JP5265954B2 - High speed boat - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水面と接する角度を約３０度にして、水の衝突エネルギーを揚力に変えたことで、水の接水面積を少なくした高速艇に関するものである。 The present invention relates to a high-speed boat that reduces the water contact area of water by changing the angle of contact with the water surface to about 30 degrees and changing the collision energy of water to lift.
従来、船舶において水上を高速航行する手段として、大きな推進力か、水に対する抵抗を少なくする方法の、どちらかの手法がとられている。
大きな推進力を発生する物としては、出力機関自体を高出力の物にしたり、プロペラ数を増やしたり、推進力を発生させるプロペラをギャビテーションプロペラやサーフェスプロペラにすることにより高回転させたりして、高速航行を可能とするものが開発されている。
ただし、出力機関自体を高出力の物にするとか、推進機構を特殊な形態にすることはコスト増の原因となるので、特殊な使用目的の船に対して利用されることが多く、汎用的な船に対して使用されることは少なかった。
Conventionally, as a means of navigating at high speed on a ship, either a large propulsive force or a method of reducing resistance to water has been employed.
As a thing that generates a large propulsive force, make the output engine itself a high output thing, increase the number of propellers, or make the propeller that generates propulsive force high rotation by making it a gavitation propeller or surface propeller. Those that enable high-speed navigation have been developed.
However, making the output engine itself a high-powered one or making the propulsion mechanism in a special form causes an increase in cost, so it is often used for special-purpose ships, It was rarely used for large ships.
一方、汎用的な船に対しては船体抵抗を少なくすることによって、限られた推進力を有効に利用すべく構成していることが多い。
船体抵抗には、波を発生することによって生じる造波抵抗と、水との摩擦によって生じる摩擦抵抗と、それ以外の圧力抵抗がある。航行速度が遅い場合には造波抵抗が、逆に航行速度が早い時には摩擦抵抗が最も大きくなっていた。
したがって、比較的遅い船で航行するときには、造波抵抗を軽減する船形の開発をしていた。例えば、長い船体や、バルバスバウ、あるいは数値的または理論的に造波抵抗を最小とすることができる船形の開発が行われ、推力の減殺を防止している。
On the other hand, a general-purpose ship is often configured to effectively use a limited propulsive force by reducing hull resistance.
The hull resistance includes wave-making resistance generated by generating waves, friction resistance generated by friction with water, and other pressure resistance. The wave resistance was the highest when the navigation speed was slow, and the frictional resistance was the highest when the navigation speed was fast.
Therefore, when navigating on a relatively slow ship, a ship shape that reduces wave resistance was developed. For example, long hulls, barbus bows, or ship shapes that can numerically or theoretically minimize wave resistance are being developed to prevent thrust loss.
一方、比較的早い船では船体のトリム角を上げて、船首をできる限り水面上に上げたり、ステップ船形として接水面積を低減させることにより、摩擦抵抗を減少させることが多い。また、船形を変えることによって船体抵抗を減少させるのでなく、船体を軽量かすることによって水面下の船の体積、接水面積、投影面積を減少させ船体抵抗を減少させることにもなっている。
特に、船体の軽量化には限界があるので、水中翼船やホバークラフトは高価になりやすく、また風の影響を受けやすいという問題があった。
In particular, since there is a limit to reducing the weight of the hull, hydrofoil boats and hovercraft tend to be expensive and susceptible to wind.
特許文献１の名称、船の揚力発生構造及び同揚力発生構造を有する船のように、航行中に揚力を生起すべく凹状に湾曲させるとともに下り勾配とした前方接水面を下の方向に形成し、同前方離水面の後端に角部を介して、航行中に排水状態となる後方離水面を接触させて形成させた揚力発生構造とすることによって、簡単な構造で広い揚力発生面積を設けることができ、低航行速度域においても効果的に揚力を生起することができる。
As in the name of
また、特許文献２の名称、滑走型高速艇の場合は航行中に発生することのある船底の中央部に、低圧領域によって船体の浮上を阻んで、結果として高い航行速度を困難にしていたため、低圧領域の船底に空気を甲板から導いて船体揚力を増加させるものがあった。
Also, in the case of a sliding high-speed boat, the name of
また、特許文献３の名称、小型高速艇は双胴船型であることによる利点を生かしつつ、旋回性能や動揺特性について改善した物で、双胴船型であることによる利点は波衝撃の低さや横安定性とともに、望ましい旋回性能や動揺性能を備え、安定性やスポーツ性、凌波性、乗り心地などについて優れたバランスを発揮することができる物があった。 In addition, the name of Patent Document 3, a small high-speed boat is an improvement in turning performance and vibration characteristics while taking advantage of being a catamaran type. Advantages of being a catamaran type are low wave impact and lateral stability. In addition to performance, there are things that have desirable turning performance and shaking performance, and can exhibit an excellent balance of stability, sports performance, wave surpassability, ride comfort, etc.
従来の高速で航行する艇の、船の揚力発生構造及び同揚力発生構造を有する船の場合は、簡単な構造で広い揚力発生面積を設けることができ、低航行速度域においても効果的に揚力を生起することができる物であったが、それでも接水面積が多く摩擦抵抗があった。
そこで、航行中に発生することのある船底の中央部に、低圧領域によって船体の浮上を阻んで、結果として高い航行速度を困難にしていたため、低圧領域の船底に空気を甲板から導いて船体揚力を増加させるものがあった。
In the case of a boat that has a lift generation structure and a lift generation structure of a conventional boat that sails at a high speed, it is possible to provide a wide lift generation area with a simple structure and effectively lift even in a low navigation speed range. However, the water contact area was large and there was frictional resistance.
Therefore, in the center of the bottom of the ship that may occur during navigation, the hull was prevented from rising by the low-pressure region, and as a result, high navigation speed was difficult, so air was led from the deck to the bottom of the low-pressure region and the hull lift There was something to increase.
しかし、接水面積が広いと、船体が綺麗なときは抵抗が少なくて良いが、少しでも牡蠣や青さなどの海草が付いたときには、思わぬ抵抗になっていた。
また従来の船底では、重心が後ろにあるため図９の模式図ように波が当たると図１０のように大きく船首が持ち上がり、縦揺れが大きかった。
また、船底が平らなため、止まった時には風の影響を受け、軽い船首が流されて風下になり、機関室のある船尾が重たいので船尾が風上になる。波は風上から来るので、船尾は波を受け、波を受けることを想定していないため、波を被っていた。そこで、シーアンカーや、船尾に帆を立てて、船首より船尾の方が風の抵抗を受けることで、船首を風上に向けていた。
However, when the water contact area is large, there is little resistance when the hull is beautiful, but when even a little seaweed such as oysters and blueness is attached, it was unexpected resistance.
Further, since the center of gravity of the conventional ship bottom is behind, when a wave hits as shown in the schematic diagram of FIG. 9, the bow is lifted greatly as shown in FIG. 10, and the pitching is large.
Also, because the bottom of the ship is flat, when it stops, it is affected by the wind, the light bow is swept away and the stern with the engine room is heavy, and the stern becomes windward. Since the waves came from the windward, the stern was receiving waves and was not supposed to receive waves, so he was suffering waves. So, with the sea anchor and the stern sailed, the stern was subjected to wind resistance rather than the bow, and the bow was directed upwind.
そこで、本発明の高速艇が高速で航行しているときは、離水面（３）に水が衝突したとき、水を下面に角度を変える反射（８）で、船体（１）を持ち上げる揚力（７）に替えるためには約３０度の角度がよく、船体（１）を水面（４）に浮上さすことで、船体（１）の摩擦抵抗を少なくした。
また、天候が悪く波が荒いときには、波が図７のように船首が多少持ち上がるが、船底が無いため、図８のように縦揺れしにくく、止まった時には従来の船より船底が抵抗になるため、風に流されることが少ない高速艇を提供するものである。
Therefore, when the high-speed boat of the present invention is sailing at high speed, when water collides with the water separation surface (3), the lift (7) lifts the hull (1) with the reflection (8) that changes the angle of the water to the bottom surface (7). The angle of about 30 degrees is good for switching to), and the friction resistance of the hull (1) was reduced by floating the hull (1) on the water surface (4).
In addition, when the weather is bad and the waves are rough, the bow rises slightly as shown in FIG. 7, but since there is no ship bottom, it is less likely to sway as shown in FIG. Therefore, it is intended to provide a high speed boat that is less likely to be swept away by the wind.
上記目的を達成するために、本発明の高速艇は、船体（１）の船首には船首フロート（２）があり、船首フロート（２）の前面に離水面（３）を設け、水面（４）との角度を、離水角（５）として３０度にする。そして、高速で水が離水面（３）に衝突すれば、離水角（５）を大きく取ってあるため、衝突した水が全部下に跳ね返って揚力になり、水面（４）は離水面（３）以外は接しない。 In order to achieve the above object, the high speed boat of the present invention has a bow float (2) at the bow of the hull (1), a water separation surface (3) is provided on the front surface of the bow float (2), and the water surface (4). Is set to 30 degrees as the water separation angle (5). And if water collides with the water separation surface (3) at high speed, since the water separation angle (5) is taken large, all the water which collided bounces down and becomes lift, and the water surface (4) is water separation surface (3 Do not touch anything other than).
しかし、船首フロート（２）だけでは安定しないため、連結棒（６）で同じフロートを取り付けて船尾フロート（２´）とし、船尾フロート（２´）の離水面（３´）と、水面（４）の離水角（５´）も３０度にしている。
船首フロート（２）と船尾フロート（２´）を繋ぐための連結棒（６）で繋いだため、高速航行しているときは離水面（３）と離水面（３´）しか水面（４）が接していないため抵抗が少なく、縦揺れを少なくしていることで目標を達成した。
However, because the bow float (2) alone is not stable, the same float is attached to the stern float (2 ') with the connecting rod (6), the water separation surface (3') of the stern float (2 ') and the water surface (4 ) Is also set to 30 degrees.
Because it is connected by the connecting rod (6) for connecting the bow float (2) and the stern float (2 '), the water surface (3) and the water surface (3') are only water surfaces (4) when sailing at high speed. Because it is not in contact, the goal was achieved by reducing resistance and reducing pitching.
本発明の高速艇は、次のような効果がある。
（イ）水が衝突したエネルギーを全て揚力に替えることで、接水面積が小さくなり摩擦抵抗を少なくした。
（ロ）止まった時には、船底の凹凸が多いため接水面積が広いので抵抗が大きく、風の影響を受けにくい。
（ハ）船底が船首フロートと船尾フロートの二点になっているため、従来の船のようには縦揺れしない。図７から図１０を参照
（ニ）船首フロートと船尾フロートを二個ずつ取り付けることで、双胴船にできローリングを防げる。
（ホ）連結棒の長さを替えるだけで、大きさと安定性を変えることが出来る。
The high speed boat of the present invention has the following effects.
(B) By changing all the energy that the water collided with lift, the water contact area was reduced and the frictional resistance was reduced.
(B) When stopped, there is a lot of unevenness on the bottom of the ship, so the water contact area is wide, so resistance is high and it is not easily affected by wind.
(C) Since the ship bottom has two points, a bow float and a stern float, it does not pitch like a conventional ship. See FIG. 7 to FIG. 10 (D) By attaching two bow floats and two stern floats, a catamaran can be formed and rolling can be prevented.
(E) The size and stability can be changed simply by changing the length of the connecting rod.
船体（１）の船首には船首フロート（２）があり、船首フロート（２）の前面を離水面（３）として、離水面（３）と水面（４）との角度を、離水角（５）として約３０度にする。
そして、後部も船尾フロート（２´）を連結棒（６）で繋ぎ、船尾フロート（２´）の前面を離水面（３´）として水面（４）の離水角（５）を約３０度にしたことで、高速航行しているときは、離水面（３）にしか水面（４）が接していないため抵抗が少ないことを、図４の船首フロート（２）の側面図で説明する。
The bow of the hull (1) has a bow float (2). The front surface of the bow float (2) is the water separation surface (3), and the angle between the water separation surface (3) and the water surface (4) is the water separation angle (5 ) To about 30 degrees.
And the rear part also connects the stern float (2 ') with the connecting rod (6), the water separation angle (5) of the water surface (4) is about 30 degrees with the front surface of the stern float (2') as the water separation surface (3 ') Thus, when traveling at high speed, the fact that the water surface (4) is in contact only with the water separation surface (3) and the resistance is low will be described with reference to the side view of the bow float (2) in FIG.
水面を水の噴射で実験すると、離水角（５）が従来の船のように約５度であったら、水は跳ね返らず、離水面（３）に引っ付いて、水は噴射した速度エネルギーを離水面（３）が受けて抵抗になっていた。この噴射する水も、高圧なら離水角（５）約５度でも跳ね返すこともできるが、それでも揚力に変換することは離水角（５）が少ないと揚力（７）が少なくなって、必要な揚力を得るためには水を沢山衝突させていた。しかし、その前に船の浮力があるため、浮力の力で浮き、揚力（７）としては余りエネルギーにはならず、接水面積が多く、摩擦抵抗になっていた。 When the water surface is experimented with water injection, if the water separation angle (5) is about 5 degrees as in a conventional ship, the water will not bounce, but will catch on the water separation surface (3), and the water will use the injected velocity energy. The water separation surface (3) received and became resistance. If the water to be sprayed is high pressure, it can be rebounded even at a water separation angle (5) of about 5 degrees. However, if the water separation angle (5) is small, the lift (7) is reduced and the required lift is reduced. A lot of water collided to get. However, since there was buoyancy of the ship before that, it floated by the force of buoyancy, and the lift (7) did not become much energy, had a large water contact area and had friction resistance.
つまり、水を跳ね返して揚力（７）に替えるときの、圧力抵抗が大きすぎて摩擦抵抗（９）が少ないか、水をそのまま船底に流して接水面積を多くして、摩擦抵抗が多いが圧力抵抗が少ない方が、船舶全体の抵抗が少ないかは、その船の重量と、航行する速度などを鑑みて決めれば良い。
そこで、離水角（５）を約３０度とした場合、水は離水面（３）と衝突したとき跳ね返って反射（８）し、水が衝突したときの速度エネルギーを揚力（７）と抵抗（９）に転換し、船は浮き上がり、船首にかかる重量と揚力（７）の釣り合いが取れるところで収まる。
In other words, when the water is bounced back and changed to lift (7), the pressure resistance is too large and the frictional resistance (9) is small, or the water is allowed to flow directly to the bottom of the ship to increase the water contact area and the frictional resistance is large. Whether the pressure resistance is smaller and the resistance of the entire ship is smaller may be determined in view of the weight of the ship and the speed of navigation.
Therefore, when the water separation angle (5) is about 30 degrees, the water rebounds and reflects (8) when it collides with the water separation surface (3), and the velocity energy when the water collides is expressed as lift (7) and resistance (7). 9), the ship floats up and fits where the weight of the bow and the lift (7) can be balanced.
船尾も同様とし、船首フロート（２）と船尾フロート（２´）とを連結棒（６）で繋ぎ、高速で航行しているときは、その他の接水面積を減らし摩擦抵抗を無いようにした。また、前後の縦揺れは連結棒（６）を長くすることで解消でき、横方向も船首フロート（２）と船尾フロート（２´）を図５の斜視図が示すように連結棒（６）で取り付け、双胴船にすることでローリングも防げる。 The same applies to the stern, connecting the bow float (2) and the stern float (2 ') with the connecting rod (6), and reducing the other water contact area so that there is no frictional resistance when navigating at high speed. . Further, longitudinal pitching can be eliminated by lengthening the connecting rod (6), and in the lateral direction, the connecting rod (6) as shown in the perspective view of FIG. 5 shows the bow float (2) and the stern float (2 '). Attach with a catamaran to prevent rolling.
さらに、停止している時に、流れ難い状態を説明すると、船首フロート（２）と船尾フロート（２´）が半分以上水面（４）に漬かり、水面（４）に杭を打っているのと同じであるため、風の抵抗を受けて流され難い。 Furthermore, when it is stopped, it is difficult to flow, and it is the same as when the bow float (2) and stern float (2 ') are submerged in the water surface (4) more than half, and the piles are struck on the water surface (4). Therefore, it is hard to be washed away by wind resistance.
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
（イ）図１は本発明の側面図で、図２の側面図は、本発明の重要な部分だけを水面（４）に浮かべて、高速で航行しているところである。図３は、それを丘に上げた側面図で、図５は全体を見た斜視図である。
横幅は２メートルで、船体の長さは５メートルで、船首フロート（２）と船尾フロート（２´）はそれぞれ浮力１００キログラムの物で、船体（１）を取り付けた図が図６の斜視図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(A) FIG. 1 is a side view of the present invention, and the side view of FIG. 2 is a state where only an important part of the present invention is floated on the water surface (4) and is traveling at high speed. FIG. 3 is a side view where the hill is raised, and FIG. 5 is a perspective view of the whole.
The width is 2 meters, the length of the hull is 5 meters, the bow float (2) and the stern float (2 ') are each 100 kilograms of buoyancy, and the figure with the hull (1) attached is a perspective view of FIG. It is.
船体（１）の重量は２００キログラムで、停止しているときはフロートの３分の２までは水面下にあり、高速で航行すると揚力で持ち上がる。もし、４０キロ／毎時で航行していたとき離水面（３）は揚力（７）にエネルギー変換しているため、速度が早くなれば早くなるほど反射（８）する力が増すので、揚力（７）が増し、揚力（７）は船体（１）の重量と釣り合いのとれるところまで浮き上がるので、抵抗（９）は速度が遅ければ沢山の水の抵抗で、高速の時は少ない水で、高速で高圧の水が反射（８）すので、平均したら５分の１水に漬かっているだけである。 The hull (1) weighs 200 kilograms, and when stopped, up to two-thirds of the float is below the surface of the water, and lifts when lifted at high speeds. If sailing at 40 km / h, the water separation surface (3) converts energy into lift (7), so the higher the speed, the more reflected (8), the higher the lift (7 ) And lift (7) floats up to balance with the weight of the hull (1), so resistance (9) is a lot of water resistance if the speed is slow, less water at high speed, The high pressure water reflects (8), so on average it is just soaked in 1/5 water.
船は船の形をしているものが船だと思っていたが、要するに高速航行でき、水に浮かんでいれば用をたすので、船首フロート（２）を二個と、船尾フロート（２´）を二個と、連結棒（６）が四本だけで、長さと幅を自由に変えられ、甲板と船体（１）は人が落ちないように工夫するので、アルミ船などがよいし、船体（１）はゴムボートを利用するのもよい。 I thought that the ship was in the shape of a ship, but in short, it was able to navigate at high speed, and it would be useful if it was floating in the water, so two bow floats (2) and two stern floats (2 ') And two connecting rods (6), the length and width can be freely changed, and the deck and hull (1) are designed to prevent people from falling, so an aluminum ship is good. The hull (1) may use a rubber boat.
止まったときや釣りをしているときは、船首フロート（２）と船尾フロート（２´）が、水中に沈むので船底が平らになっているものよりは水中に楔を打っているように風の影響を受け難い。 When stopping or fishing, the bow float (2) and stern float (2 ') are submerged in the water so that the wind seems to hit the wedge in the water rather than in the flat bottom. It is hard to be influenced by.
本発明は、船独特の曲線を用いないため、低コストで、組み立てが簡単で、大きさも連結棒（６）の長さを変えることで大きさも自由にできることから、レジャーようゴムボートの底に船首フロート（２）と船尾フロート（２´）を取り付けることができ、今までのゴムボートより高速で航行し、止まったときには船底が水の抵抗を受けやすくなっており、釣りなどの時は風の影響を受けない。 Since the present invention does not use a boat-specific curve, it is low-cost, easy to assemble, and can be freely sized by changing the length of the connecting rod (6). Float (2) and stern float (2 ') can be installed, sailing at a higher speed than conventional rubber boats, the bottom of the ship is more susceptible to water resistance when stopped, and the effect of wind during fishing Not receive.
１ 船体
２ 船首フロート ２´船尾フロート
３ 離水面 ３´ 離水面
４ 水面
５ 離水角 ５´ 離水角
６ 連結棒
７ 揚力
８ 反射
９ 抵抗
1 hull
2 Bow float 2 'Stern float 3 Water separation surface 3' Water separation surface
4 Water surface
5 Water separation angle 5 'Water separation angle
6 Connecting rod
7 Lift
8 reflection
9 Resistance
Claims (1)
後部も左右の船尾フロート（２´）は、船尾部分を浮かべるための浮力があり、連結棒（６）で前記船首フロート（２）と該船尾フロート（２´）を繋ぎ、該船尾フロート（２´）の前面を離水面（３´）とし、該離水面（３´）と水面（４）の離水角（５´）を２０度から４０度にして、水との衝突エネルギーを全て反射して揚力に変換し、接水面積が小さいことで摩擦抵抗が少なく、さらに該水面（４）に対して平行な、接水面を有していない構成であり、
このことで、高速航行しているときは該船首フロート（２）と該船尾フロート（２´）の前記離水面（３）と該離水面（３´）しか該水面（４）に接していないため、接水面積が少ないことを特徴とする高速艇。
A bow float (2) is attached to the bow of the hull (1) to the left and right, and there is buoyancy for floating the bow part. The front surface of the bow float (2) is the water separation surface (3), and the water separation surface The angle between (3) and the water surface (4) is the water separation angle (5), between 20 degrees and 40 degrees, and all the collision energy with water is reflected and converted into lift, and the water contact area is small. The friction resistance is low, and the water surface is parallel to the water surface (4) and does not have a water contact surface.
The left and right stern floats (2 ') also have buoyancy to float the stern part. The connecting rod (6) connects the bow float (2) and the stern float (2'), and the stern float (2 ') The front surface of ′) is the water separation surface (3 ′), the water separation angle (5 ′) between the water separation surface (3 ′) and the water surface (4) is changed from 20 degrees to 40 degrees, and all the collision energy with water is reflected. It is converted into lift, and the frictional resistance is small because the water contact area is small, and the water surface is parallel to the water surface (4) and does not have a water contact surface.
Thus, when navigating at high speed, only the water separation surface (3) and the water separation surface (3 ') of the bow float (2) and the stern float (2') are in contact with the water surface (4). Therefore, a high-speed boat characterized by a small water contact area.
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