JPH0829756B2 - 水中翼船の針路保持装置付き姿勢制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、水中翼船の針路保持装置付き姿勢制御装置
に関し、もつと詳しくは、船首に、舵取り用フオーワー
ドストラツトと、そのフオーワードストラツトの下部に
設けられた翼とを有し、船尾に、翼を有し、この船尾の
翼は、左右の舷側に相互に逆方向に角変位して船体を傾
斜させるアフトフラツプを含む水中翼船の針路保持装置
付き姿勢制御装置に関する。

従来の技術 典型的な先行技術は、たとえば特公昭53−37636であ
つて、それは第８図に示されている。オートパイロツト
60は、ヘデイングホールドダイアル61を含む。このヘデ
イングホールドダイアルは、ライン62に指令方位を表す
信号を導出して減算回路63に与える。ジヤイロコンパス
64は、実方位を検出し、それを表す信号をライン65に導
出し、減算回路63に与える。減算回路63の出力はライン
66を介して、ラテラルコンピユータなどと呼ばれる処理
回路67に与えられ、演算処理が行われ、その出力によつ
てサーボ弁68が動作して船首に設けられた舵取り用フオ
ーワードストラツト69が駆動される。このようにして、
水中翼船の旋回が行われる。

発明が解決すべき課題 このような先行技術では、船体の旋回のためにフオー
ワードストラツト69を駆動するだけであり、そのため、
いわゆるフラツトターンとなり、船体の甲板または床は
ほぼ水平な状態で、船体が旋回することになるので、遠
心力がまともに乗客および設備機器に作用する。そのた
め乗客は、横倒れするような遠心力による不快感があ
り、一般乗客が乗る旅客船には、第８図に示される先行
技術は適していない。また船体の非固縛物が損壊する危
険性がある。

このようなフラツトターンを避けるために先行技術で
は、ヘデイングホールドスイツチ61aをオンとして動作
させるにあたつては、まずジヤイロコンパス64の実方位
信号に対して指令方位信号を合わせる。この後、ヘデイ
ングホールドスイツチをオンにし、ヘデイングホールド
機能を働かせながら、徐々に、望む方位まで、ヘデイン
グホールドダイアル、すなわち指令方位信号調整ダイア
ル61を回して操作する。したがつて操作に手間がかかる
のは明らかであり、またヘデイングホールドをオンにし
たときの旋回性能が悪い。

本発明の目的は、船体の旋回時における遠心力の悪影
響を防ぎ、しかも旋回性能を向上することができるよう
にした水中翼船の針路保持装置付き姿勢制御装置を提供
することである。

課題を解決するための手段 本発明は、船首に、舵取り用フオーワードストラツト
と、そのフオーワードストラツトの下部に設けられた翼
とを有し、 船尾に、翼を有し、この船尾の翼は、左右の舷側に相
互に逆方向に角変位するアフトフラツプを含む水中翼船
の針路保持装置付き姿勢制御装置において、 船体の指令方位と実方位との差を検出するオートパイ
ロツトと、 オートパイロツトの出力が予め定める値未満では、フ
オーワードストラツトを駆動して、前記差が零になる方
向に船体を旋回し、予め定める値以上では、フオーワー
ドストラツトとアフトフラツプとを駆動して前記差が零
になる方向に船体を旋回させる制御駆動手段とを含むこ
とを特徴とする水中翼船の針路保持装置付き姿勢制御装
置である。

作 用 本発明に従えば、オートパイロツトによつて検出され
る船体の指令方位と実方位との差が、予め定める値未満
では、船首に設けられた舵取り用フオーワードストラツ
トを駆動して、前記差が零となる方向に、すなわち指令
方位と実方位とが一致するように、船体を旋回させる。
このとき、フラツトターンの状態で旋回することになる
けれども、指令方位と実方位との差が予め定める値未満
であつて小さいので、実害はない。

指令方位と実方位との差が、予め定める値以上では、
フオーワードストラツトを駆動するとともに、船尾に設
けられた翼の左右の舷側の相互に逆方向に角変位するア
フトフラツプを駆動し、これによつてバンクターンまた
は傾斜釣合い旋回を行うことができる。すなわち、乗客
の重力と遠心力との合力が甲板である床面に垂直に作用
するように、アフトフラツプを駆動することができ、こ
れによつて遠心力が打ち消された状態で旋回することが
できる。そのため、乗客や船体に設けられた物に甲板に
平行な横方向の加速度が発生せず、乗客の乗り心地が改
善されるとともに、乗客の怪我の心配がなくなり、また
非固縛物が損壊することが防がれる。しかもまた、旋回
にあたつて、まず望む指令方位信号をオートパイロツト
において設定すればよく、前述の先行技術に関連して述
べたように実方位と指令方位とを合わせる必要がなく、
簡単な操作で指令針路まで、バンクターンするので、操
作が簡便になり、乗員の作業を軽減することができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例のブロツク図である。オ
ートパイロツト73は、指令方位を表す信号を発生するヘ
デイングホールドダイアル74と、船体の進行方向である
針路である実方位を表す信号を発生するジヤイロコンパ
ス75と、減算回路76と、ヘデイングホールドスイツチ76
aとを有する。減算回路76は、ヘデイングホールドダイ
アル74からの指令方位信号からジヤイロコンパス75の実
方位信号を減算して差を求め、その差を表す信号をライ
ン77に導出する。信号量判定回路78は、減算回路76から
ライン77に導出される前記差を表す信号を、予め定める
値でレベル弁別し、その差が予め定める値未満であると
きにはライン79に信号を導出し、駆動手段80によつてフ
オーワードストラツト３を駆動する。信号量判定回路78
は、前記差が予め定める値以上であるとき、ライン81に
信号を導出して、船体姿勢制御手段82を動作させる。こ
の船体姿勢制御手段82には、船体１に設けられた垂直ジ
ヤイロ83からライン84を介して、横揺れ角を表す信号を
導出する。船体姿勢制御手段82は、バンクターンを行う
ために駆動手段85,86によつて左舷アフトフラツプ20,21
と右舷アフトフラツプ18,19とをそれぞれ駆動するとと
もに、ライン87を介して駆動手段80に信号を与えて、フ
オーワードストラツト３を駆動する。このフオーワード
ストラツト３によつて舵取りが行われるとともに、左右
舵のアフトフラツプ18〜21によつて船体が傾斜されて、
乗客に作用する遠心力を打ち消し、その横方向の加速度
が発生するのを防ぐ。船体姿勢制御手段82による駆動手
段85,86は、左右舷のアフトフラツプ20,21;18,19を、相
互に逆方向に角変位するようにして、上述のように船体
１の傾斜を行う。

第２図を参照して、第１図に示される構成の動作を簡
略に述べる。ステツプn1からステツプn2に移り、オート
パイロツト73によつて検出される船体の指令方位と実方
位との差が予め定める値未満であればステツプn3に移り
フオーワードストラツト３が駆動手段80によつて駆動さ
れる。

ステツプn2において船体の指令方位と実方位との差
が、前記予め定める値以上であるものと判断されると、
ステツプn5においてアフトフラツプ18〜21が駆動されて
船体が傾斜されるとともに、フオーワードストラツト３
が駆動されて舵取りが行われる。

こうしてステツプn3,n5では、前記差が零となるよう
にして旋回を行うことができる。このとき希望する方位
に、ヘデイングホールドダイアル74を設定すればよく、
前述の先行技術に関連して述べたように実方位と指令方
位とを合わせる操作は、本発明では必要ではなく、した
がつて操作が簡便であり、乗員の作業が軽減される。

第３図〜第６図を参照して、本発明の水中翼船の構成
を説明する。

第３図は本発明の一実施例の簡略化した斜視図であ
り、第４図はその側面図であり、第５図はその底面図で
ある。これらの図面を参照して、水中翼船の船体１の船
首２にはフオワードストラツト３が設けられる。このフ
オワードストラツト３は鉛直軸４のまわりに角変位可能
であり、これによつて舵取りすることができ、支柱また
は方向舵と呼ばれることもある。このフオワードストラ
ツト３の下部には、船首２の翼５が設けられる。

船体１の船尾６には、一対のアフトストラツト7,8が
設けられ、これらのアフトストラツト7,8間にわたつて
船尾の翼９が設けられる。アフトストラツト7,8間の中
央位置には、アフトセンターストラツトをも形成するガ
ス・タービン水噴射推進装置10が設けられ、これによつ
て船体１は前方（第３図〜第５図）の右方に前進駆動さ
れ、またその噴射水の向きを変化して、後進することも
また可能である。翼5,9を主として使用して、船体１は
縦揺れ（pitch）軸Ｙおよび横揺れ（roll）軸Ｘのまわ
りに制御され、またフオワードストラツト３と組合わせ
て使用して、旋回中に船体１をその横揺れ軸Ｘのまわり
に傾斜させることも可能である。さらに船体１は、船首
揺れ（yaw）軸Ｚのまわりに運動することもある。

第６図は、翼5,9付近を拡大して示す斜視図である。
フオワードストラツト３の下部には、フオワードフオイ
ル11,12が左右に突出して延び、このフオワードフオイ
ル11,12の後方に、フオワードフラツプ13,14が支持され
る。これらのフオワードフラツプ13,14は、相互に連結
されて同期して作動し、したがつて船首２に単１個のフ
ラツプが設けてあるということができる。

船尾６には前述のようにアフトストラツト7,8が下方
に突出して設けられる。翼９はこれらのアフトストラツ
ト7,8間にわたつて延びる左右のアフトフオイル16,17
と、これらの後方に支持される２組の対をなすアフトフ
ラツプ18,19;20,21とから成る。右舷のアフトフオイル1
6の後方に配置される一対のアフトフラツプ18,19は、同
期して作動することもできるけれども、個別的に作動す
ることもまた可能である。左舷のアフトフオイル17の後
方に配置されている一対のアフトフラツプ20,21もま
た、同期して作動することもできるが個別的に作動する
ことも可能である。

アフトストラツト7,8間で、船体１に取付けられてい
るアフトセンターストラツトをも形成するガス・タービ
ン噴射水推進装置10は、右舷側と左舷側とに噴射水を後
方に向けて噴射する推進ポンプ22,23と、これらの推進
ポンプ22,23に海水などの水が共通に吸入されて供給さ
れる吸入口24を有するノズル25と、推進ポンプ22,23を
駆動するガス・タービン26,27とを含む。ガス・タービ
ン26,27の出力軸28,29からは、減速機30,31を介して推
進ポンプ22,23に動力が伝達されて、推進ポンプ22,23が
駆動される。

第７図を参照して、オートパイロツト73によつて検出
される船体の指令方位と実方位との差が前記予め定める
値以上であるとき、フオーワードストラツト３が角変位
されて舵取りが行われるとともに、左右のアフトフラツ
プ18〜21が駆動されて船体１が傾斜される。第７図に示
されるように、船体１の乗客にはこの旋回時に遠心力F1
が作用し、乗客の重力は参照符F2で示される。遠心力F1
と乗客の重力F2との合力F3は、船体１の垂直軸91上にあ
り、船体１は遠心力F1、したがつてその遠心力による甲
板または床92に平行な横方向の力を打ち消されるように
傾斜される。したがつて乗客には横方向の力が作用せ
ず、最良の乗り心地が実現される。翼5,9は、海面103内
にあり、翼走中である。

発明の効果 以上のように本発明によれば、オートパイロツトによ
る指令方位と実方位との差が予め定める値未満では、遠
心力は小さいため、バンクターンしなくても実害がな
い。

また本発明によれば、指令方位と実方位との差が予め
定める値以上では、フオーワードストラツトを駆動して
舵取りを行うだけでなく、アフトフラツプを駆動して船
体を傾斜させるようにしたので、バンクターンを行うこ
とができ、これによつて遠心力による乗客および物体に
遠心力による悪影響が生じるのを防ぐことができる。ま
た前述の先行技術に関連して述べたように、旋回時に
は、オートパイロツトにおいて望む指令方位を設定すれ
ばよく、操作が簡便であり、しかも、このバンクターン
による旋回性能の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロツク図、第２図は第１
図に示される実施例の動作を説明するためのフローチヤ
ート、第３図は本発明の一実施例の水中翼船の簡略化し
た斜視図、第４図はその水中翼船の側面図、第５図はそ
の水中翼船の底面図、第６図は翼5,9に関連する構成を
示す拡大斜視図、第７図は船体１が遠心力が打ち消され
るように傾斜されて旋回する状態を示す図、第８図は先
行技術のブロツク図である。 １……船体、２……船首、３……フオワードストラツ
ト、5,9……翼、６……船尾、7,8……アフトストラツ
ト、10……ガス・タービン噴射水推進装置、11,12……
フオワードフオイル、13,14……フオワードフラツプ、1
6,17……アフトフオイル、18,19;20,21……アフトフラ
ツプ、22,23……推進ポンプ、26,27……ガス・タービ
ン、73……オートパイロツト、74……ヘデイングホール
ドダイアル、75……ジヤイロコンパス、76……減算回
路、78……信号量判定回路、80,85,86……駆動手段、82
……船体姿勢制御手段、83……垂直ジヤイロ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】船首に、舵取り用フオーワードストラツト
   と、そのフオーワードストラツトの下部に設けられた翼
   とを有し、 船尾に、翼を有し、この船尾の翼は、左右の舷側に相互
   に逆方向に角変位するアフトフラツプを含む水中翼船の
   針路保持装置付き姿勢制御装置において、 船体の指令方位と実方位との差を検出するオートパイロ
   ツトと、 オートパイロツトの出力が予め定める値未満では、フオ
   ーワードストラツトを駆動して、前記差が零になる方向
   に船体を旋回し、予め定める値以上では、フオーワード
   ストラツトとアフトフラツプとを駆動して前記差が零に
   なる方向に船体を旋回させる制御駆動手段とを含むこと
   を特徴とする水中翼船の針路保持装置付き姿勢制御装
   置。