JPH0656030A - 水中翼付エアークッション艇 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水中翼付エアークッション艇において、ルー
バーの開度および水中翼の翼角を制御する船体姿勢制御
手段の改良をはかったものである。 【構成】 船体１の姿勢およびエアークッション室７の
圧力を検出しうるセンサー２と、船体１の姿勢について
の基準値を設定しうる基準値設定手段と、同基準値設定
手段からの基準信号とセンサー２からの検出信号とを比
較する第１の加減算器12と、同加減算器12からの出力信
号を受けて前向制御を行なう前向制御器９と、センサー
２からの検出信号にフィードバックゲインを施して出力
された信号と前向制御器９からの出力信号とを比較する
第２の加減算器13とが設けられて、第２の加減算器13か
らの出力信号に基づき上記のルーバー開度調整用アクチ
ュエータと翼角調整用アクチュエータとを制御する制御
系３が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、船体下部にそなえたエ
アークッション室により船体を浮上させるようにして航
行するエアークッション艇に関し、特にその前部および
後部に左右一対の水中翼をそなえて船体姿勢の制御の改
良をはかった、水中翼付エアークッション艇に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、船体姿勢制御系をそなえたエアー
クッション艇としては図４に示すようなものがあり、船
体１の下部に、その両船側部とエアーバッグ状の船首シ
ール１aおよび船尾シール１bとで囲まれたエアークッシ
ョン室７が形成されている。そして、船首部および船尾
部に設けられたリフトファン６からそれぞれ船首シール
１aおよび船尾シール１bの内部を経由し空気通路を通っ
て供給される空気により、海面に対するエアークッショ
ン効果で船体１の浮上が行なわれ、抵抗の少ない状態で
航行できるようになっている。また、エアークッション
室７の内部から空気を適宜排出して船体１の姿勢を調整
するため、エアークッション室７へ通じる開度可変型ル
ーバー４が設けられており、同ルーバー４の開度調整制
御は、エアークッション室２内の空気圧を検出する図示
しない空気圧センサーからの検出信号に基づき、圧力計
アンプおよびコントローラからなる船体姿勢制御系によ
り、油圧シリンダ等の図示しないルーバー開度調整用ア
クチュエータを介して行なわれるようになっている。

【０００３】すなわち、設定された圧力値と空気圧セン
サーにより計測されたエアークッション室７の圧力とを
比較し、後者が高ければ上記ルーバー開度調整用アクチ
ュエータに開度大の信号を送り、後者が低ければ開度小
の信号を送るようになっている。リフトファン６の作用
でバッグ状の各シール１a，１bに送り込まれる空気は、
上記通路でやや絞られるので、各シール１a，１b内の圧
力はエアークッション室７内の圧力よりもやや高くな
り、エアーバッグとして展張され弾性を持ったエアーシ
ールが構成される。このため船体前後からの空気の漏れ
を少なくすることができる。

【０００４】また、ルーバー４は、エアークッション室
７の圧力が高ければ前述の制御系からの開度大の信号で
開き加減となり、空気圧を下げ、エアークッション室７
の圧力が設定値に合うように開度が調節されるので、エ
アークッション室７の圧力はほぼ一定に保たれ、したが
って船体１は適当な高さに浮上し航走できる。さらに、
波があるときは、この波がエアークッション室の空気を
圧縮しエアークッション室の圧力が上昇して、船体を突
き上げようとするが、この圧力上昇も空気圧センサーで
検出され、ルーバー４が瞬間的に開度大となり圧力上昇
を防ぎ、船体の突き上げを防いで良好な乗り心地を提供
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな従来のエアークッション艇では、ルーバーの開度を
調整することにより上下動をコントロールすることは可
能であるが、ピッチング，ローリングのコントロールを
行なうことはできず十分な船体姿勢制御ができないとい
う問題点がある。そのため、船体の前部および後部にそ
れぞれ左右一対の翼角可変型水中翼をそなえた水中翼付
エアークッション艇が提案されているが、ルーバー，水
中翼を効果的に制御してピッチング，ローリング，上下
動を総合的にコントロールするような水中翼付エアーク
ッション艇は、優れたものがいまだ存在していない。

【０００６】本発明は、このような問題点の解決をはか
ろうとするもので、船体姿勢を検出しうるセンサーから
の検出信号に基づき、開度可変型ルーバーの開度および
翼角可変型水中翼の翼角を同時に制御してピッチング，
ローリング，上下動といった動揺に対処して船体姿勢を
総合的にコントロールできるようにした、水中翼付エア
ークッション艇を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明の水中翼付エアークッション艇は、船体下部
に設けられたエアークッション室と、同エアークッショ
ン室へ給気するリフトファンと、上記エアークッション
室の圧力を調整すべく船体に装着された開度可変型ルー
バーと、同ルーバーの開度を調整しうるルーバー開度調
整用アクチュエータとをそなえるとともに船体の前部お
よび後部にそれぞれ左右に対をなして装着された翼角可
変型水中翼と、同水中翼の翼角を調整しうる翼角調整用
アクチュエータとをそなえ、船体の姿勢を制御すべく、
船体の姿勢および上記エアークッション室の圧力を検出
しうるセンサーと、船体の姿勢についての基準値を設定
しうる基準値設定手段と、同基準値設定手段からの基準
信号と上記センサーからの検出信号とを比較する第１の
加減算器と、同加減算器からの出力信号を受けて前向制
御を行なう前向制御器と、上記センサーからの検出信号
にフィードバックゲインを施して出力された信号と上記
前向制御器からの出力信号とを比較する第２の加減算器
とが設けられて、上記第２の加減算器からの出力信号に
基づき上記のルーバー開度調整用アクチュエータと翼角
調整用アクチュエータとを制御する制御系が形成された
ことを特徴としている。

【０００８】

【作用】前述の本発明の水中翼付エアークッション艇で
は、船体の姿勢についての基準値としての基準信号とセ
ンサーにより検出された船体の姿勢についての検出信号
との偏差信号に前向制御器で前向制御を施された出力信
号と、センサーからの検出信号にフィードバックゲイン
を施して出力された信号とを加減算した信号が、ルーバ
ー開度調整用アクチュエータと翼角調整用アクチュエー
タとに入力される作用が行なわれる。そして、センサー
からの検出信号に基づいてルーバーの開度および水中翼
の翼角の制御が行なわれ、ピッチング，ローリング，上
下動といった動揺に対処して船体の姿勢制御が行なわれ
る。

【０００９】

【実施例】以下、図面により本発明の一実施例としての
水中翼付エアークッション艇について説明すると、図１
はその装置の構成概念図、図２はその船体縦断面図、図
３はその制御系統図である。図１，２に示すように、本
実施例の水中翼付エアークッション艇は船体１の下部に
その両船側部とエアバッグ状の船首シール１aおよび船
尾シール１bとで囲まれたエアークッション室７が形成
されている。

【００１０】そして船体１には船首部および船尾部にエ
アークッション室７へ給気するリフトファン６が設けら
れるとともに、エアークッション室７の内部からの空気
の排出量を調節してその圧力を調整するために開度可変
型ルーバー４および同ルーバー４の開度を調整しうる図
示しないルーバー開度調整用アクチュエータが設けられ
ている。また、船体１の両船側部の前部および後部に翼
角可変型水中翼５がそれぞれ左右に対をなして装着さ
れ、同水中翼の翼角を調整しうる図示しない翼角調整用
アクチュエータもそなえられている。

【００１１】さらに、船体の姿勢およびエアークッショ
ン室７の圧力を検出しうる複数のセンサー２が設けられ
るとともに、船体の姿勢についての基準値を設定しうる
図示しない基準値設定手段が設けられている。そして、
本実施例における制御系３は図３のように構成されてい
る。すなわち本制御系３には上記基準値設定手段からの
基準信号ｒ＝（Ｚ^1/4，θ^1/4，φ^1/4）と、センサー２
からの検出信号のうちセンサー２の下流側に設けられた
出力値抽出器14において抽出された検出信号Ｙp＝（Ｚ,
θ,φ）とを比較する第１の加減算器12が設けられると
ともに、同加減算器12からの出力信号を受けて前向制御
を行なう前向制御器９が設けられている。なお、前向制
御器９は積分器11と前向補償ゲインＫ_1/4を乗ずる前向
補償ゲイン部10とから構成されている。

【００１２】また、センサー２からの検出信号はフィー
ドバックゲイン部８で直接フィードバックゲインＫxを
施され、フィードバックゲイン部８からの出力信号と、
前向制御器９内の前向補償ゲイン部10からの出力信号と
を比較する第２の加減算器13が設けられ、同加減算器13
からの出力信号ｕは上記のルーバー開度調整用アクチュ
エータと翼角調整用アクチュエータとに入力されるよう
になっている。上述の構成により、本実施例の水中翼付
エアークッション艇では、次のような作用が行なわれ
る。すなわち、まずセンサー２にて、上下変位Ｚ，上下
変位速度ｄＺ／ｄｔ，ピッチ角θ，ピッチ角速度ｄθ／
ｄｔ，圧力値μ，ロール角φ，ロール角速度ｄφ／ｄｔ
等が検出され、これら検出信号に対してフィードバック
ゲインＫx（マトリックス）が乗ぜられて制御信号が作
られ、この制御信号が第２の加減算器13へ入力される。

【００１３】また、センサー２の検出信号の中から出力
値抽出器14において出力値Ｙp（Ｚ,θ,φ）が抽出さ
れ、この出力信号Ｙpと基準設定値ｒ（Ｚ^1/4，θ^1/4，
φ^1/4）との偏差信号Ｙeが第１の加減算器12から出力さ
れる。そして加減算器12からの出力信号Ｙeは前向制御
器９に入力され、前向制御器９で作られた制御信号は加
減算器13へ入力される。加減算器13で２つの制御信号の
加減演算が行なわれ、上記の翼角調整用アクチュエータ
およびルーバー開度調整用アクチュエータへの指令信号
が作られる。

【００１４】このようにして作られた指令信号によりル
ーバー４の開度と水中翼５の翼角の制御が行なわれる。
以上述べたように、翼角調整用アクチュエータとルーバ
ー開度調整用アクチュエータとの制御が行なわれるの
で、本実施例の水中翼付エアークッション艇では船体姿
勢の安定した航走が可能となり、波，風，潮流などの外
乱に対しても安定性のよい、適切に姿勢制御された高速
船舶の実現が可能になる。

【００１５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の水中翼付
エアークッション艇によれば、開度可変型ルーバーの開
度および翼角可変型水中翼の翼角を同時に制御し、ピッ
チング，ローリング，上下動といった動揺に対処して船
体姿勢の制御を総合的に行なうという手段により、船舶
を安定航走させることができ、かつ波，風，潮流などの
外乱に対しても安定性のよい航走を可能にならしめると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての水中翼付エアークッ
ション艇を示す装置構成の概念図である。

【図２】図１の水中翼付エアークッション艇の船体縦断
面図である。

【図３】図１の水中翼付エアークッション艇の制御系統
図である。

【図４】従来のエアークッション艇の船体縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 船体 １a 船首シール １b 船尾シール ２ センサー ３ 制御系 ４ 開度可変型ルーバー ５ 翼角可変型水中翼 ６ リフトファン ７ エアークッション室 ８ フィードバックゲイン部 ９ 前向制御器 10 前向補償ゲイン部 11 積分器 12 第１の加減算器 13 第２の加減算器 14 出力値抽出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船体下部に設けられたエアークッション
   室と、同エアークッション室へ給気するリフトファン
   と、上記エアークッション室の圧力を調整すべく船体に
   装着された開度可変型ルーバーと、同ルーバーの開度を
   調整しうるルーバー開度調整用アクチュエータとをそな
   えるとともに船体の前部および後部にそれぞれ左右に対
   をなして装着された翼角可変型水中翼と、同水中翼の翼
   角を調整しうる翼角調整用アクチュエータとをそなえ、
   船体の姿勢を制御すべく、船体の姿勢および上記エアー
   クッション室の圧力を検出しうるセンサーと、船体の姿
   勢についての基準値を設定しうる基準値設定手段と、同
   基準値設定手段からの基準信号と上記センサーからの検
   出信号とを比較する第１の加減算器と、同加減算器から
   の出力信号を受けて前向制御を行なう前向制御器と、上
   記センサーからの検出信号にフィードバックゲインを施
   して出力された信号と上記前向制御器からの出力信号と
   を比較する第２の加減算器とが設けられて、上記第２の
   加減算器からの出力信号に基づき上記のルーバー開度調
   整用アクチュエータと翼角調整用アクチュエータとを制
   御する制御系が形成されたことを特徴とする、水中翼付
   エアークッション艇。