JPS5848955Y2

JPS5848955Y2 - 半没水式双胴船

Info

Publication number: JPS5848955Y2
Application number: JP12319579U
Authority: JP
Inventors: 直二土岐
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 1979-09-06
Filing date: 1979-09-06
Publication date: 1983-11-08
Also published as: JPS5640094U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、水面上の上部船体に支柱を介して連結された
水面下の左右一対の下部胴体を有する半没式双胴船に関
する。

従来のこの種の半没水式双胴船としては第１〜３図に示
すようなものがあり、没水体としての左右一対の円筒状
あるいは魚雷状の下部胴体１の各後端に、らせん推進器
１ａが設けられ、各下部胴体１の上側には、水線幅の小
さな支柱２が立設されている。

この支柱２ば、下部胴体１のほぼ全長にわたって一体に
設けられるものと、前後に分割された形式のものとがあ
る。

そして各支柱２の上端には、双胴状の下部胴体１を連結
する上部船体３が設けられている。

このような支柱２の水線面積が小さく相対的に下部胴体
１の大きな船体が、航走すると、第４図に示すように比
較的低速では船首下げモーメントが作用し、それが船速
とともに増加するが、ある速力以上になるとこの船首下
げモーメントは減少を始め、設計速力付近では逆に船首
上げモーメントが作用する。

この鉛製は水線面積が小さく、縦復原力が小さいので、
上記のモーメントによって大きな縦傾斜を生じ、船舶と
しての安全性がおびやかされることになる。

そこで、従来、船体の姿勢を制御するために水中翼４が
、水面５の下方で下部胴体１に装備されているが、船速
によって船体に作用する傾斜モーメントの大きさと方向
とが異なるため、それぞれの船速に応じて水中翼４の迎
角を調整制御する必要がある。

ところで、水中翼４の迎角の調整を、船橋からの遠隔操
作により、船速あるいは姿勢角をみながら人手によって
行うことは可能であるが、通常の船舶の運転操作にはな
い一つの煩雑な操作を追加することになる。

また人手によらず自動制御することは、現在の技術レベ
ルから考えれば可能である７５入多大のコストを要し
、特に小型の半没水船の場合には全体の建造コストに占
める割合が大きくなって、経済性を損うことになる。

この種の小水線面積型双胴船は、本来高速船としてはじ
めて成立し得る型式の鉛製であるカヘ高速船であるが故
に、制御装置の故障は致命的となりかねない。

本考案は、このような問題点を解決しようとするもので
、従来のように船首部および船尾部における両水中翼を
特別に制御操作するというようなことを必要としないよ
うに、船尾部付近には船体の姿勢角の変化に応じ自動的
に没水面積の変化する復原用固定翼を備えて、安全性と
信頼性の向上をはかった半没水式双胴船を提供すること
を目的とする。

このため本考案の半没水式双胴船ば、水面上の上部船体
と、この上部船体に支柱を介して連結された水面下の左
右一対の下部胴体とをそなえ、これらの下部胴体の相互
間にお・いて、船首部付近に船体中心面に関し左右対称
に、且つ、計画喫水線よりも下方に復原用可動翼が配設
されるとともに、船尾部付近に、それぞれ船体中心面に
関し左右対称に、且つ、計画喫水線の上下にわたって適
宜の間隔で、複数段の復原用固定翼が配設されて、船首
付近における上記復原用可動翼と船尾付近における上記
複数段の復原用固定翼とで上記船体の航走姿勢の縦安定
機構が構成されたことを特徴としている。

昔ず本考案の特徴を明らかにするため、双胴船体の前部
と後部にそれぞれ複数段の復原用固定翼を取付けた場合
につき説明する。

第５図はその縦断面図、第６図はその正面図であって、
これらの図に示すように、水面下における左右一対の下
部胴体１．１に、支柱２を介して、水面上の上部船体３
が設けられており、左右の下部胴体１゜１の間に釦いて
、船首部付近および船尾部付近に、それぞれ船体中心面
Ｃに関し左右対称に、且つ、計画喫水線５Ｐの上下にわ
たって適宜の間隔で複数段の水中翼１０ａ、１０ｂが配
設され、その箇所の喫水の増加に従って、水中翼１０ａ
、１０ｂの水没部分の面積が増加するようになっている
。

そして、水没している水中翼１０ａ、１０ｂのｘ−ｙ平
面への投影面積をＡ。

１１ＡＯ２；単位の沈下によるその増加量をＣ１ｔＣ２
：水中翼１０ａ。

１０ｂのｘ −ｚ平面と平行な断面図形の中心線がＸ軸
となす角（迎角）をＣ１，Ｃ２；揚力係数の迎角の変化
に対する変化を表わす係数をＣＬｃｔｌ。

ＣＬ１２；取付位置のＸ座標をＸｌ、Ｘ２と書くことに
する。

この状態で船が速力Ｖで航走している場合を考え、それ
ぞれの水中翼に働くＺ方向の力（揚力）をＦｌとすればＦｌ−一ρＶ２Ａｏ１ｃｒ＝ａ１ａｘ（ｉ＝１．２
）・・（１）である。

次に船がこの状態から船首を下げ船尾を上げる方向にα
だけ傾斜したとする。

その場合ＡＯＩ→Ａ０１＋Ｃ１ｘ１ａ、Ｊ→（Ｗｌ−α
と変化するから２方尚の力をＦ／ｌとすればＦ′１）ρ
ｖ２（Ａｏ１＋Ｃ１ｘ１α）ＣＬ、１（Ｃ１−α）・・
・（２）となる。

Ｆｌの変化量をＪＦと書けばＡＦ＝ｐＶ２ＣＬ（
１１（ＣＩＸｉα２−（Ｃ１ｘ０α。

ＡＯＩ）αＦ・・・（３）で
ある。

こうして求められたＪＦがそれぞれの水中翼の水面に対
する変位を復原させる方向に働くことが、これらの水中
翼の作用として必要であるから、その条件すなわちＸ
１瀕（船首側）の水中翼１０ａではＪＦが２軸の負方
向（Ｚ軸の矢印と反対の方向）に働き、Ｘｌ〈０（船尾
側）の水中翼１０ｂでは、正方向（Ｚ軸の矢印方向）に
働らく条件を求めてみると、（３）式よりを満足し、かつαがの範囲にあることが条件として示される。

船首に設置された水中翼１０ａの場合（Ｘ１）ｏ）
では、（４）式の右辺が正となり、Ｃ１は推進抵抗の面
からあすり大きくできないので、（４）式の条件を満た
すことは、かなり困難になる。

また、たとえこの条件を満たすことができても、（５）
式で表わされるαの範囲は非常に狭くなり、船首側の固
定水中翼１０ａは復原翼として有効に作用しないことに
なる。

一方、船尾側に設置された水中翼１０ｂの場合（ＸＩ＜
０）では、（４）式の右辺は負となり、Ｃ１が正である
限り、常に（４）式が満足され、（５）式で示されるα
の範囲も充分広くなることがわかる。

すなわち、第５，６図に示すような形状の固定式水中翼
１０ａ、１０ｂは、船尾側に設置されれば、復原翼とし
て極めて有効に作用することがわかる。

そこで本考案の一実施例としての半没水式双胴船では、
第７〜９図に示すように、水面下における左右一対の下
部胴体１，１に、支柱２を介して、水面上の上部船体３
が設けられ、左右の下部胴体１．１０間において、船首
部付近に、船体中心面Ｃに関し左右対称に、且つ、計画
喫水線５Ｐよりも下方に復原用可動翼４が配設されると
ともに、船尾部付近に、船体中心面Ｃに関し左右対称に
、且つ、計画喫水線５Ｐの上下にわたって適宜の間隔で
、複数段の復原用固定翼２０が配設される。

このようにして、船首付近における復原用可動翼４と船
尾付近における複数段の復原用固定翼２０とで船体の航
走姿勢の縦安定機構が構成されるのである。

すなわち、船尾部付近に設けられた復原用固定翼２０は
船体が前傾斜すれば翼面積と有効迎角を減するので揚力
が減少し、船体が後傾斜すればその逆に揚力を増加し、
いずれの場合も船体姿勢角を復原する効果を有しており
、一方船首付近に設けられた復原用可動翼４ば、船橋か
らの遠隔操作あるいは自動制御によって船体姿勢角を復
原するように操作されるので、船首部付近の復原用−可
動翼４と船尾部付近の復原用固定翼２０との両者が相渣
って、船体の航走姿勢を安定化させる効果を有する。

この復原用固定具２０は、第５，６図の復原翼１０ａ
、１０ｂと形状は異なるが、喫水の変化に応じて揚力が
増減するという点で、はぼ同様な作用をする。

なお、船首部付近の復原用可動翼４は、下部胴体１の内
側に直接取付けられており、船橋からの遠隔操作または
自動制御によって迎角を調整できるようになっている。

前述のように、従来例で船尾側に取付けられている迎角
調整可能な可動翼４を復原用固定翼２０で置換しても良
好な復原作用が得られるので、船首側には従来例と同じ
く迎角調整可能な可動翼４を取付け、船尾側に計画喫水
線５Ｐの上下にわたって階段状に配された復原用固定翼
２０を取付けたのが、本考案の半没水式双胴船であり、
このようにしても従来例と同等の縦安定性を得ることが
できる。

そして、迎角の調整を必要とする復原用可動翼４の数が
半減することにより、その制御機構も半減することにな
って、これにより建造コストの大幅な低下が期待できる
。

また、この種の船の縦安定性に対しては船尾側の復原用
固定翼２０の寄与が大きいので、万一、制御機構の故障
や誤操作などによって船首側の可動翼４の迎角調整を誤
った場合にも、従来例に比して危険性は非常に少ない。

さらに、このような鉛製の船尾端では、推進軸や舵軸な
どが狭い所に集中しており、建造、整備などの作業が非
常に困難であるとされているが、従来例はそこに更に船
尾可動翼の迎角調整機構を収めなければならなかったの
に対し、本考案の半没水式双胴船では、船尾の復原翼が
固定翼２０とされるので、その必要性カ余かれ、これに
より建造時等の作業性の大幅な向上をもたらすことが可
能となって、建造および整備に要するコストの低下にも
つながる利点がある。

このように、船尾側の復原用固定翼２０ば、制御の必要
がなく建造コストの増加を招かないというだけでなく、
故障の心配が全くないので、安全性に対する信頼性も著
しく向上する。

以上詳述したように、本考案の半没水式双胴船によれば
、水面上の上部船体と、この上部船体に支柱を介して連
結された水面下の左右一対の下部胴体とをそなえ、これ
らの下部胴体の相互間において、船首部付近に、船体中
心面に関し左右対称に、且つ、計画喫水線よりも下方に
復原用可動翼が配設されるとともに、船尾部付近に、そ
れぞれ船体中心面に関し左右対称に、且つ、計画喫水線
の上下にわたって適宜の間隔で、複数段の復原用固定翼
が配設されて、船首付近に釦ける上記復原用可動翼と船
尾付近における上記複数段の復原用固定翼とで上記船体
の航走姿勢の縦安定機構が構成されるという極めて簡素
な構造で、従来のものに比べ復原用可動翼のための複雑
な制御機構が半減されて、運転操作が著しく容易になり
、船体の縦安定が確実に保たれるようになって、安全性
の大幅な向上に寄与しうるのである。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は従来の半没水式双胴船を示すもので、第１
図はその側面図、第２図は第１図の■−■矢視断面図、
第３図は第１図の■−■矢視断面図であり、第４図は通
常の半没水式双胴船の船速と船首上げモーメントおよび
船首下げモーメントとの関係を示すグラフであり、第５
，６図は本考案の原理を説明するための半没水式双胴船
を示すもので、第５図はその縦断簡閲、第６図はその正
面図であり、第７〜９図は本考案の一実施例としての半
没水式双胴船を示すもので、第７図はその縦断面図、第
８図は第７図の■−■線に沿う断面図、第９図は第７図
の■÷■線に沿う断面図である。１・・・・・・下部胴体、２・・・・・・支柱、３・・
・・・・上部船体、４・・・・・・復原用可動翼、５Ｐ
・・・・・・計画喫水線、２０・・・・・・復原用固定
翼、Ｃ・・・・・・船体中心面。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

水面上の上部船体と、この上部船体に支柱を介して連結
された水面下の左右一対の下部胴体とをそなえ、これら
の下部胴体の相互間において、船首部付近に、船体中心
面に関し左右対称に、且つ、計画喫水線よりも下方に復
原用可動翼が配設されるとともに、船尾部付近に、それ
ぞれ船体中止面に関し左右対称に、且つ、計画喫水線の
上下にわたって適宜の間隔で、複数段の復原用固定翼が
配設されて、船首付近におり“る上記復原用可動翼と船
尾付近における上記複数段の復原用固定翼とで上記船体
の航走姿勢の縦安定機構が構成されたことを特徴とする
半没水式双胴船。