JPH06170021A - ヨット操船訓練装置システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 訓練目的に合わせて最適なヨット操船訓練装
置を提供する。 【構成】 １は実船同様に艤装された訓練用ヨット、２
は訓練用ヨット１に船体動揺を与える駆動装置、３は訓
練用ヨット１のセールに風を送る送風装置、４は訓練用
ヨットの視界に指導メッセージやヨットの帆走に伴う風
景映像などを表示する映像表示装置、５は訓練用ヨット
１へ向けて波音など環境音を発生する音響発生装置、６
は訓練用ヨットの下方視界に模擬海面を形成する模擬海
面装置、７は訓練用ヨット１の操船状況などに応じて駆
動装置２及び映像表示装置４を制御する制御装置、８は
訓練用ヨット１に対する風速や風向など訓練条件の設定
・変更、訓練状況のモニタなど指導教官が訓練の実行・
監視を行うための教官卓である。これらを選択的に組合
わせることによって全くの初心者用からプロ級上級者用
まで様々なヨット操船訓練装置を構築する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はヨットの操船訓練を陸
上で行うための装置に関し、特に訓練レベルや価格など
需要者のニーズに合ったヨット操船訓練装置を構築でき
るヨット操船訓練装置システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ヨットはセールに作用する風力から推力
を得て航走するものであり、この推力は風速・風向及び
セール角等により変化するためヨットの操船技術を習得
するには実際に海に出て練習をすることが重要である。
しかし、海上での練習は天候に左右されるため練習計画
が立てにくく、また危険が伴うため手軽にヨットの操船
技術を習得することは困難である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで要望されるのが
陸上において随時操船練習を行うことができるヨット操
船訓練装置であるが、訓練を受ける者の操船技術レベル
は、全くの初心者からヨットレースに出場する程のプロ
級熟練者まで多様であり、訓練装置に要求される機能も
訓練目的によって様々である。

【０００４】この発明は、上記事情に鑑み創案されたも
のであり、訓練目的に合わせて種々の機能レベルのヨッ
ト操船訓練装置を構築することができるヨット操船訓練
装置システムを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明のヨット操船訓練装置システムは、実船同様
に艤装された訓練用ヨット、上記訓練用ヨットに船体動
揺を与える駆動装置、上記訓練用ヨットのセールに風を
送る送風装置、上記訓練用ヨットの視界に指導メッセー
ジやヨットの帆走に伴う風景映像などを表示する映像表
示装置、上記訓練用ヨットへ向けて波音など環境音を発
生する音響発生装置、上記訓練用ヨットの下方視界に模
擬海面を形成する模擬海面装置、上記訓練用ヨットの操
船状況などに応じて上記駆動装置及び映像表示装置を制
御する制御装置、及び上記訓練用ヨットに対する風速や
風向など訓練条件の設定・変更、訓練状況のモニタなど
指導教官が訓練の実行・監視を行うための教官卓を用意
し、これらを選択的に組合わせることによってヨット操
船訓練装置を構築できるようにしたことを特徴とする。

【０００６】上記駆動装置は、ローリング方向のみの１
自由度の動揺を発生する初級用モデル、ローリング及び
ピッチング方向の２自由度の動揺を発生する中級用モデ
ル、さらにはロール動，ピッチ動，ヨー動，サージ動，
スウェイ動およびヒーブ動の６自由度の動揺を発生でき
る上級用モデルというように機能別あるいは目的別に各
種用意される。上記送風装置は、ファン、開放式風洞、
回流式風洞など各種用意される。また、上記制御装置
は、構築されるヨット操船訓練装置の機能レベルに応じ
て汎用のパソコンやミニコン、さらには専用のコンピュ
ータを適用し、これらに訓練目的に応じて船体運動や視
界映像などを制御するためのプログラムを格納して構成
される。

【０００７】

【作用】この発明のヨット操船訓練装置システムによれ
ば、上記訓練用ヨットと上記駆動装置、上記送風装置、
上記映像表示装置、上記模擬海面装置、上記音響発生装
置、上記制御装置及び上記教官卓を選択的に組合わせる
ことで、訓練目的に合った種々の機能レベルのヨット操
船訓練装置を必要最小限の構成要素で構築することがで
きる。

【０００８】

【実施例】図１には、この発明のヨット操船訓練装置シ
ステムの各構成要素並びにこれら構成要素を選択的に組
み合わせてなるヨット操船訓練装置の構築例が示されて
いる。

【０００９】このヨット操船訓練装置システムは、訓練
用ヨット１、駆動装置２、送風装置３、映像表示装置
４、音響発生装置５、模擬海面装置６、制御装置７およ
び教官卓８からなる。

【００１０】そこで先ず、これら各構成要素について説
明する。

【００１１】訓練用ヨット１： 実船と同様に艤装さ
れ、訓練者が実際に乗艇して各種の操船動作が行えるよ
うになっている。

【００１２】駆動装置２： この例では訓練用ヨット１
と一体品として構成されている。訓練用ヨット１-1の駆
動装置２-1はローリング方向のみの１自由度の動揺を発
生し、訓練用ヨット１-2の駆動装置２-2はローリング及
びピッチング方向の２自由度の動揺を発生し、訓練用ヨ
ット１-3の駆動装置２-3はロール動，ピッチ動，ヨー
動，サージ動，スウェイ動およびヒーブ動の６自由度の
動揺を発生するよう各々構成されている。

【００１３】送風装置３： 微風から弱風まで発生でき
るファン３-1、微風から強風まで発生できる開放式風洞
３-2，３-3および微風から強風まで発生できしかも風向
きを変えることができる回流式空洞３-4の３種類が用意
されている。

【００１４】映像表示装置４： 機能レベルにより実写
を用いた光ディスク方式とＣＧＩ（コンピュータ ジェ
ネレーテッド イマジナリー）方式が選択できる。光デ
ィスクを用いた方式では映像、音響記録媒体の再生装置
及び映像表示部（ＣＲＴまたはプロジェクタ＋スクリー
ン）を備えたメインユニット４-1が用意されている。ま
た、ＣＧＩ方式を用いた方式ではイメージジェネレータ
およびメインユニット４-1に増設される映像表示機能の
みのサブユニット４-2が用意されている。訓練用ヨット
１の船首側に配置したメインユニット４-1の両側にサブ
ユニット４-2を増設していくことで円弧状、半円状（１
８０°視界）さらには円形状（３６０°視界）の映像を
表示できる。

【００１５】音響発生装置５： 映像表示装置４、制御
装置７あるいは教官卓８からの信号を受けて波の音や各
種告知音を発振する．信号増幅用のアンプとスピーカと
で主に構成される。

【００１６】模擬海面装置６： 風によって運動する海
面テクスチャのシート部材であり、訓練用ヨット１を取
囲むようにしてフロアに設置される。

【００１７】制御装置７： 汎用のパソコン７-1および
ミニコンクラスのワークステーション７-2の２種類が用
意され、これらに訓練目的に応じて船体運動や視界映像
などを制御するソフトウェアが格納される。

【００１８】教官卓８： ワークステーション７-2に接
続されて、海域、風向、風速、波の向き、平均波周期、
潮向、潮速など訓練に必要な初期データの入力や、訓練
中においては、訓練状態のモニタ、風、波、潮流などの
環境条件の設定・変更など、総合的な訓練の実行・監視
を行う。なお、パソコン７-1を使用する場合にはこれが
教官卓を兼ねる。

【００１９】次に、上記各構成要素を選択的に組み合わ
せてなるヨット操船訓練装置の構築例について説明す
る。

【００２０】ローエントリーモデル： 全くの初心者を
対象とした入門用モデルで、訓練用ヨット１-1と映像表
示装置のメインユニット４-1とで構成される。このモデ
ルでは、ヨットの基本動作やタッキング指導のためのデ
ータが入った光ディスクを使用することで、メインユニ
ット４-1の表示部に指導メッセージを映し出しつつ、ヨ
ットへの乗降、セールの上げ下ろし、ティラーの操作、
セールのしまい方、付属備品の取扱いおよびロープワー
クの訓練を行うことができる。

【００２１】エントリーモデル： ローエントリーモデ
ルの訓練内容に加え、初心者に艇の横揺れや移動感覚を
体感させるためのモデルで、訓練用ヨット１-1、メイン
ユニット４-1およびパソコン７-1で構成される。このモ
デルでは、パソコン７-1によってメインユニット４-1お
よび駆動装置２-1を制御することで、メインユニット４
-1の映像表示部に遠景などの２次元映像を映し出しつつ
これと同期させて訓練用ヨット１-1にローリング方向の
船体動揺を与え、若干臨場感を持たせて初歩的な訓練を
行うことができる。

【００２２】ベーシックモデル： 訓練用ヨット１-1の
セールに実際に風を送りつつ基本的な操船技術を訓練す
るためのモデルで、エントリーモデルのメインユニット
４-1の左右にサブユニット４-2を増設し、訓練用ヨット
１-1の前方にファン３-1を配置し、訓練用ヨット１-1の
傍らにスピーカ５を設置して構成される。光ディスクに
は島などの固定物標の映像と潮流の映像とを画像合成し
た映像情報がヨットの船体方位に対応させて多数記録さ
れている。このモデルでは、パソコン７-1によってメイ
ンユニット４-1、駆動装置２-1およびファン３-1を制御
することで、メインユニット４-1およびサブユニット４
-2の映像表示部に遠景などの２次元映像や波映像を含む
３次元映像を映し出しつつ訓練用ヨット１-1にローリン
グ方向の船体動揺を与え、訓練用ヨット１-1に前方から
風を送って、タッキング（風上に向かって、風の吹いて
くる方向をこえて方向転換すること）やクロスホールド
（風上をいっぱいに切り上ってセイリングすること）な
どのセイリングの訓練を行うことができる。スピーカ５
より波音などの環境音を発生できるので臨場感を高める
ことができる。

【００２３】アドバンストモデル： ベーシックモデル
の上位モデルである。このアドバンスドモデル以降では
ＣＧＩ方式のみを用いることになる。２自由度の動揺を
発生できる訓練用ヨット１-2を使用し、映像表示装置４
は、サブユニット４-2を半円状に増設して１８０°の視
界映像を発生できる構成としている。また、スピーカ５
は左右に配置されており、ステレオ音響を発生すること
ができる。さらに訓練用ヨット１-2の設置フロア上には
模擬海面装置６が設けられる。このモデルでは、ベーシ
ックモデルで可能な訓練内容に加え、アビーム（風を真
横から受けてセイリングすること）やラフィング（風上
方向に、風の吹いてくる方向を変えないでコースを変え
ること）などの訓練を高い視覚的・聴覚的臨場感の下で
行うことができる。

【００２４】ハイレベルモデル： 通常のセーリングで
必要とされる操船技術の訓練内容を全て網羅した高級モ
デルであり、アドバンスドモデルの映像表示装置４にサ
ブユニット４-2を円形状に増設して３６０°の視界映像
を発生できる構成とし、ファン３-1に代えて訓練用ヨッ
ト１-2の前後に開放式風洞３-2，３-3が配置される。こ
のモデルでは、アドバンスドモデルで可能な訓練内容に
加え、ジャイビング（風下に向かって、風の吹いてくる
方向をこえて方向転換すること）、ランニング（風を真
後ろから受けて走るセイリングのこと）及びベアリング
（風下方向に、風の吹いてくる方向を越えないでコース
を代えること）などの訓練を高い臨場感の下で行うこと
ができる。

【００２５】プロフェッショナルモデル： ハイレベル
モデルの上位モデルであり、ヨットレースに出場するよ
うなプロ級熟練者を対象としている。訓練用ヨット１に
は６自由度の動揺を発生できる訓練用ヨット１-3が、送
風装置３には回流式空洞３-4が、制御装置７にはミニコ
ンレベルのワークステーション７-2がそれぞれ使用さ
れ、さらに教官卓８が追加される。教官卓８は、装置の
起動・停止、風速、潮流の方向の設定、その他セーリン
グの指導要項などを入力する操作盤８ａと、航跡，艇
速，経過時間，セーリングの指導要項などを表示するＣ
ＲＴ８ｂとを備え、指導教官が訓練の実行・監視を行う
ことができる。ワークステーション７-2は、回流式空洞
３-4の設定風力および風向と、訓練用ヨット１-3に設け
られたセンサによるブーム角、ラダー角、ヒール角、ヒ
ールモーメント、ハリヤードテンションなどの検出値と
を基に実際のヨットにおける場合に相当するセール操作
応答や舵角応答の計算を行ってセールやラダー操作に起
因して船体に作用する力を求め、操縦運動数学モデルに
よる演算を実行する。この操縦運動数学モデルは、セー
ルやラダーを操作することによる船体運動を求めるため
の数式群を用いて船体やラダーに働く流体力を求める数
学モデルであり、ローリング方向、ピッチング方向及び
旋回方向の船体運動の運動方程式と共に、ワークステー
ション７-2内にプログラムとして格納されている。ワー
クステーション７-2は、操縦運動数学モデルによって求
めたセール操作などに起因する流体力を船体運動の運動
方程式に代入してヨットの船体方位、速度、加速度、角
速度、角加速度、さらにはこれら諸量によって決定され
るヨットの位置・姿勢および船体動揺を演算し、その結
果を制御量として駆動装置２-3に出力する。駆動装置２
-3は、この制御量に応じてヨットの進行方向である旋回
角とヒール角を調整すると共に適宜の周期でピッチング
運動（波に相当）を発生させる。この駆動装置２-3によ
るヨット１の帆走状態はワークステーション７-2にフィ
ードバックされる。ワークステーション７-2はヨットの
位置、船体方位および船体速度などの演算結果と風速や
潮流の向きなどの設定条件とに基づいて、メインユニッ
ト４-1によるＣＧＩ映像の再生動作を訓練用ヨット１-3
の動きに合わせて制御する。このモデルによれば、様々
な操船技術の訓練を極めて高い臨場感の下で手軽に行う
ことができる。タッキング、クロスホールド、アビー
ム、ラフィング、ジャイビング、ランニング、ベアリン
グなど、基本的な操船技術を全て網羅し、教官卓８から
の操作で風速や風向、視界映像などを様々に変えること
ができるので、全くの初心者からプロ級熟練者まで広範
なレベルの訓練に対応できる。

【００２６】

【発明の効果】以上要するにこの発明によれば、訓練目
的や価格など需要者のニーズに合った種々の機能レベル
のヨット操船訓練装置を必要最小限の構成要素で構築す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のヨット操船訓練装置システムの各構
成要素並びにこれら構成要素を選択的に組み合わせてな
るヨット操船訓練装置の構築例を示す概念図である。

【符号の説明】

１-1 訓練用ヨット １-2 訓練用ヨット １-3 訓練用ヨット ２-1 駆動装置 ２-2 駆動装置 ２-3 駆動装置 ３-1 ファン（送風装置） ３-2 開放式風洞（送風装置） ３-3 開放式風洞（送風装置） ３-4 回流式空洞（送風装置） ４-1 メインユニット（映像表示装置） ４-2 サブユニット（映像表示装置） ５ スピーカ（音響発生装置） ６ 模擬海面装置 ７-1 パソコン（制御装置） ７-2 ワークステーション（制御装置） ８ 教官卓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 智夫 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 富松 宏明 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 牛奥 孝男 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 実船同様に艤装された訓練用ヨット、上
   記訓練用ヨットに船体動揺を与える駆動装置、上記訓練
   用ヨットのセールに風を送る送風装置、上記訓練用ヨッ
   トの視界に指導メッセージやヨットの帆走に伴う風景映
   像などを表示する映像表示装置、上記訓練用ヨットへ向
   けて波音など環境音を発生する音響発生装置、上記訓練
   用ヨットの下方視界に模擬海面を形成する模擬海面装
   置、上記訓練用ヨットの操船状況などに応じて上記駆動
   装置及び映像表示装置を制御する制御装置、及び上記訓
   練用ヨットに対する風速や風向など訓練条件の設定・変
   更、訓練状況のモニタなど指導教官が訓練の実行・監視
   を行うための教官卓を用意し、これらを選択的に組合わ
   せてヨット操船訓練装置を構築することを特徴とするヨ
   ット操船訓練装置システム。