JPH0580992U - 複合支持型船舶 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 船体重心、浮心および揚力作用点を所定位置
にもってくることにより、艇走、翼走時にも安定姿勢を
保持しながら走行できる複合支持型船舶を提供する。 【構成】 上部船体１と下部船体２とからなる船体を有
し、翼走時には下部船体２の浮力と水中翼の揚力の両方
で船体を支持する複合支持型の船舶において、船全体の
重心位置Ｇより前方に浮心Ｂ、後方に揚力作用点Ｌがく
るように構成する。これによって艇走から翼走への移行
時には自然に船尾トリムを形成して翼迎角を大きくで
き、また翼走時には浮力と揚力によるモーメントを釣り
合わせてトリムゼロの状態にできる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、船体重心、浮心および揚力作用点を一定の関係位置に設定してあ る超高速複合支持型船舶に関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近我が国でも短距離間の旅客輸送用として水中翼の揚力で船体の全重量を支 えてウォータジェット推進により超高速で航走する小型旅客船が登場して、旅客 分野における高速化のニーズに応えている。

【０００３】 一方、貨物専用輸送の分野では、従来コンテナ船等による比較的遅い速度での 大量輸送を特徴としてきたが、最近製品の多品種少量生産化、或いは生産拠点の 海外展開など生産システムの変化に伴って、海上輸送においても製品（例えば電 子部品や生鮮食料品等）を生産地から比較的近隣の需要地へ迅速に輸送するため に大型かつ超高速化の気運が急速に高まって来ている。

【０００４】 しかし、上述した超高速旅客船と同様な形式で超高速貨物船の大型化を図った 場合、自ずとその載荷重量にも制限が出てくる。この船型では、例えば積荷重量 約１０００ｔの大型超高速貨物船は巨大な水中翼が必要となり、船体抵抗が増大 するために、経済的には不利と言われている。

【０００５】 そこで、図４(a) 側面図、同図(b) 正面図に示すような船体を上部船体１と下 部船体２とで構成し、この両船体間の前後にセンタストラット３を設け、さらに この下部船体２の両側に水中翼４を突設した複合支持型の船舶が提案されている 。なお、ＷＬは水面を示す。この種船舶に関する先行技術としては特開昭６１− ５４３８２号公報（従来例１）、特開平３−３２９９４号公報（従来例２）等が ある。

【０００６】 かかる複合支持船型においては、図４に示すように低速時には上部船体１の下 部が水中に没するｄ₁ の吃水で航走する艇走状態と、高速になると水中翼４の揚 力により上部船体が水面上に浮上し、ｄ₂ の吃水で航走する翼走状態とがあり、 翼走状態では翼揚力と下部船体２の浮力とで船体全体の重量を支持している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

このように複合支持型船型では、通常の排水量型船舶とは全く異なった航走状 態を形成するため、航走中の船体姿勢の保持には格別の配慮を要する。つまり、 艇走から翼走に移行する段階で、翼揚力と浮力との占める割合および浮心位置が 変化するため、船体姿勢を徐々に変化させてゆかねばならない。特に、上記従来 例１の如く水中翼４の迎角が調整可能な場合には容易に翼迎角を大きくすること ができるが、従来例２の如く水中翼４が固定の場合には艇走状態から翼走状態へ の移行段階で翼迎角を大きくしようとするためには船尾トリムとしなければなら ず、一方、翼走状態においてはトリムゼロのイーブンキール状態とすることが船 を経済的に運航する上で必要である。船体の姿勢制御は水中翼に付設しているフ ラップ（図示せず）で行うことを考慮すると、上記のトリム変化をフラップ操作 により形成することは船体姿勢制御力の減少につながり、制御上の問題を生起す る危険性がある。また、バラスト調整による場合には、かかる複合支持型船舶が もつ船体を可能な限り軽量化したいという本来的な要請に沿わないこととなる。

【０００８】 本考案の目的は、船体重心、浮心および揚力作用点を一定の位置関係にもって くることにより、艇走から翼走への移行をスムーズにするとともに航走中の安定 姿勢を保持しながら走行できる複合支持型船舶を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的達成のため、本考案の要旨は、上部船体と下部船体とからなる船体を 有し、翼走時には下部船体の浮力と水中翼の揚力の両方で船体を支持する複合支 持型の船舶において、船全体の重心位置より前方に浮心、後方に揚力作用点がく るように構成してなる複合支持型船舶にある。

【００１０】

【作用】

上記構成において、停船時には上部船体は着水状態にあり、航走し始めには重 心位置が浮心位置より後方に来るようにしてある。従って、低速時（艇走時）に は揚力が小さいので浮力によるモーメントが大きくなって自然に船尾トリムとす ることができる。これに伴い自動的に水中翼の迎角（attack angle) を大きくと ることが可能となり、船速の増加とともに翼揚力（船速の２乗に比例）を増大さ せることができ、そして、ある所定の船速になった段階で水面上から上部船体は 浮上して、スムーズに翼走状態を形成するようになる。この翼走状態では、浮力 は減少するとともにその浮心位置は変動するが、重心、浮心および揚力作用点を 一定の位置関係に設定しているので、これら相互間の距離（モーメントレバー） が所定距離になるように設計しておけば、重心回りの揚力と浮力によるモーメン トをゼロ即ちイーブンキールの状態とすることが可能となる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面を参照しながら説明する。

【００１２】 図１は本考案にかかる複合支持型船舶の概略側面図、図２はその横断面図であ る。

【００１３】 これらの図において、１は上部船体、２は下部船体、３はセンタストラット、 ４は固定水中翼を示す。なお、５はサイドストラット、６はウォータジェット噴 出口、７は操縦室等が配置されている上部構造物、Ｆは船首部、Ａは船尾部を示 す。

【００１４】 図示するように複合支持型の船型は、広い積載スペース８を有する幅広の上部 船体１と、この船底中央部に前後に垂下された断面翼状のセンタストラット３と 、この前後のセンタストラット３の下端部に上部船体１とほぼ同長の魚雷状の下 部船体２と、この下部船体２のストラットとほぼ同じ位置において両側に略水平 に突設した固定（それ自身迎角の調整はできない）の水中翼４から主になる。こ の水中翼４の先端部付近は、上部船体１の両船側から垂下したサイドストラット ５により支持されている。なお、水中翼４には船体の姿勢制御等のための複数の フラップ（図示せず）がそれぞれ付設されている。航走中には後部のセンタスト ラット３の下方の下部船体２に設けた吸入口（図示せず）からウォータジェット ポンプにより水を吸引して船尾端の噴出口６より高速で噴射して船体が前進推力 を得るようになっている。

【００１５】 かかる複合支持型船舶の前進航走状態には、前述した通り翼走状態と艇走状態 の２つがある。すなわち、港湾内や離着岸時等の低速時には水中翼の揚力が無く なるので、上部船体１が着水して航走する艇走状態と、高速走行時には水中翼４ の揚力と下部船体２の浮力とで船体の全重量を支持して上部船体１を水面ＷＬ上 に浮上させて航走する翼走状態である。そのため、複合支持船型では艇走状態か ら翼走状態に移るまでの過程において、浮力と翼揚力との占める割合および浮心 位置が変化するため船体のトリム角を徐々に変化させる必要がある。船体の姿勢 制御は翼フラップにより行われることを考慮すると、上記のトリム変化を翼フラ ップの操作により形成することは船体の姿勢制御力の減少につながり、制御上の 問題を生起する危険性がある。

【００１６】 そこで、本考案では、図３に示す如く、載荷重量を含む船体全体の重心位置Ｇ の前方に船全体の浮心Ｂ、重心位置Ｇの後方に揚力作用点（水中翼が複数ある場 合にはそれらの揚力の合力の作用点）Ｌがくるように構成されている。ここで、 重心Ｇを挟んで前方に浮心Ｂ、後方に揚力作用点Ｌを持ってくる理由は次の通り である。

【００１７】 停船時には重心Ｇと浮心位置Ｂと一致させ、イーブンキール（トリムゼロ）の 状態にしているが、航走し始めには燃料の移動やバラストの排出等により重心位 置Ｇが浮心位置Ｂより後方に来るようにしてある。従って、低速時（艇走時）に は揚力が小さいので浮力によるモーメントが大きくなるため自然に船尾トリム（ 約１°〜２°) とすることができ、これに伴い自動的に水中翼４の迎角を大きく とることが可能となる。その結果、翼フラップを操作することなしに船速の増加 とともに揚力（船速の２乗に比例）も増大する。船速の増加につれて揚力と揚力 によるモーメントが増大してくるため、ある船速からは船尾トリムが減少しなが ら船体が上昇する。そして、ある所定の船速になった段階でトリムゼロとなると 同時に上部船体１は水面ＷＬ上からスムーズに浮上して、翼走状態へ移行するこ とができる。この翼走状態では、上部船体１の浮力はゼロとなり、重心、下部船 体２の浮心および揚力作用点間の距離の設計条件によって重心回りの揚力と下部 船体２の浮力によるモーメントはゼロ即ちトリムゼロの状態となっている。

【００１８】 また、浮心Ｂを船全体の重心位置Ｇより前方にもってくると、航走中何らかの 原因で翼揚力が急激に減少した場合、船体が翼の迎角を増す方向にトリムするの で船体の揚力が増加し、船体を元の姿勢に戻そうとする力が働く、という利点が ある。

【００１９】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、複合支持型船舶において、船全体の重 心位置を挟んで前後にそれぞれ浮心位置および揚力作用点がくるように構成した ので、艇走から翼走状態に至る間、揚力が大きく変化しても、その変化に対して 常に船体の縦方向の静的安定性を保ちながら、航走することが可能となる。特に 、バラスト調整ないしフラップ制御等によらずとも艇走から翼走への移行段階で は自然に船尾トリムを形成して翼迎角を大きくできる。その結果、翼揚力を容易 に増大せしめてスムーズに翼走状態へ移行でき、また、翼走状態においては浮力 と揚力によるモーメントを釣り合わせてイーブンキールの状態にすることができ る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例にかかる複合支持型船舶の側面
図である。

【図２】同横断面図である。

【図３】本考案の船体重心、浮心および揚力作用点との
位置関係を示す図面である。

【図４】(a)、(b) は、複合支持型船舶における航走状
態を説明するための側面図と横断面図である。

【符号の説明】

１…上部船体 ２…下部船体 ３…センタストラット ４…水中翼 ５…サイドストラット Ｇ…重心 Ｂ…浮心 Ｌ…揚力作用点

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部船体と下部船体とからなる船体を有
   し、翼走時には下部船体の浮力と水中翼の揚力の両方で
   船体を支持する複合支持型の船舶において、船全体の重
   心位置より前方に浮心、後方に揚力作用点がくるように
   構成してなる複合支持型船舶。