JPH0840362A - ウォータージェット推進船の動揺低減装置 - Google Patents
ウォータージェット推進船の動揺低減装置Info
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- JPH0840362A JPH0840362A JP6197192A JP19719294A JPH0840362A JP H0840362 A JPH0840362 A JP H0840362A JP 6197192 A JP6197192 A JP 6197192A JP 19719294 A JP19719294 A JP 19719294A JP H0840362 A JPH0840362 A JP H0840362A
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- Japan
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- shake
- jet propulsion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 船体動揺を低減し、乗心地を改善する。
【構成】 ウォータージェット推進船Ｓの船尾部にウォ
ータージェット推進器１を左右に設ける。該推進器１の
吹出口３を上下方向、左右方向へ首振りできるように
し、首振りさせるための油圧シリンダ１６を設ける。船
Ｓ上には、船の動揺を検知する動揺センサー１７と波高
を検知する波高センサー１８を設ける。又、これらセン
サー１７，１８からの信号に基づき、船の動揺を打ち消
し且つ初期の推力となるために必要な上記吹出口３の角
度及び推力となるように油圧シリンダ１６及び主機９に
指令を与える制御部１９を設け、吹出口の角度と主機の
回転数を変えるようにする。
ータージェット推進器１を左右に設ける。該推進器１の
吹出口３を上下方向、左右方向へ首振りできるように
し、首振りさせるための油圧シリンダ１６を設ける。船
Ｓ上には、船の動揺を検知する動揺センサー１７と波高
を検知する波高センサー１８を設ける。又、これらセン
サー１７，１８からの信号に基づき、船の動揺を打ち消
し且つ初期の推力となるために必要な上記吹出口３の角
度及び推力となるように油圧シリンダ１６及び主機９に
指令を与える制御部１９を設け、吹出口の角度と主機の
回転数を変えるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はウォータージェット推進
器を複数個装備した船舶、特に、高速船（排水量型、水
中翼型、空気圧型、ハイブリッドを含む）の航走時の動
揺を低減して波浪中における乗心地を改善するためのウ
ォータージェット推進船の動揺低減装置に関するもので
ある。
器を複数個装備した船舶、特に、高速船（排水量型、水
中翼型、空気圧型、ハイブリッドを含む）の航走時の動
揺を低減して波浪中における乗心地を改善するためのウ
ォータージェット推進船の動揺低減装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ウォータージェット推進器１は、図５に
一例の概略を示す如く、ウォータージェット推進船Ｓの
船尾側に開口させた水取入口（インテーク）２から船尾
端に開口する吹出口３に達するフラッシュ型インテーク
ダクト４内に、軸受５を介して船体側に回転自在に支持
させた主軸６を水平状態に延長させて、該主軸６の先端
部に、軸流ポンプを構成するように羽根車７を固定する
と共に、案内羽根８をインテークダクト４の内壁面に固
定し、更に、上記主軸６の後端側を主機９に連結し、ウ
ォータージェット推進船Ｓの航行時に主軸６を回転させ
て羽根車７を回転させることにより、インテーク２部か
らインテークダクト４内へ取り込まれる水をジェットと
して吹出口３より後方へ噴出させて推進力を得るように
してある。
一例の概略を示す如く、ウォータージェット推進船Ｓの
船尾側に開口させた水取入口（インテーク）２から船尾
端に開口する吹出口３に達するフラッシュ型インテーク
ダクト４内に、軸受５を介して船体側に回転自在に支持
させた主軸６を水平状態に延長させて、該主軸６の先端
部に、軸流ポンプを構成するように羽根車７を固定する
と共に、案内羽根８をインテークダクト４の内壁面に固
定し、更に、上記主軸６の後端側を主機９に連結し、ウ
ォータージェット推進船Ｓの航行時に主軸６を回転させ
て羽根車７を回転させることにより、インテーク２部か
らインテークダクト４内へ取り込まれる水をジェットと
して吹出口３より後方へ噴出させて推進力を得るように
してある。
【０００３】又、上記ウォータージェット推進器１は、
通常、ウォータージェット推進船Ｓの船尾部に２個並設
され、各々の吹出口３を左右方向へ首振りできるように
して、航行時のジェット水の吹出し方向を水平方向に左
又は右に向けることにより操船方向が変えられるように
してある。
通常、ウォータージェット推進船Ｓの船尾部に２個並設
され、各々の吹出口３を左右方向へ首振りできるように
して、航行時のジェット水の吹出し方向を水平方向に左
又は右に向けることにより操船方向が変えられるように
してある。
【０００４】しかし、ウォータージェット推進船が航行
中に、ピッチング、ローリング、ヨーイング等の動揺を
生じると、速力が低下するとともに乗心地が悪くなるの
で、かかる船体の動揺を低減させることが必要である。
中に、ピッチング、ローリング、ヨーイング等の動揺を
生じると、速力が低下するとともに乗心地が悪くなるの
で、かかる船体の動揺を低減させることが必要である。
【０００５】従来、船舶の動揺を低減する一般的な方法
としては、 船底弯曲部に沿ってそれに直角にキールを突出させた
ビルジキール方式としたもの、 上記キールに代えてフィン（翼）を突出させた水中翼
方式としたもの、 船尾端にタブを上下方向に揺動できるように後方へ水
平状態に突出させた方式としたもの、 内部の液体が舷側方向へ移動できるようにタンクを甲
板上に設置してなるアンチローリングタンク方式とした
もの、 等がある。
としては、 船底弯曲部に沿ってそれに直角にキールを突出させた
ビルジキール方式としたもの、 上記キールに代えてフィン（翼）を突出させた水中翼
方式としたもの、 船尾端にタブを上下方向に揺動できるように後方へ水
平状態に突出させた方式としたもの、 内部の液体が舷側方向へ移動できるようにタンクを甲
板上に設置してなるアンチローリングタンク方式とした
もの、 等がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記〜
の各船体動揺低減方法をウォータージェット推進船に適
用して、ウォータージェット推進船がピッチング、ロー
リング、ヨーイング等で動揺するのを低減しようとして
も、の方法では、ローリングには有効となるがピッチ
ング、ヨーイングに対しては動揺を低減できず、しかも
キールが船体から張り出しているので、船体抵抗が増加
する、という問題があり、の方法では、ピッチング、
ローリングには有効であるが、ヨーイングに対しては動
揺を低減できず、又、の方法では、ピッチングには有
効であり、ローリングにもやや有効であるが、ヨーイン
グに対しては動揺を低減できず、しかも、，ともに
フィン、タブが船体から突出していることから、船体抵
抗が増加すると共に、船速により効果が異なり、低速で
はききにくい、という問題があり、更に、の方法で
は、ローリングには有効であるが、ピッチング、ヨーイ
ングには動揺を低減できず、しかも、大掛りな装置が必
要であると共に、有効スペースが小さくなる、という問
題があり、ウォータージェット推進船の動揺を低減させ
ることができない。
の各船体動揺低減方法をウォータージェット推進船に適
用して、ウォータージェット推進船がピッチング、ロー
リング、ヨーイング等で動揺するのを低減しようとして
も、の方法では、ローリングには有効となるがピッチ
ング、ヨーイングに対しては動揺を低減できず、しかも
キールが船体から張り出しているので、船体抵抗が増加
する、という問題があり、の方法では、ピッチング、
ローリングには有効であるが、ヨーイングに対しては動
揺を低減できず、又、の方法では、ピッチングには有
効であり、ローリングにもやや有効であるが、ヨーイン
グに対しては動揺を低減できず、しかも、，ともに
フィン、タブが船体から突出していることから、船体抵
抗が増加すると共に、船速により効果が異なり、低速で
はききにくい、という問題があり、更に、の方法で
は、ローリングには有効であるが、ピッチング、ヨーイ
ングには動揺を低減できず、しかも、大掛りな装置が必
要であると共に、有効スペースが小さくなる、という問
題があり、ウォータージェット推進船の動揺を低減させ
ることができない。
【０００７】そこで、本発明は、船体抵抗が増加する問
題や大掛りな装置を必要とする問題をなくし、ウォータ
ージェットの吹出し方向を、船体の動揺に対応して変化
させるようにして、航走中の動揺を低減し、波浪中にお
ける乗心地を改善しようとするものである。
題や大掛りな装置を必要とする問題をなくし、ウォータ
ージェットの吹出し方向を、船体の動揺に対応して変化
させるようにして、航走中の動揺を低減し、波浪中にお
ける乗心地を改善しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、ウォータージェット推進船の船尾部に、
主機により駆動されるウォータージェット推進器を左右
に設けて、該各推進器の吹出口を、各々独立して上下方
向、左右方向へ首振りできるようにすると共に、この首
振りを行わせるためのアクチュエータを各吹出口ごとに
備え、且つ船体上に、船体の動揺を検知する動揺センサ
ーと、波高を検知する波高センサーを備え、更に、上記
動揺センサー及び波高センサーからの信号に基づき船体
動揺を低減させるに必要な上記推進器の推力と首振り方
向及び角度とが得られるよう上記主機と上記アクチュエ
ータに指令を出す制御部を備えてなる構成とし、制御部
からの指令で主機の回転数を変えて推力を制御し、アク
チュエータにより吹出口の首振り方向と角度を変えて動
揺を打ち消すようにする。
決するために、ウォータージェット推進船の船尾部に、
主機により駆動されるウォータージェット推進器を左右
に設けて、該各推進器の吹出口を、各々独立して上下方
向、左右方向へ首振りできるようにすると共に、この首
振りを行わせるためのアクチュエータを各吹出口ごとに
備え、且つ船体上に、船体の動揺を検知する動揺センサ
ーと、波高を検知する波高センサーを備え、更に、上記
動揺センサー及び波高センサーからの信号に基づき船体
動揺を低減させるに必要な上記推進器の推力と首振り方
向及び角度とが得られるよう上記主機と上記アクチュエ
ータに指令を出す制御部を備えてなる構成とし、制御部
からの指令で主機の回転数を変えて推力を制御し、アク
チュエータにより吹出口の首振り方向と角度を変えて動
揺を打ち消すようにする。
【０００９】
【作用】船体動揺の原因がピッチングかローリングかヨ
ーイングかを検知し、たとえば、ピッチングの場合は、
動揺センサーからの信号に基づき、ピッチングを修正す
るために必要なウォータージェット推進器の上下方向の
角度と推力となるように油圧シリンダと主機を作動させ
る。吹出口の角度の変更は、吹出口を首振りさせて上下
方向へ動かすことにより達成され、又、推力の変更は、
主機の回転数を変えることにより達成され、これにより
ピッチングによる船体の動揺を低減することができるこ
とになる。ローリング、ヨーイングの場合も同様であ
る。
ーイングかを検知し、たとえば、ピッチングの場合は、
動揺センサーからの信号に基づき、ピッチングを修正す
るために必要なウォータージェット推進器の上下方向の
角度と推力となるように油圧シリンダと主機を作動させ
る。吹出口の角度の変更は、吹出口を首振りさせて上下
方向へ動かすことにより達成され、又、推力の変更は、
主機の回転数を変えることにより達成され、これにより
ピッチングによる船体の動揺を低減することができるこ
とになる。ローリング、ヨーイングの場合も同様であ
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１１】図１（イ）（ロ）（ハ）及び図２は本発明
の一実施例を示すもので、図５に示したと同様に、主機
９により主軸６を介して羽根車７を回転させることによ
り、羽根車７と案内羽根８とで構成されるポンプの作用
によってインテーク２から取り入れられた水が吹出口３
からジェットとして噴出されるようにし、該吹出口３か
ら噴出されるジェット水により推進力が得られるように
してあるウォータージェット推進器１を、双胴船に各々
装備させてなるウォータージェット推進船Ｓにおいて、
左右の各推進器１における吹出口３を、左右方向のみな
らず、上下方向にも首振りできるように、船尾端に固定
するためのフランジ１１を有し且つ内面を球面の如き円
弧形状にした筒形の外殻１０と、該外殻１０の内面に摺
動して回動できるように嵌入したほぼ半球面形状の内殻
１２と、該内殻１２に固定して後方へ突出させたノズル
１３とからなる構成とし、ノズル１３の先端部の上下左
右の４個所に設けたブラケット１４と、外殻１０の上下
左右の４個所に設けたブラケット１５との間に、各々合
計４基のアクチュエータとしての油圧シリンダ１６を介
装し、各油圧シリンダ１６のヘッド側とロッド側の各圧
力室を船体内に設置した油圧ポンプ（図示せず）に切換
弁を介し各々接続して、切換弁を切り換えることにより
伸長又は短縮させられるようにし、上下に位置する油圧
シリンダ１６の一方を短縮し他方を伸長させることによ
り吹出口３のノズル１３が上下方向へ任意の角度に首振
りできるようにし、又、左右に位置する油圧シリンダ１
６の一方を短縮し他方を伸長させることにより吹出口３
のノズル１３が左右方向へ任意の角度に首振りできるよ
うにする。
の一実施例を示すもので、図５に示したと同様に、主機
９により主軸６を介して羽根車７を回転させることによ
り、羽根車７と案内羽根８とで構成されるポンプの作用
によってインテーク２から取り入れられた水が吹出口３
からジェットとして噴出されるようにし、該吹出口３か
ら噴出されるジェット水により推進力が得られるように
してあるウォータージェット推進器１を、双胴船に各々
装備させてなるウォータージェット推進船Ｓにおいて、
左右の各推進器１における吹出口３を、左右方向のみな
らず、上下方向にも首振りできるように、船尾端に固定
するためのフランジ１１を有し且つ内面を球面の如き円
弧形状にした筒形の外殻１０と、該外殻１０の内面に摺
動して回動できるように嵌入したほぼ半球面形状の内殻
１２と、該内殻１２に固定して後方へ突出させたノズル
１３とからなる構成とし、ノズル１３の先端部の上下左
右の４個所に設けたブラケット１４と、外殻１０の上下
左右の４個所に設けたブラケット１５との間に、各々合
計４基のアクチュエータとしての油圧シリンダ１６を介
装し、各油圧シリンダ１６のヘッド側とロッド側の各圧
力室を船体内に設置した油圧ポンプ（図示せず）に切換
弁を介し各々接続して、切換弁を切り換えることにより
伸長又は短縮させられるようにし、上下に位置する油圧
シリンダ１６の一方を短縮し他方を伸長させることによ
り吹出口３のノズル１３が上下方向へ任意の角度に首振
りできるようにし、又、左右に位置する油圧シリンダ１
６の一方を短縮し他方を伸長させることにより吹出口３
のノズル１３が左右方向へ任意の角度に首振りできるよ
うにする。
【００１２】ウォータージェット推進船には、図１
（イ）に示す如く、船体の動揺（ピッチング、ローリン
グ、ヨーイング）を検知する加速度計、傾斜計等の如き
動揺センサー１７と、波高を検知する波高センサー１８
と、これら船体に装備されたセンサー１７，１８により
検知された動揺、波高の信号に基づきこれを打ち消すよ
うにウォータージェットの吹出方向とポンプ回転数を制
御するようアクチュエータとしての油圧シリンダ１６及
び主機９に指令を出すようにする制御部１９とを装備す
る。
（イ）に示す如く、船体の動揺（ピッチング、ローリン
グ、ヨーイング）を検知する加速度計、傾斜計等の如き
動揺センサー１７と、波高を検知する波高センサー１８
と、これら船体に装備されたセンサー１７，１８により
検知された動揺、波高の信号に基づきこれを打ち消すよ
うにウォータージェットの吹出方向とポンプ回転数を制
御するようアクチュエータとしての油圧シリンダ１６及
び主機９に指令を出すようにする制御部１９とを装備す
る。
【００１３】ウォータージェット推進船は、左右の推進
器１の吹出口３から噴出されるジェット水により得られ
た推力で航走させられ、左右の推進器１の吹出口３をと
もに左又は右に向けることにより船の推進方向を直進状
態から左又は右の方向へ操向させることができる。
器１の吹出口３から噴出されるジェット水により得られ
た推力で航走させられ、左右の推進器１の吹出口３をと
もに左又は右に向けることにより船の推進方向を直進状
態から左又は右の方向へ操向させることができる。
【００１４】今、航走中に船体がピッチング、ローリン
グ、又はヨーイングにより動揺が生じると、かかる動揺
が生じない場合に比して速力が低下すると共に乗心地が
悪くなるので、船体の動揺を低減させるようにする。こ
の場合は、船体に装備した波高センサー１８、動揺セン
サー１７により波高と船体動揺を検知して、これらの信
号を制御部１９に入力し、該制御部１９で設定値と比較
しながら船体の動揺を低減するために必要な推進器１の
推力と角度となるように主機９の回転数、吹出口３の首
振角度を制御するため、主機９に推力指令を、又、アク
チュエータとしての油圧シリンダ１６に首振指令をそれ
ぞれ与えるようにし、船体の動揺を低減させて乗心地を
改善するようにする。
グ、又はヨーイングにより動揺が生じると、かかる動揺
が生じない場合に比して速力が低下すると共に乗心地が
悪くなるので、船体の動揺を低減させるようにする。こ
の場合は、船体に装備した波高センサー１８、動揺セン
サー１７により波高と船体動揺を検知して、これらの信
号を制御部１９に入力し、該制御部１９で設定値と比較
しながら船体の動揺を低減するために必要な推進器１の
推力と角度となるように主機９の回転数、吹出口３の首
振角度を制御するため、主機９に推力指令を、又、アク
チュエータとしての油圧シリンダ１６に首振指令をそれ
ぞれ与えるようにし、船体の動揺を低減させて乗心地を
改善するようにする。
【００１５】詳述すると、実際の船体の動揺を低減させ
るための制御において、ウォータージェット推進器１の
推力と向き及び角度をどのようにコントロールするかを
以下に示す。この場合、座標系を図３（イ）（ロ）
（ハ）のようにとる。
るための制御において、ウォータージェット推進器１の
推力と向き及び角度をどのようにコントロールするかを
以下に示す。この場合、座標系を図３（イ）（ロ）
（ハ）のようにとる。
【００１６】船体のピッチング、ローリング、ヨーイン
グによる動揺を低減するために必要な修正モーメント
は、 ピッチング修正モーメント ＭP ＝−Ｐθθ−Ｐθ-1θ-1 ローリング修正モーメント ＭR ＝−Ｐφφ−Ｐφ-1φ-1 ヨーイング修正モーメント ＭY ＝−Ｐψψ−Ｐψ-1ψ-1 である。但しθ、φ、ψはそれぞれピッチ角、ロール
角、ヨー角であり、添字-1はその時間微分、すなわち角
速度を示す。又、Ｐθ、Ｐθ-1、Ｐφ、Ｐφ-1、Ｐψ、
Ｐψ-1は比例ゲインである。上記修正モーメントと、総
推力（船体が動揺していないときの推力）Ｔは、実験又
は計算により既知であり、又、左側の推進器１の取付位
置（ｘ1 、ｙ1 、ｚ1 ）と右側の推進器１の取付位置
（ｘ2 、ｙ2 、ｚ2 ）も既知である。
グによる動揺を低減するために必要な修正モーメント
は、 ピッチング修正モーメント ＭP ＝−Ｐθθ−Ｐθ-1θ-1 ローリング修正モーメント ＭR ＝−Ｐφφ−Ｐφ-1φ-1 ヨーイング修正モーメント ＭY ＝−Ｐψψ−Ｐψ-1ψ-1 である。但しθ、φ、ψはそれぞれピッチ角、ロール
角、ヨー角であり、添字-1はその時間微分、すなわち角
速度を示す。又、Ｐθ、Ｐθ-1、Ｐφ、Ｐφ-1、Ｐψ、
Ｐψ-1は比例ゲインである。上記修正モーメントと、総
推力（船体が動揺していないときの推力）Ｔは、実験又
は計算により既知であり、又、左側の推進器１の取付位
置（ｘ1 、ｙ1 、ｚ1 ）と右側の推進器１の取付位置
（ｘ2 、ｙ2 、ｚ2 ）も既知である。
【００１７】本発明では、船体に動揺が生じたときに、
その動揺を動揺センサー１７で検知し、動揺が生じない
ときに比して低下する推力及びモーメントに対し、どれ
だけの力を出していれば元の状態に戻せるかを制御部１
９で演算させて、推進器１の推力と角度を、元に戻すた
めに必要な左右の推進器１の推力Ｔ1 ，Ｔ2 と、左右推
進器１の角度θ1 ，θ2 が得られるように、主機９とア
クチュエータしての油圧シリンダ１６に指令を出すよう
にする。
その動揺を動揺センサー１７で検知し、動揺が生じない
ときに比して低下する推力及びモーメントに対し、どれ
だけの力を出していれば元の状態に戻せるかを制御部１
９で演算させて、推進器１の推力と角度を、元に戻すた
めに必要な左右の推進器１の推力Ｔ1 ，Ｔ2 と、左右推
進器１の角度θ1 ，θ2 が得られるように、主機９とア
クチュエータしての油圧シリンダ１６に指令を出すよう
にする。
【００１８】船体が動揺を始めたときの左側の推進器１
のノズル１３をθ1 度傾けると発生する力及びモーメン
トは次のようになる。すなわち、前後にＴ1 cos θ1 、
上下にＴ1 sin θ1 となり、 モーメントは、ｘ軸回り ｙ1 Ｔ1 sin θ1 （ロール） ｙ軸回り ｚ1 Ｔ1 cos θ1 −ｘ1 Ｔ1 sin θ1 （ピッチ） ｚ軸回り −ｙ1 Ｔ1 cos θ1 （ヨー） となる。
のノズル１３をθ1 度傾けると発生する力及びモーメン
トは次のようになる。すなわち、前後にＴ1 cos θ1 、
上下にＴ1 sin θ1 となり、 モーメントは、ｘ軸回り ｙ1 Ｔ1 sin θ1 （ロール） ｙ軸回り ｚ1 Ｔ1 cos θ1 −ｘ1 Ｔ1 sin θ1 （ピッチ） ｚ軸回り −ｙ1 Ｔ1 cos θ1 （ヨー） となる。
【００１９】右側の推進器１の力及びモーメントも同様
にして、前後にＴ2 cos θ2 、上下にＴ2 sin θ2 とな
り、 モーメントは、ｘ軸回り ｙ2 Ｔ2 sin θ2 （ロール） ｙ軸回り ｚ2 Ｔ2 cos θ2 −ｘ2 Ｔ2 sin θ2 （ピッチ） ｚ軸回り −ｙ2 Ｔ2 cos θ2 （ヨー） となる。
にして、前後にＴ2 cos θ2 、上下にＴ2 sin θ2 とな
り、 モーメントは、ｘ軸回り ｙ2 Ｔ2 sin θ2 （ロール） ｙ軸回り ｚ2 Ｔ2 cos θ2 −ｘ2 Ｔ2 sin θ2 （ピッチ） ｚ軸回り −ｙ2 Ｔ2 cos θ2 （ヨー） となる。
【００２０】この値に対し、左右の推進器１でどれだけ
の力を出していれば動揺を戻せるかを求めるようにする
が、このときの制御の条件は、ロール、ピッチ、ヨーご
とに制御し、前進推力を保持し得る左右の推進器１の推
力と角度を求めるようにする。そのため、制御部１９
で、ローリング、ピッチング、ヨーイングの各修正モー
メント、総推力Ｔを求めるようにする。
の力を出していれば動揺を戻せるかを求めるようにする
が、このときの制御の条件は、ロール、ピッチ、ヨーご
とに制御し、前進推力を保持し得る左右の推進器１の推
力と角度を求めるようにする。そのため、制御部１９
で、ローリング、ピッチング、ヨーイングの各修正モー
メント、総推力Ｔを求めるようにする。
【００２１】 ＭR ＝ｙ1 Ｔ1 sin θ1 ＋ｙ2 Ｔ2 sin θ2 ＭP ＝ｚ1 Ｔ1 cos θ1 −ｘ1 Ｔ1 sin θ1 ＋ｚ2 Ｔ2 cos θ2 −ｘ2 Ｔ2 sin θ2 ＭY ＝−ｙ1 Ｔ1 cos θ1 −ｙ2 Ｔ2 cos θ2 Ｔ＝Ｔ1 cos θ1 ＋Ｔ2 cos θ2 ここで、通常、左右の推進器１は、中心線に対して対称
に取り付けられているので、以下のようにする。
に取り付けられているので、以下のようにする。
【００２２】ｘ1 ＝ｘ2 ＝−ｌx 、ｙ1 ＝−ｙ2 ＝
ｌy 、ｚ1 ＝ｚ2 ＝ｌz これを使って書き直すと、 ＭR ＝ｌy （Ｔ1 sin θ1 −Ｔ2 sin θ2 ） ＭP ＝ｌz （Ｔ1 cos θ1 ＋Ｔ2 cos θ2 ） ＋ｌx （Ｔ1 sin θ1 ＋Ｔ2 sin θ2 ） ＭY ＝−ｌy （Ｔ1 cos θ1 −Ｔ2 cos θ2 ） Ｔ＝Ｔ1 cos θ1 ＋Ｔ2 cos θ2 となる。簡単にするため、Ｔ1 cos θ1 ＝ａ、Ｔ1 sin
θ1 ＝ｂ、Ｔ2 cos θ2＝ｃ、Ｔ2 sin θ2 ＝ｄとして
おく（ａ2 ＋ｂ2 ＝Ｔ1 2 、ｃ2 ＋ｄ2 ＝Ｔ2 2、θ1
＝tan -1（ｂ／ａ）、θ2 ＝tan -1（ｄ／ｃ）と、 ＭR ＝ｌy （ｂ−ｄ） ＭP ＝ｌz （ａ＋ｃ）＋ｌx （ｂ＋ｄ） ＭY ＝−ｌy （ａ−ｃ） Ｔ＝ａ＋ｃ となる。これを解いて、 ａ＝−1/2 （ＭY ／ｌy ＋Ｔ） ｂ＝1/2 （ＭP ／ｌx ＋ＭR ／ｌy −ｌz ／ｌy ・Ｔ） ｃ＝1/2 （ＭY ／ｌy ＋Ｔ） ｄ＝1/2 （ＭP ／ｌx −ＭR ／ｌy −ｌz ／ｌy ・Ｔ） 各々の推進器１の推力と角度に変換して、左側の推進器
１の推力Ｔ1 と角度θ1は、
ｌy 、ｚ1 ＝ｚ2 ＝ｌz これを使って書き直すと、 ＭR ＝ｌy （Ｔ1 sin θ1 −Ｔ2 sin θ2 ） ＭP ＝ｌz （Ｔ1 cos θ1 ＋Ｔ2 cos θ2 ） ＋ｌx （Ｔ1 sin θ1 ＋Ｔ2 sin θ2 ） ＭY ＝−ｌy （Ｔ1 cos θ1 −Ｔ2 cos θ2 ） Ｔ＝Ｔ1 cos θ1 ＋Ｔ2 cos θ2 となる。簡単にするため、Ｔ1 cos θ1 ＝ａ、Ｔ1 sin
θ1 ＝ｂ、Ｔ2 cos θ2＝ｃ、Ｔ2 sin θ2 ＝ｄとして
おく（ａ2 ＋ｂ2 ＝Ｔ1 2 、ｃ2 ＋ｄ2 ＝Ｔ2 2、θ1
＝tan -1（ｂ／ａ）、θ2 ＝tan -1（ｄ／ｃ）と、 ＭR ＝ｌy （ｂ−ｄ） ＭP ＝ｌz （ａ＋ｃ）＋ｌx （ｂ＋ｄ） ＭY ＝−ｌy （ａ−ｃ） Ｔ＝ａ＋ｃ となる。これを解いて、 ａ＝−1/2 （ＭY ／ｌy ＋Ｔ） ｂ＝1/2 （ＭP ／ｌx ＋ＭR ／ｌy −ｌz ／ｌy ・Ｔ） ｃ＝1/2 （ＭY ／ｌy ＋Ｔ） ｄ＝1/2 （ＭP ／ｌx −ＭR ／ｌy −ｌz ／ｌy ・Ｔ） 各々の推進器１の推力と角度に変換して、左側の推進器
１の推力Ｔ1 と角度θ1は、
【００２３】
【数１】
【００２４】
【数２】 を満たすように、又、右側の推進器１の推力Ｔ2 と角度
θ2 は、
θ2 は、
【００２５】
【数３】
【００２６】
【数４】 を満たすように、独立に制御すれば、前進推力を保持し
て、速力変化を起さずに船体動揺（ローリング、ピッチ
ング、ヨーイング）を低減させることができる。
て、速力変化を起さずに船体動揺（ローリング、ピッチ
ング、ヨーイング）を低減させることができる。
【００２７】上記推力（Ｔ1 ，Ｔ2 ）の制御は、たとえ
ば、主機９の回転数を変更することにより達成され、
又、角度（θ1 ，θ2 ）の変更は、ピッチング、ローリ
ング、ヨーイングに対応して吹出口３のノズル１３を各
油圧シリンダ１６の伸縮動作により達成される。この場
合、ピッチングに対しては、左右の推進器１の吹出口３
のノズル１３を同時に上下方向に首振りさせて打ち消す
方向へ動かすことにより達成され、ローリングに対して
は、左右の推進器１の吹出口３のいずれか一方のノズル
１３を上方へ、他方のノズル１３を下方へ首振りさせて
打ち消す方向へ動かすことにより達成され、又、ヨーイ
ングに対しては、左右の推進器１の吹出口３のノズル１
３を打ち消す方向へ同時に水平方向に左又は右へ動かす
ことにより達成される。
ば、主機９の回転数を変更することにより達成され、
又、角度（θ1 ，θ2 ）の変更は、ピッチング、ローリ
ング、ヨーイングに対応して吹出口３のノズル１３を各
油圧シリンダ１６の伸縮動作により達成される。この場
合、ピッチングに対しては、左右の推進器１の吹出口３
のノズル１３を同時に上下方向に首振りさせて打ち消す
方向へ動かすことにより達成され、ローリングに対して
は、左右の推進器１の吹出口３のいずれか一方のノズル
１３を上方へ、他方のノズル１３を下方へ首振りさせて
打ち消す方向へ動かすことにより達成され、又、ヨーイ
ングに対しては、左右の推進器１の吹出口３のノズル１
３を打ち消す方向へ同時に水平方向に左又は右へ動かす
ことにより達成される。
【００２８】なお、上記実施例では、双胴船に適用した
場合を示したが、図４に示す如く単胴船に適用してもよ
いこと、又、吹出口３のノズル１３の首振り機構とし
て、円弧状の外殻１０と内殻１２とを嵌合させて、上下
左右の４個所に配した油圧シリンダ１６によりノズル１
３が上下左右に首振りできる場合を示したが、この構成
に限定されるものではなく、たとえば、吹出口３の基端
部を蛇腹構造にして任意の方向へ首振りできるようにす
ること、等は勿論である。
場合を示したが、図４に示す如く単胴船に適用してもよ
いこと、又、吹出口３のノズル１３の首振り機構とし
て、円弧状の外殻１０と内殻１２とを嵌合させて、上下
左右の４個所に配した油圧シリンダ１６によりノズル１
３が上下左右に首振りできる場合を示したが、この構成
に限定されるものではなく、たとえば、吹出口３の基端
部を蛇腹構造にして任意の方向へ首振りできるようにす
ること、等は勿論である。
【００２９】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のウォータージ
ェット推進船の動揺低減装置によれば、船尾部に設けた
左右２つのウォータージェット推進器の各吹出口を、各
々独立して上下左右の方向へ首振りさせるようにすると
共に、首振りさせるためのアクチュエータを備え、且つ
船体の動揺を検知する動揺センサーと波高を検知する波
高センサーを備え、更に、上記動揺センサー、波高セン
サーで検知された動揺と波高に基づいて動揺を低減させ
るに必要な推進器の推力と角度となるように主機及びア
クチュエータに指令を与える制御部を備えた構成として
あるので、ウォータージェット推進船の船体抵抗を増加
させることなく船体の動揺を低減することができて、波
浪中における船の乗心地を改善することができる、とい
う優れた効果を奏し得る。
ェット推進船の動揺低減装置によれば、船尾部に設けた
左右２つのウォータージェット推進器の各吹出口を、各
々独立して上下左右の方向へ首振りさせるようにすると
共に、首振りさせるためのアクチュエータを備え、且つ
船体の動揺を検知する動揺センサーと波高を検知する波
高センサーを備え、更に、上記動揺センサー、波高セン
サーで検知された動揺と波高に基づいて動揺を低減させ
るに必要な推進器の推力と角度となるように主機及びア
クチュエータに指令を与える制御部を備えた構成として
あるので、ウォータージェット推進船の船体抵抗を増加
させることなく船体の動揺を低減することができて、波
浪中における船の乗心地を改善することができる、とい
う優れた効果を奏し得る。
【図１】本発明の一実施例の概略を示すもので、（イ）
は本発明の装置を装備したウォータージェット推進船の
側面図、（ロ）はウォータージェット推進器の一例を示
す断面図、（ハ）は１つのウォータージェット推進器の
吹出口の部分を示す拡大斜視図である。
は本発明の装置を装備したウォータージェット推進船の
側面図、（ロ）はウォータージェット推進器の一例を示
す断面図、（ハ）は１つのウォータージェット推進器の
吹出口の部分を示す拡大斜視図である。
【図２】ウォータージェット推進器を双胴船に備えた実
施例の後方から見た図である。
施例の後方から見た図である。
【図３】船体の動揺を低減させる制御における座標系を
示すもので、（イ）は船体の右舷より見た図、（ロ）は
後方より見た図、（ハ）は上面より見た図である。
示すもので、（イ）は船体の右舷より見た図、（ロ）は
後方より見た図、（ハ）は上面より見た図である。
【図４】本発明の他の実施例として単胴船に適用した場
合の後方から見た図である。
合の後方から見た図である。
【図５】従来のウォータージェット推進器の一例を示す
概略断面図である。
概略断面図である。
Ｓ ウォータージェット推進船 １ ウォータージェット推進器 ３ 吹出口 ６ 主軸 ９ 主機 １０ 外殻 １２ 内殻 １３ ノズル １６ 油圧シリンダ（アクチュエータ） １７ 動揺センサー １８ 波高センサー １９ 制御部
Claims (1)
- 【請求項１】 ウォータージェット推進船の船尾部に、
主機により駆動されるウォータージェット推進器を左右
に設けて、該各推進器の吹出口を、各々独立して上下方
向、左右方向へ首振りできるようにすると共に、この首
振りを行わせるためのアクチュエータを各吹出口ごとに
備え、且つ船体上に、船体の動揺を検知する動揺センサ
ーと、波高を検知する波高センサーを備え、更に、上記
動揺センサー及び波高センサーからの信号に基づき船体
動揺を低減させるに必要な上記推進器の推力と首振り方
向及び角度とが得られるよう上記主機と上記アクチュエ
ータに指令を出す制御部を備えてなることを特徴とする
ウォータージェット推進船の動揺低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6197192A JPH0840362A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | ウォータージェット推進船の動揺低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6197192A JPH0840362A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | ウォータージェット推進船の動揺低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0840362A true JPH0840362A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=16370345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6197192A Pending JPH0840362A (ja) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | ウォータージェット推進船の動揺低減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0840362A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003053776A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-07-03 | Stein Hellvik | Data acquisition system for a vessel |
| JP2007210537A (ja) * | 2006-02-11 | 2007-08-23 | Kagero Kobosha:Kk | ウォータージェット推進船 |
| JP2009543725A (ja) * | 2006-07-19 | 2009-12-10 | レオ キャピタル パートナーズ ファンド エスピーシー | ウォータージェット推進ボートにおける推進および流れ制御用機械的流体力学装置 |
| JP2010501402A (ja) * | 2006-09-01 | 2010-01-21 | テレフレックス メガテック インコーポレイテッド | ジェット推進舟艇のトリムおよび後進システム |
| CN106094852A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-11-09 | 南京信息工程大学 | 一种保持无人船姿态稳定的控制系统 |
| WO2018001494A1 (de) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Bagger, kran, wasserfahrzeug sowie steuereinrichtung und verfahren zu deren stabilisierung |
| CN111169613A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-19 | 兰州理工大学 | 一种双定子驱动及动力单元一体化的三元矢量泵喷推进器 |
| KR102275079B1 (ko) * | 2020-04-10 | 2021-07-08 | 국방과학연구소 | 무인선박의 조향 제어 시스템 및 이를 이용한 무인선박의 조향 제어 방법 |
| US11904988B2 (en) | 2020-12-08 | 2024-02-20 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Watercraft |
-
1994
- 1994-08-01 JP JP6197192A patent/JPH0840362A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003053776A1 (en) * | 2001-12-20 | 2003-07-03 | Stein Hellvik | Data acquisition system for a vessel |
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| CN111169613A (zh) * | 2020-01-14 | 2020-05-19 | 兰州理工大学 | 一种双定子驱动及动力单元一体化的三元矢量泵喷推进器 |
| CN111169613B (zh) * | 2020-01-14 | 2021-10-15 | 兰州理工大学 | 一种双定子驱动及动力单元一体化的三元矢量泵喷推进器 |
| KR102275079B1 (ko) * | 2020-04-10 | 2021-07-08 | 국방과학연구소 | 무인선박의 조향 제어 시스템 및 이를 이용한 무인선박의 조향 제어 방법 |
| US11904988B2 (en) | 2020-12-08 | 2024-02-20 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Watercraft |
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