JPS60148792A

JPS60148792A - 高速艇の姿勢制御方法及び装置

Info

Publication number: JPS60148792A
Application number: JP458584A
Authority: JP
Inventors: Tomoo Hanawa; 塙　友雄
Original assignee: SANOYASU KK
Current assignee: SANOYASU KK
Priority date: 1984-01-12
Filing date: 1984-01-12
Publication date: 1985-08-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用性：本発明は、高、速艇における高速鵡走時の造波抵、抗を
減少、させることによシ機関負荷を軽減し、さらに波浪
中の船体運動を減衰させて乗心地を改善することができ
るように、安定な航走姿勢を保つ斥めの制御手段に係る
。ものである。

従来技術：海上輸送機関は大賀の輸送効率がすぐれていることはい
うまでもないが、経済効率の点からは一層の高速化が要
求され、それに応じて、たとえば１２０　二３５０人乗
シで２５〜３５ノット程度の高速旅客艇の就航が、多く
みられるようになってきたのはその１例である。高性能
艇としては水中翼船又は双胴高速船も存在するが、いず
れも船価高のために運航採算をと９難いのが現状であシ
、さらに、現用されている高速艇は燃料消費率が悪く燃
料の高騰は運航採算を悪化させる要因となるので、高速
艇における燃料消費率が改善されるとその有用性は更に
高まるのは自明であシ、このような目的を充足するもの
として本発明者はすでに燃料消費率の良好な、いわゆる
省エネルギーの高速艇を開発提案した（特願昭５８−１
３６４７０号）。

このような高速艇では航走中に生ずる縦揺れ、横揺れ又
は船首揺れを極力防止し、特に縦傾斜角度を水平位に可
及的に近いものとすることにより造波抵抗を薦めて小さ
くし、予め設定された船体抵抗減少のだめの最適航走姿
勢′とすることにより、在来の客載能力又は同等の巡航
速度が経済的な燃料消費率のもとで得られ、或いは１５
〜２０％の主機所要出力域のも゛とで得られるのである
。

発明の目的：本発明は斯かる現況に鑑がみなされたもので、艇体には
双胴船尾（セミ・カタマラン）を採用すると共に、船尾
双胴間には水平可動翼をもつ水平固定翼を設け、さらに
各胴部にはカウンターラダーを配設したものとなし、船
体所定個所にそれぞれ設けたセンサーによシ噴出された
船体運動を姿勢制御コンピュータに入力し、水平可動翼
及びカウンターラダーをそれぞれ多段階に作動させ、そ
れにより縦揺れ、横揺れ及び船首揺れを自動的に減挾さ
せるようにした高速艇の航走姿勢の制御手段の提供を目
的としている。

発明の槽底：以下本発明の１実施例を図面に基づき説明する。第１〜
４図に示すように操舵室、客室等の所要上部構造を有し
船尾双胴とした艇体（１）水線Ｑ□下には、各主舵（５
）　（５）及びグロペ；　（４）　（４）の他に、各船
尾双胴部（２）　（２）間に直接又は船尾双胴部（２）
　（２）にそれぞれ取付けたスケグ（７）　（７）間に
水平固定翼（８）を架設し、この水平１ｉ’Ｊ定翼（８
）にはヒンジを介して右舷側及び左舷側に分割された２
枚の水平可動翼（９）　（９γを連結し、たとえばリン
クモーションを用いて流体圧シリンダによる等して左右
個別に作動できるようにすると共に、船尾双胴部（２）
　（２）に配設した舵（５）　（５）の谷舷寄りにはそ
れぞれカウンターラダー（６）　（６）を設け、これら
の両舷側の各カウンターラダー（６）　（６）は連結ロ
ンドで双舵一体に所要角度をとることができるようにす
る。

これらの水平可動１１　（９）　（９γ及びカウンター
ラダー（６）　（６’）は、後記のととく航走時の船体
運動に対す、る姿勢制御に貢献する。

一方、第５図に示すように船体重心をとおる中心線上の
船首部及び船尾部にはそれぞれ縦揺れセンサー■η及び
ｃｔＬ船体前半には船首揺れセンサー°に）及びげを配
設し、同じく船体重心において上記中心線に直交する船
上の両舷部にはそれぞれ横揺れセンサーに）及びげを設
置する。また、船体重心をとおる中心線に畜った部位（
操従室内が好ましいが位置は限定されない。）には左右
値の定常状態からの偏位を検認するためのレベルスイッ
チ■及び静的姿勢制御を行なうトリム計００を併せ設置
する。

各センサーは、縦揺れセンサーＱＯＱγ及び横揺れる加
速度の変化に感応する精度が高く、その感応値を電気信
号として外部へと９だし易いサーボ加速度計のようなタ
イプが好ましく、レベルスイッチ■は左右レベルをみる
に便利なリキッドタイプを使用し、トリム計Ｃ１，）は
ポテンショメータ式が使用できる。

これらの各センサー又はセンサーとトリム針基しくはレ
ベルスイッチとの協働によシ得られた検測値は第６図に
示す姿勢制御システム中の姿勢制御コンピュータに）に
入力され、それに対応する指令値となって所要のアクチ
ュエータ（ホ）が作動し、オイルタンク（２）から油圧
ポンプ（至）を介して圧油が従属するシリンダーに）に
供給され、１個のシリンダー〇ロッドに連請されたリン
ク類ｉ介して、右舷側の水平可動翼（９）若しくは左舷
側の水平喬動翼（９γを個個に一方向に又は同方向に作
動させ、或いはカウンターラダー（６）　（６）を双舵
一体に作動させることができる。そして、各水平度動翼
又はカウンターラダーの作動角度はフィードバックに）
によシ姿勢制御コンピュータに）に反応してチェレフさ
れ、各センサー又は計器類が感得した船体運動に対応し
て縦揺れ、横揺れ若しくは船首揺れを自動的に減衰させ
る作動状態となシ、予め姿勢制御コンビーータ（ハ）に
インプットされた〉・ダラムどおりの船体姿勢１１１１
−を自動的に行なうことができる。

作用、効果二　′ 本発明は以上のような構成となっているから、中に操舵
又は波浪中におけるようミー的な外′部要因に基づく勢
力を受け、予め設定された姿勢以外の船体運動をぶった
場合には、その船体方向中心線に作用する縦□揺れ、同
じく鉛直−に直　′交する船中方向線に作用する横揺れ
並びに鉛直線を中心に回動する船首ｉれの３要素に分解
し、縦揺れにつ仏てはトリム計で検出される縦傾斜と相
互に補完しつつ縦揺れセンサーにより、横揺れについて
は左右レベルスイッチで検認される横傾斜との関連を保
全しつつ横揺れセンサーにより、船首揺れについては船
首揺れセンサーでそれぞれ感得する。すなわち、各セン
サーは一上記のごとく加漬度軒を扇いるものセあり、在
来手段にみるような覗雑な機−若しくは装置を用いなく
ても、この新しいセンサー゛、姿勢制御コンピュータや
採用に加え□、アクチュエータとし”て強力な油圧サー
ボ機′溝を組合わせると、船体く不斉運動を起させる要
因、たとえば横波文はうねりを受けたときには、その波
頭の衝撃によシ該部に付加されていた加速度が急激に増
緘し、その□変（ｔｓ　した値を各センサーが感得して
姿勢制御コンピュータに入力され、予めイルプツトされ
ている姿勢制御御プログラムと照査されて各アクチュエ
ータが起動し、左□右の水平度１妨翼及び／又はカウン
ターラダーが作動する。

予め設定された航走中の姿勢にコントロールするために
、左右の各水平可動翼及びカウンターラダーは船体運動
に対応して原則的に次のように挙動する。

０）　縦揺れに対しては左右の各水平度動翼を同じ向き
に同じ角度作動させるのであって、船錠下りには各水平
可動翼は上向□きに作動して船首を上げるように機能し
、船り日には逆に各水千町＠翼は下向きに作動し船首を
下げるごとく対応する。

←）　横揺れに対しては左右の水平可動翼を個個に逆方
向に作動させるのであって、たとえば右舷　、。

下シには右舷側の水平度動翼を下側に又左舷側の水平可
動翼を上側にそれぞれ作動させると船　。

体は船体重心を通る船長方向の軸線を中心に右舷が上る
向きに回動して姿勢が復元し、逆に左　″′−舷下シ左
右の水平度＠Ｒｋそれぞれ上記の反対　１．　・・（方
向に作動させることによシ同様に復元し姿勢を制御する
ことができる。　１（→　船鋳揺れに対しては左右のカウンターラダー　ζ
を双舵一体に作動させるのであって、これらのカウンタ
ーラダーの実効面積は主舵の約３０％程度と・しである
から主舵による艇の進路に影響を与えることなく、船首
の振れと逆方向に作動し船首揺れ含減衰させることがで
きる。

ＫｖＡの航走中の船体運動は複雑で縦揺れ、横揺れ、船
首揺れが同時に程度を違えて生ずるものであるから、縦
揺れセンサー、横揺れセンサー、船首各れセンサーが感
得した船体運動を惹起させる加恵度の変調は総合して姿
勢制御コンピュータに入υされ、予めインプ？トされて
いる所期の運航姿絵に関するプログラムとのトレース差
に応じて各アクチュエータに起動信号を送シ、カウンタ
ーラダー又は水平可動翼を作動させそして作動状態かｌ
）解放するようになる。

本発Ｑｔｌって気、縦傾斜（トリム）の保持或１は横傾
斜（ヒール）の修正又は縦揺れ、横揺れ船首揺れ若しく
はこれらの複雑な合成運動に対うても、巡航速度が高速
であるが故に小型の複数）翼、舵を適切に設備すること
にょシ船体運動に対する姿勢制御が効果的に行なえるの
である。

また、在来の航走時の姿勢制御はジャイロを主として使
用していたが、ジャイロは非常に高価でしかも精緻な取
扱いが要求されるのに対し、本発明に用いるセンサーは
上下加速度計、左右加速度計を用いるものであるから、
価格はジャイロの１／４０〜し′５０程１（以下であり
経済的である。

これらのカウンター２ダー及び水平可動翼は上記のごと
くセンサーにより検出された船体運動を姿勢制御コンピ
ュータに入力し、各アクチュエータを起動させることに
よって作動するが各アクチュエーターを操作する仁とに
より手動にて作動可能となっておシ、また、水平固定翼
は船尾双胴間に約３度の仰角で取付けることによシ高速
航走時の船体の縦傾斜角度を水平位にできるだけ近付け
−て造波抵抗を極めて小さくしているが、航行中のトリ
ムはアクチュエータを手動操作することにより水平可動
汎を作動させれば一船体の基準姿勢の制御を行なうこと
ができるのは本発明の有利な点である０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の側面図、第２図は第１図の
骨部拡大側面図、第３図は第２図の■−■視平面図、第
４図は第２図のＩＶ−ｆＶ視背面図、第５図はセンサー
の配置設明図、第６図は姿勢制御を行なうためのセンサ
ーから各舵に至る指令系統図である。（１）・・艇体　（２）・・・船尾双胴部（３）・・・
えぐり面　（４）・・・プロペラ（５）・・・主舵　（
６）・・・カウンターラダー（７）・・・スケグ　（８
）・・・水平固定翼（９）　（９γ・・・水平町ＩｉＪ
ｇ　ＱＯ・・・水線・２Ｉ）Ｑγ・・・縦揺れセンサー
　＠げ・・・横揺れセンサーＣｌ５ｍ・・・船首揺れセ
ンサー　（ハ）・・・レベルスイッチに）・・・姿勢制
御コンピュータ（ホ）・・・アクチュエータ　（２）・・・シリンダー
（至）・・・油圧ポンプ　四・・・フィードバック（至
）・・・鉛直線６ｉ）・・・トリム針山　願　人　佐野
安船渠株式会社

Claims

【特許請求の範囲】１、船尾部を双胴船尾となした高速艇において、は横揺
れセンサーを５配設し、これらの各七ン与−で航走中の
船体運動を検出しその検出値に対応して、船尾双胴部に
設けたカウンターラダー並びに船尾駅胴間に架設した・
右水平・可、動翼及び又は左水平可動翼を作動させて縦
揺れ、横揺れ、、船首揺れを自動的に減衰させ、所期の
航走姿勢を保つようにしたことを特徴とする高速艇の姿
勢制御方法。２、船尾部を双胴船尾となした高速艇において、水船下
には主舵及びプロペラの他に船尾双胴の中間部に水平固
定翼を架設し、この水平固定・翼にはヒンジを介して右
舷側及、び左舷側に分割された２枚の水平可動翼を連結
して設け、船尾双胴部にはそれぞれカウンターラダーを
設けたものとなし、一方、船体中心線上の船首寄り及び
船尾寄シにはそれぞ些縦揺れセンサー或いは船・首揺れ
センサーを、また上記中心線に直交する線上の両舷側に
はそれぞれ横揺れセンサーを配設し、さらに姿勢、制御
コンピュータとアクチュエータ及びそれに連結した作動
機構とを設けて上記各センサーと姿勢制御コンピュータ
とを又作動機構とカウンターラダー及び水平可動翼とを
互に接続した構造を特徴とする高速艇の姿勢制御装置。