KR100293301B1 - 고성능동력수상스키 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선수(18)와, 선미(20)와, 기립한 탑승자(12)를 수용하기 위한 크기의 데크(22)를 구비한 선체(16)를 갖는 고속 동력 수상 스키(10)에 관한 것이다. 제트 펌프(100)는 선체(160) 종방향 축(144)에 일반적으로 평행한 방향으로 선미(18)로부터 외향으로 물의 추진 스트림을 방출하기 위해 선미(18)에 장착된다. 모터(108)는 제트 펌프(100)를 구동하기 위해 선체(16) 내에 장착된다. 기립한 탑승자는 선수(18) 근처에서 선체(16)에 부착된 한 단부를 갖는 암 폴(26)에 의해 동력 수상 스키(10)의 속도를 제어한다. 손잡이(132)가 기립한 탑승자가 모터 속도를 제어할 수 있게 하기 위해 그리고 데크(22) 상에 기립한 탑승자의 자세를 안정화시키기 위해 암 폴(26)의 다른 단부에 부착된다. 동력 수상 스키(10)의 모터(108)와, 제트 펌프(100)와, 다른 부품은 탑승자의 평균 무게가 데크 상에 지지될 때 동력 수상 스키(10) 및 탑승자(12)의 복합 무게 중심(120)이 데크(22) 상의 탑승자 자세를 이동시킴으로써 동력 수상 스키(10)을 회전시킬 수 있게 하기 위해 데크(22) 아래에 있도록 무게 중심을 한정하도록 선체(16) 내에 장착된다.

Description

[발명의 명칭]

고성능 동력 수상 스키

[발명의 배경]

본 발명은 신규한 카테고리의 개인용 동력 선박(motorized personal water craft), 즉 회전을 위한 조향 기구를 갖지 않는 고속, 고추력(high trust), 고성능 선박에 관한 것이다. 본 발명은 후방 데크 상에서 기립한 한 명의 탑승자가 사용하기에 적합한 안정되고 조종 가능한 고속 동력 수상 스키에 관한 것이다. 탑승자는 단지 그의 신체의 위치, 자세(stance) 및 무게 분포에 의해 본 발명에 따른 선박을 회전시킬 수 있다. 하부 선체/레일 형상 및 선체 구조를 정확하게 위치시키기 위해 추력, 속도, 무게, 엔진 출력, 부력, 무게 중심, 기계 부품의 배치를 포함한 여러 가지 설계 변수를 독특하고 정확하게 계산하여 조합함으로써, 이례적인 속도, 조종성 및 탑승자/선박의 안정성이 얻어진다.

종래 기술의 개인용 동력 선박으로는, (a) 회전을 위한 스위블(swivel) 제트 조향 기구(장치)를 구비한 고출력 고속 선박, (b) 회전을 위한 방향타(rudder) 및 다른 조향 기구를 구비한 저속 저성능 선박, 및 (c) 회전을 위한 조향 기구를 구비하지 않은 저속 저성능 선박이 있다.

종래에 이용된 많은 개인용 고출력 동력 선박은 선박을 회전시키기 위해 이동 가능한 제트 노즐 또는 다른 기구를 사용한다. 그러한 선박은 착석하거나 또는 기립한 탑승자를 지지할 수 있다. 종래의 동력 선박의 조종실 구조 및 엔진 위치때문에 회전 시에 선박 및 탑승자의 실 무게 중심은 대체로 탑승자의 전방에 있게 된다. 방향성 노즐 및 방향타와 같은 모든 조향 장치는 피봇점이 탑승자의 전방으로 멀리 있게 하여, 이는 불안정성을 야기한다. 이러한 실 무게 중심의 위치는 회전을 일으키기 위한 피봇점이 대체로 탑승자의 전방에 있게 한다. 전방의 실 무게 중심 때문에 후방에 승선해서 기립한 탑승자에 의한 이들 선박의 고속 또는 고성능 사용이 부적합하다. 특히, 전방의 무게 중심은 탑승자를 불안정하게 한다. 이러한 선박으로 탑승자의 자세 및 무게 분포의 제어만으로는 고속 회전하는 것이 불가능하다.

상술된 종래의 기립식 및 착석식 고출력 개인용 선박의 매우 높은 전방의 실무게 중심 및 극히 전방의 피봇점 이외에도, 이러한 선박은 또한 높으면서 약간 만곡된 수직 측면 레일을 갖는다. 따라서, 탑승자가 기울이는 방향에 반대 방향으로 선박을 회전시키기 위해서 방향성 노즐을 사용하지 않고 탑승자가 측면으로 기울이면, 탑승자는 통상 균형을 잃고 물 속으로 처박힌다.

탑승자 신체의 관성 모멘트는 탑승자가 직선으로 이동하게 한다. 종래 기술의 선박의 회전을 시작하면, 탑승자는 직선으로 계속 이동하려 하기 때문에 탑승자는 그가 측방향으로 이동하는 것으로 느낀다. 따라서, 그러한 개인용 선박으로회전하려면, 기립한 탑승자의 신체는 선박에 대해 나란히 이동된다. 급작스런 회전은 탑승자가 균형 감각을 잃게 한다.

이동 가능한 펌프 노즐이 통상 제트 스키(Jet Ski)로 불리는 종래 기술의 제트 구동 기립식 선박의 한 종류를 회전시키기 위해 사용되었다. 노즐은 종방향 축으로부터 일반적으로 물에 평행한 평면으로 향한다. 노즐은 선박 및 탑승자의 실 무게 중심을 통과하는 수직 축에 대해 토크 또는 모멘트를 야기한다. 작동 시에, 물이 좌현으로 추진되면, 선박의 선미는 우현으로 회전되며 선수는 좌현으로 회전된다. 선수 및 선미의 이러한 이동은 선박이 탑승자의 훨씬 전방에 위치된 실 무게 중심에 대해 회전되려하기 때문이다.

따라서, 이러한 종류의 개인용 선박의 후방에 승선한 탑승자가 펌프 노즐을 회전시킬 때, 선박은 전방 무게 중심에 대해 회전한다. 탑승자의 신체는 나란히 이동되며, 이는 균형 또는 안정성 감각을 잃게 한다. 이는 탑승자에 대한 수용 가능한 안정성을 달성하기 위해 선박의 크기 및 무게를 증가시킴으로써 종래 기술에 의해 발생된 심각한 안정성 문제이다. 이는 또한 통상 회전을 위해 방향성 노즐을 사용한는 착석식 선박이 인기있는 대한 이유이다. 방향성 노즐은 좌우로 회전되어 후미가 반대 방향으로 미끄러지게 한다. 탑승자가 착석하기 때문에, 탑승자는 회전 중의 불안정성을 보다 잘 수용할 수 있다.

현재 시장에서, 개인용 선박은 약 50 km/hr 내지 88 km/hr(30 mile/hr 내지 50 mile/hr)의 속도를 얻는 것으로 기대되고 있다. 고성능 개인용 선박의 바람직한 특징은 단지 탑승자 신체의 이동에 의해 선박의 회전 및 조종이 가능하다는 점이다. 현재 가능한 고속 개인용 동력 선박은 탑승자의 자세 및 무게 분포에 의해 제어될 수 없다. 반대로, 현재의 선박의 탑승자에 관한 신체 이동은 후방에 승선한 탑승자가 조종 중에 선박으로부터 벗어나는 것을 방지하도록 안정성을 유지하기 위해 워터 제트(water jet) 또는 다른 회전 기구의 방향성 추력에 대한 반응뿐이다.

회전을 위해 스위블 제트 이외의 기구를 사용하여 기립한 탑승자를 위한 동력 개인용 선박을 제공하기 위한 종래의 시도는 필연적으로 저속 저추력 저성능 선박을 제공하는 것이다. 몇몇 그러한 선박은 조향을 위해 방향타를 사용한다. 이러한 선박은 안정된 회전을 위해 무게 중심의 위치에 대한 탑승자의 위치 관계를 이용하지 않는다.

폰 스마갈라 로마노프의 미국 특허 제3,548,778호에서는 내연기관 엔진에 의해 구동되는 프로펠러를 갖는 자체 추진식 서핑 보드가 공개되어 있다. 프로펠러는 보드 하부의 리세스 내에 위치된다. 프로펠러 블레이드는 수영하는 사람 또는 탑승자가 보드로부터 떨어지면 블레이드가 탑승자와 접촉하는 것을 방지하기 위해 실드(shield) 내에 장착된다. 구동 프로펠러는 일반적으로 탑승자가 기립한 데크 부분 아래에 있도록 엔진 후방에 근접하여 장착된다.

폰 스마갈라 로마노프는 방향타, 이동 가능한 제트 또는 다른 기계식 조향장치를 사용하기 않으면 회전될 수 없는 저출력 저속 선박을 개시한다. 폰 스마갈라 로마노프는 그의 장치가 탑승자에 의해 제어되는 적절한 케이블을 사용하는 선택적인 기계식 핀(fin)을 장착함으로써 조향될 수 있다는 것을 개시한다. 선박이 방향타, 이동 가능한 제트, 기계식 핀 또는 다른 기계식 조향 장치를 사용함으로써 조향 가능하다는 점을 지적함으로써, 폰 스마갈라 로마노프는 회전 시의 요소로서 무게 중심의 위치를 고려하지 않았다는 것을 나타낸다. 폰 스마갈라 로마노프의 개시 내용으로부터, 선박 및 탑승자의 실 무게 중심의 위치가 폰 스마갈라 로마노프 선박의 조향 또는 조종과 관계없다는 것을 알 수 있다. 또한, 폰 스마갈라 로마노프 장치는 경량의 탑승자만을 지지하는 낮은 부력의 선박이다.

기껏해야, 폰 스마갈라 로마노프는 50 km/hr(30 mile/hr) 근처의 속도도 불가능한 저출력 저속 선박이어야 한다. 폰 스마갈라 로마노프 장치는 짧은 반경의 회전을 생성하기에는 불충분한 추력을 제공하는 작은 엔진만을 수용할 수 있다. 폰 스마갈라 로마노프의 선체 구조는 약 12.8 km/hr(8 mile/hr) 이하의 저속에 대해서만 적절하다. 더 높은 속도는 안전 문제를 야기한다. 폰 스마갈라 로마노프 선박의 구동 기구(프로펠러)는 선체 외부에 그리고 안정화 핀 전방에서 탑승자 아래에 위치된다. 구동 기구의 이러한 수면 아래의 위치는 고추력 제트 유동 펌프의 위치에 대해서는 효율적이 아니거나 또는 적절하지 않다.

폰 스마갈라 로마노프는 저속의 경우에도 수용 가능한 성능을 달성하기 위해 탑승자의 위치에 대한 기계 부품의 정확한 위치를 고려하지 않았다. 작은 무게의 기계 부품의 위치에 대한 탑승자의 위치에서, 탑승자의 무게가 압도적이다. 선수는 물로부터 상당히 상승되며, 따라서 전진 운동에 대한 수용 불가능한 저항을 발생시킨다. 전진 운동에 대한 이러한 종류의 저항은 "플라우잉 효과(ploughing effect)"라 한다. 탑승자가 선박을 수평조절하기 위해 전방으로 이동하면, 그러한 이동을 위한 충분한 부력이 있다고 할 때, 탑승자는 굽혀진 튜브 및 핸드 제어기가 위치된 곳에서 불편하게 기립하고 있어야 한다.

트로테트의 프랑스 특허 제2,617,793호에는, 동력 항해 보드(motorized nautical board)가 공개되어 있다. 트로테트는 전복에 대해 보트를 안정화시키기 위해 수면 아래에 있는 무게 중심을 사용한다. 그러나, 폰 스마갈라 로마노프 선박과 같이, 트로테트의 무게 중심의 위치는 선박의 회전 및 조종과는 전혀 관계없다. 폰 스마갈라 로마노프와 같이 트로테트는 이동 가능한 방향타 또는 조향 기구를 사용하는 선박의 조향 및 조종을 제시한다. 트로테트 선박에서 실 무게 중심은 탑승자의 전방에 있기 때문에 회전중 선미가 회전 방향에 따라 좌우로 미그러져 기립한 탑승자를 불안정하게 한다.

트로테트는 22.5 kg(50 lbs)의 추력 및 8 km/hr 내지 12.8 km/hr(5 mile/hr 내지 8 mile/hr) 이하가 가능한 80 cc 엔진을 갖는, 고속 고성능 선박이 아닌 저속 여가용 선박을 제시한다. 트로테트의 저속 보드의 탑승자는 후방 데크 상에서 기립한 상태에서의 출발 중에 불안정하게 된다. 트로테트 보드는 큰 수직 치수의 킬(keel) 및 피봇점 때문에 저속에서도 짧은 반경의 회전을 안정되게 하기에 불충분한 추력을 갖고, 이는 회전 중에 증가된 물 저항을 야기한다. 트로테트의 작은 엔진을 큰 엔진으로 교환하면, 선체가 큰 엔진을 수용하도록 재설계될 경우에도, 트로테트 선박이 고속 고성능 특징을 갖게 할 수 없다.

종래 기술은 기계식 회전 장치를 갖지 않는 동력 선박을 또한 공개한다. 이러한 선박의 어느 것도 고속의 제어된 회전 또는 응답성(responsive)의 짧은 반경의 저속 회전이 가능하지 않다.

톰슨의 미국 특허 제3,608,512호에서는, 자체 추진 유닛이 제공되고 기립한 탑승자를 수용하는 보트 선체가 공개되어 있다. 톰슨은 기립한 위치에서 작동자를 수용하기 위해 선체의 선미에서 후방으로 개방된 상향 개방되어 종방향으로 연장된 격실을 가지며 부력 재료로 충전된 대체로 편평한 하부 선체가 공개되어 있다. 한쌍의 긴 종방향으로 연장된 단일로 형성된 좁은 핀(fin)이 격실의 측방향으로 연장된다. 편평한 하부 표면은 핀의 내측 면내로 정확하게 합체되며 양호하게는 핀들 사이에 긴 종방향 홈이 제공된다. 덮개로 둘러싸인 프로펠러, 제트 오리피스 또는 다른 적절한 장치가 격실의 개방된 후방 단부 바로 아래에 그리고 핀 사이에 위치된다. 격실 전방에서 선수 근처의 선체 내의 공간(well)은 내연기관 엔진을 수납하는 기능을 한다. 큰 선수 장착 엔진은 실제 선박 및 후방에 승선한 기립한 탑승자를 회전 시에 피봇점이 탑승자의 전방으로 멀리 떨어져 있어서 상술된 바와 같이 탑승자를 불안정하게 되도록 위치시킨다. 따라서, 이러한 상대적으로 부피가 큰 선박은 반응성의 안정된 고속 회전 또는 안정된 짧은 반경의 저속 회전 및 조종을 할 수 없다.

멜라의 미국 특허 제3,406,653호에서는, 기립한 탑승자를 수용할 수 없는 1.2m(4ft) 길이의 4 kg(9 lbs) 출력의 플로트 보드(float board)가 공개되어 있다. 엔진은 물에 비교적 개방적으로 노출되며 빌지 펌프가 없다. 멜라의 장치는 수 mile/hr의 속도만이 가능하다. 밀봉된 엔진 하우징 및 빌지 펌프가 없기 때문에 고성능 사용을 위해서는 적절치 않은 장치이다. 플로트 보드는고속 회전을 가능하게 하는 레일을 갖지 않는다.

하나의 특별한 종류의 개인용 동력 선박이 서프 제트(Surf Jet)라는 이름으로 판매되고 있다. 서프 제트 동력 선박은 약 35.6 km/hr(22 mile/hr)의 최고 속도를 갖는다. 서프 제트는 수면 위 상당한 거리로 연장된 격실 내에 후방 장착된 엔진을 갖는다. 무거운 선미에 장착된 엔진은 탑승자가 엔진 전방의 상당한 거리에서 기립하지 않으면 이러한 선박의 선미가 물 속 깊이 들어가게 한다. 이러한 선박의 무게 중심은 선미로부터 측정된 선박 전체 길이의 약 20% 내에 위치된다. 탑승자는 무거운 선미 장착 엔진 및 원심 펌프를 균형잡고 엔진 하우징이 크게 수직 돌출하는 것을 방지하기 위해 선박 중간에 또는 그 전방에 서있어야 한다. 데크 위로 약 45cm(1.5ft)의 이러한 돌출 때문에, 탑승자는 불편하게도 물에서 측면으로부터 선박에 승선하여야 한다. 서프 제트는 최대 17 마력의 수직 장착 엔진, 수직 구동 샤프트 및 약 53.5 kg(130 lbs)의 최대 추력을 발생시키는 (축류 펌프(axial flow pump)에 비해) 불충분한 원심 제트 펌프를 사용한다. 무게 중심이 이러한 선박을 균형잡는 데 고려되지 않는 것이 확실하다. 보다 높은 추력 및 성능을 달성하기 위해 엔진 및 펌프의 크기를 증가시키는 것은 선박의 균형 및 안정성을 보다 악화시킬 것이기 때문에 부적절하다. 따라서, 서프 제트 설계는 엔진이 탑승자가 선박을 균형잡기 위해 선박 선수 근처에 기립하여 선수가 수면 위로 너무 높아지는 것을 방지하기 위해 작아야 하기 때문에 필연적으로 저성능 선박이다. 실 무게 중심이 선미에 너무 근접하면, 적절한 속도에서 선수가 상승되기 시작하며, 이는 불안정성 및 플라우잉 효과를 발생시킨다.

많은 수상 스포츠 광을 위해, 탑승자가 저속 및 고속 모두에서 조향 기구를 사용하지 않고 단지 탑승자의 자세 및 무게 분포에 의해서만 선박을 회전시키고 제어할 수 있다면, 동력 선박의 작동에서 오는 개인적인 즐거움이 크게 증가될 것이다. 그러한 즐거움은 현재 서프보드 및 신체 보드와 같은 비동력 선박에 의해 저속에서처럼 동력 선박으로는 달성될 수는 없으며, 개인적인 만족감은 보드를 조작하기 위해 탑승자 신체의 성공적이고 능숙한 제어를 통해 충족될 수 있다.

[발명의 요약]

본 발명에 따른 동력 수상 스키는 고속 및 저속 모두에서 기립한 탑승자에 대한 안정성 및 조종성을 갖는다. 본 발명에 따른 동력 수상 스키는 선수와, 선미와, 기립한 탑승자를 수용하는 크기의 데크를 갖는 선체를 포함한다. 선체는 하부 선체 표면 상에 형성된 수상활주 표면 및 선수로부터 선미가지 연장된 종방향 축을 포함한다. 동력 수상 스키는 동력 수상 스키의 종방향 축과 일반적으로 평행하도록 고정된 방향으로 선미로부터 외향으로 물의 추진 스트림을 방출하기 위해 선미에 고정 장착된 제트 펌프를 또한 포함한다. 모터는 제트 펌프를 구동하기 위해 선체 내에 배치된다. 모터는 탑승자가 기립한 데크의 선체 전방에 장착된다. 모터 및 제트 펌프는 동력 수상 스키가 데크 아래 모터의 후방에 위치된 엔빌로프 내에 있는 탑승자가 승선하지 않은 때의 무게 중심을 갖도록 선체 내에 장착된다. 탑승자가 승선하지 않은 동력 수상 스키의 무게 중심의 위치는 동력 수상 스키와 데크 상에 기립한 탑승자의 실 무게 중심의 위치가 탑승자의 신체의 엔빌로프의 구역 내에 있게 한다. 이러한 동력 수상 스키 및 데크 상에 위치한 탑승자의 실 무게 중심의 위치는 탑승자가 실 무게 중심을 이동시키기 위해 데크 상의 무게 분포 및 그의 자세를 조절함으로써 고속 동력 수상 스키를 조종하고 회전시킬 수 있게 한다.

첨부된 도면을 참조하여 이하의 양호한 실시예의 상세한 설명에 의해 본 발명의 목적과 그 구조 및 작동 방법이 보다 완전하게 이해될 수 있을 것이다.

[도면의 간단한 설명]

제1a도는 제어된 고속 고원심력으로 조종되는 본 발명에 따른 동력 수상 스키의 사시도이다.

제1b도는 저속의 짧은 반경의 고추력 회전으로 조종되는 본 발명에 따른 동력 수상 스키의 사시도이다.

제1c도는 수직 스핀 회전 조종되는 본 발명에 따른 동력 수상 스키의 사시도이다.

제1d도는 물 속에서 본 발명에 따른 물 속에서 동력 수상 스키에 후방으로부터 승선하는 탑승자를 도시하는 도면이다.

제2도는 선수와, 선미와, 데크부와, 아암 폴(arm pole)을 갖는 선체를 도시하는 본 발명에 따른 동력 수상 스키의 사시도이다.

제3도는 지지부 및 엔진 포드(pod) 장착부를 위한 내부 수직 벽을 도시하는 선체의 하부의 사시도이다.

제4도는 선체 하부의 측면도이다.

제5도는 선체 하부의 평면도이다.

제6도는 선체 하부의 저면도이다.

제7도는 선체 하부의 정면도이다.

제8도는 선체 하부의 배면도이다.

제9도는 상부 및 관련 덮개와 함께 상부 쉘 하부 쉘로 구성된 하부를 도시하는 본 발명에 따른 동력 수상 스키의 분해조립도이다.

제10도는 엔진 포드와, 엔진과, 관련 부품을 도시하는 조립된 동력 수상 스키의 부분 절결된 평면도이다.

제11도는 다른 부품을 도시하는 다른 단면에서 제10도에 도시된 것과 유사한 도면이다.

제12도는 엔진 포드 및 관련 부품의 저면을 도시하기 위해 일부 절결된 동력 수상 스키의 저면도이다.

제13도는 엔진실의 후드에 대한 엔진 포드 덮개를 도시하는 부분적으로 분해 조립되고 일부 절결된 동력 수상 스키의 측면도이다.

제14도는 탑승자에 대해 동력 수상 스키의 탑승자 및 선박의 실 무게 중심 구역 위치를 도시하는 도면이다.

제15도는 수면 계단부에 의해 경계된 수상활주 표면 및 탑승자 없는 무게 중심의 위치를 도시하는 동력 선박의 저면도이다.

제16도는 아암 폴 조립체의 상세부 및 제어부를 도시하는 본 발명에 따른 동력 수상 스키의 평면도이다.

[양호한 실시예의 설명]

[동력 수상 스키의 구조]

제1a도 내지 제 1c도에서, 후방에 승선해서 기립한 탑승자(12)에 의해 사용될 수 있는 본 발명에 따른 고속 동력 수상 스키(10)가 도시되어 있다. 제1a도는 약 50 km/hr (30 mile/hr) 이상의 속도에서 제어된 고속 고원심력(high-force)으로 조종되는 동력 수상 스키(10)의 사시도이다. 제1b도는 저속의 짧은 반경의 고추력 회전으로 조종되는 동력 수상 스키(10)의 사시도이다. 제1c도는 수직 스핀 회전 조종으로 조종되는 동력 수상 스키(10)의 사시도이다. 제1a도 내지 제1c도에 도시된 고속 동력 수상 스키(10)의 이러한 회전은 보다 상세히 후술되는 바와 같이 단지 수상 스키(10) 상의 탑승자(12)의 자세 및 무게 분포와 추력의 작용에 의해서 개시되고 제어된다. 조향 기구를 구비하지 않은 종래 기술의 개인용 수상 선박은 기립한 탑승자가 이러한 회전 및 조종을 하는 것이 불가능하였다.

제1a도 내지 제1c도, 제2도, 제14도 및 제16도에서, 동력 수상 스키(10)는 일반적으로 선수(18)와, 선미(20)와 후방 데크부(22)를 갖는 선체(16)를 포함한다. 후방 데크부(22)는 제1a도 내지 제1c도 및 제14도에서 도시된 바와 같이 기립한 탑승자를 수용하는 크기이다. 데크부(22)는 제1d도에서 도시된 바와 같이 깊은 물속에서 선미로부터 스키에 용이하게 승선할 수 있는 엎드린 탑승자를 수용하도록 설계되었다. 탑승자(12)가 선미(20)로부터 동력 수상 스키(10)에 승선할 수 있는 것은 서프 제트(Surf Jet)에 비해 중요한 장점이다. 후방으로부터 동력 수상 스키(10)에 승선하는 것은 승선 과정 중에 수상 스키가 회전하려는 경향을 감소시킨다. 상업적으로 "서프 제트"로 알려진 종래 기술의 후방 장착 엔진 동력 서프 보드는 모터 하우징의 수직 돌출부 때문에 선미로부터 승선할 수 없다. 탑승자가 업드린 자세로 선박을 작동시키면서 탑승자(10)의 안락성을 향상시키기 위해, 양호하게는, 제16도에 도시된 중앙 공동 함몰부(23, chest cavity depression)가 데크(22)에 성형된다.

또한, 보다 상세히 후술되는 엔진실 후드(28)와, 후드 래치(30)와, 소화기실 덮개(34)와, 주 동력 스위치(36)와, 빌지 펌프 출구(38)와, 엑세스 덮개(42A, 42B, access cover)와, 핀(44A, 44B, 46A, 46B, fin)과, 가요성 아암 폴(26, flexible arm pole)이 제1a도 내지 제1c도 및 제13도 내지 제16도에 도시되어 있다. 핀(44A, 44B, 46A, 46B)은 고정되거나 또는 충격을 받을 때 후퇴될 수도 있으며, 수평 및 수직 치수가 변화될 수도 있다.

선체(16)는 양호하게는 적절한 수지를 사용하여 유리 섬유 성형에 적절한 주형(도시되지 않음)으로부터 제조된다. 그러한 주형 및 유리 섬유 성형 기술은 공지되어 있기 때문에, 본 명세서에서는 설명을 생략하였다. 제2도 내지 제9도에서, 선체(16)는 하부 쉘(50)과, 상부 쉘(52)과, 상부 데크(54)를 포함한다. 하부 쉘(50)과 상부 쉘(52)과 상부 데크(54)는 선체(16)가 완전히 조립될 때 단일 구조를 형성하도록 적절한 접착제로 모두 서로 접착된다.

주형 조립체(도시되지 않음)는 하부 주형과, 내부 주형과, 상부 데크 주형을 포함한다. 제3도 내지 제5도에서, 하부 주형은 제트 펌프 하우징실(60)과, 선수(18)로부터 선미(20)까지 분리선(parting line)에서 성형된 전체 측면 레일(190A, 190B) 중간까지의 전체 하부 선체 형상부(58)를 성형한다. 내부 주형은 전체 엔진실 및 후술되는 다른 기계 부품을 위한 격실을 성형한다. 성형된 격실(64, 66, 68)은 하부 주형을 향해 레일의 중간에서 만나는 도6에 도시된 외부의 복합 곡선 측면 레일(190A, 190B) 상으로 위로 상승되는 연속 수직 외형의 오버플로 벽으로 형성된다. 선박 무게 중심의 필요한 위치를 얻기 위해서 독특한 설계는 기계 부품을 정확히 위치시킨다.

선체 디자인은 전체 중공 선체(16)의 종방향 강성 및 강도를 발생시키기 위해 내부 및 하부 벽을 또한 형성한다. 하부 쉘(50) 및 내부 쉘(52)은 각각의 주형 내에 있을 때 폐쇄 셀 발포체(close cell foam)과 함께 사출되거나 또는 주입되어 내부 플랜지 주형과 함께 경화될 때까지 압착되거나 또는 함께 클램핑된다. 상부 데크 주형은 엔진실 후드(28)를 제외한 전체로 성형된 주형 데크(54) 및 레일(190A, 190B)의 절반부를 형성한다. 주형 내에서 상부 데크 쉘(54)은 하부 주형과 함께 적절한 수지 또는 다른 선택된 접착제로 서로 접착된다. 주형은 부품을 경화시킨 후에 개방된다. 상부 데크 쉘(54)과, 내부 쉘(52)과, 하부 쉘(50)은 동일한 분리선에서 정합되어 하나의 부품이 된다. 이에 의해, 종래 기술에서는 공개되거나 또는 제시되지 않은 종방향 및 횡방향 모두에서 일체로 보강된 고강도, 고강성의 일체형 구조로 마무리된다.

접착 성형된 복합 형상의 상부 데크 쉘(54)과, 내부 쉘(52)과, 하부 쉘(50)을 결합시킴으로써, 전체 선박은 선체 발포체 내로의 물의 유입으로부터 밀봉되며 선체(16)는 모든 종래의 개인용 동력 선박 보다 뛰어난 부력 및 우수한 강도를 갖게 된다. 이러한 정교한 경량 복합 형상 제품 및 주형 설계는 선박(10)이 제트 스키 및 착석식 선박과 같은 다른 개인용 고성능 동력 선박 보다 조립 라인에서 보다 빨리 조립될 수 있게 한다. 조립 단계는 구멍의 드릴링, 나사 탭핑 및 부품 내 나사(screw-in parts) 삽입뿐이다.

대부분의 제트 스키 및 착석식 선박은 조립시 추가적인 단계를 필요로 한다. 종래 기술의 선박의 통상의 조립은 상부 데크와, 하부 선체와, 벌크 헤드 격실벽을 접착하는 단계와 유리 섬유 제조 시에 조립 라인의 대부분에서 발포체를 추가하고 접착하는 단계를 필요로 한다.

제2도, 제4도, 제6도 및 제8도에서, 하부 쉘(50)은 한 쌍의 노우즈 레일 로커(55A, 55B, nose rail rocker) 및 한 쌍의 만곡 단면의 측면 레일(57A, 57B)을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "로커(rocker)"는 선박의 측면으로부터 볼 때 수직 상향 만곡된 구조를 말한다. 선미(20) 근처에서, 하부 쉘(50)이 한 쌍의 후미 레일 로커(59A, 59B)를 갖는다. 전방 레일 로커(55A, 55B)와, 측면 레일(57A, 57B)과, 후방 레일 로커(59A, 59B)는 후술되는 바와 같이 여러 가지 종류의 회전 및 조종을 하는 것을 용이하게 한다.

발포체 샌드위치 복합 선체 구조(16)의 강도 및 강성은 기존의 스위블 제트 기립식 (제트 스키) 및 착석식 선박, 서프 제트 동력 서프보드, 또는 폰 스마갈라 로마노프 및 트로테트에 의해 알려진 것과 같은 다른 저속 선박과 같은 어떠한 종래 기술의 개인용 선박 보다 우수하다. 보다 약한 종래 기술의 복합 구조는 상용의 개인용 동력 선박과 같은 단일 복합 수직 벽 또는 비동력 패들(paddle) 보드를 위해 새직(Sajic)에 의해 제안된 것과 같은 탑승자 아래에 국부적인 보강부만을 통상 형성한다.

본 발명에서, 선체(16)의 구조는, 고속 고원심력 회전, 고속에서 파도치는 바다와 상호 작용하는 선체로부터의 충격 부하, 공중 점프로부터의 높은 데크 부하 및 엔진(108)으로부터의 진동 부하에 의한 높은 보통 부하 및 비틀림 부하로부터의 복합 응력에 노출되기 때문에, 탑승자(12) 및 선박(10)의 내부 부품을 지지하기 위해 중요하다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 제6도 내지 제8도에서 가장 잘 도시되어 있는 선체(16) 및 측면 레일(190A, 190B) 모두는 선수(18)로부터 선미(20)까지 연속된 섬유 보강 복합 재료에 의해 캡슐화된 저밀도 폐쇄 셀 발포체 코어로부터 구성된다. 이러한 독특한 단일 만곡 쉘 선체 조립체(16)는 최소의 변형 및 반복 피로 손상으로 인해 상술된 조종에 의해 발생되는 선박의 높은 내부 굽힘 모멘트, 전단 및 비틀림 부하에 반응하는 데 매우 효과적이다.

종래 기술에 없는 본 발명의 다른 특징은 내부 종방향 강화 리브로서 동시에 작용하면서 최적의 선박 무게 중심 위치, 피봇점, 밸런스를 달성하기 위해 내부 부품을 수납하여 정확히 위치시키는 선체(16) 내에 고도로 형성된(highly sculptured) 내부 격실이 있다는 점이다. 또한, 모든 기계적으로 부착된 부품을 위한 복합 보강 금속 장착 판 삽입체가 선체 구조(16) 내로 일체로 성형된다.

하부 쉘(50)은 선체 하부(58) 및 제트 펌프실(60)을 포함한다(제5도에 가장 잘 도시됨). 제5도에서 도시된 제트 펌프 구동 샤프트 실(61)은 제3도 및 제9도에 도시된 바와 같이 내부에 접근 개구(62)를 갖는다. 제9도에서, 상부 쉘(52)은 고속 동력 수상 스키(10)에 종방향 강도 및 강성을 제공하는 일반적으로 수직인 내부벽(64, 66, 68)을 포함한다. 내부 벽(64, 66, 68)은 빌지 펌프실(71), 소화기실(72), 엔진실(74), 후방 연료 탱크(76), 후방 엔진 배기실(77) 및 엔진 포드 장착부(80, 82)를 둘러싼다. 소화기실 덮개(34) 및 엑세스 덮개(42A, 42B)는 임의의 종래의 방식으로 상부 데크(54)에 고정될 수 있다. 양호하게는 밀봉 링(73, 75)이 방수 폐쇄부를 제공하기 위해 포함된다.

전방 수직 벽(64)이 벽(66)과 만나서 연결된다는 것을 알아야 한다. 벽(66)은 수상 스키(10)에 구조적인 강도 및 강성을 제공하도록 후방 벽(68)과 연결된다. 구동 샤프트 실(61)은 상부 표면이 데크(22)와 독특하게 강한 샌드위치식으로 접착되는 박스 구조에 의해 둘러 싸여 있다. 데크(22)는 높은 원심력 회전 시에 탑승자의 약 4450 N 내지 6675 N (1000 lbs 내지 1500 lbs)의 동적 부하를 지지한다. 샌드위치의 코어는 개선된 연속 섬유 "에그-크레이트(egg-crate)" 복합 재료이다. 본 구조의 다른 특징은 레일(190A, 190B)로의 접근 개구 주위의 데크 상에서 그리고 선수(18)로부터 선미(20)까지 약 152.4mm(6 in)의 길이에 대해 복층(multiple ply) 복합 보강부와 함께 새로운 플랜지가 형성된 복합 립(79, lip)을 사용한, 상부 데크 엔진실(71) 액세스의 보강부이다.

제10도에서, 구동 샤프트 연결기(86)용 장착부(84)가 상부 쉘(52) 내에 형성된다. 또한, 제5도에 도시된 전방 장착부(90)는 제10도 및 제11도에 가장 잘 도시된 상부 판(94) 및 볼트(96)에 의해 종래의 방식으로 배터리(92)를 지지하기 위해 제공될 수 있다.

제11도 내지 제13도에서, 양호하게는 약 1068 N(240 lbs) 이상의 추력을 제공할 수 있는 임의의 적절한 상용 디자인일 수도 있는 축류 제트 펌프(100)가 장착볼트(102)에 의해 펌프실(60) 내에 고정된다. 축류 제트 펌프는 구동 샤프트(104)에 의해 구동 샤프트 연결기(86)에 연결된다. 엔진 구동 샤프트(106) 또한 구동 샤프트 연결기(86)에 연결된다. 내연기관 엔진(108)은 볼트(114)에 의해 엔진 포드 장착부(80, 82)에 고정된 엔진 포드(110)에 장착된다.

양호하게는, 엔진(108)은 필요한 추력을 제공하기 위해 약 11 kw 내지 41 kw(15 마력 내지 55 마력)의 출력을 갖는다. 수상 스키(10)는 양호하게는 약 378 N 내지 690 N(85 lbs 내지 155 lbs) 범위의 건조 중량을 갖는다. 엔진(108)은 약 56 km/hr(35 mile/hr)까지의 속도로 수상 스키(10)를 추진할 수 있다.

엔진 포드(110)는 데크(22)의 높이 아래에서 엔진(108)을 장착하기 위한 수단을 제공한다. 엔진(108)은 탑승자가 기립한 데크(22)의 전방으로 가까운 거리에 위치된다. 제트 펌프(100), 엔진(108), 리세스된 연료 캡(117)을 갖는 연료 탱크(115), 배기 시스템(136)이 데크부(22) 및 탑승자(12) 아래에서, 제14도에 도시된 실 무게 중심(120)을 한정하도록 선체 내에 위치된다. 이러한 실 무게 중심의 위치에 의해 길이(A) 내에서 후방 데크(22) 상에 기립한 탑승자(12)가 단지 데크부(22) 상의 무게 분포 또는 자세를 이동시킴으로써 동력 수상 스키(10)를 회전시킬 수 있다. 선체 무게 중심의 위치의 신중한 선택이 수상 스키 길이와 관련해서 이하에서 논의될 것이다. 후방에 승선해서 기립한 탑승자에 의해 이러한 방식으로 조향될 수 있는 다른 개인용 동력 선박은 없다.

제14도 및 제16도에서, 양호한 일 실시예에서 동력 수상 스키의 중간 부분 또는 비임(182)은 폭이 약 69cm(27in)이며, 선미(20)는 폭이 약 38cm(15in)이다. 낮은 외형을 유지하기 위해, 엔진(108)은 장착 시에 약 25cm(10in) 미만의 최대 높이를 갖는 것이 좋다. 엔진(108)은 핸들(126)을 갖는 종래의 풀-스타트(pull-start) 기구(124)를 포함할 수 있다. 엔진은 제11도에 가장 잘 도시된 바와 같이 스로틀링 연결부(130)를 갖는 기화기(128) 및 전자 스타터(127)를 포함할 수도 있다.

엔진(108)은 시동된 후에 제13도에 가장 잘 도시된 바와 같이 손잡이(132) 내에 배치된 제어부를 통해 제어될 수도 있다. 엔진(108)은 전기 릴레이 시스템에 의해 가요성 아암 폴(26)을 통해 제어될 수 있다. 엔진(108)은 도시되지 않은 기계식 케이블에 의해 손잡이(132)에 직접 연결된 제어부를 가질 수도 있다. 제11도에서 가장 잘 도시된 배기 시스템(136)은 만족스러운 소음 레벨을 제공하기 위해 배기 포트 구멍(19, 제8도)을 통해 연장된 작은 배기 파이프(140)에서 엔진(108)에 연결된다. 고무 호스(141)는 배기 시스템(136)을 배기 파이프(140)에 연결한다.

엔진(108) 및 배기 시스템(136)은 축류 제트 펌프(100)로부터 물을 펌핑함으로써 냉각된다. 벤튜리 흡입 피팅(101)이 작은 흡입 호스(103)에, 그 다음 후방격실(76)을 통해 연결된 다른 피팅(105)에, 그 다음 엔진 물 흡입 호스(109) 상의 다른 피팅(107)에 연결된다. 물은 피팅(111)을 사용하여 엔진을 통해 배기 냉각라인으로 순환한다.

제11도에서, 펌프(100)는 점선(142)으로 표시된 것처럼, 물의 추진 스트림을 방출하기 위해 선미(20)에 고정 장착된다. 물의 추진 스트림은 단일한 변경 불가능한 일방향으로 선미(20)로부터 외향으로 방출된다. 물의 추진 스트림의 방향은 동력 수상 스키(10)의 종방향 축(144)에 일반적으로 평행한 방향이다. 펌프를 위한 물 흡입은 제15도에서 도시된 것처럼 선체 하부(58)에 배치된 흡입 격자(148)에 의해 제공된다. 중심 핀(149, central fin)이 종방향 축(144)을 따라 장착될 수도 있다.

동력 수상 스키(10)는 양호하게는 제13도에 도시된 바와 같이 종래의 튜브(152)에 의해 빌지 펌프 출구(38)에 연결된 빌지 펌프(154)를 포함한다. 제13도에서, 엔진 포드 덮개(150)가 엔진 포드 후드(28) 아래에서 엔진의 추가의 방수 밀봉 및 다른 소음 감소를 위해 제공될 수도 있다. 엔진(108)이 누수를 방지하기 위해 포드(110)와 포드 덮개(150) 내에 밀봉될 수도 있다. 또한, 포드(110), 덮개(150) 및 그 내부의 엔진 부품은 후드 데크 경계부에서 사용되는 적절한 탄성체 또는 팽창 가능한 방수 시일(29)로 엔진실 후드(28) 및 래치(30)에 의해 수상 스키(10) 내에 이중 밀봉된다. 엔진(108)으로의 공기 흡입은 전방 격실(72)과 연결된 공기 흡입 개구(158)에 의해 제공된다. 일방향 체크 밸브(도시되지 않음)가 누스를 허용하지 않으면서 내부 공동으로부터 배수하기 위해 사용될 수도 있다.

필요한 부품을 연결시키기 위한 적절한 방법 및 재료를 사용하여, 임의의 적절한 구조재가 동력 수상 스키(10)의 제조에 사용될 수도 있다는 것을 알아야 한다. 상기 본원에서 알 수 있는 것처럼, 유리 섬유, 탄소 섬유, 폴리에스터 또는 에폭시 수지 및 폴리우레탄 또는 폴리에스티렌 발포체가 적절한 구조재이다.

배기부(77)의 후방 벽 및 연료 탱크실(76) 내부의 선체 후미 부분에 접근할 필요가 있다. 데크(22) 아래의 호스 및 다른 부품의 피팅 및 클램핑을 위해 이러한 접근이 필요하다. 호스, 배출 빌지 펌프, 배수구용의 상술된 모든 피팅은 선체 배기실 내부 양쪽에서 제트 펌프실 하우징 벽(61)을 통해 기계 부품에 연결되어야 한다.

이들 필요한 기계 부품의 클램핑은 연료 탱크(77), 구동 샤프트(104) 및 배기실(76)의 필요한 길이 때문에 엔진실(74)에서 완료될 수 없다. 따라서, 제9도에 도시된 바와 같이, 데크(22) 내에는 한 쌍의 작은 개구(41A, 41B)가 있을 수도 있다. 이들 개구는 데크(22) 아래의 기계 부품으로의 접근을 제공하기 위해 제거될 수도 있는 0-링 밀봉 데크 판(42A, 42B)의 대응 쌍에 의해 밀봉될 수도 있다. 데크 판(42A, 42B)의 크기는 이들 부품을 적절히 클램핑하기 위해 사람의 손(들) 및 공구를 수용하기에 충분할 정도로만 커야한다. 이러한 구조에 의해, 데크 판의 손상 없이 회전 또는 점핑 중에 약 6675 N(1500 lbs) 까지의 동적 힘에서 전체 후방 데크 영역(22) 상에서 탑승자가 기립 및 점프할 수 있다. 배기부(77)의 내부 벽, 구동 샤프트(60) 및 연료 탱크(76) 방수실의 구조적인 설계와 관련된 이러한 손 접근 데크 판의 작은 크기는 개인용 선박 기술 분야에서 달성된 적이 없는 유지 보수 및 설치를 위한 편리하고 방수되며 고강도의 액세스를 가능하게 한다.

제13도에서, 튜브(162) 및 피팅(164)을 통한 전방 격실(72)과 연결된 아암 폴 공기 흡입부(160)는 엔진(108)으로 공기를 도입하기 위한 수단을 제공한다. 아암 폴 공기 흡입부(160)는 사용 중에 물이 들어오는 것을 방지하기 위해 예를 들어 304.8mm(12in)까지 선수로부터 상승된 지점에서 아암 폴(26)에 배치된다. 따라서, 동력 수상 스키(10)는 전방 격실(72) 또는 엔진실(74) 내로 물이 유입되지 않으면서 아암 폴 공기 흡입부(160)까지 작동 중에 완전히 잠수될 수도 있다. 물론, 엔진에 대한 추가적인 보호는 포드(110)와 포드 덮개(150) 사이의 밀봉 장치에 의해 그리고 밀봉된 엔진 후드(28)에 의해 이중으로 제공된다. 전방 엔진 격실(72)로 유입된 물은 엔진 포드 덮개(150)의 공기 흡입부(158)에 도달하기 전에 빌지 펌프(154)에 의해 제거된다. 또한, 아암 폴 공기 흡입부(160)는 수상 스키(10)의 작동 중에 물 유입을 감소시키도록 뒤로 향한다. 수동 일방향 드레인 밸브(21A, 21B)가 제공될 수 있다.

제13도에서, 양호하게는 고무 또는 실리콘으로부터 형성된 교환 가능한 안전 노우즈 피스(165) 또한 선수(18)에 장착된다. 노우즈 피스(165)는 나사 등(도시되지 않음)에 의해 고정될 수 있는 텅-인-그루브(tongue-in-groove) 피팅(166)에 의해 선수(18)에 부착된다. 이는 종래 기술에서는 알려지지 않은 독특한 특징이다.

아암 폴(26)은 엔진 속도를 제어하기 위해 핑거 제어부(170), 양호하게는 기계식 도는 전기식으로 엔진(108)에 연결된 엄지 작동 스로틀(thumb-actuated throttle, 170A)과, 스타터(170B)와, 멈춤 스위치(170C)를 포함하는 좌우 공용 손잡이(132)에서 종료된다. 손잡이는 탑승자의 한 손에 의해 작동되기에 적절하도록 성형된다. 엄지 작동 스로틀(170A)은 탑승자가 네 손가락으로 손잡이(132)를 파지하는 동안 균형을 잃으면 스로틀을 우발적으로 압박하는 것을 방지하는 독특한 안전 장치이다. 한손 좌우 공용 손잡이(132)는 양손 핸들이 제어 및 밸런스에 필요한 종래 기술의 개인용 선박에서 사용되는 그립과는 다른다. 수상 스키를 탈 때, 탑승자가 급회전 중에 안정성을 유지할 수 있도록 양 손으로 파지 할 필요가 있다. 본 발명에서, 자유로운 한 손은 제1a도 내지 제1c도에 도시된 바와 같이 회전하는 동안 밸런스 및 지레작용을 위해 사용될 수도 있다.

또한, 데드 맨 스위치(172, daad man switch)는 코드(174)에 의해 탑승자의 손목(176)에 부착되어 탑승자(12)가 수상 스키(10)로부터 떨어지면 엔진(108)을 정지시킨다. 데드 맨 스위치의 세부는 법에 의해 요구되는 공지의 종래 특징이기 때문에 본 명세서에서 기술되지 않았다.

제15도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 탑승자가 승선하지 않은 동력 수상 스키(10)의 빈 선박 무게 중심(121)은 빔(182A, 182B)의 후방에 위치된다. 평면도에서 볼 때, 빔은 동력 수상 스키(10)의 가장 넓은 부분으로 정의된다. 선체(16)의 형상 및 무게 분포와 동력 수상 스키(10)의 제트 펌프(100), 엔진(108), 연료 탱크(115), 배기 시스템(136) 및 다른 부품의 위치는 선박 무게 중심(121)이 제15도의 길이(Z) 내에서 제11도에 도시된 선박 종방향 축(144) 상에 놓인 수직 평면 상에 위치된다.

선박 무게 중심(121, 제5도)은 선체(16)의 구조 및 내부 부품의 위치에 의해 결정된다. 동력 수상 스키(10)의 구조는 그의 무게 중심(121)이 선체(16)의 편평킬(17) 부분(제4도) 위에 위치된 엔빌로프 또는 범위 내에 있도록 설계된다. 따라서, 약 50 km/hr(30 mile/hr) 이상의 고속에서, 동력 수상 스키(10)의 방향 제어는 대략 탑승자가(12) 및 동력 수상 스키(10)의 실 무게 중심(120) 위에 양호한 위치에 위치하면서 탑승자의 자세 또는 무게 분포를 변화시킴으로써 달성된다.

제14도에서, 탑승자(12)가 데크(22) 상에 기립할 때, 동력 수상 스키(10) 및 탑승자(12)의 실 무게 중심(120)은 탑승자가 타지 않은 동력 수상 스키(10)의 선박 무게 중심(121, 제15도 참조)의 후방에 있다. 평균 탑승자는 약 356 N 내지 1112 N(80 lbs 내지 250 lbs) 사이의 무게로 가정된다. 탑승자의 무게 및 위치에 따른 실 무게 중심(120) 위치의 범위 또는 구역이 제14도에 양방향 화살표(A)에 의해 도시되어 있다. 화살표(A)는 선수(18)로부터 측정되고 측면 레일(190A, 190B)에 의해 측방향으로 한정된 동력 수상 스키(10)의 길이의 약 70% 내지 100%의 위치 범위를 표시한다. 탑승자가 타지 않은 무게 중심(121)은 양호하게는 대략 종방향 중심선(144) 상에서 선수(18)로부터 수상 스키(10)의 길이의 50% 이상에 위치된다. 선박 무게 중심(121)의 배치는 제15도에 도시된 바와 같이 적어도 거리(Y)에서 선수(18)의 후방에 놓인 양방향 화살표(Z)에 의해 표시된 범위 또는 구역 내에 있어야 한다. 수상 스키의 전체 길이는 선 Y + X 의 길이에 의해 표시된다. Y/(Y + X)의 비율은 양호하게는 0.50 및 0.75 사이이다. 따라서 평균 무게의 탑승자가 데크(22) 상에서 기립하면, 실 무게 중심은 수상활주 표면(180) 위에 그리고 탑승자의 일반적인 구역 내에 있게 된다. 실 무게 중심의 종방향 및 횡방향 좌표가 탑승자 아래에 놓일 수 있게 하는 동력 수상 스키(10)의 구조는, 후방에서 승선해서 기립한 탑승자(12)의 위치 및 무게 분포의 변화가 기계식 회전 장치를 사용하지 않으면서 물에서 소정 반경의 회전을 개시하고 유지하는 데 효과적이게 하는 특징이다. 이는 보다 상세히 후술된다.

본 동력 수상 스키(10)의 다른 특징은 낮은 형상이다. 특히, 선미(20)와 데크부(22)에서의 상부 데크의 형상은 제10도에 도시된 바와 같이 동력 수상 스키가 물 속에 있을 때 탑승자가 그 위로 승선할 수 있게 한다.

제6도에서 도시된 바와 같이 하부 선체(58) 및 측면 레일(190A)의 설계 특징의 조합은 개인용 선박에서 사용된 적이 없으며 본 발명의 신규한 부분이다. 이러한 특징은 선박 무게 중심의 배치 및 추력의 제어와 관련되어, 후방에 승선해서 기립한 탑승자가 고속 및 저속 직선 순항 및 고속 및 저속 회전중 최고의 제어 및 안정성을 위한 다양한 작동 특성을 선택할 수 있게 한다.

측면 레일(190A, 190B)은 선박의 전체 길이로 연장되어 제7도 및 제8도에 가장 잘 도시된 바와 같이 좌현 및 우현 상에서 선체 하부(58)를 한정하며, 제1A도 및 제1B도에서 도시된 바와 같이 회전 중에 탑승자의 안정성 및 정확한 제어를 제공한다. 레일은 후술되는 바와 같이 회전 중에 필요한 급회전을 달성하고 추력의 각도를 설정하는 데 있어서 탑승자(12)를 돕는 복합 곡선 단면(57A, 57B)을 갖는다. 레일(190A, 190B)은 또한 제6도에 가장 잘 도시된 바와 같이 선수(18)에서 수직 상방 곡선 또는 전방 레일 로커(55A, 55B)와 선미(20) 근처의 후방 레일 로커(59A, 59B)를 갖는다. 전방 레일 로커(55A, 55B)는 수상활주 이전의 저속에서 드래그(drag)를 감소시키는 작용을 하며 고속 급회전을 제어하는 데 도움을 준다. 후방 레일 로커(59A, 59B)는 저속의 작은 반경의 추력 보조식 급회전의 제어에 도움을 준다.

제6도, 제7도 및 제8도에서, 선체 하부(58)는 수상활주 이전에 저속에서 직선 활주 드래그를 감소시키는, 선수(18)로부터 비임(182A, 182B)까지 연장된 전방으로 약간 낮은 각도의 "V" 표면을 형성한다. 후방 "V" 표면(195A, 195B)은 평편 수상활주 표면(180)을 한정하는 수면 계단부(183A, 183B)와 측면 레일(190A, 190B)을 연결하는 선미에 대해 점점 높은 각도로 비임(182)으로부터 후방 연장된다. 비임(182)과 날카롭게 한정된 수면 계단부(183A, 183B)의 시작부 사이에 위치된 후방 "V" 표면의 전방 단부는 "V" 표면(195A, 195B)의 날카로운 후방부가 회전을 개시하기 위해 수상활주 표면(180)으로부터 선택된 레일(190A 또는 190B)로 이동하도록 탑승자(12)에게 지레작용을 제공하는 동안, 부분적으로 급격한 지그재그 활주를 용이하게 한다.

제6도에서, 데크(22) 바로 아래에 위치된 수상활주 표면(180)은 선박(10)을 고속 수상활주로 도달하도록 하는 중에 물의 신속한 해제를 달성하기 위해 입구(148)의 후방에서 시작하는 급격한 수면 계단부(183A, 183B)와 함께, 공기 유입(areation)을 최소화하기 위해 펌프 물 입구(148)의 전방의 후방 "V" 표면(195A, 195B)과 조합된 반경에 의해 한정된다. 수상활주 표면(180)은 펌프(100)가 약 16 km/hr(10 mile/hr) 이상의 수상활주 속도를 달성하기에 충분한 추력을 제공하면서 안정성 및 낮은 드래그의 효과적인 작동을 제공한다. 또한, 제14도에서 도시된 바와 같이 탑승자(12) 아래의 실 무게 중심의 위치(120)는 후방에 승선해서 기립한 탑승자가 있는 종래 기술의 선박에서 필요한 바와 같이 선박이 튀는 것을 안정화시키도록 탑승자가 그의 무게를 전방으로 기울이지 않으면서 스키(10)가 속력을 낼 수 있게 한다. 제4도에서 도시된 편평 중심 킬(17)은 비임(182)의 전방으로부터 연장되고 난 후에, 펌프 입구 격자(148)의 전방 지점에서 시작되며 제6도에서 가장 잘 도시된 바와 같이 "미니 서프보드(mini surfboard)"에서 후방으로 진행되는 평평한 수면 계단부(182)와 합체되도록 연장된다. 편평 중심 킬(17)은 물에서 스키(10)가 튀는 것을 방지한다.

측면 레일(190A, 190B) 및 탑승자 아래에 위치된 하부 실 무게 중심(120)과 함께 선체(58)의 독특한 설계는 후방에 승선한 초보 탑승자를 위한 안정성을 제공한다. 예를 들어, 활주 중에 초심자가 잘못하여 좌측 또는 우측으로 기대면, 밸런스를 잃어서 탑승자가 스키 밖으로 떨어지게 하는 선미(20)의 좌측 또는 우측으로 불안정하게 미끄러지거나 나란한 불안정한 급격한 팁핑(tipping)이 없다. 선박은 매끄럽게 수상활주 표면(180)으로부터 측방 "V" 표면(195A, 195B)을 통해 레일(190A, 190B)로 전이되며 스키의 점진적인 미끄럼 회전은 탑승자(12)의 제어에 의해 조절 가능하다.

실 무게 중심의 위치 및 추력의 적절한 적용과 함께 하부 선체 및 측면 레일 형상의 이러한 새로운 조합은 탑승자가 후술되는 바와 같이 선체의 정밀한 제어를 가능하게 한다.

또한, 회전시 수상 스키(10)의 측방향 미끄러짐을 최소화시키는 핀(44A, 44B, 46A, 46B 및 149)은 안정성을 제공한다. 제15도에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 핀(44A, 44B, 46A, 46B 및 149)은 각각 슬롯(204A, 204B, 206A, 206B, 208) 내에 배치되며, 도시되지 않았지만, 핀(44A, 44B, 46A, 46B 및 149)이 안전 특징으로서 후방 격실(76) 내로 후퇴될 수 있으며 동력 수상 스키(10)와 함게 회전 점핑할 수 있도록 하기 위해 회전 장착 또는 스프링 장착될 수도 있다.

[동력 수상 스키 작동 방법]

선박(10)의 고성능 작동은 본 출원의 독특한 구조적 특징의 조합에 바로 관련된다. 이들 특징은 추력, 엔진 출력, 부력, 정확히 위치된 선박 무게 중심, 하부 선체 구조 및 측면 레일 구조를 포함한다. 필요한 고속 성능을 얻기 위해, 본 발명의 축류 워터 제트 펌프(100)는 선박(10)을 신속히 가속하여, 양호하게는 약 50 km/hr(30 mile/hr) 내지 약 64 km/hr(50 km/hr) 이상으로, 그 속도를 유지하기에 충분한 추력을 전달하여야 한다. 선박(10)에 작용하는 물의 저항과 탑승자 및 선박(10)의 공기 저항 모두를 극복하기 위해, 이러한 속도 범위를 달성하기 위한 소정 추력이 약 580 N(103 lbs) 내지 약 1468.5 N(330 lbs)의 범위 내에 있는 것으로 계산된다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 약 51 km/hr 내지 56km/hr(32 mile/hr 내지 35 mile/hr)의 선박 속도는 약 1068 N 내지 1179 N(240 lbs 내지 256 lbs)의 측정 펌프 추력으로 편평한 물 위에서 측정되었다.

엔진(108)은 상술된 필요한 범위의 속도에서 선박(10) 및 탑승자를 추진시키기에 충분한 출력을 가져야 한다. 필요한 엔진 출력은 소정 속도로 물을 통해 탑승자 및 선박(10)의 질량을 이동시키기 위해 초당 소모된 에너지에 따라 변화된다. 이러한 출력은 선박(10) 및 탑승자의 운동 에너지와 공기 및 물로부터의 드래그 힘을 극복하는데 소요되는 일과 제트 구동 펌프 시스템의 효율의 함수이다. 필요한 범위의 속도 및 최소 약 1112 N(250 lbs) 내지 최대 약 1780 N(400 lbs)의 가능한 탑승자 및 선체(10) 무게의 범위에 대해, 약 10.4 kw(14 HP) 내지 약 41 kw(55 HP)의 엔진 출력이 필요하다.

본 발명의 양호한 일 실시예에서, 약 1560 N(350 lbs)의 선박(10) 및 탑승자의 전체 무게는 18.6 kw(25 HP)의 출력의 엔진(108)으로 약 51 km/hr 내지 56 km/hr(32 mile/hr 내지 35 mile/hr)의 일정한 측정 속도를 달성하였다. 필요한 고출력 엔진(108)의 비교적으로 높은 중량은 전체 선체(10) 무게의 30% 내지 50% 범위이며, 이 때문에 후방에 탑승한 탑승자가 조향 기구를 사용하지 않고 선박(10)을 안정되게 회전시킬 수 있도록 선체 내에 엔진(108)을 주의 깊게 위치시킬 필요가 있다.

엔진실 후드(28)의 상부를 잠수시키지 않으면서, 선박(10)의 구조 및 기계 부품으로부터 약 400 N 내지 667.5 N(90 lbs 내지 150 lbs)의 추가의 무게를 동시에 지지하면서 약 1112 N(250 lbs)까지의 무게의 탑승자를 자연스럽게 지지하도록 선박(10)의 부력이 설계된다. 이는 정확히 계산된 선박(10) 부피, 무게 및 선박(10)의 무게 중심(121)의 위치에 대한 부력 중심에 의해 달성된다. 일단 수상활주가 이루어지면, 자연(정적) 부력은 보다 덜 중요하게 되며, 추력 및 속도에 의해 제어되는 선박(10)의 후방에 힘의 수직 동수력 성분(vertical hydrodynamic component)에 의해 좌우된다.

선박(10)의 무게 주심(121)은 회전 기구의 사용 없이 제어된 저속 및 고속 회전(제1a도 내지 제1b도)을 시작하고 조종하기 위해 성능, 안정성 및 후방에 승선한 탑승자의 능력에 대해 중요하다. 후방 데크 상에 승선한 탑승자에 의한 이러한 제어는 탑승자의 전방에 그리고 선수로부터 약 50% 내지 75%의 범위의 수평 거리에서 선박(10) 종방향 중심선(144) 상에 선박(10)의 무게 중심(121)을 위치시킴으로써 달성된다.

통상의 탑승자의 무게는 선체(10)의 무게의 1.0 내지 1.75 배의 범위이다. 탑승자(12)가 후방 데크(22) 상에 측면 자세(sideway stance)로 기립하기 때문에, 탑승자 및 선박(10)의 실 무게 중심은 선박(10)의 종방향 중심면 상에서 양호한 위치로 이동된다. 실 무게 중심(120)의 종방향 및 횡방향 좌표는 탑승자의 아래 영역에 그리고 전방의 발 및 후방의 발 위치 사이에 위치된다. 단지 약간의 신체 이동 또는 무게 이동에 의해 선박(10)을 제어하기 위해 탑승자가 전후좌우로 실 무게 중심(120)을 용이하게 이동시킬 수 있기 때문에 이 경우 실 무게 중심(120)은 "지능형 CG"라 한다.

예를 들어, 출발 중에 기계적인 무게 중심(121)의 위치를 향해 전방으로 실 무게 중심(120)을 이동시켜 선박(10)의 수상활주 상태로의 신속한 이동을 용이하게 하는 추력을 가하기 위해 탑승자가 기립 위치에서 전방으로 기대거나 또는 가슴을 선체(10) 상에서 엔진(108)뒤로 놓는다. 그 후, 안정된 고속 직선 작동을 위해 발 근처의 돌출된 구역으로 실 무게 중심(120)을 이동시키기 위해 탑승자는 기립한 경우 후방으로 기대거나 또는 업드린 경우에는 기립한다. 일반적으로 전방으로 그리고 소정 회전 방향으로 선박의 종방향 축(144)에 대해 횡방향으로 무게 분포 또는 후방 발의 위치를 약간 조절함으로써 탑승자는 선박(10)을 회전시킨다. 이는 약간 전방으로 그리고 필요한 좌(우) 회전 방향으로 무게 중심(120)을 약간 이동시키며, 탑승자의 구역에서 소정 레일(194A 또는 194B) 내로 피봇 점을 위치시켜서 안정되게 회전시킨다. 후방으로 그리고 종방향 중심선(144)의 좌우로 탑승자의 신체 중량을 이동시키는 정도에 의해 탑승자는 회전 각도를 조절할 수 있다. 탑승자(12)는 고속의, 고원심력 회전 및 후술되는 저속 회전 모두를 가능하게 할 수 있다.

선박(10) 무게 중심(121)과, 선박(10) 및 탑승자(12) 실 무게 중심(120)을 정확하게 위치시키는 것이 본 발명의 주요 요소이다. 선체 구조, 기계 부품의 배치 및 탑승자(12)의 위치에 대한 많은 계산 및 시험이 양호한 실시예를 달성하기 위해 필요했다. 이러한 계산 및 시험은 빈 선체 구조물의 무게 및 무게 분포, 선박(10) 내의 기계 부품의 무게 및 위치, 탑승자(12)의 무게 범위 및 위치 모두를 고려했다.

조향 기구가 없는 종래 기술의 선박(10)과는 달리, 본 발명에서 필요한 상당히 높은 출력 및 추력을 위해, 엔진(108) 조립체와, 제트 펌프 조립체(100)와, 연료 탱크(114)를 포함하는 기계 부품의 총 무게는 일반적으로 선박(10) 구조물의 무게 이상이다. 이는 이하의 필요한 모델의 범위 및 특정한 양호한 실시예에서 알 수 있다. 종래 기술과는 달리, 고출력 엔진(108)은 기계 부품의 무게는 대부분을 차지하며 탑승자 전방의 배치는 세 개의 서로 직각 방향에 대해 각 질량에 기준(reference datum)으로부터의 거리를 곱한 것의 합을 질량의 합으로 나눈 것을 계산함으로써 결정되는 선체(10)의 무게 중심(121)의 계산을 우선한다. 표I은 특정양호한 실시예에 대한 값과 함께 선박(10)의 여러 부품 무게의 대표 값을 나타낸다.

표 I

부 품 무게 범위[kg(lbs)] 양호한 실시예[kg(lbs)]

빈 선체 15.7 내지 27 (35 내지 60) 24.7 (55)

엔진 및 포드 13.5 내지 36 (30 내지 80) 26.5 (59)

배터리 및 하우징 2.2 내지 6.7 (5 내지 15) 6.0 (13.5)

제트 펌프 조립체 3.1 내지 9 (7 내지 20) 5.4 (12)

연료 탱크 0.9 내지 2.2 (2 내지 5) 1.8 (4)

배기 시스템 1.3 내지 3.6 (3 내지 8) 2.0 (4.5)

아암 폴 조립체 2.7 내지 5.4 (6 내지 12) 4.9 (11)

선박(10)의 무거운 부품의 위치의 약간의 변경이라도 선박(10)의 무게 중심의 위치 상에 중요한 영향을 미친다. 부품 위치의 약간의 변경도 선박(10)의 성능 및 조종에 중요한 영향을 미친다. 본 발명의 양호한 일 실시예에서는, 평균 성인 신체 무게의 후방 탑승자가 고속 직선 활주를 위한 통상의 위치에 있을 때, 선박(10)의 무게 중심(121)이 선수로부터 전체 길이의 62.5%의 길이에 그리고 실 무게 중심(120)의 전방 약 0.45m(1.5ft)에 위치되도록, 약 263 N(59 lbs), 약 18.6 kw(25 HP) 엔진 조립체 및 기계 부품이 선체(10)에 위치된다. 상술된 바와 같이, 후방에 승선한 탑승자에 대한 소정의 조종 특성을 달성하고 안정성 및 속도를 제공하기 위해, 선박(10)의 무게 중심(121)이 선박(10)의 종방향 축 상에서 선수로부터 특정된 전체 선박(10) 길이의 50% 내지 75% 범위에 그리고 수직 축에서 상부 쉘(52)과 하부 쉘(50) 사이의 대략 중간에 위치되어야 하는 것을 시험으로부터 알 수 있었다.

본 발명에서의 선체 하부(58) 및 측면 레일(190A, 190B)의 조합된 구조는 어떠한 회전 기구 또는 가변 방향 제트도 사용하지 않고 고속의 제어된 고원심력 회전 및 저속 회전 모두를 달성하는 데 중요하다. 선체(16)는 외부 곡선 단면 레일(190A, 190B)로 "V" 표면(195A, 195B)을 통해 축ㄹ방향 이동하는 선미(20) 근처의 편평 수상활주 표면(180)의 독특한 조합을 형성한다. 이러한 선체 레일 구조는 저속 시동에서 고속 수직 활주로의 안정된 전환과 부드럽고 제어 가능한 고속 및 저속 회전의 개시 및 수행을 가능하게 하기 위해 선박(10) 및 탑승자의 실 무게 중심(120)과 함께 작동된다. 선체(58) 및 레일(190A, 190B) 구조 특징의 독특한 조합은 여러 가지 모드에서 작동을 위해 사용자에게 최적의 선택을 제공한다. 시동 중에 수상활주 표면(180)을 경계로한 급격한 수면 계단부(183A, 183B)는, 젖은 선체 표면 및 그에 따른 드래그 힘이 최소화될 경우, 안전된 고속 수면 활주로 신속히 전환시키는, 추력이 적용된 물로부터의 해제를 용이하게 한다. 수면 계단부(183A, 183B)는 회전 또는 순항 중에 소정 반응에 따라 수상활주 표면(180)의 전방 시작점의 무시할 수 있는 높이로부터 약 2.5cm 내지 10.0cm(1in 내지 4in)의 선미에서의 최대 높이로 변화된다.

수상활주 표면(180)은 일반적으로 모형 서프보드와 같은 형상이다. 수상활주 표면(180)은 펌프 흡입부(148)의 전방에서 시작되는 것이 좋으며 임의의 로커(또는 수직 곡선) 없이 진행되며 고속 작동 중에 선박(10)을 안정화시키며 드래그를 낮추면서 선박(10)이 수직으로 튀어 오르는 것에 대해 저항하는 작용을 한다. 수상활주 표면(180)의 측면의 "V" 표면(195A, 195B)은 외부 레일과 수상활주 표면(180)의 기부를 연결한다. "V" 표면(195A, 195B)과 수상활주 표면(180)의 경계선은 펌프(100) 내로의 공기 유입을 최소화하도록 제트 펌프 흡입부(148)의 전방으로 매끄럽게 이어진다. 수면 계단부(183A, 183B)의 날카로운 에지는 제트 펌프 흡입부(148)의 전방 에지에서 시작되며 후방으로 진행되어 날카로운 에지로부터 물의 동수력 해제(hydrdynamic release)를 촉진시킴으로써 드래그를 감소시킨다. 수상활주 표면(180)의 전방의 완전한 "V"형 선체 부분(194A, 194B)은 탑승자가 최소의 노력으로 신속한 지그재그식 회전 활주를 시작하는 것을 돕는다.

완전한 회전을 시작하기 우해 탑승자가 그의 무게를 좌우로 이동시킬 때 선박(10)은 편평 수상활주 표면(180)으로부터 인접 "V" 표면(195A, 195B)으로 롤링되며, 이는 선수(18)를 향한 각도를 증가시키며 탑승자(12)에게 데크(22) 상의 무게 이동에 의해 곡선 레일(190A, 190B)을 잠수시키는 지레작용을 제공하여, 회전이 개시된다. 그 후, 탑승자(12)는 선택된 레일(190A, 190B) 상에서 활강하여 고속 회전을 위해 선미로부터 레일의 중간부로 진행하며, 추력이 선박(10)의 방향을 변경하기 위해 사용되는 저속 회전에서는 레일(59A, 59B)의 선미 로커부 상에서 유지된다. 실 무게 중심(120)의 위치 및 탑승자(12) 아래에 미리 설정된 피봇점과 함께 레일의 잠수된 부분 상의 동수력 드래그 힘은 탑승자를 불안정하게 하는 급격한 이동 없이 제어된 부드러운 고속 및 저속 회전을 발생시킨다. 선미(20) 근처의 수직으로 상향 만곡된 측면 레일 로커(59A, 59B)는 탑승자(12)가 회전 중에 선박(10)의 반응 속도를 제어하도록 그의 무게를 사용할 수 있게 한다. 고속 회전시 만곡선 단면 레일 표면(57A, 57B)은 최종 각도 및 회전 방향 설정 시에 오토바이 타이어와 같은 역할을 한다. 핀(44A, 44B, 46A, 46B, 149)은 선체의 과회전을 방지하며 저속 및 고속 회전중 미끄러짐을 방지하는 기능을 한다. 필요한 성능 특성에 따라, 하나 내지 다섯 개의 적절히 위치된 핀이 사용될 수도 있다. 대안으로서, 낮은 형상의 리셉터를 "본사이(Bonsai)" 형태의 핀이 사용될 수도 있다.

약 8 km/hr 내지 16 km/hr(5 mile/hr 내지 10 mile/hr)의 속도에서 제1b도에 도시된 바와 같이 저속의 짧은 반경의 회전 중에 탑승자(12)는 후방으로 그리고 필요한 회전 방향으로 실 무게 중심(120)을 이동시킨다. 이는 레일(59a, 59b)의 후방 로커 단부를 가라앉히며, 탑승자(12)는 동시에 높은 안정성을 갖고 약 0.9m 내지 1.2m(3ft 내지 4ft) 범위로 통사의 반경을 갖는 짧은 반경 회전으로 가속되기 위해 물의 고추력 분출을 동시에 사용한다. 이러한 종류의 회전 시에 선박은 종래 기술에서 필요로 하는 조향 기구 또는 조종 제트의 사용 없이 실 무게 중심(120) 주위로 회전된다. 후방으로 기대며 약 890 N(200 lbs) 초과의 최대 추력을 가하여 탑승자 무게 및 순 무게 중심(120)을 선미(20)를 향해 훨씬 뒤로 이동시킴으로써 선박의 주요부가 물로부터 상승되는 제1c도에 도시된 보다 급격한 회전 조종이 달성될 수 있다. 이에 의해 선박(10) 및 탑승자(12)를 피봇팅시키면서 물로부터 선박(10)의 대부분을 상승시키는 수직 방향의 큰 추력 성분이 발생된다.

높은 추력, 정확한 선박 무게 중심(121) 위치 및 하부 선체/레일 형상의 독특한 조합은 선박(10) 및 후방에 승선한 탑승자(12)가 비방향성 추력과 함께 후방 승선한 기립식 개인용 선박으로는 달성된 적이 없는 안정된 고속 회전을 할 수 있게 한다. 탑승자(12)는 표II에서 기재된 본 발명의 양호한 일 실시예에서 측정된 바와 같은 회전중 중력이 최고 3 내지 6 배의 힘을 받는다.

표 II

탑승자가 그의 중량의 수직 하방 힘에 대해 작용하는 데크(22) 상의 발의 마찰력 및 반작용력의 상향 수직 성분 모두에 의해 안정화되기 때문에, 높은 원심력은 탑승자가 약 15 내지 20도의 수면에 대한 신체의 각도로 고속 회전 가능하게 한다. 예를 들어, 90 kg(200 lbs)의 탑승자(12)가 그의 무게의 수직 하방의 90 kg(200 lbs)의 힘에 대해 작용하는 다음과 같은 힘을 받기 때문에, 탑승자가 고속회전을 할 때 선박(10)으로부터 떨어지거나 또는 미끄러지는 것이 방지된다. 표 III은 본 발명에 따른 선박의 회전 중에 탑승자의 신체와 물 사이의 상이한 두 개의 각도에 대해서 탑승자(12)에 가해지는 힘을 보여준다.

표 III

본 발명에서 후방에 승선해서 기립한 탑승자(12)에 의한 실질적인 기계식 조향 기구 없이 기립한 탑승자(12)에 의해 수행될 수 있는 제어되고 안정된 높은 원심력 회전은 보트 및 스키의 아암에 연결된 로프 상의 장력이 스키타는 사람에게 불안정력(destabilizing force)을 발생시키는 개인용 선박 또는 수상 스키에서는 달성될 수 없다.

Claims (2)

1. 저속 및 고속 모두에서 후방에 승선한 탑승자(12)에 대해 안정성 및 조종성을 갖는 고성능 동력 수상 스키(10)에 있어서,

   선수(18), 선미(20), 기립한 탑승자를 수용하는 크기의 데크(22), 선체(16)상에 형성된 수상활주 표면(180), 선수(18)에서 선미(20)까지 연장되는 종방향 축(144)을 갖는 선체(16)와,

   선체(16)의 대향 측면들 상에 형성된 한 쌍의 만곡된 측면 레일(190A, 190B)과,

   "V"형 부분(194A, 194B)이 선체 하부(58)를 따라 후방으로 평편 킬(17)로 그 다음 수상활주 표면(180)과 만곡된 측면 레일(190A, 190B) 사이의 제2 "V"형 부분(195A, 195B)으로 전이되고, 제2 "V"형 부분(195A, 195B) 및 만곡된 측면 레일(190A, 190B)이 시동에서 고속 활주로의 부드러운 전환과 고속 및 저속 회전의 개시 및 수행을 가능하게 하도록 탑승자의 실 무게 중심(120) 이동과 협동하는, 선체(16)의 가장 넓은 빔 부분(182A, 182B)전방의 "V"형 부분(194A, 194B)을 갖는 선체 하부(58)와,

   고성능 동력 수상 스키(10)의 종방향 축(144)과 통상 평행하게 고정된 방향으로 선미(20)로 부터 외측으로 몰의 추진 스트림을 방출하기 위해 선미(20) 내에 고정식으로 장착된 펌프(100)와,

   데크(22)의 전방에서 선체(16) 내에 장착되어 탑승자(12)가 깊은 물 속에서 선미(20)로부터 고성능 동력 수상 스키(10)에 용이하게 승선할 수 있도록 하는, 펌프(100)를 구동하기 위해 선체(16) 내에 배치된 모터(108)와,

   선체 하부(58) 내에 형성된 흡입 격자(148)와,

   제2 "V"형 부분(195A, 195B)으로 부드럽게 이어지며 펌프(100)로 들어오는 물의 폭기를 최소화하도록 레일(190A, 190B)로 연결되는 흡입 격자(148) 전방의 선체 하부 부분과,

   선체(16)가 수상활주 모드로 전환되어 안전성 및 선체(16)에 대한 감소된 물의 저항을 제공하게 될 때 물의 충분한 해제를 돕는 흡입 격자(148) 후방의 한 쌍의 수면 계단부(183A, 183B)를 포함하고,

   모터(108) 및 펌프(100)는, 고성능 동력 수상 스키(10)가 데크(22) 아래에 위치된 엔빌로프 내에서 모터(108)의 후방에 있는 탑승자 없는 무게 중심(121)을 갖도록 선체(16) 내에 장착되어, 데크(22) 상에 위치된 탑승자(12)가 고성능 동력 수상 스키(10) 및 탑승자(12)의 실 무게 중심(120)에 대해 본질적으로 중립 위치에 있는 것을 가능하게 하고, 따라서 고성능 동력 수상 스키(10) 및 탑승자(12)의 실무게 중심을 이동시키는 데크(22) 상에서의 탑승자의 자세 또는 무게 분포의 이동에 의해 기계식 회전 장치를 사용하지 않고서 탑승자(12)가 고성능 동력 수상 스키(10)를 조종 및 회전시킬 수 있어서, 탑승자가 고성능 동력 수상 스키(10)에 탑승하는 동안 그리고 대략 수직인 축에 대해 동력 수상 스키를 회전시키는 동안 탑승자(12)의 균형 및 안정성의 유지를 용이하게 하도록 탑승자(12)의 위치와 대략 일치하는 대략 수직인 회전축에 대해 고성능 동력 수상 스키(10)를 회전시키는 것을 특징으로 하는 고성능 동력 수상 스키.
2. 제1항에 있어서, 수면 계단부(183A, 183B)의 각각의 측면 상의 제2 "V"형 부분(195A, 195B)은 고성능 동력 수상 스키(10)를 직선 활주에서 회전 모드로 전환하는 것을 용이하게 하도록 탑승자(12)에게 지레작용을 제공하는 것을 특징으로 하는 고성능 동력 수상 스키.