JPH0829745B2 - Optimal attitude search device for hydrofoil - Google Patents
Optimal attitude search device for hydrofoilInfo
- Publication number
- JPH0829745B2 JPH0829745B2 JP18005689A JP18005689A JPH0829745B2 JP H0829745 B2 JPH0829745 B2 JP H0829745B2 JP 18005689 A JP18005689 A JP 18005689A JP 18005689 A JP18005689 A JP 18005689A JP H0829745 B2 JPH0829745 B2 JP H0829745B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- altitude
- signal
- ship speed
- flap
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水中翼船の最適姿勢探索装置に関し、特に最
大船速となるような水面に対する船体の高度(つまり、
翼深度)を探索する探索装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device for searching for an optimal attitude of a hydrofoil, and more particularly to an altitude of a hull with respect to the water surface (that is,
The present invention relates to a search device for searching the wing depth).
最近、特公昭53−37636号公報に記載されているよう
な高速水中翼船が実用化されているが、この水中翼船で
は船首部と船尾部とに夫々回動式ストラットを介して前
部翼と後部翼が設けられ、前部翼には前記フラップ装置
がまた後部翼には後部フラップ装置が夫々設けられ、船
尾部にはウォータジェット方式の推進装置が設けられ、
種々の検出機器からの検出信号に基いて制御装置によっ
て前部フラップ装置と後部フラップ装置とラダー(前部
ストラット)を制御するようになっている。Recently, a high-speed hydrofoil ship as described in Japanese Examined Patent Publication No. 53-37636 has been put into practical use, but in this hydrofoil ship, the front part is provided at the bow and the stern via rotary struts, respectively. A wing and a rear wing are provided, the front wing is provided with the flap device, the rear wing is provided with a rear flap device, and the stern is provided with a water jet type propulsion device,
The control device controls the front flap device, the rear flap device and the rudder (front strut) based on detection signals from various detection devices.
ところで、上記水中翼船の翼走中、翼深度つまり水面
に対する船体高度に応じて抵抗が変動することから、艇
走から翼走へ移行後最大船側が得られるような翼深度に
設定することが望ましい。但し、海象条件や積荷・乗員
の重量が一定でないことから、翼深度を一律に設定する
ことは出来ない。By the way, since the resistance varies according to the wing depth, that is, the height of the hull with respect to the water surface during the wing running of the hydrofoil, it is possible to set the wing depth so that the maximum ship side can be obtained after transitioning from boat running to wing running. desirable. However, the wing depth cannot be set uniformly because the sea conditions and the weight of cargo and crew are not constant.
そこで、従来では翼走への移行後操縦者が深度設定レ
バーを操作して前部フラップのフラップ角を調節し、そ
の調節に伴う船速(船速計より目視にて判る)の増減を
判別するのを数回繰返すことにより経験と勘を頼りに試
行錯誤的に最大船速が得られる翼深度(つまり船首高
度)を設定していた。Therefore, in the past, after shifting to wing running, the operator operated the depth setting lever to adjust the flap angle of the front flap, and the increase / decrease in ship speed (visible from the speedometer) due to the adjustment was determined. The blade depth (that is, the bow height) at which the maximum ship speed was obtained was set by trial and error by relying on experience and intuition by repeating the operation several times.
一方、船体のトリムによっても抵抗が変動することか
ら、前部フラップ装置と後部フラップ装置を介して最大
船速が得られるトリムに設定することが望ましいが、ト
リムは約1゜前後の設定値を保持するような制御が採用
されている。On the other hand, since the resistance also fluctuates depending on the trim of the hull, it is desirable to set the trim so that the maximum ship speed can be obtained through the front flap device and the rear flap device, but the trim should be set to about 1 °. A control to hold is adopted.
上記のように操縦者が経験と勘を頼りに試行錯誤的に
翼深度を調節する方法では、翼深度の調節後その影響が
船速に現われるまでに約2分程度要し、その調節を複数
回繰返さなければ最適な翼深度を知ることが出来ないの
で、約10〜20分程度の時間を要しその間燃費が悪化する
こと、最適な翼深度を精度よく決定できないこと、熟練
した操縦者でなければ実行できないこと、などの問題が
ある。As described above, in the method in which the operator adjusts the wing depth by trial and error based on his experience and intuition, it takes about 2 minutes before the effect on the ship speed appears after adjusting the wing depth. The optimum wing depth cannot be known unless it is repeated, so it takes about 10 to 20 minutes and fuel consumption deteriorates during that time, and the optimum wing depth cannot be accurately determined. There are problems such as not being able to carry out without it.
そこで、これを自動化するため、前部フラップ駆動装
置と後部フラップ駆動装置とに摂動信号(正舷波信号)
を付加して船速の変動を検知し、最大船速となる最適翼
深度を探索する摂動探索方法を採用することが考えられ
る。Therefore, in order to automate this, a perturbation signal (normal wave signal) is applied to the front flap drive device and the rear flap drive device.
It is conceivable to adopt a perturbation search method in which the fluctuation of the ship speed is detected by adding the above, and the optimum wing depth that maximizes the ship speed is searched.
しかしながら、上記摂動信号の摂動周期は船体上下運
動応答の時定数よりも十分に長く設定して応答遅れを小
さくする必要があるが、この場合探索に長時間を要し実
用性に欠けるという問題がある。加えて、検出される船
速信号や翼深度に相当する高度信号に波浪等の外乱が付
加されることから、船速信号や高度信号からノイズを除
去する必要があるという問題がある。However, the perturbation period of the perturbation signal needs to be set sufficiently longer than the time constant of the vertical motion response of the hull to reduce the response delay, but in this case, it takes a long time to search and it is not practical. is there. In addition, since disturbances such as waves are added to the detected ship speed signal and the altitude signal corresponding to the wing depth, there is a problem that it is necessary to remove noise from the ship speed signal and the altitude signal.
本発明の目的は、短時間で且つ高精度に探索できるよ
うな摂動探索技術を採用した水中翼船の最適姿勢探索装
置を提供することである。An object of the present invention is to provide an optimum attitude search device for a hydrofoil ship that employs a perturbation search technique that enables a highly accurate search in a short time.
本発明に係る水中翼船の最適姿勢探索装置は、船首部
及び船尾部に夫々設けた前部翼及び後部翼と、前部翼に
設けられた前部フラップ及び後部翼に設けられた後部フ
ラップ装置と、前部フラップを駆動する前部フラップ駆
動手段及び後部フラップを駆動する後部フラップ駆動手
段と、船速を検出して船速信号を出力する船速検出手段
と、水面に対する船体の高度を検出して高度信号を出力
する高度検出手段とを備えた水中翼船において、 船体上下運動応答の時定数に近い短周期の摂動信号を前
部フラップ駆動手段と後部フラップ駆動手段とに供給す
るとともに摂動信号と同周期の同期パルスを出力する摂
動信号発生手段と、上記船速信号と同期パルスとを設
け、船速信号を同期パルス毎に分割して得られる複数の
周期単位船速信号を加算平均した平均船速信号を出力す
る船速信号平均化手段と、上記高度信号と同期パルスと
を受け、高度信号を同期パルス毎に分割して得られる複
数の周期単位高度信号を加算平均した平均高度信号を出
力する高度信号平均化手段と、上記平均船速信号を受け
てその調和成分を演算し、高度に対する船速の所定の位
相遅れ修正を施して船速の振幅と位相とを演算する船速
調和解析手段と、上記平均高度信号を受けてその調和成
分を演算し、高度の振幅と位相とを演算する高度調和解
析手段と、上記船速の振幅及び位相と高度の振幅及び位
相を受け、上記両位相の位相差を演算し、その位相差に
基いて船速増加の為に高度を増減すべき増減方向を判別
し且つ高度の振幅に基いて所定の演算式で高度の増減量
を決定する比較判別手段とを備えたものである。The optimum attitude search device for a hydrofoil according to the present invention comprises a front wing and a rear wing respectively provided on a bow and a stern, and a front flap and a rear flap provided on the front wing. The device, the front flap drive means for driving the front flap and the rear flap drive means for driving the rear flap, the ship speed detection means for detecting the ship speed and outputting a ship speed signal, and the altitude of the hull with respect to the water surface. In a hydrofoil vessel equipped with altitude detection means for detecting and outputting an altitude signal, a short-period perturbation signal close to the time constant of the vertical motion response of the hull is supplied to the front flap drive means and the rear flap drive means. A perturbation signal generating means for outputting a synchronization pulse having the same cycle as the perturbation signal and the ship speed signal and the synchronization pulse are provided, and a plurality of cycle unit ship speed signals obtained by dividing the ship speed signal for each synchronization pulse are added. average An average altitude obtained by adding and averaging a plurality of cycle-unit altitude signals obtained by dividing the altitude signal into each synchronization pulse by receiving the above-mentioned altitude signal and the synchronization pulse An altitude signal averaging means that outputs a signal, and a ship that receives the average ship speed signal and calculates the harmonic component thereof, corrects a predetermined phase delay of the ship speed with respect to the altitude, and calculates the amplitude and phase of the ship speed. A speed-harmonic analyzing means, a high-harmonic analyzing means for calculating the harmonic component by receiving the average altitude signal and calculating the amplitude and phase of the altitude, and an amplitude and phase of the ship speed and an amplitude and phase of the altitude. , Calculate the phase difference between the above two phases, determine the increase / decrease direction in which the altitude should be increased / decreased to increase ship speed based on the phase difference, and calculate the amount of increase / decrease in altitude using a predetermined calculation formula based on the amplitude of altitude. It is provided with a comparison and determination means for determining.
本発明に係る水中翼船の最適姿勢探索装置において
は、水中翼船が翼走している状態において、摂動信号発
生装置から前部フラップ駆動手段と後部フラップ駆動手
段とに摂動信号を供給すると、両フラップ装置が同期し
て同方向へ作動し、船体がピッチングすることなく上下
に摂動運動する。船速信号平均化手段は摂動信号の周期
と同周期の同期パルス毎に船速信号を分割して得られる
複数の周期単位船速信号を加算平均してノイズが除去さ
れた平均船速信号を出力する。同時に、高度信号平均化
手段は同期パルス毎に高度信号を分割して得られる複数
の周期単位高度信号を加算平均してノイズが除去された
平均高度信号を出力する。In the optimal attitude search device for a hydrofoil according to the present invention, when the hydrofoil is winging, when a perturbation signal is supplied from the perturbation signal generator to the front flap drive means and the rear flap drive means, Both flap devices operate in the same direction in synchronism, and the hull perturbs up and down without pitching. The ship speed signal averaging means adds and averages a plurality of cycle unit ship speed signals obtained by dividing the ship speed signal for each synchronization pulse having the same period as the perturbation signal to obtain an average ship speed signal from which noise is removed. Output. At the same time, the altitude signal averaging means adds and averages a plurality of period unit altitude signals obtained by dividing the altitude signal for each synchronization pulse, and outputs a noise-free average altitude signal.
船速調和解析手段は、平均船速信号を例えば高速フー
リエ変換処理することによりその調和成分を演算し、更
にその調和成分に高度に対する船速の所定の位相遅れ修
正を施して船速の振幅と位相とを演算する。同様に、高
度調和解析手段は平均高度信号を上記同様に処理してそ
の調和成分を演算し、高度の振幅と位相とを演算する。The ship speed harmonic analysis means calculates the harmonic component by, for example, performing a fast Fourier transform on the average ship speed signal, and further applies a predetermined phase delay correction of the ship speed with respect to the altitude to the amplitude of the ship speed. Calculate the phase and. Similarly, the altitude harmonic analysis means processes the average altitude signal in the same manner as above to calculate the harmonic component thereof and the amplitude and phase of the altitude.
比較判別手段は、船速と高度の位相差を演算し、その
位相差に基いて船速増加の為に高度を増減すべき増減方
向を判別し且つ高度の振幅に基いて所定の演算式で高度
の増減量を決定する。例えば、船速の位相と高度の位相
差が−90゜〜90゜のときには同相として高度を増加すべ
きと判定し、また位相差が90゜〜270゜のときには逆相
として高度を減少すべきと判定する。The comparison / determination means calculates the phase difference between the ship speed and the altitude, determines the increase / decrease direction in which the altitude should be increased / decreased to increase the ship speed based on the phase difference, and uses a predetermined calculation formula based on the amplitude of the altitude. Determine the amount of increase or decrease in altitude. For example, when the phase difference between the ship speed and the altitude is -90 ° to 90 °, it is determined that the altitude should be increased in the same phase, and when the phase difference is 90 ° to 270 °, the altitude should be decreased as the opposite phase. To determine.
ここで、上記摂動信号の周期は船体上下運動応答の時
定数に近い小さな値なので、加算平均化処理に供する複
数周期に亙る船速信号及び高度信号を短時間で得ること
が出来、短時間で比較判別手段の結果を得ることが出来
る。一方、摂動信号の周期が上記のように小さいので高
度に対して船速には位相遅れが発生するが船速調和解析
手段において上記位相遅れを修正する為所定の位相遅れ
修正が施されるのである。Here, since the period of the perturbation signal is a small value close to the time constant of the vertical motion response of the hull, it is possible to obtain the ship speed signal and the altitude signal over a plurality of cycles for the averaging process in a short time, and in a short time. The result of the comparison / determination means can be obtained. On the other hand, since the period of the perturbation signal is small as described above, a phase delay occurs in the ship speed with respect to the altitude, but a predetermined phase delay correction is performed to correct the above phase delay in the ship speed harmonization analysis means. is there.
船速信号平均化手段や高度信号平均化手段において、
複数の周期単位船速信号や周期単位高度信号を加算平均
することによりノイズが確実に除去されることになる。In ship speed signal averaging means and altitude signal averaging means,
Noise is surely removed by adding and averaging a plurality of cycle unit ship speed signals and cycle unit altitude signals.
比較判別手段で決定された高度の増減方向と増減量
は、直接前部フラップ駆動手段及び後部フラップ駆動手
段へ自動的に供給してもよいし、操縦者の近くのディス
プレイ装置などに供給して表示させ、操縦者の為の情報
として活用してもよい。The altitude increasing / decreasing direction and the amount of increase / decrease determined by the comparing / determining means may be directly supplied to the front flap driving means and the rear flap driving means automatically, or may be supplied to a display device or the like near the operator. It may be displayed and used as information for the operator.
本発明に係る水中翼船の最適姿勢探索装置によれば、
以上説明したように、摂動信号発生装置、船速信号平均
化手段及び船速調和解析手段、高度信号平均化手段及び
高度調和解析手段、比較判別手段を設けたことにより、
船速増加の為に高度を増減すべき増減方向と高度の増減
量を自動的に求めることが出来ること、それらを短時間
で精度よく求め得ること、それにより短時間で精度よく
高度を最適化することが可能となり、船速及び燃費の向
上を図り得ること、などの効果が得られる。According to the optimum attitude search device for a hydrofoil according to the present invention,
As described above, by providing the perturbation signal generator, the ship speed signal averaging means and the ship speed harmony analysis means, the altitude signal averaging means and the altitude harmony analysis means, the comparison determination means,
It is possible to automatically obtain the direction of increase and decrease that should increase or decrease the altitude to increase the ship speed and the amount of increase or decrease in altitude, and to accurately obtain those in a short time, thereby optimizing the altitude accurately in a short time. Therefore, it is possible to improve the boat speed and the fuel consumption.
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明す
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施例は、通称ジェットフォイルと称する水中翼船
に本発明を適用した場合の一例である。The present embodiment is an example in which the present invention is applied to a hydrofoil ship commonly called a jet foil.
第1図・第2図に示すように、水中翼船JFの船体10の
船首部の下部中央には翼形断面のラダーを兼ねる前部ス
トラット12がその上端部において鉛直軸回り及び左右方
向水平軸回りに回動可能に設けられ、前部ストラップ12
の下端部には前部翼13が設けられ、前部翼13の後縁部に
は前部フラップ14が設けられている。翼走時に前部スト
ラット12は図示のように鉛直に下方へ伸張されまた艇走
時には矢印11方向へ回動して前方へ水平に起される。As shown in Fig. 1 and Fig. 2, a front strut 12 which doubles as a ladder of the airfoil cross section is provided at the upper center of the hull 10 of the hydrofoil JF around the vertical axis and in the horizontal direction. The front strap 12 is rotatably mounted around the axis.
A front wing 13 is provided at the lower end of the front wing, and a front flap 14 is provided at the trailing edge of the front wing 13. The front strut 12 is extended vertically downward as shown in the drawing when the wing is running, and is rotated horizontally in the direction of the arrow 11 and is raised horizontally forward when the boat is running.
船体10の船首部の下部には、左右1対の翼形断面の後
部ストラット20・22がその上端部において左右方向の水
平枢支ピン21を介して回動可能に設けられ、左右の後部
ストラット20・22の中間位置には中間ストラット23がそ
の上端において左右方向の水平枢支ピンを介して回動可
能に設けられ、左舷後部ストラット20と右舷後部ストラ
ット22の下端部同士に亙って後部翼24が設けられ、後部
翼24は中間ストラット23の下端部にも固着されている。
上記後部翼24の後縁部には左舷側2枚及び右舷側2枚計
4枚の後部フラップ26〜29が設けられている。但し、通
常の場合各舷の内側後部フラップ26・28と外側後部フラ
ップ27・29とは同期作動される。上記中間ストラット23
及びその上端近傍の船体底部とに亙ってウォータジェッ
ト方式の推進装置(図示略)が設けられている。但し、
これに代えてプロペラ方式の推進装置を設けることも可
能である。翼走時に後部ストラット20・22及び中間スト
ラット23は図示のように鉛直に下方へ伸張されまた艇走
時に矢印25方向へ回動して後方へ水平に起される。At the lower part of the bow of the hull 10, a pair of left and right rear struts 20.22 are provided rotatably at their upper ends via horizontal pivot pins 21 in the left and right direction. An intermediate strut 23 is provided at an intermediate position between 20 and 22 so as to be rotatable at its upper end via a horizontal pivot pin in the left-right direction, and a rear portion is provided across the lower ends of the port rear strut 20 and the starboard rear strut 22. Wings 24 are provided, and the rear wings 24 are also fixed to the lower ends of the intermediate struts 23.
A rear edge of the rear wing 24 is provided with four rear flaps 26 to 29 in total, two on the port side and two on the starboard side. However, in the normal case, the inner rear flaps 26 and 28 and the outer rear flaps 27 and 29 of each port are operated in synchronization. Intermediate strut 23
A water jet type propulsion device (not shown) is provided over the hull bottom near its upper end. However,
Instead, a propeller type propulsion device can be provided. When the wing runs, the rear struts 20 and 22 and the intermediate struts 23 are extended vertically downward as shown in the figure, and are turned horizontally in the direction of the arrow 25 when the boat is running.
第2図・第4図に示すように、前部フラップ14と左舷
内側後部フラップ26と左舷外側後部フラップ27と右舷内
側後部フラップ28と右舷外側フラップ29とを夫々回動駆
動する油圧式アクチュエータ30・32〜34が設けられ、ま
た前部ストラット12を鉛直軸回りに回動駆動する油圧式
アクチュエータ31が設けられ、更に前部ストラット12を
水平軸回りに前方へ回動駆動する油圧式アクチュエータ
及び後部ストラット20・22・23を枢支軸21回りに回動駆
動する油圧式アクチュエータも設けられている。但し、
上記油圧式アクチュエータ30〜35などの代りに電気式ア
クチュエータを設けることも可能である。As shown in FIGS. 2 and 4, a hydraulic actuator 30 for rotationally driving the front flap 14, the port inside rear flap 26, the port outside rear flap 27, the starboard inside rear flap 28, and the starboard outside flap 29, respectively. 32 to 34 are provided, a hydraulic actuator 31 for rotating the front strut 12 about a vertical axis is provided, and a hydraulic actuator for rotating the front strut 12 about a horizontal axis forward is provided. A hydraulic actuator for rotating the rear struts 20, 22, 23 about the pivot shaft 21 is also provided. However,
It is also possible to provide electric actuators instead of the hydraulic actuators 30 to 35.
次に、前部翼13と後部翼24の揚力で船体10を水面上に
浮上させて航行する翼走時における船体運動について第
3図に基いて説明する。翼走時に船体10は水面から浮上
状態になるが、前部と後部の翼13・24及び前部と後部の
ストラット12・20・22・23が波浪の影響を受けるので、
船体10は鉛直方向にヒービングし、またロール軸40の回
りにローリングし、またピッチ軸41の回りにピッチング
し、またヨー軸42の回りにヨーイングする。翼走時にお
いて、前部ストラット12と後部ストラット20・22・23は
ローリングを抑制するように作用するとともに、翼走の
方向安定性を増大させる。一方、前部翼13と前部フラッ
プ14と後部翼24と後部フラップ26〜29はピッチングを抑
制するように作用する。ここで、前部フラップ14を下方
へ傾けると前部翼13と前部フラップ14の揚力が増加して
船首側が上方へ移動しまたその反対に上方へ傾けると船
首側が下方へ移動する。このことは後部フラップ26〜29
についても同様であり、前部フラップ14と後部フラップ
26〜29とを同方向へ傾けることにより水面に対する船体
10の高度(つまり、翼深度)を代えることが出来る。但
し、実際には、前部フラップ14のみを介して船体10の水
面に対する高度を調節するようになっている。また、前
部フラップ14と後部フラップ26〜29を介してピッチ角
(つまり、トリム)を制御することが出来、また前部フ
ラップ14と後部フラップ26〜29とをピッチングに同期し
て相互に逆方向へ傾けることによりピッチングを抑制す
ることが出来、また左舷の後部フラップ26・27と右舷の
後部フラップ28・29とを相互に逆方向へ傾けることによ
りロール角を付与した状態で前部ストラット12(ラダ
ー)を鉛直軸回りに回動させることによりロール方向へ
円滑に旋回航行することが出来、また左舷の後部フラッ
プ26・276右舷の後部フラップ28・29とをローリングに
同期して相互に逆方向へ傾けることによりローリングを
抑制することが出来る。Next, the hull motion during wing traveling in which the hull 10 is floated above the water surface by the lift of the front wing 13 and the rear wing 24 to sail will be described with reference to FIG. The hull 10 floats above the surface of the water when the wing is running, but the front and rear wings 13, 24 and the front and rear struts 12, 20, 22, 23 are affected by the waves.
The hull 10 is heaved vertically, rolled about a roll axis 40, pitched about a pitch axis 41, and yawed about a yaw axis 42. During wing running, the front struts 12 and the rear struts 20, 22, 23 act to suppress rolling and increase the directional stability of the wing. On the other hand, the front wing 13, the front flap 14, the rear wing 24, and the rear flaps 26 to 29 act to suppress pitching. Here, when the front flap 14 is tilted downward, the lift of the front wing 13 and the front flap 14 is increased, and the bow side moves upward. Conversely, when the front flap 14 is tilted upward, the bow side moves downward. This is the rear flap 26-29
Is the same for the front flap 14 and the rear flap
By tilting 26-29 in the same direction, the hull against the water surface
You can change the altitude of 10 (that is, the wing depth). However, in reality, the altitude of the hull 10 with respect to the water surface is adjusted only through the front flap 14. In addition, the pitch angle (that is, trim) can be controlled through the front flap 14 and the rear flaps 26 to 29, and the front flap 14 and the rear flaps 26 to 29 are mutually reversed in synchronization with pitching. Pitching can be suppressed by tilting the front strut 12 with the roll angle provided by tilting the port rear flaps 26 and 27 and the starboard rear flaps 28 and 29 in opposite directions. By rotating the (ladder) around the vertical axis, it is possible to smoothly swivel in the roll direction, and the rear flaps 26,276 on the port side and the rear flaps 28,29 on the starboard side are mutually reversed in synchronization with rolling. Rolling can be suppressed by tilting in the direction.
次に、船体10の姿勢制御(高度、翼深度、ピッチ角、
トリムなど)とピッチング及びローリングの抑制制御等
に必要な種々の検出信号を得る為の検出器等について説
明する。Next, the attitude control of the hull 10 (altitude, wing depth, pitch angle,
(Trim etc.) and a detector for obtaining various detection signals necessary for pitching and rolling suppression control and the like will be described.
第2図に示すように、船首部には、水面までの距離を
検出する超音波式の1対の船首高度検出器50と、船首の
水平左右方向加速度を検出する船首横加速度計51と、船
首の上下方向加速度を検出する船首上下加速度計52が設
られている。As shown in FIG. 2, on the bow portion, a pair of ultrasonic type bow height detectors 50 for detecting the distance to the water surface, a bow lateral accelerometer 51 for detecting horizontal and lateral acceleration of the bow, A bow vertical accelerometer 52 for detecting the vertical acceleration of the bow is provided.
船尾部の左舷と右舷には上下方向の加速度を検出する
左舷上下加速度計53及び右舷上下加速度計54が夫々設け
られている。操舵室には、ピッチ角を検出するピッチジ
ャイロ55と、ロール角を検出するロールジャイロ56と、
ヨー運動の速度を検出するヨーレードジャイロ57とが設
けられている。前部ストラット12の下端近傍部には船速
を検出する船速計58が設けられている。A port vertical accelerometer 53 and a starboard vertical accelerometer 54, which detect vertical acceleration, are provided on the port and starboard sides of the stern, respectively. In the wheelhouse, a pitch gyro 55 that detects the pitch angle, a roll gyro 56 that detects the roll angle,
A yaw gyro 57 for detecting the speed of the yaw movement is provided. A speedometer 58 for detecting the ship speed is provided near the lower end of the front strut 12.
操舵室には、上記種々の検出機器からの検出信号を受
けるコントロールユニットCUと、旋回を指令する舵輪60
と、前部フラップ14を介して翼13・24の深度(船体の水
面に対する高度)を設定する深度設定レバー61と、推進
装置を駆動するガスタービンエンジンのスロットル弁を
操作するスロットルレバー(図示略)と、その他種々の
スイッチ類・計器類が設けられている。In the steering room, there are a control unit CU that receives detection signals from the above-mentioned various detection devices, and a steering wheel 60 that commands turning.
A depth setting lever 61 for setting the depth (altitude relative to the water surface of the hull) of the wings 13 and 24 via the front flap 14, and a throttle lever (not shown) for operating a throttle valve of a gas turbine engine that drives the propulsion device. ) And various other switches and instruments.
次に、上記水中翼船JFの制御系の概要について説明す
る。Next, an outline of the control system of the hydrofoil JF will be described.
第4図の制御系のブロック線図に示すように、船首高
度検出器50からの信号HDと深度設定レバー61からの信号
HCとが深度誤差増幅器64へ出力されて両信号の下(HC−
HD)を増幅した制御信号ΔHAが前部フラップサーボアン
プ80へ出力され、このアーボアンプ80から前部フラップ
アクチュエータ30へ駆動信号が出力される。As shown in the block diagram of the control system in FIG. 4, the signal HD from the bow height detector 50 and the signal from the depth setting lever 61
HC and are output to the depth error amplifier 64, and under both signals (HC-
The control signal ΔHA which is obtained by amplifying (HD) is output to the front flap servo amplifier 80, and the drive signal is output from the arbo amplifier 80 to the front flap actuator 30.
舵輪60からの操舵信号WC(又は針路保持回路(図示
略)からの操舵信号)とロールジャイロ56からの信号RD
がロール微分増幅器66へ供給され、両信号の差(WC−R
D)の変化速度を増幅した制御信号ΔRAが左舷フラップ
サーボアンプ82・83へ出力され、制御信号ΔRAを反転器
69で反転した信号が右舷フラップサーボアンプ84・85へ
出力される。そして、左舷フラップサーボアンプ82・83
からはフラップアクチュエータ32・33へ夫々駆動信号が
供給される。従って、旋回航行への移行時及び旋回航行
中には操舵信号WCで指令されるロール角となるように且
つ旋回内側へ船体10がロールするように左舷後部フラッ
プ26・27と右舷後部フラップ28・29とが相互に逆方向へ
駆動される。これと同時に、ロールジャイロ56からの信
号RDが増幅器74により制御信号RDAに増幅されて方向舵
サーボアンプ81へ供給され、このサーボアンプ81から前
部ストラット旋回用アクチュエータ31へ駆動信号が出力
される。従って、舵輪60からの操舵信号に従って船体10
が旋回方向へロールし、そのロール角に従って前部スト
ラット12が旋回方向へ旋回駆動されることになる。それ
故、船体10が円滑に旋回するうえ、乗客と乗組員には小
さな慣性力しか作用しない。Steering signal WC from steering wheel 60 (or steering signal from course holding circuit (not shown)) and signal RD from roll gyro 56
Is supplied to the roll differential amplifier 66, and the difference between the two signals (WC-R
The control signal ΔRA that amplified the change speed of D) is output to the port flap servo amplifiers 82 and 83, and the control signal ΔRA is inverted.
The signal inverted at 69 is output to the starboard flap servo amplifiers 84 and 85. And port flap servo amplifiers 82 and 83
Supplies drive signals to the flap actuators 32 and 33, respectively. Therefore, at the time of the transition to the turning navigation and during the turning navigation, the port rear flaps 26 and 27 and the starboard rear flaps 28 and 28 are controlled so that the roll angle is instructed by the steering signal WC and the hull 10 rolls inside the turning. And 29 are driven in opposite directions. At the same time, the signal RD from the roll gyro 56 is amplified to the control signal RDA by the amplifier 74 and supplied to the rudder servo amplifier 81, and the servo amplifier 81 outputs a drive signal to the front strut turning actuator 31. Therefore, in accordance with the steering signal from the steering wheel 60, the hull 10
Rolls in the turning direction, and the front strut 12 is driven to turn in the turning direction according to the roll angle. Therefore, the hull 10 turns smoothly and only a small inertial force acts on passengers and crew.
上記旋回時、ヨーレートジャイロ57からヨー軸42回り
の旋回速度に比例する信号YDが増幅器75により制御信号
YDAに増幅されて方向舵サーボアンプ81へ出力され、こ
の制御信号YDAにより前部ストラット12の旋回速度が制
御される。これと同時に、船首横加速度計51からの信号
LDが増幅器70により制御信号LDAに増幅されて方向舵サ
ーボアンプ81へ供給され、旋回時の船首部の横方向加速
度を制限する為に用いられる。During the turning, a signal YD proportional to the turning speed around the yaw axis 42 from the yaw rate gyro 57 is controlled by the amplifier 75.
The signal is amplified by the YDA and output to the rudder servo amplifier 81. The control signal YDA controls the turning speed of the front strut 12. At the same time, the signal from the bow lateral accelerometer 51
The LD is amplified by the amplifier 70 into the control signal LDA and supplied to the rudder servo amplifier 81, which is used to limit the lateral acceleration of the bow at the time of turning.
次に、ピッチングやローリングを抑制する作用につい
て説明する。Next, the action of suppressing pitching and rolling will be described.
船首上下加速度計52からの信号VDが積分増幅器68へ供
給されるとともに、ロールジャイロ56で検出されるロー
ル角を2乗した信号RRDがロール2乗回路67から積分増
幅器68へ供給され、両信号VDB・RRDを結合して積分増幅
した制御信号VRAが前部フラップサーボアンプ80へ供給
される。即ち、船体10のピッチングに応じて船首部の上
下加速度が増大するが、ピッチングを打ち消すような制
御信号VRAがサーボアンプ80へ供給されて前部フラップ1
4が制御される。更に、上記信号RRDを積分増幅器68へ供
給することにより、旋回時やローリング時のロール角に
より発生する上下加速度分だけ信号VDに対して補正する
ようになっている。The signal VD from the bow vertical accelerometer 52 is supplied to the integrating amplifier 68, and the signal RRD obtained by squaring the roll angle detected by the roll gyro 56 is supplied from the roll squaring circuit 67 to the integrating amplifier 68. A control signal VRA obtained by combining and amplifying VDB and RRD is supplied to the front flap servo amplifier 80. That is, although the vertical acceleration of the bow increases in accordance with the pitching of the hull 10, a control signal VRA that cancels the pitching is supplied to the servo amplifier 80 and the front flap 1
4 is controlled. Further, by supplying the signal RRD to the integrating amplifier 68, the signal VD is corrected by the vertical acceleration generated by the roll angle at the time of turning or rolling.
ピッチジャイロ55からの信号PDはピッチ微分増幅器65
へ供給され、ピッチ角の変化速度を増幅した制御信号Δ
PAは左舷及び右舷フラップサーボアンプ82〜85へ供給さ
れ、また制御信号ΔPAは反転器62で反転されて前部フラ
ップサーボアンプ80へ供給される。これにより、ピッチ
ングにより船首側が上方へ移動したときには前部フラッ
プ14を上方へ傾けて船首部を下げ且つ後部フラップ26〜
29を下方へ傾けて船尾部を上げるような制御がなされ、
ピッチングが抑制される。The signal PD from the pitch gyro 55 is a pitch differential amplifier 65
Control signal Δ which is supplied to the
The PA is supplied to the port and starboard flap servo amplifiers 82 to 85, and the control signal ΔPA is inverted by the inverter 62 and supplied to the front flap servo amplifier 80. Accordingly, when the bow side moves upward due to pitching, the front flap 14 is tilted upward to lower the bow part and the rear flaps 26 to
It is controlled to tilt 29 downward and raise the stern,
Pitching is suppressed.
船体10がローリングするときには、ロール角の変化速
度に相当する制御信号ΔRAを介して左舷後部フラップ26
・27と右舷後部フラップ28・29とが相互に逆方向へ且つ
ローリングを抑制する方向へ駆動されてローリングが抑
制される。When the hull 10 is rolling, the port rear flap 26 is controlled via a control signal ΔRA corresponding to the change speed of the roll angle.
-27 and starboard rear flaps 28 and 29 are driven in mutually opposite directions and in a direction that suppresses rolling, and rolling is suppressed.
一方、左舷上下加速度計53からの信号LVDは増幅器71
により制御信号LVAに増幅されて左舷フラップサーボア
ンプ82・83へ供給され、また右舷上下加速度計54からの
信号RVDは増幅器73により制御信号RVAに増幅されて右舷
フラップサーボアンプ84・85へ供給される。こうして、
例えば左舷側へローリングしたときには左舷後部フラッ
プ26・27を下方へ傾け且つ右舷後部フラップ28・29を上
方へ傾けてローリングが抑制される。尚、第4図のコン
トロールユニットCUは実際にはコンピュータと増幅器類
などで構成されている。On the other hand, the signal LVD from the port vertical accelerometer 53 is
Is amplified by the control signal LVA and supplied to the port side flap servo amplifiers 82 and 83.The signal RVD from the starboard vertical accelerometer 54 is amplified by the amplifier 73 into the control signal RVA and supplied to the starboard side flap servo amplifiers 84 and 85. It Thus
For example, when rolling to the port side, the port rear flaps 26, 27 are tilted downward and the starboard rear flaps 28, 29 are tilted upward to suppress rolling. The control unit CU shown in FIG. 4 is actually composed of a computer and amplifiers.
次に、第5図以降の図を参照しながら、上記水中翼船
の制御系に組込まれる最適姿勢探索装置SAについて説明
する。Next, the optimum attitude search device SA incorporated in the control system of the hydrofoil will be described with reference to FIGS.
先ず、この最適指定探索装置SAは、艇走状態から翼走
状態へ移行したとき或いは翼走状態のときに、最大船速
が得られるような船体高度(船首高度)つまり翼深度を
短時間の間に探索する為のものである。First, the optimum designated search device SA is designed to reduce the hull altitude (the bow altitude), that is, the wing depth, at which the maximum ship speed can be obtained when the boat running state is changed to the wing running state or in the wing running state. It is for searching in the meantime.
第5図により説明すると、摂動信号発生装置90は、船
体10の上下運動応答の時定数(例えば、約10秒)に近い
短周期の摂動信号SS(正弦波信号)を発生し、その摂動
信号SSを前部フラップサーボアンプ80と左舷及び右舷フ
ラップサーボアンプ82〜85へ供給し、摂動信号発生器90
の同期パルス発生部90aは摂動信号の周期と同周期で且
つ同期した同期パルスPSを船速加算平均器92と高度加算
平均器94へ夫々出力する。Referring to FIG. 5, the perturbation signal generator 90 generates a short-period perturbation signal SS (sine wave signal) close to the time constant of the vertical motion response of the hull 10 (for example, about 10 seconds), and the perturbation signal is generated. The SS is supplied to the front flap servo amplifier 80 and the port and starboard flap servo amplifiers 82 to 85, and the perturbation signal generator 90 is supplied.
The synchronizing pulse generator 90a outputs a synchronizing pulse PS having the same period as the period of the perturbation signal and being synchronized, to the ship speed averaging device 92 and the altitude averaging device 94, respectively.
上記摂動信号SSがフラップサーボアンプ80・82〜85へ
供給され、前部フラップ14と後部フラップ26〜29が同期
して摂動的に駆動されると、船首高度は摂動的に増減
し、この船首高度の増減に応じて船速が位相遅れを伴な
って摂動的に増減する(第6図参照)。When the perturbation signal SS is supplied to the flap servo amplifiers 80, 82 to 85 and the front flap 14 and the rear flaps 26 to 29 are synchronously and perturbatively driven, the bow height is perturbatively increased or decreased, and this bow As the altitude increases and decreases, the ship speed perturbs with a phase delay (see Fig. 6).
船速加算平均器92は、船速計58からの船速信号VDと同
期パルスPSとを受け、第6図・第7図に示すように船速
信号VDを同期パルスPS毎に分割して得られる複数の周期
単位船速信号VD1・VD2・VD3を加算平均してノイズを除
去した平均船速信号VSを出力する(第8図参照)。The vessel speed averaging device 92 receives the vessel speed signal VD from the vessel speedometer 58 and the synchronization pulse PS, and divides the vessel speed signal VD for each synchronization pulse PS as shown in FIGS. 6 and 7. An average ship speed signal VS from which noise is removed is output by adding and averaging the obtained cycle unit ship speed signals VD1, VD2, VD3 (see FIG. 8).
高度加算平均器94は、船首高度検出器50からの高度信
号HDと同期パルスPSを受け、上記と同様に高度信号HDを
同期パルスPS毎に分割して得られる複数の周期単位高度
信号を加算平均してノイズを除去した平均高度信号HSを
出力する(第9図参照)。尚、第6図〜第9図におい
て、船速と高度には実際には時間平均値に相当するバイ
アス量が含まれているが、説明の簡単化の為これらバイ
アス量を含めずに変動量のみで示してある。The altitude averaging unit 94 receives the altitude signal HD from the bow altitude detector 50 and the synchronization pulse PS, and adds a plurality of cycle unit altitude signals obtained by dividing the altitude signal HD for each synchronization pulse PS in the same manner as above. The average altitude signal HS from which noise is removed by averaging is output (see FIG. 9). In FIGS. 6 to 9, the ship speed and altitude actually include a bias amount corresponding to the time average value. However, for simplification of description, the bias amount is not included and the variation amount is not included. Only shown.
船速調和解析器93は、船速加算平均器92から平均船速
信号VSを受けて、高速フーリエ変換処理により平均船速
信号VSの調和成分VSHを演算してその振幅Aと位相θV
とを求める。The ship speed harmonization analyzer 93 receives the average ship speed signal VS from the ship speed averaging device 92, calculates the harmonic component VSH of the average ship speed signal VS by the fast Fourier transform process, and calculates its amplitude A and phase θ V.
And ask.
これにより、同期パルスPSの周期に対応する角周波数
ωを用いて平均船速調和成分VHSは次式のように得られ
る。As a result, the average ship speed harmonic component VHS is obtained using the angular frequency ω corresponding to the cycle of the synchronizing pulse PS as in the following equation.
VSH=A sin(ωt−θV) (1) ところで、探索時間の短縮化のため摂動信号SSの周期
を船体10の上下運動応答の時定数に近い小さな値に設定
したことから、船体10の上下運動に対する船体10の質量
に起因する船速の応答遅れΔθが船速信号VDに現われて
いない。そこで、この応答遅れΔθを実験的に求めてお
いて位相遅れ修正信号入力器91から船速解析器93へ入力
し或いは予め入力して記憶しておいて、この船速調和解
析器93において上記平均船速調和成分VSHに上記位相遅
れの修正を次式のように施す。VSH = A sin (ωt−θ V ) (1) By the way, in order to shorten the search time, the period of the perturbation signal SS was set to a small value close to the time constant of the vertical motion response of the hull 10. The response delay Δθ of the ship speed due to the mass of the hull 10 with respect to the vertical movement does not appear in the ship speed signal VD. Therefore, this response delay Δθ is experimentally obtained, and is input from the phase delay correction signal input device 91 to the ship speed analyzer 93 or is input and stored in advance, and in the ship speed harmonization analyzer 93, The average ship speed harmonic component VSH is corrected by the above phase delay as shown in the following equation.
VSHm=A sin(ωt−θV−Δθ) (2) 上記(2)式のように得られた修正平均船速調和成分
VSHmの振幅A及び位相(θV+Δθ)を表わす信号が船
首高度増減量演算装置96へ出力される。 VSH m = A sin (ωt- θ V -Δθ) (2) (2) fixes the average ship speed harmonic components obtained as equation
A signal representing the amplitude A and the phase (θ V + Δθ) of VSH m is output to the bow height increase / decrease amount calculation device 96.
高度調和解析器95は、高度加算平均器94から平均高度
信号HSを受けて、高速フーリエ変換処理にして平均高度
信号HSの調和成分HSHを演算してその振幅Bと位相θH
とを求める。これにより、平均高度調和成分HSHは次式
のように得られる。The altitude harmonic analyzer 95 receives the average altitude signal HS from the altitude averaging unit 94, performs fast Fourier transform processing to calculate the harmonic component HSH of the average altitude signal HS, and outputs its amplitude B and phase θ H.
And ask. As a result, the average height harmonic component HSH is obtained by the following equation.
HSH=B sin(ωt−θH) (3) 上記平均高度調和成分HSHの振幅B及び位相θHを表
わす信号が船首高度増減量演算装置96へ出力される。HSH = B sin (ωt−θ H ) (3) A signal representing the amplitude B and the phase θ H of the average altitude harmonic component HSH is output to the bow altitude increase / decrease calculation device 96.
船首高度増減量演算装置96は、船速の位相(θV+Δ
θ)と高度の位相θHとを比較し、両者の位相差が−90
゜〜90゜のときには概算的に同相(高度が増加すれば船
速が増加する状態)なので高度を増加すべきであると判
別し、また上記位相差が−90゜〜90゜以外(つまり、90
゜〜270゜)のときには概算的に逆相(高度が増加すれ
ば船速が減少する状態)なので高度を減少すべきである
と判別する(第10図・第11図参照)。The bow altitude increase / decrease calculation device 96 calculates the ship speed phase (θ V + Δ
θ) and the altitude phase θ H are compared, and the phase difference between them is -90
When the angle is between 90 ° and 90 °, it is roughly in phase (the ship speed increases as the altitude increases), so it is determined that the altitude should be increased, and the phase difference is other than -90 ° to 90 ° (that is, 90
In the case of (° -270 °), it is judged that the altitude should be decreased because it is roughly in the opposite phase (the ship speed decreases as the altitude increases) (see Figs. 10 and 11).
更に、船首高度増減量演算装置96は、同相のときには
高度増加量ΔHをまた逆相のときには高度減少量ΔHを
演算するが、第11図に示すように船首高度Hと船速Vと
の相関曲線において最大船速の付近では高度Hの増減に
対して船速Vの増減は僅少になることに鑑みて船速Vの
振幅Aが非常に小さな所定値K(例えば、K=0.05ノッ
ト)以下になったか否か判定し、A≦Kのときには船速
Vが略最大値の付近になっているので高度Hの増減不要
(ΔH=0)と決定し、またA>Kのときには高度Hの
増減量を同相のときには例えばΔH=0.5B(但し、Bは
高度Hの振幅)、逆相のときにはΔH=−0.5Bと決定す
る。その後、船首高度増減量演算装置96は、A≦Kのと
きには「ΔH=0」に相当する信号をまた同相のときに
は「ΔH=0.5B」に相当する信号をまた逆相のときには
「ΔH=0.5B」に相当する信号を船首高度出力装置97へ
出力する。Further, the bow altitude increase / decrease calculation device 96 calculates the altitude increase amount ΔH in the in-phase and the altitude decrease amount ΔH in the opposite phase, and as shown in FIG. 11, the correlation between the bow altitude H and the ship speed V is obtained. In the vicinity of the maximum ship speed on the curve, the increase / decrease in the ship speed V is very small with respect to the increase / decrease in the altitude H, so that the amplitude A of the ship speed V is very small and below a predetermined value K (for example, K = 0.05 knot). When A ≦ K, it is determined that the increase / decrease in altitude H is unnecessary (ΔH = 0) because the ship speed V is near the maximum value, and when A> K, the altitude H For example, ΔH = 0.5B (where B is the amplitude of the altitude H) when the phase is the same, and ΔH = −0.5B when the phase is opposite. Thereafter, the bow altitude increase / decrease calculation device 96 outputs a signal corresponding to "ΔH = 0" when A≤K, a signal corresponding to "ΔH = 0.5B" when in phase, and "ΔH = 0.5" when in reverse phase. A signal corresponding to "B" is output to the bow altitude output device 97.
船首高度出力装置97は、操舵室に設けられたCRT表示
装置であり、そのCRTディスプレイに「ΔH=0」また
は「ΔH=0.5B」又は「ΔH=−0.5B」が表示される。
従って、操縦者はその探索結果を視てΔH=0以外のと
きには深度設定レバー91を介してΔHだけ翼深度を増減
操作することが出来る。上記のような1回当りの探索は
約1分程度で完了するので、この探索及び深度の増減操
作を3〜4回実行することによりA≦Kとなり最大船速
が得られる。The bow altitude output device 97 is a CRT display device provided in the steering room, and “ΔH = 0” or “ΔH = 0.5B” or “ΔH = −0.5B” is displayed on the CRT display.
Therefore, the operator can increase or decrease the blade depth by ΔH via the depth setting lever 91 when the search result is not ΔH = 0. Since the search for each time as described above is completed in about 1 minute, by executing this search and the depth increasing / decreasing operation 3 to 4 times, A ≦ K and the maximum ship speed is obtained.
尚、船首高度増減量演算装置96は、高度Hの増減方向
と増減量ΔHを決定するようにしたが、深度設定レバー
からの信号HCを受けて次に設定すべき高度設定量(HC+
ΔH)をも演算して出力するようにしてもよく、この高
度設定値(HC+ΔH)の信号を深度設定レバー61からの
信号として深度誤差増幅器64へ自動的に供給するように
構成してもよい。Although the bow altitude increase / decrease calculation device 96 determines the increase / decrease direction of the altitude H and the increase / decrease amount ΔH, it receives the signal HC from the depth setting lever and sets the next altitude setting amount (HC +
ΔH) may also be calculated and output, or the signal of the altitude set value (HC + ΔH) may be automatically supplied to the depth error amplifier 64 as a signal from the depth setting lever 61. .
尚、上記実施例においては、最大船速が得られる船首
高度を探索する探索装置について説明したが、最大船速
が得られるピッチ角(或いは、トリム)を探索する為、
第5図のようにピッチ角加算平均器98とピッチ角調和解
析器99とピッチ角増減演算器100とが設けられている。
但し、基本的な探索の技術思想は前記と同様なので詳し
い説明を省略する。Incidentally, in the above embodiment, the search device for searching the bow height at which the maximum ship speed is obtained has been described, but in order to search for the pitch angle (or trim) at which the maximum ship speed is obtained,
As shown in FIG. 5, a pitch angle averaging device 98, a pitch angle harmonization analyzer 99, and a pitch angle increasing / decreasing calculator 100 are provided.
However, since the basic technical idea of search is the same as that described above, detailed description will be omitted.
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は水中翼船
の右側面図、第2図は水中翼船の検出機器等の配置を示
す概略斜視図、第3図は水中翼船の運動の軸を説明する
概略斜視図、第4図は制御系の要部ブロック図、第5図
は最適姿勢探索装置のブロック図、第6図は摂動信号と
船速信号のタイムチャート、第7図は周期単位船速信号
のタイムチャート、第8図は平均船速信号のタイムチャ
ート、第9図は平均高度信号のタイムチャート、第10図
は平均高度調和成分と平均船速調和成分のタイムチャー
ト、第11図は船首高度と船速との関係を示す線図であ
る。 JF……水中翼船、13……前部翼、14……前部フラップ、
24……後部翼、26〜29……後部フラップ、30・32〜35…
…アクチュエータ、50……船首高度検出器、58……船速
計、80・82〜85……フラップサーボアンプ、90……摂動
信号発生器、90a……周期パルス発生部、92……船速加
算平均器、93……船速調和解析器、94……高度加算平均
器、95……高度調和解析器、96……船首高度増減量演算
装置。The drawings show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a right side view of a hydrofoil, FIG. 2 is a schematic perspective view showing the arrangement of detection equipment of the hydrofoil, and FIG. 3 is a hydrofoil. 4 is a schematic perspective view for explaining the axis of motion of FIG. 4, FIG. 4 is a block diagram of a main part of a control system, FIG. 5 is a block diagram of an optimum attitude search device, FIG. 6 is a time chart of perturbation signals and ship speed signals, Fig. 7 shows the time chart of the cycle unit ship speed signal, Fig. 8 shows the time chart of the average ship speed signal, Fig. 9 shows the time chart of the average altitude signal, and Fig. 10 shows the average altitude harmonic component and the average ship speed harmonic component. A time chart, FIG. 11 is a diagram showing the relationship between bow height and ship speed. JF …… hydrofoil, 13 …… front wing, 14 …… front flap,
24… rear wing, 26-29… rear flap, 30 ・ 32-35…
… Actuator, 50 …… Forward altitude detector, 58 …… Vessel speedometer, 80 ・ 82 to 85 …… Flap servo amplifier, 90 …… Perturbation signal generator, 90a …… Periodic pulse generator, 92 …… Vessel speed Additive averaging device, 93 …… Ship speed harmony analyzer, 94 …… Altitude averaging device, 95 …… Altitude harmony analyzer, 96 …… Ship altitude increase / decrease calculation device.
Claims (1)
後部翼と、前部翼に設けられた前部フラップ及び後部翼
に設けられた後部フラップと、前記フラップを駆動する
前部フラップ駆動手段及び後部フラップを駆動する後部
フラップ駆動手段と、船速を検出して船速信号を出力す
る船速検出手段と、水面に対する船体の高度を検出して
高度信号を出力する高度検出手段とを備えた水中翼船に
おいて、 船体上下運動応答の時定数に近い短周期の摂動信号を前
部フラップ駆動手段と後部フラップ駆動手段とに供給す
るとともに摂動信号と同周期の同期パルスを出力する摂
動信号発生手段と、 上記船速信号と同期パルスとを設け、船速信号を同期パ
ルス毎に分割して得られる複数の周期単位船速信号を加
算平均した平均船速信号を出力する船速信号平均化手段
と、 上記高度信号と同期パルスとを受け、高度信号を同期パ
ルス毎に分割して得られる複数の周期単位高度信号を加
算平均した平均高度信号を出力する高度信号平均化手段
と、 上記平均船速信号を受けてその調和成分を演算し、高度
に対する船速の所定の位相遅れ修正を施して船速の振幅
と位相とを演算する船速調和解析手段と、 上記平均高度信号を受けてその調和成分を演算し、高度
の振幅と位相とを演算する高度調和解析手段と、 上記船速の振幅及び位相と高度の振幅及び位相を受け、
上記両位相の位相差を演算し、その位相差に基いて船速
増加の為に高度を増減すべき増減方向を判別し且つ高度
の振幅に基いて所定の演算式で高度の増減量を決定する
比較判別手段とを備えたことを特徴とする水中翼船の最
適姿勢探索装置。1. A front wing and a rear wing provided on a bow and a stern respectively, a front flap provided on the front wing and a rear flap provided on a rear wing, and a front portion for driving the flap. Rear flap drive means for driving the flap drive means and rear flap, ship speed detection means for detecting the ship speed and outputting a ship speed signal, and altitude detection means for detecting the altitude of the hull relative to the water surface and outputting an altitude signal In a hydrofoil ship equipped with, a short-period perturbation signal close to the time constant of the vertical motion response of the hull is supplied to the front flap drive means and the rear flap drive means, and a synchronous pulse with the same period as the perturbation signal is output. A ship speed that provides a perturbation signal generating means, the ship speed signal and a synchronization pulse, and outputs an average ship speed signal obtained by adding and averaging a plurality of cycle unit ship speed signals obtained by dividing the ship speed signal for each synchronization pulse. Belief Averaging means, an altitude signal averaging means for receiving the altitude signal and the synchronization pulse, and outputting an average altitude signal obtained by adding and averaging a plurality of cycle unit altitude signals obtained by dividing the altitude signal for each synchronization pulse, A ship speed harmonization analysis means for receiving the average ship speed signal, calculating a harmonic component thereof, and correcting a predetermined phase delay of the ship speed with respect to the altitude to calculate the amplitude and phase of the ship speed, and the average altitude signal And receives the harmonic component to calculate the harmonic component and to calculate the amplitude and phase of the altitude, and the amplitude and phase of the ship speed and the amplitude and phase of the altitude,
The phase difference between the above two phases is calculated, and based on the phase difference, the increase / decrease direction in which the altitude should be increased / decreased to increase the ship speed is determined, and based on the amplitude of the altitude, the increase / decrease amount of altitude is determined by a predetermined calculation An optimum attitude search device for a hydrofoil ship, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18005689A JPH0829745B2 (en) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | Optimal attitude search device for hydrofoil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18005689A JPH0829745B2 (en) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | Optimal attitude search device for hydrofoil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0345489A JPH0345489A (en) | 1991-02-27 |
JPH0829745B2 true JPH0829745B2 (en) | 1996-03-27 |
Family
ID=16076716
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18005689A Expired - Lifetime JPH0829745B2 (en) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | Optimal attitude search device for hydrofoil |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0829745B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6302247B2 (en) | 2013-12-27 | 2018-03-28 | 三菱重工業株式会社 | Amphibious vehicle |
JP6957237B2 (en) | 2017-06-30 | 2021-11-02 | 三菱重工業株式会社 | Amphibious vehicle |
-
1989
- 1989-07-12 JP JP18005689A patent/JPH0829745B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0345489A (en) | 1991-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10996676B2 (en) | Proactive directional control systems and methods | |
JPH0832528B2 (en) | Center of gravity position optimization device for hydrofoil ships | |
ES2407533T3 (en) | Control of a water-propelled ship | |
Lee et al. | Wind tunnel testing of a helicopter fuselage and rotor in a ship airwake | |
WO2020176033A1 (en) | A hydrofoil system | |
KR0180576B1 (en) | Twin-hull boat with hydrofoils | |
US20140202366A1 (en) | Method and system for measuring motions | |
EP3241085A1 (en) | Proactive directional control systems and methods | |
JP2005306188A (en) | Waveform predicting method of arrival ocean wave, and operation control method of sailing body in ocean wave | |
CN105799879B (en) | A kind of ship | |
US4926778A (en) | Aerodynamic stabilization system for watercraft | |
JPH0829745B2 (en) | Optimal attitude search device for hydrofoil | |
US3899987A (en) | Fail-safe control system for hydrofoil craft | |
JP2002316697A (en) | Ship route keeping control method and device, and ship | |
CN105856994B (en) | Aero-propeller vessel oceangoing ship trim self-regulation device | |
JPH0350089A (en) | Hydrofoil depth automatic control device for hydrofoil craft | |
Peña et al. | An autonomous scale ship model for towing tank testing | |
JP2618177B2 (en) | Catamaran with hydrofoil | |
JP2502907B2 (en) | Catamaran with hydrofoil | |
JPH0832524B2 (en) | Semi-automatic wing depth controller for hydrofoil | |
González et al. | An autonomous scale ship model for parametric rolling towing tank testing | |
JPH0330557B2 (en) | ||
Masuyama | Stability analysis and prediction of performance for a hydrofoil sailing boat | |
CN210634724U (en) | Novel ship navigation control device | |
JPH0832523B2 (en) | Vessel speed controller for hydrofoil |