側翼３を介して、前後に長い側船体４が配設されている。

主船体２は、図４に示すように、側面視において、下面は平坦で、上面は、前部から後部へかけて略同じ高さで、後端上部に推進器１０が配設されている。
この推進器１０は、図示しない、プロペラ軸の取付角度を自動調節する手段を具備し、航行中においてプロペラ軸の向きを、上向きから水平向き等に変化させることができるようになっている。

図２の正面視に示すように、主船体２の底面は、側船体４の底面よりもやや上方に位置し、かつ側翼３の底面より下方に位置している。
前記側翼３は、図４に示すように、縦断側面視では、略飛行機の翼形に形成されている。また側翼３の下面は、側面視では、前上がりに傾斜しており、かつこの船艇１の吃水線よりも上位にある。

従って、航行時に前から水平にあたる相対流は、側翼３の下面を後方に通過するとき、表面効果を生じさせて、全体を浮上させる。また、側翼３は、前から気流を受ける時、底面の長さよりも上面の長さが長いために、底面を通過する風流よりも、上面を通過する風流の速度が早くなり、上面に負圧を生じさせて、揚力が生じる。

前記側船体４は、前部は舟形で、後部は、側面視で後上方へ傾斜してせりあがり、主船体２の後端部より後方へ突出している。側船体４の上部は平坦に形成されている。船艇１は、この側船体４の浮力で航行する。吃水は側翼３の下面よりも下にあるのが好ましい。

側船体４の後部外側には、平面視略三角形の側尾翼５が一体に配設されている。
側尾翼５の板厚は、前部が厚く、後方へ次第に薄く設定されている。左右の側尾翼５、５の後部間には、水平尾翼６が、側翼３の後端から間隙１ａを開けて、かつ上面を側尾翼５と上面とを揃えて配設されている。

水平尾翼６は、図４に示すように、上面は平坦で、下面は前部の板厚が厚く、後方へ向かって次第に薄く設定されている。水平尾翼６の後部には昇降舵７が配設され、また水平尾翼６の中央部に、垂直尾翼８が配設されている。垂直尾翼８の後部には方向舵９が配設されている。

もし、前記間隙１ａが存在せず、主船体２と水平尾翼６とが一体になっていると、その上下における気流は、前方から後方へ同じ状態で通過するので、飛行中に全体のバランスがとりにくいが、前記間隙１ａが存在するために、側翼３の上面を高速で通過する気流は、前記間隙１ａから下方へ導かれる。

そのために、水平尾翼６には、側翼３の上面を高速で通過する気流とは異なる気流が当ることになり、この間隙１ａを挟んで船艇１全体の前後のバランスが保たれる。同時に左右のバランスもとれるので、ピッチングやローリングが生じにくく、操縦性が優れている。

前記側船体４は、図５に示すように、底面視で略魚形（マグロ形）に形成されて、前端縁部が太く形成されている。このように前部が大きい場合、前進するとコアンダ効果（流体粘性による付着流動現象）が生じて、前部での抗力は小さく、前方に押される力が作用する。この効果は、底面が前上りの迎角を持つ時、大となる。

前進するとき、側翼３の底面には表面効果が生じ、側翼３の下面に沿って後方へ高速で通過する気流は、両側の側船体４によって外側への拡散が抑止される。
これによって、船艇１の前部は上向きに維持され、航行時に前方から相対流を側翼３の下面に受けると、船艇１の前部が上向きになって、船艇１は浮上する。

側翼３の上面を通過する高速の気流は、間隙１ａから下降して、水平尾翼６の下側を後方へ通過する。側翼３の底面に沿って後方へ通過する気流も、水平尾翼６の下面を後方へ通過する。これによって水平尾翼６も押し上げられて、船艇１前部の浮上りが抑止され、船艇１全体が浮上して、接水面積が小さくなり、高速航行ができる。
高速度になると、側翼３の下面に強い相対流を受けて、表面効果が高まり、短距離で水面から離れて、滑空、飛翔することができる。

上記のように構成されたこの船艇１において、推進器１０を駆動すると、気流はプロペラの後方へ強く流働し、その反動で船艇１は水上を航行する。
航行速度が高まると、側翼３の下面と水面との間に表面効果が生じ、主船体２が浮上し、船艇１の前部は浮上する。

同時に側船体４の下面にも、表面効果が生じて揚力が生じる。これによって船艇１全体が浮上し、側船体４の水との接触面積が減少して、抵抗が減少するため、同じ馬力の推進器１０でも、従来型の船艇よりも高速航行をすることができる。

推進器１０から押出される強い気流は、方向舵９に近距離から当るので、方向転換が容易であり、特に高速になるに従って、船艇１全体が浮上し、船艇１の接水面積が小さくなるため、水の抵抗も小さく、小回りで旋回して方向転換をすることができる。

昇降舵７を上向にすると、船艇１の後部が下降し、船艇１の前部が上向きになるので、この操作により、船艇１の前部の高さを調節することができる。
同様に昇降舵７を下向きにすると、推進器１０からの強い気流が水面に当って、水平尾翼６に揚力を与えるため、船艇１全体は水面から浮上することができ、波浪の影響を受けることなく、水面上を滑空することができる。

船艇１の航行速度が高速度になると、側翼３と側尾翼５における表面効果により、昇降舵７の操作によって、短距離で水上に浮上して滑空することができる。
側翼３の下面を後方へ流動する気流は、外側部の側船体４によって拡散が抑止されるため、主船体２の下面における表面効果が強く作用して、直進性に優れ、船艇１は、短距離走行で高く滑空し、飛翔することができる。

飛翔時において、昇降舵７の操作により、船艇１の前部を上向きに維持すると、主船体２と側尾翼５共に、前方からの相対流に対して迎角を持つことになる。
その結果、低速度でも、前からの相対流を、側翼３と側尾翼４の下面に受けて、急上昇するか、或いは安定した飛行をすることができる。
また、主船体２は船形であり、側翼３が広幅であるため、雪原に降りても沈みにくく、そのまま短距離走行で飛翔することができる。

図６は、実施例２を示す船艇の平面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。この実施例２は、主船体２の後部から水平尾翼６にかけて、垂直尾翼８を配設したものである。
これによって、船艇１の横幅を広くして、ローリングの安定性は確保され、また船艇１の幅が広くても、垂直尾翼８によって直進性が維持される。

図７は、実施例３を示す船艇の平面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。この実施例３は、主船体２の両側に副船体１１を配設したものである。副船体１１の後上部に垂直尾翼８が形成されている。副船体１１は客室を補うもので、その後上部には、推進器をそれぞれ配設することができる。

図８は、船艇の実施例４を示す平面図、図９は、その縦断側面図である。前例と同じ部位には同じ符号を付して説明を省略する。この実施例４は、主船体２を扁平にして、主船体２の底面を、側翼３の底面と並ぶ平坦としたものである。
これによって、航行時に、主船体２と側翼３の下面に表面効果が生じ、船艇１を容易に浮上させることができ、また滑空時に低速度でも安定した滑空をすることができる。

なお本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、目的に沿って適宜設計変更をすることができる。推進器１０は、左右の側船体３や副船体１１に、それぞれ配設することができる。船艇１の底部には車輪を配設することができる。

本発明の船艇は、同じ馬力でも従来型船艇より高速航行をさせることができ、操縦性に優れて小回りが出来るので、入り組んだ水産養殖場、島間の往来、水深の浅い湿原などに適し、また短距離走行で滑空もできるため、水難救助と陸部への患者搬送、無人による無線操縦での撮影、雪原での離着陸など利用範囲は広い。

本発明に係る船艇の実施例１の平面図である。 図１に示す船艇の底面図である。 図１に示す船艇の側面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 図１に示す船艇の正面図である。 本発明の船艇の実施例２の平面図である。 本発明の船艇の実施例３の平面図である。 本発明の船艇の実施例４の平面図である。 図８に示す船艇の縦断側面図である。

１ 船艇
１ａ間隙
２ 主船体
３ 側翼
４ 側船体
５ 側尾翼
６ 水平尾翼
７ 昇降舵
８ 垂直尾翼
９ 方向舵
１０推進器
１１副船体

Claims (8)

1. 主船体の左右両側部に、それぞれ側翼を介して側船体を配設し、推進器で航行するようになっている船艇であって、主船体の後端部よりも後方へ後尾が突出する側船体の外側部に、前後に長く、上面が平坦な側尾翼を配設し、かつ主船体の後部から間隙を開けた位置において、両側尾翼の後部間に、昇降舵を備えた水平尾翼を配設してなることを特徴とする船艇。
2. 前記主船体は、両側の側船体より高い位置に配置され、側船体により水上を航行しうるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の船艇。
3. 前記主船体の底面は、側翼の底面よりも下位にあることを特徴とする請求項１または２に記載の船艇。
4. 前記推進器は、プロペラ式推進器であって、主船体の上部に配設され、かつプロペラ軸の向きを上下に変更させる角度調節手段が配設されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の船艇。
5. 前記側船体の前部の底面は、主船体の底面よりも下位に設定され、側船体の後部の底面は尻上りに傾斜して、側船体の後端部は、主船体の後端部よりも高い位置に設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の船艇。
6. 前記側翼の前部の底面は、船体の吃水線よりも上位に設定され、かつ水平の相対流に対して、前上りの傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の船艇。
7. 前記主船体の左右両側部において、側翼の後部から水平尾翼にかけて、垂直尾翼が配設されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の船艇。
8. 前記主船体の左右両側部と側船体との間において、側翼の前部から水平尾翼にかけて、副船体が配設されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の船艇。

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