JPH0752866A - 滑走型船体 - Google Patents

滑走型船体

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JPH0752866A
JPH0752866A JP6155263A JP15526394A JPH0752866A JP H0752866 A JPH0752866 A JP H0752866A JP 6155263 A JP6155263 A JP 6155263A JP 15526394 A JP15526394 A JP 15526394A JP H0752866 A JPH0752866 A JP H0752866A
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ピーター・ジェイ・バン・ディーペン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は特に高速滑走型の船体形状に関する
もので、今まで開発されているものとは異なり、船体周
囲と船体下方の水の流れを修正する新しい独特な形によ
り高速時に船体後方の波を最小量に減らすことを特徴と
するものを提供することにある。 【構成】 本発明の船体形状は、従来のものよりも安定
しており、これは主に高い船幅対船長( beam to lengt
h ) 比率と、高速走行時もしくは静止時に特に安定性を
もっていない従来のV字形とは異なった船尾形状によ
る。 【効果】 この流体力学的効果により船体の抵抗を減ら
し、速度を高め、および/または燃料の消費を抑えるこ
とができる。さらに、船後方の引き波を減少させ、船に
よる波が海岸を浸食することから地域の規制で速度が制
限されている海岸付近でもフルスピードで走行できると
いう効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高速船舶の船体形状に、
特に、引き波と抵抗を減らす流体力学現象を起こす滑走
型単胴船体の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】船を高速で推進させるために重量に対し
て十分な割合の推進力をもった機械的推進装置の発明以
来、流体力学的浮力により、船は水面に引き上げられ、
速いスピードで進行する滑走型船体は過去百年の間に数
多く設計、建造がなされてきた。
【0003】一定の喫水で船体が水中を走行するならば
抵抗は非常に低いので、滑走型で高速は可能である。し
かし典型的な滑走型船体は高速になると、波を多量に生
み出し、あたりにしぶきをまき散らす。波の発生は、一
定量の水の偏向あるいは移動を表すもので、蓄積された
エネルギー媒体(蓄積された電力その他、各種の燃料)
を利用し、活動装置(水または空気プロペラ、ウォータ
ージェット、その他)を駆動する、単一または複数のエ
ンジンおよびモーターの形態の推進装置により提供され
るエネルギーの一部を必要とし、吸収することになる。
1)波を起こすのに費やされるエネルギーは、船の設計
者と運転者にとっては無駄であり、その上、2)他船の
運転者の妨害をするばかりか、3)海岸の浸食を引き起
こす。第1にこの現象により、潜在的スピードが減少す
るだけでなく、燃料消費と走行経費が増える。第2、第
3については、多くの規制に関する問題となり、特定地
域ではさらに速度制限によるスピードの低下をもたら
す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、同様
の適用に対する船体構造の場合とは異なり、高速走行時
に生じる引き波の量を減少させる船体形状を提供するも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段およびその作用効果】本発
明の流体力学的効果を改良する船体形状には特徴が2つ
ある。第1に船尾の形状が従来の、高速になるとすべて
の滑走型船に特徴的な、船尾に「ルースターテール」と
呼ばれる高い波を生じさせる浅いV字形または深いV字
形をしていないことである。原則として、このような波
は避けられない。船体下で圧縮された水圧により、垂直
なトランソムの後ろですばやく水がはね上がるからであ
る。しかし、本発明者はその上に他の波を誘導すること
により、波を抑え、除去することができることを見出し
た。水面のこのような他の波または「みぞ」をトランソ
ムのサイドエッジ周辺に発生させることができる。
【0006】従来のV字形のトランソム形状はコーナー
では非常に浅く、この部分の水にほとんど影響しない。
本発明ではトランソムのコーナーは非常に深く水中へ押
し込まれ、実際にトランソムの内側部分よりも深くな
る。スピードが出ると、それらが作る「みぞ」はより低
い圧力の方向へ、「ルースターテール」が生じている航
跡の中央線に向かってくずれる。適性に設定されると
(トランソムコーナーの最適深さは船幅と速度に関係す
る)、コーナー「みぞ」は「ルースターテール」の上に
くずれ、実質的にそれをつぶしてしまうので非常に平坦
で、滑らかな航跡になる。船の走行によって起こる波が
少なくなると、エネルギーも少なくてよいので、船のス
ピードをさらに上げるためにより多くのエネルギーを残
しておくことができることになる。
【0007】船尾の波を減らすのに貢献する第2の特徴
は、船尾船体の中央部に水線が集中することである。滑
走型船体ラインが船尾部分において平行でなければなら
ないという一般的な理論に合致する現在の船体とは異な
り、本発明では直接「ルースターテール」を作り出す船
体中央部が、船尾に向かうほど細くなっている。このよ
うにして、船体下の水圧(リフト力のもと)を、それが
解放されるトランソムに到達する前に消失させるので、
圧力解放によりできる「ルースターテール」を減少させ
ることになる。
【0008】上記トランサムの寸法決めおよび形状決め
が適切に組み合わせられると、これら2つの流体力学的
効果により、船尾の波がほとんどなくなり、抵抗が減る
結果、高速走行が可能となる。
【0009】主として上述の船尾部分における船体形状
により、流体力学的性能の改良が達成される。船首の方
向では、船体がなめらかな深いV字形で、これが3つの
面に分かれ、船尾に向かって浅いM字形に広がるで、高
速時の波浪中にもすぐれたシーキーピング(seakeepin
g)特性(滑らかな乗り)を有することになる。
【0010】さらに、トランソム形状が深いコーナーを
有する形状であるので、安定性が高まる効果がある。従
来の全体としてのV字形船体形状では、船底外板が水か
ら浮き上がるとすぐに安定性が悪くなる。これはヒール
の角度が非常に浅い場合に典型的に起こるものである。
これに対し、本発明に係る、船体形状の深いコーナーで
は、より長い間水中に入っているため、船を真っ直ぐに
保つのにより効果的である。
【0011】上記の特徴に加えて、逆のチャインエント
ランス(高速では水との接触点において外側チャインが
内側チャインよりも低く延びている)が船体下方の船首
波およびしぶきのほとんどをそれらが発達する前に制限
するので、横波を減らし、さらに抵抗を減らすことにな
る。
【0012】上記船体形状は新しい独自の概念を構成す
る。単純構造で安価な構造、高い予備浮力(逆トリムや
沈下のない重い荷の運搬能力)、高い安定性というすべ
ての利点を備えた単胴船体は、高速になると流体力学的
意味において事実上三胴船となり、高速で走行でき、安
定性もあるが、構造は複雑でなく、建造コストも低い。
【0013】
【実施例】図1ないし図4は本発明の好ましい具体例を
示す。図面およびその詳細な説明により、本発明独自の
特徴とその流体力学的効果を以下に表す。
【0014】重要で独特な第1の特徴は、側面図(図
3)における上部チャイン(1)と下部チャイン(2)
の交差である。その結果、外側船底外板(4)は船首方
向で深いV形状から船尾方向で浅い逆V形へねじれてい
る。船が合板、アルミニウム、あるいはそれに類似した
もので建造される場合、船底外板(4)はねじれるが、
展開および構成可能な面である。ファイバーグラスある
いはそれと同等のもので建造する場合、形成には困難は
ない。ねじれた外板(4)の効果は船首方向の非常に深
いVセクション(図2に最もよく示す)の組み合わせを
達成し、その結果、高速時で波に対しすぐれたシーキー
ピング特性が見られ、船尾では効果の高いリフティング
面を伴う。上記外側船底外板(4)は内側船底外板
(5)とともに船体底部の船尾部に底部チャンネルを形
成し、そこでは空気/水のしぶきが制限され、船外での
しぶきおよび波を減少させる(こうして抵抗を減らし、
スピードを高める)。同時に船体下の摩擦抵抗を減ら
す。この流体力学的効果に加え、前方のチャイン(1)
と(2)の配置は、特になめらかで、チャイン(船首部
分では効果的に消失する)に壊されることのない船首外
観となっている。滑走型船体形状の改良である。
【0015】第2の重要な独自な特徴は、トランソムの
浅いM形状であり、船尾における内側船底外板(5)の
浅いV形状と外側船底外板(4)の逆向きの浅いV形状
とを結合して形成される。今まで唯一取り入られてきた
トランソムの形状は、様々な深さのV形の集まりで、時
にはトランソムで終わる細い水平中間船底外板と結合し
ているが、それは主として余分な浮力を船首に加えるた
めにある。M形トランソムは、従来の設計とは全く異な
っており、本発明の最も重要な流体力学的現象を引き起
こす特徴である。このトランソムの外板のコーナーは非
常に低い位置にあり、実際トランソムの最下部であるこ
とができる。その結果、スピードを出すとすぐにトラン
ソムの直後の水中に「みぞ(groove) 」ができる。この
みぞは水中に力学上不安定な垂直な「壁」を形成し、航
跡の中央線に向かってくずれる。適当な大きさであれ
ば、これらはくずれて、発達している「ルースターテー
ル」(トランソム波)を覆う。従来の船体ではトランソ
ム波はかなり大きく(船体より高い)、大量のエネルギ
ーを連続して吸収する結果、抵抗が大きくなる。これは
上述の流体力学的効果により、かなり減少されるか解消
され、抵抗を減少させるだけでなく、波の打ち寄せを減
少させる。これはしばしば海岸付近での規制の対象とな
っている。つまり、本発明の船型であれば海岸付近でも
合法的に高速で走行可能である。海岸浸食への影響が少
ないことに加え、商業的走行の場合(高速フェリー)で
あれば競合できない利点を提供することができる。これ
も滑走型船体形状の改良点である。
【0016】第3の重要な独自の特徴は、平面図におい
て下部チャイン(2)が船尾方向に収束することであ
る。従来の考えでは船体ラインとチャインが船尾部では
真っ直ぐで中央線と平行であるというもっともらしい形
式を要求しいている。この考え方から離れることによ
り、高速時に船尾領域の水流に対し有利な修正を提供す
ることができる。チャイン(2)を収束させることによ
り、航跡の中央線の方向に流れが向かい、トランソム側
部に減圧域を作り、上記水の壁の崩壊効果を高める。さ
らに、得られる船体の幾何学的形状は深くない中央線V
形をなし、船尾波を小さくする。これも滑走型船体形状
の改良点を示す。
【0017】以上の特徴はある範囲の大きさとスロープ
の比率と角度に関係するが、利用できる系統だった実験
例を重ねることにより、船の大きさと速度を関数とする
パネルと角度の大きさを決める数式を定義することは可
能である。上述の流体力学的効果を高めるのに必要なも
のとして、性質上の主な特徴を以下の実施態様にに示
す。数値を定めることは、この効果を最大限に高めるこ
とにつながるにすぎない。
【0018】上記発明に基づいて設計建造した12人乗
り海上タクシー(全長9.14m、幅3.25m)に2
40HPのエンジンを搭載し、30ノットで高速走行す
ると極めて小さい引き波や波浪で走行できることを確認
した。
【0019】本発明は、添付の図面によって制限されな
いが、1つの、あるいはすべての本質的特徴が以下に述
べる効果の限界内にある限り修正可能である。最内部の
船底外板のエッジが、平面図で中央線前方で始まり、船
体の長さの前方から25〜50%あたりで最大幅に到達
するまで外側に広がり、船尾へ延びるにつれて再び中央
線方向にカーブする船体とするのが好ましい。
【0020】また、上記チャインがシャープな形態だけ
でなく、丸みを帯びたラウンドとすることもできるし、
チャインを面取りしてダブルまたはマルチナックル形態
とすることもできる。更に、チャインフラットまたはビ
ルジキールを形成することも可能である。
【0021】更に上記3つの主要な面に沿ってさらに別
の面が上記主要面の間にあるか、底部または側部に集中
している船体を提供することができる。即ち、船側外板
には1または2以上のナックル(張り出し部)を形成す
ることができる一方、船底外板にはプレーニングストラ
イプまたはスプレーストリップを形成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の船体を船首45度方向からみた斜視図
である。
【図2】上記船体の正面図である。
【図3】上記船体の側面図である。
【図4】上記船体の平面図である。
【符号の説明】
1 上部チャイン 2 下部チャイン 3 船側外板 4 外側船底外板 5 内側船底外板 6 船体の横断セクション 7 船体の水平セクション(水線)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船首から船尾に延びる少なくとも3つの
    主要な船底外板と船側外板からなる滑走型船体におい
    て、 上記外板は少なくとも上記船側外板と船底外板を区分す
    るチャイン1と上記船底外板を内側船底外板と外側船底
    外板とに区分するチャイン2を備え、 1)上記内側船底外板が船首から船尾にかけてその中央
    線から外広がり、かつ上向きに延び、しかもその外板の
    横裁断面のスロープが船首における急角度から船尾にお
    ける緩角度に変化し、 2)上記外側船底外板が船首側で上向き外広がりで、し
    だいに下向きへねじれて船尾側で下向き外広がりをな
    し、 3)上記船側外板は船首から船尾にかけてしだいに急角
    度で外方向および上方向に広がり、 4)側面投影図で船首側で上記チャイン2が上記チャイ
    ン1の下に位置し、船体の中央部で交差し、船尾側では
    上記チャイン2が上記チャイン1の上に位置するように
    チャインが配置されていることを特徴とする滑走型船
    体。
  2. 【請求項2】 内側船底外板のチャイン2が、平面図で
    前方では中央線から始まり、船体の長さの前方から25
    〜50%あたりで最大幅に到達するまで外側に広がり、
    船尾へ延びるにつれて再び中央線方向にカーブする請求
    項1記載の船体。
  3. 【請求項3】 上記チャイン1または2がシャープでは
    なく、丸みを帯びているかまたはマルチナックルとなっ
    ている請求項1記載の船体。
  4. 【請求項4】 上記3つの主要な面に沿ってさらに別の
    面が上記主要面の間にあるか、底部または側部に集中し
    ている請求項1記載の船体。
JP6155263A 1993-08-04 1994-06-13 滑走型船体 Pending JPH0752866A (ja)

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