KR20140003543A - 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체 - Google Patents

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피터 이. 제스
칼 댈레이
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아에로마린 이노베이션 인코퍼레이티드
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Abstract

부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체가 제공된다. 포일 구조체는 세장형 좌측 부유 디바이스 섹션 및 세장형 우측 부유 디바이스 섹션을 포함한다. 좌측 부유 디바이스 섹션 및 우측 부유 디바이스 섹션은 부유 디바이스의 길이방향 축에 대해 소정 거리에 배치되고 그에 대해 실질적으로 평행하게 배향된다. 좌측 포일 및 우측 포일이 좌측 부유 디바이스 섹션 및 우측 부유 디바이스 섹션 각각으로부터 길이방향 축을 통해 수직 평면을 향해 돌출하고 수평 평면에 대해 예각으로 배향된다. 각각의 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 각각의 부유 디바이스 섹션을 교차한다. 각각의 포일은 각각의 부유 디바이스 섹션을 따라 연장하고 그 선미부 부근에서 종료한다. 각각의 포일은 선단 에지를 향해 하향으로 각형성되는 그 전방부를 갖는 상부면을 갖는다. 각형성된 전방부는 파도 침입이 보조되고 부력 변화에 기인하는 불안정성이 실질적으로 완충되도록 결정된다.

Description

부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체{FOIL STRUCTURE FOR PROVIDING BUOYANCY AND LIFT}
본 발명은 수면 상에 부유하는 것이 가능한 부유 디바이스의 분야에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 부유 디바이스에 부력(buoyancy) 및 양력(lift)을 제공하기 위한 포일 구조체에 관한 것이다.
일반적으로, 현재 워터크래프트(watercraft)의 선체(hull) 디자인은 큰 습윤 영역으로부터 상당한 물 저항 또는 큰 파도의 슬래밍(slamming) 효과에 기인하여 거친 물 또는 물결(swell)에서 작동할 때 비교적 저속의 단점을 갖는다. 이는 또한 낮은 효율 및 높은 연료 소비를 초래한다.
속도 및 효율을 증가시키기 위해, 예를 들어 수중익 및 물 침입 고속 카타마란(catamaran)과 같은 다양한 유형의 선체 디자인이 개발되어 왔다. 이들 디자인의 모두는 거친 물 내의 물 저항을 감소시키고 슬래밍 파도에 의해 발생하는 충격 완화를 제공하기 위해 물로부터 선박의 주 본체를 상승시킨다.
불행하게도, 이들 디자인의 각각은 고유의 바람직하지 않은 거동 특성을 갖는다. 수중익은 최대 속도에 영향을 미치는 캐비테이션(cavitation) 문제점을 겪게 되고, 연관 유지 보수 문제점을 갖는 복잡한 제어 및 구동 시스템을 필요로 한다. 표면 침입 카타마란은 큰 습윤 영역을 가져, 또한 최대 속도를 제한하고 거친 물 및 물결 내의 피치의 불안정성을 겪게 된다.
미국 특허 제 7,487,736호는 2개의 용골(keel) 포일을 형성하는 내향으로 만곡된 2개의 세장형 선체를 포함하는 하이브리드 보트 선체를 개시한다. 용골 포일은 침지될 때 물 변위를 제공하고, 파도 및 물결을 침입할 때 수중익에 유사한 방식으로 작용하고, 더 고속에서 수면 상에 활공 능력(planing capability)을 제공한다.
파도에 부닥칠 때 그리고 고속으로 이동할 때 증가된 안정성을 갖는, 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체를 제공하는 것이 바람직하다.
증가된 효율을 갖는, 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체를 제공하는 것이 또한 바람직하다.
현존하는 워터크래프트에 대한 개장(retrofit)으로서 구현되는, 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체를 제공하는 것이 또한 바람직하다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 파도에 부닥칠 때 그리고 고속으로 이동할 때 증가된 안정성을 갖는, 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 증가된 효율을 갖는, 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 현존하는 워터크래프트에 대한 개장으로서 구현되는, 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체가 제공된다. 포일 구조체는 세장형 좌측 부유 디바이스 섹션 및 세장형 우측 부유 디바이스 섹션을 포함한다. 좌측 부유 디바이스 섹션 및 우측 부유 디바이스 섹션은 부유 디바이스의 길이방향 축에 대해 소정 거리에 배치되고 그에 대해 실질적으로 평행하게 배향된다. 좌측 포일 및 우측 포일이 좌측 부유 디바이스 섹션 및 우측 부유 디바이스 섹션 각각으로부터 길이방향 축을 통해 수직 평면을 향해 돌출하고 수평 평면에 대해 예각으로 배향된다. 각각의 포일의 선단 에지는 그 선수부(bow portion) 부근에서 각각의 부유 디바이스 섹션을 교차한다. 각각의 포일은 각각의 부유 디바이스 섹션을 따라 연장하고 그 선미부(stern portion) 부근에서 종료한다. 각각의 포일은 그 후방부 및 중간부에서 실질적으로 편평하고 선단 에지를 향해 하향으로 각형성되는 상부면을 갖고, 각형성된 표면부는 파도 침입이 보조되고 부력 변화에 기인하는 불안정성이 실질적으로 완충되도록 결정된다.
본 발명의 양태에 따르면, 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체가 또한 제공된다. 포일 구조체는 세장형 좌측 부유 디바이스 섹션 및 세장형 우측 부유 디바이스 섹션을 포함한다. 좌측 부유 디바이스 섹션 및 우측 부유 디바이스 섹션은 부유 디바이스의 길이방향 축에 대해 소정 거리에 배치되고 그에 대해 실질적으로 평행하게 배향된다. 좌측 포일 및 우측 포일이 좌측 부유 디바이스 섹션 및 우측 부유 디바이스 섹션 각각으로부터 길이방향 축을 통해 수직 평면을 향해 돌출하고 수평 평면에 대해 예각으로 배향된다. 각각의 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 각각의 부유 디바이스 섹션을 교차하고 각각의 부유 디바이스 섹션을 따라 연장하는 측면 에지로 변경되고 그 선미부 부근에서 종료한다. 하향 핀(fin)이 좌측 포일 및 우측 포일의 측면 에지의 적어도 상당한 부분을 따라 배치된다. 하향 핀은 실질적으로 하향으로 배향된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체가 제공된다. 선체 연결 메커니즘이 워터크래프트의 선체의 각각의 부분과 정합되기 위한 유지 요소 및 고정 방식으로 워터크래프트에 선체 연결 메커니즘을 장착하기 위한 장착 요소를 포함한다. 세장형 좌측 선체 섹션 및 세장형 우측 선체 섹션이 선체 연결 메커니즘에 연결된다. 좌측 선체 섹션 및 우측 선체 섹션은 워터크래프트의 길이방향 축에 대해 소정 거리에 배치되고 그에 대해 실질적으로 평행하게 배향된다. 좌측 포일 및 우측 포일은 좌측 선체 섹션 및 우측 선체 섹션 각각으로부터 길이방향 축을 통해 수직 평면을 향해 돌출하고 수평 평면에 대해 예각으로 배향된다. 각각의 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 각각의 선체 섹션을 교차한다. 각각의 포일은 각각의 선체 섹션을 따라 연장하고 그 선미부 부근에서 종료한다.
본 발명의 장점은 파도에 부닥칠 때 그리고 고속으로 이동할 때 증가된 안정성을 갖는, 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 증가된 효율을 갖는, 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 현존하는 워터크래프트에 대한 개장으로서 구현되는, 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부 도면을 참조하여 이하에 설명된다.
도 1a 내지 도 1c는 각각 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 포일 구조체의 평면도, 저면도 및 정면도를 도시하는 개략 블록도.
도 1d는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 포일 구조체의 포일을 갖는 선체 섹션의 측면도를 도시하는 개략 블록도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 포일 및 핀을 갖는 우측 선체 섹션의 정면도를 도시하는 개략 블록도.
도 2d는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 포일 구조체의 저면도를 도시하는 개략 블록도.
도 3a 내지 도 3c는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 물 흡입 메커니즘의 정면도, 상세 정면도 및 사시도를 도시하는 개략 블록도.
도 3d 및 도 3e는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다른 물 흡입 메커니즘의 정면 사시도 및 후면 사시도를 도시하는 개략 블록도.
도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명의 실시예를 구체화하는 카타마란, 트리마란(trimaran) 및 현외 부재를 갖는 카타마란의 저면도를 도시하는 개략 블록도.
도 4d 및 도 4e는 각각 본 발명의 실시예를 구체화하는 각각 본 발명의 실시예를 구체화하는 평저선(pontoon boat)의 저면도 및 측면도를 도시하는 개략 블록도.
도 4f 및 도 4g는 각각 본 발명의 실시예를 구체화하는 수상 비행기의 측면도 및 저면도를 도시하는 개략 블록도.
도 4h는 본 발명의 실시예를 구체화하는 비행정(flying boat)의 저면도를 도시하는 개략 블록도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상이한 연결 구조체를 갖는 포일 구조체의 정면도를 도시하는 개략 블록도.
도 5c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 6b에 도시된 연결 구조체를 갖는 포일 구조체의 평면도를 도시하는 개략 블록도.
도 5d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포일 구조체 연결 요소의 평면도를 도시하는 개략 블록도.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 실시예에 따른 2개 초과의 포일을 갖는 포일 구조체의 정면도를 도시하는 개략 블록도.
도 6d는 도 6e에 도시된 포일 구조체의 저면도를 도시하는 개략 블록도.
도 6e는 본 발명의 실시예에 따른 부력의 적어도 상당한 부분을 제공하는 것이 가능한 포일을 갖는 포일 구조체의 정면도를 도시하는 개략 블록도.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 실시예에 따른 피벗식으로 이동 가능한 포일을 갖는 포일 구조체의 정면도를 도시하는 개략 블록도.
도 8a 및 도 8b는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개장 포일 구조체의 정면도 및 측면도를 도시하는 개략 블록도.
도 8c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다른 개장 포일 구조체의 정면도를 도시하는 개략 블록도.
도 9a 및 도 9b는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 팽창형 포일 구조체의 측면도 및 후면도를 도시하는 개략 블록도.
달리 규정되지 않으면, 본 명세서에 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자들에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 설명된 것들과 유사한 또는 등가의 임의의 방법 및 재료는 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 바람직한 방법 및 재료가 이제 설명된다.
본 발명의 실시예가 예를 들어 개인 워터크래프트 또는 Sea-Doo
Figure pct00001
와 같은 소형 워터크래프트에 대해 설명될 것이지만, 본 발명의 실시예는 이제 한정되는 것은 아니고, 또한 다양한 다른 유형의 다양한 크기의 워터크래프트에 적용 가능하다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백하게 될 것이다. 더욱이, 표현 "부유 디바이스"는 수면 상에 부유하는 것이 가능한 디바이스로서 이해되어야 하고, 다양한 유형의 워터크래프트, 평저선, 수상 비행기, 수륙양용기(amphibious aircraft) 및 수상항공기(seaplane)와 같은 디바이스를 포함한다.
도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 본 발명의 제 1 바람직한 실시예에 따른 워터크래프트의 형태의 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체(100)가 제공된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포일 구조체(100)는 세장형 좌측 선체 섹션(102A) 및 세장형 우측 선체 섹션(102B)을 포함한다. 좌측 선체 섹션(102A) 및 우측 선체 섹션(102B)은 워터크래프트의 길이방향 축(101)에 대해 소정 거리(D)에 배치되고 그에 실질적으로 평행하게 배향된다. 좌측 포일(108A) 및 우측 포일(108B)은 각각 좌측 선체 섹션(102A) 및 우측 선체 섹션(102B)으로부터 길이방향 축(101)을 통해 수직 평면(120)을 향해 돌출한다. 좌측 포일(108A) 및 우측 포일(108B)은 수평 평면(122)에 대해 예각(α)으로 배향되고, α는 바람직하게는 대략 5°내지 60°의 범위, 가장 바람직하게는 대략적으로 20°내지 25°의 범위이다. 각각의 포일(108A, 108B)의 선단 에지(110A, 110B)는 그 선수부(104A, 104B)에 근접하여 각각의 선체 섹션(102A, 102B)을 교차하고, 길이방향 축(101)에 실질적으로 평행하게 배향된 측면 에지(112A, 112B)로 변화하고 그에 대해 소정 거리(E)로 배치된다. 각각의 포일(108A, 108B)은 각각의 선체 섹션(102A, 102B)을 따라 연장하고, 그 선미부(106A, 106B)에 근접하여 종료한다.
바람직하게는, 포일(108A, 108B)은 워터크래프트의 저속에서 부가의 부력을 제공하도록 설계된다. 더 고속 - 예를 들어, 워터크래프트의 순항 속도의 설계된 범위와 같은 - 에서의 이동을 위해, 포일(108A, 108B)의 저부면은 포일(108A, 108B)이 양력 및 바람직하게는 수면 상에 활공을 제공하고, 따라서 물 저항을 실질적으로 감소시키도록 성형된다. 바람직하게는, 각각의 포일(108A, 108B)의 저부면은 그 후방부 및 중간부에서 실질적으로 편평하고 - 또는 대안적으로 약간 볼록 만곡되고 -, 전방부(118A, 118B)에서 선단 에지(110A, 110B)를 향해 그로부터 상향으로 각형성되어 각각의 포일(108A, 108B)의 활공을 지지한다. 더 바람직하게는, 선단 에지(110A, 110B)로부터 각형성된 표면부(118A, 118B)의 연장부는 각각의 선체 섹션(102A, 102B)으로의 거리의 감소에 따라 증가한다. 각형성된 표면부는 예를 들어 포일(108A, 108B)의 크기, 포일(108A, 108B)의 두께 및 워터크래프트의 설계된 속도 범위와 같은 팩터에 따라 결정된다. 결정은 예를 들어 표준 실험 방법을 사용하여 그리고/또는 전산 유체 역학의 표준 방법을 사용하여 수행된다.
각각의 포일(108A, 108B)은 그 후방부 및 중간부에서 실질적으로 편평하고 - 또는 대안적으로, 약간 볼록 만곡됨 -, 전방부(114A, 114B)에서 그로부터 선단 에지(110A, 110B)를 향해 하향으로 각형성된 상부면을 갖는다 - 각도 γ-. 각형성된 전방부(114A, 114B)는 파도(130)의 침입이 보조되고, 부력 변화에 기인하는 불안정성이 실질적으로 완충되도록 결정된다. 바람직하게는, 선단 에지(110A, 110B)로부터 각형성된 표면부(114A, 114B)의 연장부는 각각의 선체 섹션(102A, 102B)에 대한 거리의 감소에 따라 증가한다. 더 바람직하게는, 선체 섹션(102A, 102B)의 선수부(104A, 104B)는 파도의 더 양호한 침입을 허용하고 부력에 기인하여 선수가 상승하는 경향을 감소시키기 위해 실질적으로 좁은 형상을 갖는다. 선체 섹션(102A, 102B)은 중간 섹션 및 선미를 향해 더 두껍거나 넓어 워터크래프트가 휴지 상태이거나 저속으로 이동할 때 충분한 부력을 제공한다. 포일(108A, 108B) 및 선체 섹션(102A, 102B)의 선수부(104A, 104B)는 선수 물 변위가 제어된 방식으로 선수의 상승을 제공하도록 설계된다. 더욱이, 포일(102A, 102B)의 상부에 배치된 물의 중량은 선수의 상승을 완충하여 그 제어된 이동을 보조한다. 각형성된 표면부(114A, 114B)는 워터크래프트의 피치가 고속에서 그리고 파도에 부닥칠 때 실질적으로 증가된 안정성을 갖도록 결정된다. 결정은 예를 들어 표준 실험 방법을 사용하여 그리고/또는 전산 유체 역학의 표준 방법을 사용하여 수행된다.
바람직하게는, 각형성된 표면부(114A, 114B, 118A, 118B)는 예를 들어 도 1c 및 도 1d에 도시된 바와 같은 실질적으로 편평한 표면을 형성하게 성형된다. 대안적으로, 각형성된 표면부(114A, 114B, 118A, 118B)는 예를 들어 선단 에지(110A, 110B)를 향해 증가하는 곡률을 갖는 만곡된 표면이다.
도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 본 발명의 제 2 바람직한 실시예에 따른 워터크래프트의 형태의 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체(200)가 제공된다. 포일 구조체(200)는 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이, 각각의 포일(108A, 108B)의 측면 에지(112A, 112B)를 따라 각각 배치된 하향 핀(240, 242)을 포함한다. 바람직하게는, 하향 핀(240, 242)은 위치(111A, 111B) - 여기서 선단 에지(110A, 110B)는 측면 에지(112A, 112B)로 변화함 -로부터 선미부(106A, 106B)의 부근으로 측면 에지(112A, 112B)의 길이를 따라 배치된다. 대안적으로, 핀(240, 242)은 측면 에지(112A, 112B)의 적어도 상당한 부분을 따라 연장하는 상이한 길이를 갖는다. 핀은 도 2a에 도시된 바와 같이, 소정 거리(L)로 측면 에지(112A, 112B)로부터 실질적으로 하향으로 연장한다. 예를 들어, 핀(140A, 140B)은 수직 평면 - 점선에 의해 지시됨 - 으로 예각(β)으로 배향된다. 대안적으로, 핀(142A, 142B)은 수직 평면에 실질적으로 평행하게 배향된다. 선택적으로, 상향 핀(244)은 각각의 포일(108A, 108B)의 측면 에지(112A, 112B)를 따라 배치되고, 상향 핀(244)은 도 2c에 도시된 바와 같이 소정 거리(M)로 그로부터 실질적으로 상향으로 연장한다.
핀의 크기, 형상 및 길이는 예를 들어, 포일(108A, 108B)의 크기, 포일(108A, 108B)의 두께 및 워터크래프트의 속도와 같은 팩터에 따라 결정된다. 결정은 예를 들어 표준 실험 방법을 사용하여 그리고/또는 전산 유체 역학의 표준 방법을 사용하여 수행된다. 핀의 제공은 고속에서 워터크래프트의 안정성을 증가시키고, 더 고속 및/또는 감소된 연료 소비의 형태의 효율을 증가시킨다.
당 기술 분야의 숙련자들에게 명백한 바와 같이, 제 2 바람직한 실시예에 따른 핀은 상부면의 각형성된 전방부(114A, 114B)를 갖는 제 1 실시예에 따른 포일 구조체와 용이하게 조합된다.
선택적으로, 하나 이상의 스트레이크(strake)가 각각의 포일(108A, 108B)의 상부면 및/또는 저부면 상에 배치된다.
워터 제트 드라이브를 포함하는 워터크래프트에 있어서, 포일 구조체(100, 200)는 바람직하게는 워터크래프트의 제트 드라이브에 흡입수 유동을 제공하기 위한 물 흡입 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 물 흡입 메커니즘은 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이, 좌측 포일(108A)과 우측 포일(108B) 사이에 배치된 흡입 개구(162)를 갖는 흡입 도관(160)을 포함한다. 흡입 도관(160)의 단부 부분은 좌측 포일(108A) 및 우측 포일(108B)에 단단히 고정 연결된다. 바람직하게는, 흡입 도관(160)은 포일 형상을 갖고, 항력(drag)을 감소시키기 위해 흡입 포일 구조체(164)를 경유하여 좌측 포일(108A) 및 우측 포일(108B)에 연결된다.
대안적으로, 물 흡입 메커니즘은 도 3d 및 도 3e에 도시된 바와 같이, 선체 섹션(102A, 102B) 및 포일(108A, 108B) 중 적어도 하나 내에 배치된 물 흡입 도관(167B)을 포함하고, 포일(108A, 108B)의 저부면에 배치된 물 흡입 개구(166A, 166B)를 갖는다. 물 흡입 개구(166A, 166B)는 추진기(12A, 12B)의 전방에 배치되고 포일(108A, 108B)의 측면 에지(112A, 112B) 부근에 배치된다. 포일(108A, 108B)의 측면 에지(112A, 112B)에 근접하여 물 흡입 개구(166A, 166B)를 배치하는 것은 흡입이 파도를 통한 회전 또는 절단 중에 물이 부족하지 않은 것을 보장한다. 바람직하게는, 물 흡입 도관은 마찰 손실을 최소화하기 위해 물 흡입 개구(166A, 166B)와 각각의 추진기(12A, 12B) 사이에 완만하게 만곡된다.
선택적으로, 물 흡입 도관(167B)은 물 흡입 개구(166A, 166B)로부터의 물이 선체의 중심에 배치된 단일 추진기에 공급되도록 제공된다.
더 선택적으로, 포일(108A, 108B)은 통상의 방식으로 구현 가능한 워터크래프트의 동적 밸러스팅(ballasting)에 사용을 위한 중공 구조체를 각각 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포일 구조체(100, 200)의 구현예는 부유 디바이스가 단일-선체 워터크래프트의 선체를 형성하는 용례에 한정되지 않는다. 부유 디바이스는 예를 들어, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 카타마란(501)의 선체(502A, 502B) 또는 트리마란(503)의 선체(504A, 504B, 504C)와 같은 적어도 다중-선체 워터크래프트의 선체를 형성한다. 대안적으로, 부유 디바이스는 예를 들어 도 4c에 도시된 바와 같이, 주 선체(506) 및 현외 부재(507)를 갖는 카타마란형 워터크래프트(505)와 같은 다중 선체 워터크래프트의 주 선체를 형성한다. 다른 구현예에서, 부유 디바이스는 예를 들어 도 4d 및 도 4e에 도시된 바와 같이 카타마란형 워터크래프트를 형성하는, 또는 평저선(512A, 512B)의 후방에 각각 배치된 평저선(512C, 512D)을 갖는 평저선 보트(510)의 복수의 더 짧은 평저선의 각각을 형성하는 2개의 평저선을 갖는 평저선 워터크래프트의 적어도 평저선을 형성한다.
더 대안적으로, 부유 디바이스는 예를 들어 수상기 및 비행정과 같은 항공기와 사용을 위해 구현된다. 도 4f 및 도 4g를 참조하면, 평저선(522A, 522B)을 형성하는 부유 디바이스를 갖는 수상기(520)의 측면도 및 저면도가 도시된다. 여기서, 포일 구조체의 사용은, 물 내로 가라앉을 때 스킵을 감소시키고 충격을 흡수함으로써 수상기의 착륙 능력 및 이륙 중에 거친 물의 취급을 가능하게 하고 고요한 물 내에서 부유물을 "해제"하는 것을 도움으로써 이륙 능력을 향상시킨다. 도 4h를 참조하면, 동체(532)를 형성하는 부유 디바이스를 갖는 부유 보트(530)의 저면도가 도시된다. 수상기와 유사하게, 포일 구조체의 사용은 착륙 능력 뿐만 아니라 이륙 능력을 향상시킨다. 더욱이, 부유 보트가 물 폭격기로서 사용될 때, 포일 구조체는 예를 들어 상기에 도 3d 및 도 3e에 도시된 바와 같이, 포일(108A, 108B)의 저부면에 배치된 물 흡입 개구를 갖는 수면을 활주함으로써 물 위에서 이륙하는 비행기의 능력을 향상시킨다.
부유 디바이스의 추가의 구현예가 예를 들어 무선 제어형 모델 보트와 같은 서프보드 및 스케일 모델 보트를 포함한다. 또한, 부유 디바이스의 작동은 비디오 게임에서 고려될 수도 있다.
선택적으로, 포일 구조체(100)는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 좌측 포일(108A)과 우측 포일(108B) 사이에 개재되고 그에 연결된 연결 구조체를 포함한다. 바람직하게는, 연결 구조체의 전방 단부는 각각의 선체 섹션(102A, 102B)과 선단 에지(110A, 110B)의 교점의 위치에 대해 소정 거리에 배치되고, 연결 구조체의 후방 단부는 선체 섹션의 선미부 부근에 배치된다. 연결 구조체는 예를 들어 도 5a에 도시된 바와 같이, 좌측 포일(108A) 및 우측 포일(108B)의 각각의 상부면 및 저부면을 원활하게 연결하기 위한 혼합 요소(180)로서 형성된다. 대안적으로, 연결 구조체는 도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 좌측 포일(108A)과 우측 포일(108B) 사이에 배치된 세장형 본체(182) - 예를 들어 수뢰형 형상을 가짐 - 를 포함하나다. 선택적으로, 하나 이상의 개구(183A, 183B)는 도 5c에 도시된 바와 같이 포일(108A, 108B) 내에 또는 연결 구조체 내에 배치된다. 바람직하게는, 개구는 파도에 부닥칠 때 포일(108A, 108B)의 상부면으로부터 물을 제거하기 위해 포일 또는 연결 구조체의 전방부에 배치된다.
대안적으로, 하나 이상의 연결 요소(184)가 도 5d에 도시된 바와 같이 길이방향 축(101)을 따라 포일(108A, 108B) 사이에 배치되어 포일 구조체(100)에 강성을 추가한다.
선택적으로, 포일 구조체(100, 200)는 양력을 증가시키고 그리고/또는 대형 워터크래프트의 데크 영역을 확장하기 위해 그로부터 돌출하는 포일을 갖는 2개 이상의 선체 섹션을 포함한다. 도 6a를 참조하면, 포일 구조체(100)는 제 2 세장형 좌측 선체 섹션(202A) 및 제 2 세장형 우측 선체 섹션(202B)을 포함한다. 제 2 좌측 선체 섹션(202A) 및 제 2 우측 선체 섹션(202B)은 워터크래프트의 길이방향 축(101)에 대해 소정 거리에 배치되고 그에 실질적으로 평행하게 배향된다. 제 2 좌측 포일(208A) 및 제 2 우측 포일(208B)은 제 2 좌측 선체 섹션(202A) 및 제 2 우측 선체 섹션(202B) 각각으로부터 길이방향 축(101)을 통해 수직 평면(120)을 향해 돌출하고 수평 평면(122)에 대해 예각(δ)으로 배향된다. 각각의 제 2 포일(208A, 208B)의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 각각의 선체 섹션(202A, 202B)을 교차한다. 각각의 제 2 포일(208A, 208B)은 각각의 선체 섹션(202A, 202B)을 따라 연장하고, 그 선미부 부근에서 종료한다. 용례에 따라, 포일(108A, 108B) 및 제 2 포일(208A, 208B)은 동일한 크기 및 형상을 갖고, 수평 평면(122)에 대해 동일한 각도로 배향되거나 또는 대안적으로 제 2 포일(208A, 208B)은 상이한 크기 및 형상을 갖고 수평 평면(122)에 대해 상이한 각도로 배향된다.
도 6b를 참조하면, 포일 구조체(100, 200)는 좌측 선체 섹션(102A)과 우측 선체 섹션(102B) 사이에 배치되고 그에 실질적으로 평행하게 배향된 세장형 중심 선체 섹션(302)을 포함한다. 제 2 좌측 포일(308A) 및 제 2 우측 포일(308B)은 중심 선체 섹션(302)으로부터 돌출하고, 수평 평면(122)에 대해 예각(δ)으로 배향되고, 각각의 제 2 포일(308A, 308B)의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 중심 선체 섹션(302)을 교차한다. 각각의 제 2 포일(308A, 308B)은 중심 선체 섹션(302)을 따라 연장하고 그 선미부 부근에서 종료한다. 용례에 따라, 포일(108A, 108B) 및 제 2 포일(308A, 308B)은 동일한 크기 및 형상을 갖고, 수평 평면(122)에 대해 동일한 각도로 배향되고, 또는 대안적으로 제 2 포일(308A, 308B)은 상이한 크기 및 형상을 갖고 수평 평면(122)에 대해 상이한 각도로 배향된다.
더 선택적으로, 하나 초과의 중심 선체 섹션(302)이 좌측 선체 섹션(102A)과 우측 선체 섹션(102B) 사이에 배치된다. 바람직하게는, 중심 선체 섹션(302)의 선수는 포일 구조체에 의해 제공된 양력의 실질적으로 동등한 분포를 제공하기 위해, 선체 섹션(102A, 102B)의 선수의 전방에 또는 선수로부터 후방에 소정 거리에 배치된다.
도 6c 및 도 6d를 참조하면, 포일 구조체(100, 200)는 길이방향 축을 통해 수직 평면(120)으로부터 이격하여 좌측 선체 섹션(102A) 및 우측 선체 섹션(102B) 각각으로부터 돌출하는 외부 좌측 포일(408A) 및 외부 우측 포일(408B)을 포함한다. 외부 좌측 포일(408A) 및 외부 우측 포일(408B)은 수평 평면(122)에 대해 예각 외부각(δ)에 있다. 외부 포일(408A, 408B)의 사용은 동일한 크기의 선박에 대해 실질적으로 증가된 양력을 제공한다. 용례에 따라, 포일(108A, 108B) 및 외부 포일(408A, 408B)은 동일한 크기 및 형상을 갖고, 수평 평면(122)에 대해 동일한 각도로 배향되고, 또는 대안적으로 제 2 포일(308A, 308B)은 상이한 크기 및 형상을 갖고, 수평 평면(122)에 대해 상이한 각도로 배향된다.
선택적으로, 포일은 휴지시에 부유 디바이스를 부유시키기 위해 요구되는 부력의 적어도 상당한 부분을 제공하는 것이 가능하도록 충분한 크기를 갖는다. 예를 들어, 포일(108A, 108B, 408A, 408B)은 연결 요소(412A, 412B)를 경유하여 데크 구조체(410)에 연결되어 부력의 대부분이 도 6e에 도시된 바와 같이 포일에 의해 제공되게 된다. 물론, 선박의 크기에 따라, 이 특징은 본 명세서에 전술된 다양한 포일 구조체를 갖고 구현 가능하다.
더 선택적으로, 포일 구조체(100, 200)는 포일을 피벗식으로 이동시키기 위한 피벗을 포함한다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 좌측 선체 섹션(102A) 및 우측 선체 섹션(102B)은 피벗(802A, 802B)을 경유하여 각각 나머지 선체(800)에 피벗 이동 가능하게 장착되어, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 각각 제 1 위치와 제 1 위치 사이에서 피벗 주위의 포일(108A, 108B)의 피벗 이동을 가능하게 한다. 피벗 이동은 예를 들어 다양한 해양 상태 및 속도에 대해 - 도 7a에 도시된 제 1 위치와 도 7b에 도시된 제 2 위치 사이에서, 포일은 804에서 서로 접촉함 - 포일의 연속적인 조정을 가능하게 한다.
도 7c 및 도 7d를 참조하면, 좌측 포일(108A) 및 우측 포일(108B)은 피벗(812A, 812B)을 각각 경유하여 선체(810)의 좌측 선체 섹션(102A) 및 우측 선체 섹션(102B)에 피벗 이동 가능하게 장착되어, 도 7c 및 도 7d에 도시된 바와 같이 각각 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 피벗 주위의 포일(108A, 108B)의 피벗 이동을 가능하게 한다. 피벗 이동은 다양한 해양 상태 및 속도에 대해 예를 들어, - 도 7a에 도시된 제 1 위치와 도 7b에 도시된 제 2 위치 사이에서, 포일은 814A, 814B에서 선체(810)의 저부와 접촉함 - 포일의 연속적인 조정을 가능하게 한다. 더욱이, 매우 얕은물 내의 선박의 작동은 제 2 위치에서 포일을 이동시킴으로써 가능화된다.
도 7e 및 도 7f를 참조하면, 좌측 선체 섹션(102A) 및 우측 선체 섹션(102B)은 각각 피벗(822A, 822B)을 경유하여 나머지 선체(820)에 피벗 이동 가능하게 장착되어, 도 7e 및 도 7f에 도시된 바와 같이 각각 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 피벗 주위의 포일(108A, 108B)의 피벗 이동을 가능하게 한다. 피벗 이동은 예를 들어 도 7e에 도시된 작동 위치로부터 도 7f에 도시된 비습윤 휴지 위치로 외향 및 상향으로 포일의 이동을 가능하게 하여, 예를 들어 매우 얕은물에서의 선박의 작동을 가능하게 한다.
피벗 이동은 예를 들어 적합한 힌지 메커니즘 및 유압 액추에이터와 같은 통상의 기술을 사용하여 구현된다.
더 선택적으로, 포일 구조체(100, 200)는 예를 들어, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 개인 워터크래프트 또는 Sea-Doo
Figure pct00002
와 같은 현존하는 워터크래프트(10)의 선체(11)에 장착되기 위한 포일 개장부(170)로서 제공된다. 포일 개장부(170)는 워터크래프트(10)의 선체(11)의 각각의 부분과 정합되기 위한 유지 요소(172) 및 단단한 고정 방식으로 워터크래프트(10)에 포일 개장부(170)를 제거 가능하게 장착하기 위한 장착 요소를 포함한다. 바람직하게는, 유지 요소(172)는 그 내부에 워터크래프트의 선체(11)의 상당한 부분을 수용하기 위한 "신발(shoe)"형 구조체(172)를 포함한다. 유지 요소(172)는 이어서 예를 들어 스트랩, 클램프 또는 스크류 메커니즘을 사용하여 워터크래프트의 선체(11)에 제거 가능하게 장착된다. 워터 제트 드라이브를 포함하는 워터크래프트에 대해, 흡입 개구(162)가 포일들 사이, 또는 대안적으로 전술된 바와 같이 포일의 저부면에 배치된다. 포일 개장부(170)의 흡입 도관(160)의 상단부는 워터크래프트(10)의 제트 드라이브의 현존하는 물 흡입부와 정합하기 위해 성형된다. 대안적으로, 돌출 포일(108A, 108B)을 갖는 선체 섹션(102A, 102B)이 도 8c에 도시된 바와 같이 워터크래프트(16)의 선체(17)에 통상의 방식으로 개별적으로 장착된다.
더 선택적으로, 포일 구조체(100, 200)는 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 팽창형 구조체로서 제공된다. 간단화를 위해, 단지 팽창형 구조체의 좌측만이 도시된다. 선체 섹션(102A)은 선수를 향해 좁아지는 팽창형 튜브로서 제공된다. 포일(108A)은 그 강성을 보장하기 위해 팽창형 "드랍 스티치(drop stitch)" 구조체로서 제공된다. 핀(140A)은 예를 들어 목재 또는 복합 재료로 제조된 팽창형 "드랍 스티치" 구조체 또는 강성 구조체로서 제공된다. 선체 섹션(102A)은 예를 들어 현존하는 선체(14)를 위해 사용되는 직물 재료와 같은 적합한 직물 재료(155A)를 사용하여 현존하는 선체(14)에 장착된다.
포일 구조체(100, 200)는 워터크래프트의 크기 및 사용에 따라 복합 재료, 알루미늄 또는 다양한 금속 합금과 같은 표준 해양 기술 및 표준 재료를 사용하여 설계되고 제조된다.
본 발명이 바람직한 실시예와 관련하여 본 명세서에 설명되었다. 그러나, 다수의 변형 및 수정이 본 명세서에 설명된 바와 같은 발명의 범주로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다.

Claims (41)

  1. 부유 디바이스에 부력(buoyancy) 및 양력(lift)을 제공하기 위한 포일(foil) 구조체로서,
    상기 부유 디바이스의 길이방향 축에 대해 소정 거리에 배치되고 그에 대해 실질적으로 평행하게 배향되는 세장형(elongated) 좌측 부유 디바이스 섹션 및 세장형 우측 부유 디바이스 섹션; 및
    상기 좌측 부유 디바이스 섹션 및 상기 우측 부유 디바이스 섹션 각각으로부터 상기 길이방향 축을 통해 수직 평면을 향해 돌출하고 수평 평면에 대해 예각으로 배향되는 좌측 포일 및 우측 포일로서, 각각의 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 각각의 부유 디바이스 섹션을 교차하고, 각각의 포일은 각각의 부유 디바이스 섹션을 따라 연장하고 그 선미부 부근에서 종료하고, 각각의 포일은 상기 선단 에지를 향해 하향으로 각형성되는 그 전방부를 갖는 상부면을 갖고, 상기 각형성된 전방부는 파도 침입이 보조(assist)되고 부력 변화에 기인하는 불안정성이 실질적으로 완충되도록 결정되는 상기 좌측 포일 및 상기 우측 포일을 포함하는 포일 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 부유 디바이스는
    단일 선체 워터크래프트의 선체;
    적어도 다중 선체 워터크래프트의 선체;
    다중 선체 워터크래프트의 주 선체;
    적어도 평저선 워터크래프트의 평저선;
    수상기의 평저선; 및
    비행정의 동체중 하나를 형성하는 포일 구조체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌측 부유 디바이스 섹션 및 상기 우측 부유 디바이스 섹션 각각으로부터 상기 길이방향 축을 통해 상기 수직 평면으로부터 이격하여 돌출하고 상기 수평 평면에 대해 예각 외부각으로 배향되는 외부 좌측 포일 및 외부 우측 포일을 포함하고, 각각의 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 각각의 부유 디바이스 섹션을 교차하고, 각각의 포일은 상기 각각의 부유 디바이스 섹션을 따라 연장하고 그 선미부 부근에서 종료하는 포일 구조체.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 좌측 포일 및 상기 우측 포일은 휴지시에 상기 부유 디바이스를 부유하기 위한 부력의 적어도 상당한 부분을 제공하기 위해 충분한 크기를 갖는 포일 구조체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 부유 디바이스의 길이방향 축에 대해 소정 거리에 배치되고 그에 대해 실질적으로 평행하게 배향된 제 2 세장형 좌측 부유 디바이스 섹션 및 제 2 세장형 우측 부유 디바이스 섹션; 및
    상기 제 2 좌측 부유 디바이스 섹션 및 제 2 우측 부유 디바이스 섹션 각각으로부터 상기 길이방향 축을 통해 상기 수직 평면을 향해 돌출하고 상기 수평 평면에 대해 예각 제 2 각도로 배향되는 제 2 좌측 포일 및 제 2 우측 포일로서, 각각의 제 2 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 각각의 부유 디바이스 섹션을 교차하고, 각각의 제 2 포일은 상기 각각의 부유 디바이스 섹션을 따라 연장하고 그 선미부 부근에서 종료하는 상기 제 2 좌측 포일 및 상기 제 2 우측 포일을 포함하는 포일 구조체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌측 부유 디바이스 섹션과 상기 우측 부유 디바이스 섹션 사이에 배치되고 그에 대해 실질적으로 평행하게 배향된 세장형 중심 부유 디바이스 섹션; 및
    상기 중심 선체 섹션으로부터 돌출하고 상기 수평 평면에 대해 예각 제 2 각도로 배향되는 제 2 좌측 포일 및 제 2 우측 포일로서, 각각의 제 2 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 상기 중심 부유 디바이스 섹션을 교차하고, 각각의 제 2 포일은 상기 중심 부유 디바이스 섹션을 따라 연장하고 그 선미부 부근에서 종료하는 상기 제 2 좌측 포일 및 상기 제 2 우측 포일을 포함하는 포일 구조체.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 선단 에지로부터 각형성된 표면부의 연장부는 각각의 부유 디바이스 섹션에 대한 거리의 감소에 따라 증가하는 포일 구조체.
  8. 제 1 항에 있어서, 각각의 포일은 그 전방부가 그로부터 상기 선단 에지를 향해 상향으로 각형성되는 저부면을 갖는 포일 구조체.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 선단 에지로부터 상기 각형성된 표면부의 연장부는 각각의 부유 디바이스 섹션에 대한 거리의 감소에 따라 증가하는 포일 구조체.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 부유 디바이스 섹션들은 실질적으로 좁은 선수부를 포함하는 포일 구조체.
  11. 제 1 항에 있어서, 물 흡입 메커니즘을 포함하는 포일 구조체.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 물 흡입 메커니즘은 상기 좌측 포일과 상기 우측 포일 사이에 배치된 흡입 개구를 갖는 흡입 도관을 포함하고, 상기 흡입 도관의 단부 부분은 상기 좌측 포일 및 상기 우측 포일에 연결되는 포일 구조체.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 흡입 개구는 흡입 포일 구조체 내에 배치되고, 상기 흡입 포일 구조체는 상기 좌측 포일과 상기 우측 포일 사이에 배치되고 이들에 연결되는 포일 구조체.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 물 흡입 메커니즘은 상기 좌측 포일 및 상기 우측 포일 중 적어도 하나에 배치되고 상기 포일의 저부면에 배치된 흡입 개구를 갖는 흡입 도관을 포함하는 포일 구조체.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 좌측 포일과 상기 우측 포일 사이에 개재되고 이들에 연결되는 연결 구조체를 포함하는 포일 구조체.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 연결 구조체의 전방 단부는 상기 부유 디바이스 섹션과 상기 선단 에지의 교점의 위치에 대해 소정 거리에 배치되고, 상기 연결 구조체의 후방 단부는 상기 부유 디바이스 섹션의 선미부 부근에 배치되는 포일 구조체.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 포일들은 팽창형 구조체인 포일 구조체.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 포일들의 각각은 상기 길이방향 축에 실질적으로 평행하게 배향된 축 주위로 피벗 이동 가능한 포일 구조체.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 부유 디바이스 섹션들의 각각의 부분은 피벗 이동 가능한 포일 구조체.
  20. 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체로서,
    상기 부유 디바이스의 길이방향 축에 대해 소정 거리에 배치되고 그에 대해 실질적으로 평행하게 배향되는 세장형 좌측 부유 디바이스 섹션 및 세장형 우측 부유 디바이스 섹션;
    상기 좌측 부유 디바이스 섹션 및 상기 우측 부유 디바이스 섹션 각각으로부터 상기 길이방향 축을 통해 수직 평면을 향해 돌출하고 수평 평면에 대해 예각으로 배향되는 좌측 포일 및 우측 포일로서, 각각의 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 각각의 부유 디바이스 섹션을 교차하고 상기 각각의 부유 디바이스 섹션을 따라 연장하는 측면 에지로 변경되고 그 선미부 부근에서 종료하는 상기 좌측 포일 및 상기 우측 포일; 및
    상기 좌측 포일 및 우측 포일의 측면 에지의 적어도 상당한 부분을 따라 배치되고, 실질적으로 하향으로 배향되는 하향 핀(fin)을 포함하는 포일 구조체.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 부유 디바이스는
    단일 선체 워터크래프트의 선체;
    적어도 다중 선체 워터크래프트의 선체;
    다중 선체 워터크래프트의 주 선체;
    적어도 평저선 워터크래프트의 평저선;
    수상기의 평저선; 및
    비행정의 동체중 하나를 형성하는 포일 구조체.
  22. 제 20 항에 있어서,
    상기 좌측 포일 및 상기 우측 포일의 측면 에지의 적어도 상당한 부분을 따라 배치되고, 실질적으로 상향으로 배향되는 상향 핀을 포함하는 포일 구조체.
  23. 제 20 항에 있어서,
    상기 좌측 부유 디바이스 섹션 및 상기 우측 부유 디바이스 섹션 각각으로부터 상기 길이방향 축을 통해 상기 수직 평면으로부터 이격하여 돌출하고 상기 수평 평면에 대해 예각 외부각으로 배향되는 외부 좌측 포일 및 외부 우측 포일을 포함하고, 각각의 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 각각의 부유 디바이스 섹션을 교차하고, 각각의 포일은 각각의 부유 디바이스 섹션을 따라 연장하고 그 선미부 부근에서 종료하는 포일 구조체.
  24. 제 20 항에 있어서, 상기 좌측 포일 및 상기 우측 포일은 휴지시에 상기 부유 디바이스를 부유하기 위한 부력의 적어도 상당한 부분을 제공하기 위해 충분한 크기를 갖는 포일 구조체.
  25. 제 20 항에 있어서,
    상기 부유 디바이스의 길이방향 축에 대해 소정 거리에 배치되고 그에 대해 실질적으로 평행하게 배향된 제 2 세장형 좌측 부유 디바이스 섹션 및 제 2 세장형 우측 부유 디바이스 섹션; 및
    상기 제 2 좌측 부유 디바이스 섹션 및 상기 제 2 우측 부유 디바이스 섹션 각각으로부터 상기 길이방향 축을 통해 상기 수직 평면을 향해 돌출하고 상기 수평 평면에 대해 예각 제 2 각도로 배향되는 제 2 좌측 포일 및 제 2 우측 포일로서, 각각의 제 2 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 각각의 부유 디바이스 섹션을 교차하고, 각각의 제 2 포일은 상기 각각의 부유 디바이스 섹션을 따라 연장하고 그 선미부 부근에서 종료하는 상기 제 2 좌측 포일 및 상기 제 2 우측 포일을 포함하는 포일 구조체.
  26. 제 20 항에 있어서,
    상기 좌측 부유 디바이스 섹션과 상기 우측 부유 디바이스 섹션 사이에 배치되고 그에 대해 실질적으로 평행하게 배향된 세장형 중심 부유 디바이스 섹션; 및
    상기 중심 선체 섹션으로부터 돌출하고 상기 수평 평면에 대해 예각 제 2 각도로 배향되는 제 2 좌측 포일 및 제 2 우측 포일로서, 각각의 제 2 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 상기 중심 부유 디바이스 섹션을 교차하고, 각각의 제 2 포일은 상기 중심 부유 디바이스 섹션을 따라 연장하고 그 선미부 부근에서 종료하는 상기 제 2 좌측 포일 및 상기 제 2 우측 포일을 포함하는 포일 구조체.
  27. 제 20 항에 있어서, 상기 부유 디바이스는 실질적으로 좁은 선수부를 포함하는 포일 구조체.
  28. 제 20 항에 있어서, 물 흡입 메커니즘을 포함하는 포일 구조체.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 물 흡입 메커니즘은 상기 좌측 포일과 상기 우측 포일 사이에 배치된 흡입 개구를 갖는 흡입 도관을 포함하고, 상기 흡입 도관의 단부 부분은 상기 좌측 포일 및 상기 우측 포일에 연결되는 포일 구조체.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 흡입 개구는 흡입 포일 구조체 내에 배치되고, 상기 흡입 포일 구조체는 상기 좌측 포일과 상기 우측 포일 사이에 배치되고 이들에 연결되는 포일 구조체.
  31. 제 28 항에 있어서, 상기 물 흡입 메커니즘은 상기 좌측 포일 및 상기 우측 포일 중 적어도 하나에 배치되고 상기 포일의 저부면에 배치된 흡입 개구를 갖는 흡입 도관을 포함하는 포일 구조체.
  32. 제 20 항에 있어서, 상기 좌측 포일과 상기 우측 포일 사이에 개재되고 이들에 연결되는 연결 구조체를 포함하는 포일 구조체.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 연결 구조체의 전방 단부는 상기 부유 디바이스 섹션과 상기 선단 에지의 교점의 위치에 대해 소정 거리에 배치되고, 상기 연결 구조체의 후방 단부는 상기 부유 디바이스 섹션의 선미부 부근에 배치되는 포일 구조체.
  34. 제 20 항에 있어서, 상기 포일들은 팽창형 구조체인 포일 구조체.
  35. 제 20 항에 있어서, 상기 포일들의 각각은 상기 길이방향 축에 실질적으로 평행하게 배향된 축 주위로 피벗 이동 가능한 포일 구조체.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 부유 디바이스 섹션의 각각의 부분은 피벗 이동 가능한 포일 구조체.
  37. 부유 디바이스에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체로서,
    상기 부유 디바이스의 길이방향 축에 대해 소정 거리에 배치되고 그에 대해 실질적으로 평행하게 배향되는 세장형 좌측 부유 디바이스 섹션 및 세장형 우측 부유 디바이스 섹션;
    상기 좌측 부유 디바이스 섹션 및 상기 우측 부유 디바이스 섹션 각각으로부터 상기 길이방향 축을 통해 수직 평면을 향해 돌출하고 수평 평면에 대해 예각으로 배향되는 좌측 포일 및 우측 포일로서, 각각의 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 각각의 부유 디바이스 섹션을 교차하고, 각각의 포일은 각각의 부유 디바이스 섹션을 따라 연장하고 그 선미부 부근에서 종료하는 상기 좌측 포일 및 상기 우측 포일; 및
    상기 좌측 포일과 우측 포일 사이에 개재되고 이들에 연결되는 연결 구조체를 포함하는 포일 구조체.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 연결 구조체의 전방 단부는 상기 부유 디바이스 섹션과 상기 선단 에지의 교점의 위치에 대해 소정 거리에 배치되고, 상기 연결 구조체의 후방 단부는 상기 부유 디바이스 섹션의 선미부 부근에 배치되는 포일 구조체.
  39. 워터크래프트에 부력 및 양력을 제공하기 위한 포일 구조체로서,
    상기 워터크래프트의 선체의 각각의 부분과 정합되기 위한 유지 요소 및 고정 방식으로 상기 워터크래프트에 선체 연결 메커니즘을 장착하기 위한 장착 요소를 포함하는 상기 선체 연결 메커니즘;
    상기 선체 연결 메커니즘에 연결되는 세장형 좌측 선체 섹션 및 세장형 우측 선체 섹션으로서, 상기 워터크래프트의 길이방향 축에 대해 소정 거리에 배치되고 그에 대해 실질적으로 평행하게 배향되는 상기 세장형 좌측 선체 섹션 및 상기 세장형 우측 선체 섹션; 및
    상기 좌측 선체 섹션 및 상기 우측 선체 섹션 각각으로부터 상기 길이방향 축을 통해 수직 평면을 향해 돌출하고 수평 평면에 대해 예각으로 배향되는 좌측 포일 및 우측 포일로서, 각각의 포일의 선단 에지는 그 선수부 부근에서 각각의 선체 섹션을 교차하고, 각각의 포일은 각각의 선체 섹션을 따라 연장하고 그 선미부 부근에서 종료하는 상기 좌측 포일 및 상기 우측 포일을 포함하는 포일 구조체.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 유지 요소는 그 내부에 상기 워터크래프트의 선체의 상당한 부분을 수용하기 위한 신발형 구조체(shoe like structure)를 포함하는 포일 구조체.
  41. 제 39 항에 있어서, 상기 선체 섹션들 및 포일들은 팽창형 구조체인 포일 구조체.
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