JP2002516785A - 高速ハイブリッド船舶 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一体化し、流体力学的に揚力を生成し、横揺れを安定させ、ピッチを制御する翼（４，５，６）、または水中翼を備え、２つの明白に異なるモード、つまり少なくとも３つの水没する船体要素（２，３）がありプラスのＧＭ値を特徴とする流体静力学的に安定した低速モードと、１つの船体要素（２）のみが水没してマイナスのＧＭ値を特徴とする流体静力学的に不安定な高速モードとで作動し、前記船体要素（２，３）が、側船体を主船体に接続する一体デッキ構造を介して船舶（１）に統合される高速ハイブリッド船舶（１）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は概ね船舶に係り、特に主船体および２つ以上の側船体を特徴とする縦
横比が高い水中翼補助高速ハイブリッド船体に関する。

【０００２】 （概要） 現代の高速船舶の中で、双胴船が近年、単胴船に対して優勢な市場位置を獲得
し、特に１００メートル未満のサイズでそうである。このタイプの船舶は、操作
の簡単さ、高い安定性および比較的高い速度および凌波性の機能、特に３０から
３５ノットの速度領域での凌波性を特徴とする。しかし、市場では速度性能に対
する需要がますます高まり続け、４５ノットを出す双胴船、および例外的に５０
ノットを超える双胴船が今日では現実になっている。凌波性も現代の高速海上交
通では主要な問題となっている。これらの需要の結果、推進力装置の出力が増大
し、乗船の快適性を改善するために、船首領域に配置された小型Ｔ字フォイル（
ｆｏｉｌ）および船尾に配置されたトリム・タブなどのアクティブ動作制動シス
テムが導入された。しかし、基本的には非永久的揚力発生装置であるＴ字フォイ
ルを導入すると、４０から４５ノットの双胴船で約２から３ノットの速度を低下
させる顕著な抵抗が伴う。

【０００３】 特定のルートでは速度への需要が増大するのと平行して、高速フェリー運営者
の大部分は、それに伴う燃料消費の急増のため、この開発の流れに乗ることをま
だ躊躇している。７０年代初期に最初に商業的開発をされた双胴船技術は、流体
力学的観点からは最適の開発段階に到達した可能性が高い。抵抗のさらなる減少
は、主な抵抗成分が流体力学的表面摩擦に関連することにより、厳しく制限され
る。これを克服するには、濡れた表面の面積を減少させるか、空気潤滑などの新
技術を適用することにより、表面摩擦を減少させなければならない。

【０００４】 これらの技術的難問を解決することが実証された手段がないことを認識して、
現在知られている双胴船の概念がもはや、あらゆる側面で将来の市場ニーズに完
全に適合するには特に適切ではないことが示される。この見方は、大衆と当局と
の環境問題に対する関心の増加に裏付けられ、これはこの点において性能を向上
させる新規の概念の開発を推進する。

【０００５】 ９０年代初期には、水と船体との間の摩擦力を減少させるため、特によく知ら
れた水中翼の原理が一時的に復活することになった。ノルウェー特許第１７５１
９９号および様々な米国特許で記載されたように、両方の船体を持ち上げて水か
ら出すフォイル・システムを伴う双胴船の概念の変形が紹介された。しかし、こ
の技術は、速度および凌波性に関連する利点とは別に、投資費用の増大および重
量感度の問題など幾つかの欠点があり、これはこの特定タイプの船舶の物理的サ
イズおよびペイロード能力を大幅に制限し、最終的に商業的に受容されなかった
。

【０００６】 海軍の研究および高速フェリー・ビジネスの環境で、現在では概ね様々な新規
設計の設計およびモデル規模の試験を指向する明瞭な流れが見られる。幾つかの
流れを変える設計の中で、三胴船の概念のある変形が近い将来、潜在的に興味あ
る折衷案になるようである。

【０００７】 （先行技術） このカテゴリーに属する変形が、米国特許第５５０３１００号に記載されてい
る。しかし、この特定の発明は、幾つかの実行不可能で部分的に非実用的な属性
により損なわれるように見え、高速船舶に関連する要件に関して概ねほとんど、
または全く使用できない可能性がある。特に、これは水中の船舶の形状および推
進システムの配置に関するものであり、大きな船体の摩擦抵抗および形状抵抗、
大きい喫水、および過度の全体重量を招く可能性が高い。

【０００８】 （本発明） 好ましいタイプの本発明の新規設計は、高い速度および凌波性能力のため、帆
船環境で評判が高まった周知の三胴船設計の変形である。知られているように、
三胴船設計は、船尾の船体中央部に配置された横方向の架橋構造の下側に統合さ
れた長くて狭い中心船体および１対のこれより短いアウトリガー船体または側船
体を含む３つの船体要素で構成される。しかし、この設計はまだ高速フェリー市
場には導入されていない。この設計の変形は、米国特許第４３４８９７２号、第
５１７８０８５号、第５５２９００９号、国際特許第９３／０７０４６号、第９
４／２０３５９号、第９７／１０９８８号、欧州特許第４５５６０５号、および
日本特許第６３１３０４９２号など、様々な特許に記載されている。

【０００９】 知られているように、下式で表されるフルード数 Fn＝ｖ/√ｇ＊L ここでｖは速度（ｍ／ｓ）、ｇは重力加速度、Ｌは水線長さ（ｍ） は、船舶の流体力学的抵抗で重要な役割を果たす。側船体が完全に水没すること
を特徴とする従来の三胴船では、このため長さが短く、速度が十分高い場合は滑
水領域で操作する傾向がある。このように比較的大きい側船体が水没することは
、概ね安定性要件のために三胴船の特徴となる、つまり十分に高いプラスのＧＭ
値になるが、フルード数が大きいと抵抗が非常に増加する危険がある。

【００１０】 本発明は、上述した三胴船形状の重要な変形であり、２つの明らかに異なるモ
ードで作動するハイブリッド船舶に関する。つまり、深く細長い主船体と、以下
では側船体と呼ばれる少なくとも１対の細長く浅い支持船体とを含み、これが側
船体を主船体に接続する剛性のデッキ構造を介して船舶に統合された、少なくと
も３つの水没した船体要素を伴う、プラスのＧＭ値を特徴とする流体力学的に安
定した低速モードと、細長い主船体のみが部分的に水没し、側船体が水線より上
にありるマイナスのＧＭ値を特徴とする部分的に持ち上げられた流体力学的に不
安定な高速モードであり、一方のモードから他方への遷移は、流体力学的に揚力
を発生し、横揺れを安定させ、ピッチを制御する一体の翼、つまり水中翼を使用
することによって補われ、船舶は以下の組合せを特徴とする。

【００１１】 −主船体自体は流体静力学的に不安定なタイプで、ＧＭ値はマイナスであり、
水線の幅に対して水線の長さが大きく、水線の幅に対して主デッキの幅が大きい
ことを特徴とし、 −主船体の浸水デッキ・レベルより下の船尾部分が、図４ａから図４ｄに示す
ような横断面を有し、結局はその組合せであり、 −主船体の主デッキ・レベルより下の前方部分が、その長さの主要部分にわた
って図４ｅから図４ｍに示すようにＶ、ＵまたはＹ字形の横断面を有し、 −支持船体が、主船体の深さより非常に浅く、速度方向に見て船尾または船体
中央部分近くに配置され、中心線に対して対称形であり、 −少なくとも１つの主な流体力学的翼または水中翼が主船体と側船体との間に
配置され、垂直支材を通してそれに統合され、最終的にはその間にある浸水デッ
キ構造にも少なくとも１本の垂直支材を通して統合され、船舶の中心線の各側に
対称形に配置され、 −主船体が、好ましくは大型船舶で、自動制御タイプの高速ウォーター・スク
ープ・バラスト・システムを装備し、結局は充填および排水を制御する手段を装
備する。

【００１２】 好ましいタイプでは、船舶は主船体と側船体の下でかつ両者の間で、船舶の縦
方向重心（ＬＣＧ）の近くに配置され、主船体およびその間にある浸水デッキ構
造および側船体に固定された、完全に水没する揚力生成および横揺れ安定化高縦
横比水中翼と、船尾または前方、結局は両方の場所に配置され、主船体に、結局
はフォイルの横方向の程度に応じてその間にある浸水デッキ構造にも固定される
流体力学的に揚力を生成しピッチを制御する２次翼または水中翼とを装備する。

【００１３】 特に１００ｍより大きい船舶に適した他の好ましいタイプでは、船舶は２つの
揚力を生成し、横揺れを安定させ、ピッチを制御する１次高縦横比水中翼を装備
する。このサイズの船舶は、通常、１０００メートルトンをはるかに超える満載
排水量を有するので、全体的な抵抗を最適にする点で、揚力と排水量との比率を
４０から４５ノットの速度で５０％の範囲にするため、フォイル幅を船舶の通常
の幅より増加させることが望ましい。このような構成を図８に示す。ここでは、
フォイルの外部支材に対する支持を容易にするため、デッキ構造の部分が船舶の
通常の幅を越えて横方向に延在する。これらの船橋構造は、係留、さらに乗降場
所も容易にすることができる。

【００１４】 フォイル幅の増加により揚力を増加させると、概して複数の抵抗の利点がもた
らされる。つまり抵抗および浸水船体面積の減少により船体の抵抗が減少し、支
材の浸水が減少してフォイル自体の縦横比が増加するために全体的にフォイルの
抵抗が減少する。別の観点から、フォイル・システムおよび必要な構造的補強材
のためにフォイルの重量が増加しても、抵抗の計算は、実際に約３５ノットを上
回る速度では同様のサイズおよびペイロード能力の双胴船および単胴船と比較し
て抵抗が大幅に減少する可能性があることを示す。また、このような直列のフォ
イル構成は、上下揺れ、ピッチおよび横揺れ動作を能動的および受動的に高度に
減衰するので、例外的に高い凌波性能力を提供する。知られているように、高い
速度と動力との比率と凌波性との組合せは、これまで達成が非常に困難であった
が、大部分の高速フェリー運営者には最高に重要である。

【００１５】 ２００ｍ超などの大型タイプでは、１次揚力生成フォイルが３個あることも実
現性がある。このような場合、その適切な位置は、船尾、船首および船体中央部
である。しかし、フォイル間の縦方向の距離が十分大きくない場合、船首フォイ
ルの吹き下ろし効果により追跡フォイルの抵抗が増加するので、最終的な利点は
慎重に考慮しなければならない。

【００１６】 特に大型船舶で主船舶の特定の横断形状は、主デッキの下の船体内部容積の使
用、および船殻面積および構造的船体重量の減少に関して、従来の双胴船より有
利である。全体的サイズおよびペイロード能力が同様の双胴船と比較すると、側
船体を含め、２０から３０％の船殻面積の減少が獲得される。通常、その結果、
構造重量が同じ程度減少する。

【００１７】 （最適のモード） 本発明による高速ハイブリッド船舶は、流体力学的に揚力を生成し、横揺れを
安定させ、ピッチを制御する翼または水中翼を装備し、２つの明白に異なるモー
ド、つまり少なくとも３つの水没した船体要素があるプラスのＧＭ値を特徴とす
る流体静力学的に安定した低速モードと、１つの船体要素のみが水没してマイナ
スのＧＭ値を特徴とする流体静力学的に不安定な高速モードとで作動し、 −主船体が、横方向に主船体の幅より突き出す一体の剛性デッキ構造を特徴とし
、浸水デッキと定義される前記デッキ構造の下縁は、船舶が完全な状態の水線上
で休止している場合に水線より上にあり、船舶の前進速度が大幅に増加すると水
線から高くなり、 −前記主船体が、水線より上の任意の高さにおける最大フレーム幅と、完全な
状態を表す水線における最大フレーム枠との間に、少なくとも２の関係を有し、 −前記主船体は、任意の直立に浮いた完全な状態における最大水線長さと最大
水線幅との間に少なくとも６の関係を有し、 −前記主船体の船首部分が、主デッキ・レベルの下にＶ、ＵまたはＹ字形の横
断面、結局はその組合せを有し、 −前記主船体の船尾部分が、浸水デッキ・レベルの下にＶ、ＵまたはＹ字形の
横断面、結局はその組合せを有し、 −前記主船体に、浸水デッキの下で統合され、主船体の深さより大幅に浅いこ
とを特徴とする側船体を設け、したがって船舶が最大速度の４０から７０％に相
当する速度を有する場合、前記側船体が水線の上にあり、前記側船体は船尾また
は速度方向から見て船舶の船体中央部をまたいで配置され、船舶の中心性に平行
またはそれに対して小さい船内角度で、前記中心線を中心に両側に対称形に配置
され、 −少なくとも側船体の船首の上部分および最前部から主船体の船尾縁または船
尾梁まで延在する前記浸水デッキが、縦方向に、端点が弧に沿った他の任意の点
より高いレベルにある弧形であることを特徴とするか、全体またはその一部が主
デッキと平行で、主デッキに対して角度がある部分があり、船首および船尾の端
部がその間の面より高いレベルにあることが好ましく、結局は弧形の中央部分と
角度のある方向にある船首および船尾部分との組合せであり、 −前記浸水デッキは横断面が主デッキに平行または角度のある位置にあり、し
たがって船舶の中心線から遠い方の外線にある点が、主デッキ・レベルに近い方
のレベルにあり、 −前記側船体が、水平面に楔形の船首形状および床尾形状の船尾部分を有し、
水平面の面積が垂直方向に一定、または船内および／船外側が横断面で見て垂直
または傾斜しているために増加していることを特徴とし、 −前記側船体は、速度方向で見て船舶の船体中央点より後方に配置した場合、
船尾梁の位置が主船体の船尾梁より後方にあるよう配置され、 −前記側船体が、小積載量時船舶状態では複合浮力を有し、船舶の休止時には
これが船舶の小積載量時船舶の全浮力の２０％未満になり、 −大型船舶では、前記側船体を、一方を他方より前方に配置することができ、
したがって一方を縦方向重心の後方に配置し、他方を前記点の前方に配置し、両
方が主船体の中心線に対して同じ横方向の距離にあるか、前方の側船体の方が前
記中心線への距離が短く、各側船体対が前記中心線を中心に対称に配置される。

【００１８】 好ましい実施形態では、前記ハイブリッド船舶は、さらに、横方向に配置され
た水中翼の輪郭の先端と後端との間の縦方向距離として定義される弦線（ＣＬ）
を有する完全に水没した１次流体力学的翼または水中翼で構成され、任意の前進
速度で少なくとも弦線（ＣＬ）の５０％に相当する深さで水線に対して水没する
構成を含み、水中翼は横方向に、主船体と側船体の中心線間の距離の少なくとも
５０％延在し、前記水中翼が船舶の縦方向重心の知覚に配置され、主船体、浸水
デッキおよび側船体に固定され、結局、水中翼の横方向長さに応じて、浸水デッ
キまたは横方向に側船体より先まで延在するデッキ構造の部分、またはこれらの
構造要素のいずれかに、流体力学的揚力を船舶に伝達する支材によって固定され
、船舶の中心線の各側で水中翼の後方部分に統合された少なくとも１つの遠隔制
御フラップが設けられ、これは船舶が比較的高速で前進し、側船体が部分的に浸
水するか、完全に水線より上に位置する場合、船舶の中心線を中心に制御可能な
横方向の復元モーメントを加えることにより、必要な流体力学的安定性を提供す
る。

【００１９】 さらなる好ましい実施形態では、前記ハイブリッド船舶は、主船体と側船体の
中心線間の距離の５０％未満、横方向に延在する完全に水没した２次流体力学的
翼または水中翼で構成された装置を含み、前記水中翼は主船体の前方または後方
に、結局は両方の場所に配置され、水中翼の横方向の長さおよび縦方向の位置に
応じて、水中翼ごとに少なくとも１つの支材によって前記船体および／または浸
水デッキに固定され、これは流体力学的な力、通常は上方向の力を船舶に伝達し
、前記フォイルの後方部分に統合され、船舶が高速で前進すると、船舶の縦方向
の旋回中心を中心に必要なトリム調整モーメントを提供する、水中翼ごとに少な
くとも１つの遠隔制御フラップを設ける。

【００２０】 本発明について、添付図面に関してさらに説明する。 図１は、主船体（２）および側船体（３）を有するハイブリッド船舶（１）を
示す。船舶の下に、１次水中翼（４）システムおよび垂直支材（１１）、さらに
２次水中翼（５）システムが図示される。

【００２１】 前述したように、１次流体力学的翼（４）、つまり水中翼で構成される装置が
主船体（２）と側船体（３）との間に配置され、これが主要な流体力学的揚力を
提供し、その結果、抵抗が減少して浸水する船体表面が減少する一方、同時に図
９で示すような半没水翼システム（６）を通して、または好ましくは図２に示す
ような垂直支材（１１）によって支持され、完全に制御可能な水中翼区間を特徴
とする完全に水没したフォイル・システム、または好ましくは前記フォイル表面
（４）の後端（２９）に沿って統合された制御可能なフラップ（２７）を通して
動的安定性を提供する。４５ノットの速度で、フォイル・システムによって生成
された流体力学的揚力は、フォイルのサイズおよび排水量に応じて、４５ｍの船
舶の満載排水量の５０から７５％に相当する値を達成することができる。これの
効果として、船は水中で十分に持ち上げられ、したがって側船体が水線を離れる
。

【００２２】 これは、結局はそれに応じて持ち上げられる従来の双胴船と比較して、流体力
学的抵抗に関して該船舶に大きな利点を与える。その理由は、本発明の船舶の主
船体の水没した船殻区域が、最初は比較的小さいことであり、これは基本的に船
体の形状、第２に前述した構造的軽量化の効果によるものである。さらに、特定
の形状の水没した単体船体の浸水区域は、総排水量は同じでも、同じ形状の２つ
の船体より小さくなる。任意の排水量において、正方形の浸水物体の浸水表面の
数学的差は、同じ排水量で２つの同様の形状である物体より約２７％小さい。三
角形の物体の対応する減少は、約２９％である。つまり、流体力学的船体摩擦の
大きな減少を、本発明の新規設計によって獲得することができる。

【００２３】 この事実は、フォイルで生成される揚力からの効果とともに、４５ｍ船舶の浸
水表面が、同様のサイズおよび排水量の双胴船と比較して５０から７０％の範囲
で減少することに寄与する。したがって、表面摩擦抵抗が大幅に減少し、そのた
めこの概念は高速輸送のプラットフォームとして非常に適したものになる。

【００２４】 高い縦横比を特徴とする現代の水中翼システムは、本発明の場合と同様、特に
高い揚抗比（Ｌ／Ｄ）を有する。フルード数がこれより大きい双胴船の対応する
比率、つまり排水量と抵抗の比率（Ｄ／Ｄ）と比較して、このようなシステムは
通常、支材およびポッドを含め、６０％以上効率的になり得る。同じオーダーの
浸水表面積の減少の効果に加えて、これは本発明に双胴船および単胴船と比較し
て優れた抵抗特徴を与える。

【００２５】 これを例示するため、３５ノットおよび３４ｍの水線長に対応する１．０のフ
ルード数で、抵抗と動力との計算は、本発明による船舶が、同じサイズおよび載
貨重量の典型的な双胴船より動力要件が１５から２０％低下することを示す。し
かし、４５ノットでは、フォイル・システムの実際の揚力部分に応じて動力要件
が４０から６５％低下する。

【００２６】 水中翼システムによって生成される揚力は、トリム・モーメントと組み合わせ
られ、船舶の抵抗を減少させることが可能になり、したがって側船体の底部が図
１から図３で示すように任意の前進速度で水線の上に行く。４０ｍ長でビームが
１４ｍ、満載排水量が約２００メートルトンの船舶では、実際の載貨重量に応じ
て通常は約２０から２５ノットでこれが生じる。この状態で、速度を上げると、
主船体の狭い下部分および水中翼システムのみが水没する。速度を上げるにつれ
、水線と側船体の底部とのクリアランスが増加し、通常は４５ノットで１ｍを超
える。

【００２７】 メタセンタ高さが高く、その結果、流体静力学的安定性、または横揺れに対す
るこわさが高いことを特徴とする従来の双胴船とは対照的に、本発明による船舶
は、水中で静止している場合、最初は小さい傾斜角度で流体静力学的安定性が比
較的低い。加速し、水中翼システムによって生成される揚力が増加するにつれ、
流体静力学的安定性がさらに低下する。速度および揚力が十分高くなり、側船体
が水線を離れると、本発明による船舶は流体静力学的に完全に不安定な状態に入
る。このような状態は、マイナスのメタセンタ高さ（ＧＭ）を特徴とし、これは
一般に船舶の縦方向重心（ＶＣＧ）と、船舶の中心線を通る垂直線上の想像上の
メタセンタ点（Ｍ）との間の垂直距離と定義される。小さい傾斜角度では、前記
垂直線は所与の点、通常はＶＣＧより上で自身と交差する。メタセンタ点の位置
がＶＣＧより高いほど、流体静力学的安定性が高くなる。したがって、不安定な
船舶は通常、小さい、つまりマイナスのＧＭ値を伴う。つまりメタセンタ点がＶ
ＣＧより低い。

【００２８】 これは、水線長と主船体の幅との関係（Ｌ／Ｂ）が高いと、それと同時に船舶
の縦方向重心（ＶＣＧ）も高いという事実を考察することによって、より現実的
に例示することができる。この状態を例示するには、図３に示すように、このよ
うな状態で前記の４０ｍの船舶では、ＶＣＧ（Ｇ）が水線の上約２．７ｍになる
。主船体の最大水線長は約３７ｍであり、その水線における幅は約３．７ｍであ
る。船体の２００メートルトンという総重量がＶＣＧ（Ｇ）に集中することに留
意すると、この状態では安定性が全くないことが明白であり、別の見方をすると
、必要な復元モーメントがフォイル・システムおよび／または側船体の流体静力
学的効果との組合せによって流体力学的に提供されないと、無条件で転覆する。
このような状態のメタセンタ点の対応する位置を点Ｍ２で示す。

【００２９】 図４は、上述したように、変わりやすい、または流体静力学的に不安定な船体
形状の例である様々な主船体形状を示す。 図４のａからｄで図示される船体形状の最初のラインは、主船体の船尾部分の
浸水デッキ・レベルより下にある４つの可能な船体形状を示す。右には様々な基
準レベルが指示されている。つまり水線（ＷＬ−１）、浸水デッキ（８）レベル
および主デッキ（７）レベルである。 図４の残りの変形、つまりｅからｍは、主船体の船首部分の浸水デッキ・レベ
ルより下にある可能な船体形状を示す。図示のように、基本的に明瞭なＶ、Ｕま
たはＹ字形、またはその組合せで構成することができる。

【００３０】 本発明によるハイブリッド船舶に適用される力学的安定性操作原理は、基本的
に現代のジェット戦闘機と同様である。知られているように、これらのタイプの
飛行機は空気力学的に不安定で、パイロットが制御できる従来の安定した飛行機
とは異なり、手動制御することができない。したがって、基本的に本発明による
船舶と同じ方法でコンピュータによって制御される。言うまでもなく、静止また
は低速状態の本発明によるハイブリッド船舶と同様、地上で車輪に支持されてい
る場合は静止状態で安定している。より現実的な例は自転車であり、これも静止
状態では不安定で、復元モーメントを加えないとバランスがとれない。

【００３１】 静止状態で不安定な状態は、水中翼の制御可能なフラップによって提供される
能動的な動的安定化効果を使用することによって、高い乗船快適性を達成するこ
とについては、非常に有利である。船体への波の衝突によって表される外部から
の励振力は、高いプラスのＧＭ値を特徴とする従来の双胴船とは異なり、マイナ
スのＧＭ値を特徴とする本発明による船体では、当然非常に小さくなる。これは
、横揺れ動作を生じるビーム波では、特に当てはまる。実際、その結果、本発明
による船舶は波高に応じて横揺れ動作が小さい、または全くないが、前記双胴船
は、同じ能力の水中翼システムを装備しても、どうしてもこれを回避できない。

【００３２】 主船体のみが水没し、双胴船または従来の単胴船より水面区域が非常に小さい
この典型的な特徴のため、縦方向の上下運動も減少する。これは、ＬＣＧ付近、
または図１に示すように前記点よりわずかに前方に配置された比較的大きい１次
水中翼の受動的および能動的上下運動減衰の組合せにより、さらに減少する。

【００３３】 典型的な速度が４０から４５ノットである通常の運転状態で、船舶は、横波に
よって励起される横揺れに対する動的安定性の余裕を有し、これは少なくとも、
水より上に完全に持ち上げられるいわゆるフォイル双胴船と匹敵する。こうなる
のは、側船の排水量が前記フォイル双胴船より非常に小さいからである。ピッチ
動作に関して、後方または前方に配置された２次水中翼、つまり主船体に配置さ
れたトリム・フォイルが、主要なピッチ減衰効果を生じる。これにより、本発明
による船舶は独特の凌波性能力を有する。

【００３４】 このような船舶を設計する場合、主船体、側船体の深さおよび浮力、ＶＣＧ、
ＬＣＧの位置、およびフォイルの揚力中心などの特徴に当然の関心が払われる。
性能の観点から最適化された船体に到達するには、これらの要素の間に微妙なバ
ランスおよび妥協が必要となる。

【００３５】 重要な基準は、高速運転の全ての段階で、水線と側船体の底部との間に十分高
いクリアランスを獲得することである。これは、比較的大きい海域状態では波の
衝撃を減少させ、方向性のある不安定性および潜在的な速度損失を生じる傾向が
ある抵抗を最小にするためである。これに対して、安定性の要件により、側船体
は流体静力学的安定性を提供するのに十分な深さを必要とする。この要件は、最
初に述べた基準に対しては有害に働く傾向がある。

【００３６】 このジレンマに対する現実的な解決策は、以下で述べるように、主船体の底部
に自動呼び水および排出ウォーター・バラスト・タンクを導入することであり、
これは実際には側船体の深さおよび排水量要件を低下させる。というのはタンク
が休止時および低速時に充填されると、船舶の受ける抵抗が大きくなるからであ
る。この装置は、３０から５０ｍ範囲のように比較的小型の船舶には必ずしも必
要ではない。比較的大きいサイズ、例えば７０ｍ以上の範囲では、排水量は、１
対の大型水中翼でも例えば２５ノットで側船体が水線から離れるほど十分な揚力
を提供しないような程度になる。したがって、船舶のサイズが増加するほど、こ
のようなシステムの利点が増加する可能性がある。この装置の代替案は、以下で
述べるように、高さが調節可能な側船体を採用することである。あるいは、これ
らの手段の組合せである。

【００３７】 船舶が低速で前進するか、水中で休止している場合、フォイル・システムから
の揚力は減少するか相殺される。したがって、図１および図３の水線（ＷＬ−２
）で示すように、抵抗が増加し、両方の側船体（３）が水没する。このように、
側船体が必要な流体静力学的安定性を提供する。

【００３８】 これを可能にする方法は、船舶の縦方向の浮力中心と縦方向重心との間の関係
を、水中翼（４，５）からの重大な揚力がない状態で、上述した心で作用する力
が任意の船尾トリムでバランスをとるようにすることであり、これは側船体を十
分に水没させ、必要な静止状態の安定性を提供する。この方法による潜在的な欠
点は、船舶が比較的大きい船尾トリムになることである。

【００３９】 側船体の抵抗を調節する一方法を図５および図６に示す。側船体（３）の調節
は、基本的に任意の技術的に実現可能な方法で実行することができる。例えば、
適切な支持要素（２１）により実行し、これは流体をピストン装置に注入して、
図５に示すように水中で十分に変位するまで前記要素を押し下げることによって
、通常の収容区画（２２）から押し出される。この方法で、流体静力学的に不安
定な船体を安定させることができ、支持要素は、もう水と接触しないよう、任意
の所望の状態で再度引っ込めることができる。

【００４０】 これに対して、船舶が低速で前進するか、水中に休止している場合、側船体を
任意の深さまたは排水量で比較的低い位置に維持する。速度が上昇し、水中翼シ
ステムが必要な力学的安定性を提供すると、側船体が一時的に持ち上げられ、し
たがって水線までの所望のクリアランスが獲得される。このような装置は、上に
配置された浸水デッキ（８）にこれと支持要素（８、２１）の間に配置された複
数の空気圧または油圧アクチュエータ（２３）によって接続された支持要素（２
１）によって、さらに前記調節可能な要素および上に配置された浸水デッキに締
め付けられ、空気密封軟質膜（２４）によって提供される。アクチュエータ（２
３）は、必要な永久圧力を設けた共通の、または個々の蓄圧器に接続することが
でき、したがってアクチュエータおよび調節式要素は永久的に低位置に維持され
、前記要素および内部に配置されたアクチュエータを完全に囲む軟質膜（２４）
によって保持される。支持要素の持ち上げは、電動真空ポンプの使用によって軟
質膜内の内部容積（２２）にマイナスの圧力を加えることによって提供される。
これにより、比較的大きい内部区域が、加圧された油圧または空気圧アクチュエ
ータ（２３）によって生成された反対の垂直力を上回るのに十分な垂直揚力を加
え、したがって前記アクチュエータが圧縮され、その結果、支持要素が一時的に
上位置に持ち上げられる。電動真空ポンプは、船橋から手動で開始することがで
き、前記ポンプを切り離す制御装置の信号を、例えば速度ログおよび横揺れイン
ジケータなど、船舶の永久電子フィードバック・システムによって提供すること
ができる。これによって、真空ポンプが、例えば任意の最大横揺れ角度または最
小速度など、特定の条件または状態で自動的に切断されることが保証される。次
に支持要素が自動的に下降し、通常の変位位置に戻る。

【００４１】 この方法に関連する欠点は、比較的複雑で費用がかかることである。３０から
６０ｍのように比較的小さいサイズでは、重量が比較的大幅に増加してします。
しかし、比較的大きいサイズの船舶では、これが必ずしも当てはまらない。とい
うのは、全体のサイズおよび水線より上にある浸水デッキの実際のレベルに応じ
て、実際に重量が減少することがあるからである。利点は、船舶が高速モードで
作動している場合に側船体の抵抗を減少することが可能であることであり、実際
に側船体が波と干渉する可能性が低下する。以下で述べるウォーター・バラスト
法と比較すると、低速における排水量の増加が回避されるので、低速での最大抵
抗が減少する。

【００４２】 他の方法は、船舶に図１および図７で示すような別個のウォーター・バラスト
・タンク（１５）を装備することである。これは構造的に主船体（２）の底部に
一体化され、船舶の船尾梁の前方のある距離、好ましくは縦方向重心ＬＣＧの後
方に配置される。タンクの後方部分で、底板の垂直ステップ（１７）から後方の
任意の距離に、適切に形成した開口（１６）を設ける。船舶の休止時、および前
進速度が所与の値より小さい場合は、水が図７ｂに示すようにタンクに入る。こ
れが生じる最高速度は、開口（１６）の縦方向の長さおよび前方に配置されたス
テップ（１７）と後方に配置された止端（１８）との間の垂直距離、さらに水の
静圧力水頭によって与えられる。速度がこの値を上回ると、水流が垂直ステップ
（１７）で分離する。速度が上昇すると、水流の方向がさらに水平面に向かって
移動し、任意の速度でもはや開口の傾斜した後方部分にある止端に衝突せず、図
７ａで示すように、その下を通過する。この状態で、バラスト・タンクはもはや
水をすくわず、完全に空になるまで、いわゆるエジェクタの原理で徐々に排水さ
れる。所与の低速で、水流は再び止端に衝突し、分離され、タンクが充填される
までその中にすくわれる。タンクには、タンクの内部減圧および加圧を回避する
ため、大気への換気用空気パイプ（２５）を装備する。

【００４３】 上述した手順には、特定の程度に理想化した状態が必要であり、その静圧力水
頭は船舶の抵抗によって与えられ、ほぼ一定である。言うまでもなく、これは常
に当てはまるわけではない。船舶の積載状態、トリム、フォイルが生成する揚力
および波の影響を受けるからである。この問題を解決するため、図７ｄで示すよ
うに、開口の後方部分に制御可能な楔形シュー（１９）を設置することができる
。これは、その角度位置を上下に自由に調整できるよう、後方部分の点（２７）
で蝶番式に接続される。シューの底部は、縦方向に弧形を有するよう成形するこ
とが好ましい。シューの止端は楔形で、水流を容易に分離することができる。船
舶の休止時、または所与の速度値未満での前進時、シューは図７ｄの点線で示す
ように、垂直面で下方向に傾斜し、したがってシューの止端は、シューが確実に
水をすくうため、ステップ（１７）の下縁に対して十分な深さに突き出す。前記
ステップ下縁に対する止端の垂直位置に応じて、蝶番で接続したシューの角度は
、水流が止端に衝突しないと、所与の速度で自身によって変化する。この時点で
、水をすくうことが中止され、タンクは徐々に排水される。この状態で、シュー
は、自由に支持されている限り、シューの蝶番を中心とする垂直モーメントおよ
び滑走力のため、水流の表面を滑走する。速度が所与の値を上回る限り、シュー
は自身を調整し、トリムおよび波から影響を受ける水流表面の微小な変動に対し
て、止端が水線面に接触することなく対応する。前進速度が再び特定の値より下
まで低下すると、水流が止端に衝突し、分離されて、タンク内にすくわれる。遠
隔制御の油圧シリンダをシューに接続することにより、角度位置の制御程度を大
きくし、したがって船舶の速度（ｖ）からさらに独立してタンクを充填し、排水
することができる。

【００４４】 上述したシュー装置の代替案が、図７ｆから図７ｇに示す装置である。ここで
は、蝶番で接続したシューを除去し、最初に述べたような永久止端と置換する。
しかし、蝶番で接続した板（２０）を開口の前に配置する。船橋から制御する遠
隔操作のアクチュエータ装置（２６）を板に取り付け、したがってこれは前方に
配置した蝶番（２７）を中心に垂直に傾斜することができる。板が下位置にある
場合、水流は板の後縁で分離し、前進速度および板の傾斜角度に応じて止端の下
を通過する。板がわずかに上に傾斜する場合、水流は傾斜角度および前進速度（
ｖ）に応じて板に付着し、タンク内に導かれる。この方法は、運転の観点からは
上述したシューの代替案より安全で、有利である。遠隔制御のシュー代替案と同
様、タンクの充填および排水は、船舶の速度およびトリムからより独立して制御
することができるが、後者の代替案は、運転時の損傷を受ける可能性が低い。タ
ンクの容積およびその縦方向の位置に応じて、上述した急速ウォーター・バラス
ト・システムを使用して側船体に必要な水没程度を与えることができる。つまり
船舶が迅速に動的安定性から静的安定性に遷移する。当然、遷移もトリム・フォ
イルの使用によって補助することができる。この方法は、操作の単純性のために
有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 側面から見た本発明によるハイブリッド船舶を示す。

【図２】 図１による船舶を１次水中翼船を通る船体中央部横断面で示し、主船体、浸水
デッキおよび側船体を示す。

【図３】 船尾横断面を示し、高速モードにおける水線（ＷＬ−１）、低速モードにおけ
る水線（ＷＬ−２）、および低速モードおよび高速モード（Ｍ１）における縦方
向重心（ＶＣＧ）およびメタセンタ・ポイント（Ｍ）を示す。

【図４ａ】 浸水デッキ・レベルより下にある主船体の船尾部分の任意選択横断面を示す。

【図４ｂ】 浸水デッキ・レベルより下にある主船体の船尾部分の任意選択横断面を示す。

【図４ｃ】 浸水デッキ・レベルより下にある主船体の船尾部分の任意選択横断面を示す。

【図４ｄ】 浸水デッキ・レベルより下にある主船体の船尾部分の任意選択横断面を示す。

【図４ｅ】 主デッキ・レベルより下にある主船体の船首部分の任意選択横断面を示す。

【図４ｆ】 主デッキ・レベルより下にある主船体の船首部分の任意選択横断面を示す。

【図４ｇ】 主デッキ・レベルより下にある主船体の船首部分の任意選択横断面を示す。

【図４ｈ】 主デッキ・レベルより下にある主船体の船首部分の任意選択横断面を示す。

【図４ｉ】 主デッキ・レベルより下にある主船体の船首部分の任意選択横断面を示す。

【図４ｊ】 主デッキ・レベルより下にある主船体の船首部分の任意選択横断面を示す。

【図４ｋ】 主デッキ・レベルより下にある主船体の船首部分の任意選択横断面を示す。

【図４ｌ】 主デッキ・レベルより下にある主船体の船首部分の任意選択横断面を示す。

【図４ｍ】 主デッキ・レベルより下にある主船体の船首部分の任意選択横断面を示す。

【図５】 船尾図での本発明による船舶を示し、調節可能な側船体を示す。

【図６】 本発明による船舶の高さ調節可能な側船体の横断面の詳細を示し、操作原理を
示す。

【図７ａ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図７ｂ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図７ｃ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図７ｄ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図７ｅ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図７ｆ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図７ｇ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図８】 ２セットの１次水中翼および２セットの側船体を有する大型船舶の平面図を示
す。

【図９】 １次半没水翼を装備した船舶の横断面を示す。

【図１０】 完全に水没した１次水中翼の平面図を示し、先端および後端、弦長（ＣＬ）お
よび制御可能なフラップを示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年９月５日（２０００．９．５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 高速ハイブリッド船舶

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は概ね船舶に係り、特に細長い主船体要素および２つ以上の側船体を特
徴とする水中翼補助高速ハイブリッド船体に関し、船舶は、通常の高速モードで
は基本的に水中翼で安定する超細長単胴線として作動する。

【０００２】 現代の高速船舶の中で、双胴船がこの２０年間、単胴船に対して優勢な市場位
置を獲得し、特に１００メートル未満のサイズでそうである。このタイプの船舶
は、操作の簡単さ、高い安定性および比較的高い速度および凌波性の機能、特に
３０から３５ノットの速度領域での凌波性を特徴とする。しかし、市場では速度
性能に対する需要がますます増加し続け、４５ノットを出す双胴船、および例外
的に５０ノットを超える双胴船が最近では現実になっている。凌波性も現代の高
速海上交通では主要な問題となっている。これらの需要の結果、推進力動力装置
の出力が増大し、乗船の快適性を改善するために、船首領域に配置されたＴ字フ
ォイル（ｆｏｉｌ）および船尾に配置されたトリム・タブなどのアクティブ動作
制動システムが導入された。しかし、基本的には非永久的揚力発生装置であるＴ
字フォイルを導入すると、４０から４５ノットの双胴船で約２から３ノットの速
度を低下させる顕著な抵抗が伴う。

【０００３】 特定のルートでは速度への需要が増大するのと平行して、高速フェリー運営者
の大部分は、それに伴う燃料消費の急増のため、この開発の流れに乗ることをま
だ躊躇している。７０年代初期に最初に商業的開発をされた双胴船技術は、流体
力学的観点からは最適の開発段階に到達した可能性が高い。抵抗のさらなる減少
は、主な抵抗成分が流体力学的表面摩擦に関連することにより、厳しく制限され
る。これを克服するには、濡れた表面の面積を減少させるか、空気潤滑などの新
技術を適用することにより、表面摩擦を減少させなければならない。

【０００４】 これらの技術的難問を解決することが実証された手段がないことを認識して、
現在知られている双胴船の概念がもはや、あらゆる側面で将来の市場ニーズに完
全に適合するには特に適切ではないことが示される。この見方は、大衆と当局と
の環境問題に対する関心の増加に裏付けられ、これはこの点において性能を向上
させる新規の概念の開発を推進する。高速船の造波傾向の環境的影響もますます
知己的問題となっている。

【０００５】 （先行技術） 半没水翼水中翼船が５０年代半ばに商業的に開発され、イタリアのRodriquez
によってシリーズで生産されている。知られているように、これは、船首および
船尾に配置した半没水翼装置を装備した単胴船に基づき、これは横断面でフォイ
ル・スパンのＶ字形を特徴とする。したがって、フォイル・スパンの一部は両側
で水線に突き出し、船舶が傾斜して半没水翼スパンが水没すると横方向の復元モ
ーメントを提供する。船体は高速では持ち上げられて完全に自ら出て、半没水翼
装置によって横揺れおよびピッチが自動安定する。これは、傾斜した軸に装着さ
れ完全に水没したプロペラによって推進される。従来の同様サイズの単胴船に対
するこの概念的設計の利点は、３５ノット程度の運行速度において凌波性および
動力速度効率が改善されたことである。欠点は、複雑化し、建造費がかかり、重
量および速度が制限されることであった。したがって、設計は概して全長約４０
ｍで最大排水量約１５０トンに制限される。この設計は、旅客フェリーとして非
常に普及し、今日ではまだ多数が世界中で、特に旧ロシア諸国、日本および地中
海諸国で運転されている。当発明者の意見によると、同じ量の旅客を輸送した高
速概念は、おそらくこれまで他にない。双胴船および単胴船など、現代のタイプ
の高速船舶と比較すると、この設計は人気を失い、速度要件および旅客の快適性
に関してもはや完璧ではあり得ないが、速度・動力効率についてはまだリードを
維持している。

【０００６】 高速海洋技術開発における最も重大なステップの１つは、７０年代半ばに生じ
た。米国のBoeingがジェットフォイルを開発したのである。Rodriques水中翼と
して、この概念設計は、高速では持ち上げられて水線から離れる単胴船に基づく
。しかし、フォイル・システムは完全水没タイプに基づき、これは３本の垂直支
柱によって支持されたほぼ平面で完全に水没するフォイル・スパンで構成される
。半没水翼とは異なり、これは自動的に安定せず、したがってフォイル・スパン
の後縁に統合された制御可能なフラップに依存する。１次フォイルは、船尾に配
置され、船舶の全幅に延在し、１次揚力および横揺れ安定を提供する。小フォイ
ル（Ｔ字フォイル）が船首の中心線に配置され、垂直支柱に支持される。これは
、２次揚力および必要なピッチ制御モーメントを提供する。全てのフォイルは、
船舶が満載排水量モードにある場合、上方向に傾斜することができる。２７．４
ｍおよび１１７トン排水量のジェットフォイル設計は、約４５ノットの水中翼モ
ードの通常運転速度を有する。この設計は、優れた凌波性および高い速度・動力
効率という利点を有する。しかし、欠点は高い建造費、技術的複雑さ、全体的な
重量およびペイロード容量の制限である。

【０００７】 ９０年代初期には、ともにノルウェーのKvaerner FjellstrandおよびWestamar
inがFoilcatの概念を開発した。これは基本的に、船舶を持ち上げて水線から離
し、約４５ノットの運転速度で作動する完全水没フォイル・システムを装着した
双胴船である。最大の設計は３５ｍで、約１７５トンの最大排水量を有する。こ
れはノルウェー特許第１７５１９９号に記載されている。この設計は、基本的に
ジェットフォイルと同じ利点および欠点を有する。商業的にはそれほど受容され
なかった。

【０００８】 約４５ノットの速度で作動する双胴船に関する大きい摩擦抵抗を減少させるた
め、最近は、船体を持ち上げて部分的に水から出す目的で完全水没フォイル・シ
ステムを装備したフォイル補助双胴船を開発する傾向がある。それと同時に、ピ
ッチを制御し、それほどではないが横揺れおよび上下動を制御する。その例は米
国特許第４６０６２９１号および第４６６５８５３号である。これは部分的排水
量モードで作動し、したがって２つの船体が水没しているので、まだ大きい摩擦
抵抗がある。

【０００９】 高い速度および凌波性能力のため、三胴船の設計が帆船環境で評判を高めてい
る。知られているように、三胴船設計は、長くて細長い中心船体および１対のこ
れより短いアウトリガー船体または側船体を含み、これが船体中央または船尾に
配置された横方向の船橋構造の下に統合された、完全に水没する３つの船体要素
で構成される。しかし、この設計はまだ高速フェリー市場では使用されていない
。この設計の変形は、米国特許第４３４８９７２号、米国特許第５１７８０８５
号、米国特許第５５２９００９号、日本特許第６３１３０４９２号、国際特許第
９３／０７０４６号、国際特許第９４／２０３５９号、国際特許第９７／１０９
８８号および欧州特許第４５５６０５号など、様々な特許および特許出願に記載
されている。その幾つかは、横揺れおよびピッチ動作を減衰する目的で、側船体
および中心船体に装着されたＴ字フォイルの形態で揚力装置を組み込む。しかし
、これは全て、３つの船体が水没した状態で、一定の排水量モードで作動する。

【００１０】 フォイル補助ハイブリッド船舶が米国特許第５５０３１００号に記載されてい
る。しかし、この特定の発明は、幾つかの実行不可能な属性により損なわれるよ
うに見え、このためこの発明は高速船として適用できない。その理由は、複雑な
船体の幾何学的形状の組合せ、推進およびフォイル・システムの異端の構成であ
り、結局は総重量および摩擦抵抗が過度になる。

【００１１】 （本発明） 本発明の新規の設計は、好ましいタイプでは単胴船と三胴船との混合である。
知られているように、下式で表されるフルード数 Fn=ｖ/√ｇ＊L ここでｖは速度（ｍ／ｓ）、ｇは重力加速度、Ｌは水線長さ（ｍ） は、船舶の流体力学的抵抗で重要な役割を果たす。側船体が完全に水没すること
を特徴とする従来の三胴船では、このため側船体の長さが短く、速度が十分高い
場合は滑水領域で操作する傾向がある。特定のプラスのメタセンタ高さ（＋ＧＭ
）を意味する安定性の要件のため、これらの傾向では側船体がその長さに対して
比較的大きく水没する必要があり、そのため、概して、速度およびフルード数が
上昇すると造波抵抗が非常に大きくなる危険がある。

【００１２】 本発明は、上述した三胴船および単胴船の改良した変形の組合せで構成された
ハイブリッド船体の幾何学的形状に基づき、深く細長い中心船体要素と、少なく
とも１対の細長く浅い側船体要素とで構成され、これらは側船体要素を中心船体
要素に接続する剛性デッキ構造を介して浅薄と一体化し、２つの明白に異なるモ
ードで、つまり中心船体要素および少なくとも一方の側船体要素が水没したプラ
スのメタセンタ高さ（＋ＧＭ）を特徴とする流体静力学的に安定した低速モード
と、中心船体がマイナスのメタセンタ高さ（−ＧＭ）で部分的に持ち上がり、部
分的に水没して、側船体要素は部分的にまたは完全に水線より上にある流体静力
学的に不安定な高速モードとで作動し、一方のモードから他方への遷移は、流体
力学的に揚力を発生し、横揺れ、上下動およびピッチを制御する翼、つまり水中
翼を使用することによって補われ、船舶は以下の組合せを特徴とする。

【００１３】 −中心船体要素自体は水線幅に対して大きい水線長さ、水線幅に対して大きい
主デッキ幅を特徴とし、 −中心船体要素は、その浸水デッキ・レベルより下に、長さの主要部分にわた
って図４ａから図４ｄに示すような横断面を有し、結局はその組合せであり、 −側船体要素は、中心船体要素より小さい、結局は非常に小さい深さを有し、
結局は調節可能な高さであり、縦方向に、主要部分が船舶の縦方向重心より後方
に位置するか、前記重心に近く、船舶の中心線を中心に対称であり、 −少なくとも１つの１次流体力学的翼または水中翼装置が、中心船体要素と側
船体要素の間で、その下に位置し、垂直支柱を通してこれに統合され、結局は間
にある浸水デッキ構造にも船舶の中心線の各側にある少なくとも１本の垂直支柱
を通して統合され、 −少なくとも１つの２次流体力学的翼または水中翼装置が、中心船舶要素の船
尾または船首位置に配置され、結局は両方の場所にあり、水中翼装置１組ごとに
少なくとも１本の垂直支柱で船体に統合され、結局はその間にある浸水デッキ構
造にも統合され、 −翼または水中翼が、流体力学的揚力の中心が船舶の縦方向重心上、またはそ
の近くに位置するよう配置され、 −最高速度で水中翼装置によって生成される流体力学的揚力が、船舶の最軽量
重量の少なくとも２０％であり、 −側船体要素が、その全長にわたって、またはその長さの大部分にわたって、
浸水デッキの下に配置されて合成構造材料または軟質衝撃吸収エラストマ材料で
作成され、構造的に一体の、または別個に締め付けられた要素で構成され、 −側船体要素が、側船体要素の全長にわたって、またはその長さの大部分にわ
たって、高さが調節可能な留翼要素を含み、 −中心船体要素が、好ましくは大型船舶で、ウォーター・バラスト・タンクを
装備し、迅速に自動的に充填および排水するため、前記船体の底板上で前記船体
の船尾梁から前方のある距離に配置された永久開口を特徴とし、結局は遠隔制御
充填および排水手段を装備する。

【００１４】 好ましい実施形態では、船舶は、主船体要素と側船体要素との下で、かつその
間で、船舶の縦方向重心（ＬＣＧ）の近くに配置され、中心船体要素、その間に
ある浸水デッキ構造および側船体要素へと垂直支柱、結局は垂直支柱によっても
固定された、完全に水没して揚力を生成し、横揺れを安定させ、上下動を減衰す
る１次水中翼装置、および船尾に、あるいは船首または両方の場所に配置され、
水中翼装置の横方向のスパンに応じて、中心船体要素に、結局はその間にある浸
水デッキ構造にも垂直支柱によって固定される２次流体力学的揚力生成およびピ
ッチ制御支柱翼を装備する。

【００１５】 特に１００ｍより大きい船舶に適した他の好ましいタイプでは、船舶は２つの
揚力を生成し、横揺れを安定させ、ピッチを制御する１次高縦横比水中翼を装備
する。このサイズの船舶は、通常、１０００メートルトンをはるかに超える満載
排水量を有するので、全体的な抵抗を最適にする点で、揚力と排水量との比率を
４０から４５ノットの速度で５０％の範囲にするため、フォイル幅を船舶の通常
の幅より増加させることが望ましい。このような構成を図８に示す。ここでは、
フォイルの外部支材に対する支持を容易にするため、デッキ構造の部分が船舶の
通常の幅を越えて横方向に延在する。これらの船橋構造は、係留、さらに乗降場
所も容易にすることができる。

【００１６】 約２００ｍ以上のさらに大きいタイプでは、３つの１次揚力生成フォイルも現
実的である。このような場合、そのおおよその場所は船尾、船首および船体中央
部である。

【００１７】 （最適のモード） 本発明による高速ハイブリッド船舶は、流体力学的に揚力を生成し、横揺れ、
上下動およびピッチを制御する翼または水中翼を装備し、２つの明白に異なるモ
ード、つまり中心船体要素および少なくとも一方の側船体要素が水没したプラス
のメタセンタ高さ（＋ＧＭ）を特徴とする流体静力学的に安定した低速モードと
、細長い中心船体要素が部分的に持ち上げられ、部分的に水没する一方、側船体
よそが部分的に、または完全に自ら出てマイナスのメタセンタ高さ（−ＧＭ）を
特徴とする流体静力学的に不安定な高速モードとで作動し、前記船舶は水中翼シ
ステムによって動的に安定し、 −中心船体が、横方向に中心船体の幅より突き出す一体の剛性デッキ構造を特
徴とし、浸水デッキと定義される前記デッキ構造の下面は、船舶が完全な状態の
水線上で休止している場合に水線より上にあり、船舶の前進速度が大幅に増加す
ると水線から高くなり、 −前記船舶が、水線より上の最大フレーム幅と、完全な直立浮遊状態を表す水
線における中心主要素の最大フレーム枠との間に、少なくとも２の関係を有し、 −前記中心船体は、任意の直立に浮いた完全な状態における最大水線長さと最
大水線幅との間に少なくとも６の関係を有し、 −前記中心船体要素が船尾位置で浸水デッキ・レベルの下に長方形または台形
様の横断面形状を有し、船首に向かってＵ、ＶまたはＹ字形に変化し、結局はそ
の組合せを有し、 −前記船舶に、１組が浸水デッキの下に統合された船舶の縦方向中心線の各側
に配置された１つの側船体要素で構成されるよう配置された少なくとも１組の側
船体要素を設け、中心船体要素の深さより小さい、結局は大幅に小さい深さを特
徴とし、したがって側船体要素の深さと中心船体要素の深さとの比率が０．７未
満であり、深さは船舶の船尾から船首部分へと延在する最低部の連続デッキから
前記船体要素の底部の最低部分までで測定し、 −前記側船体要素が、好ましい実施形態では上記で規定した最低部の連続デッ
キの幅包絡線内に完全に、または部分的に入り、 −前記側船体要素が、好ましい実施形態では、その主要部分が船舶の縦方向重
心の後方にあるよう配置され、 −前記側船体要素が、好ましい実施形態では、その船尾梁の縦方向位置が中心
船体要素の船尾梁の後方にあるよう配置され、 −前記側船体要素が、好ましい実施形態では、船舶の縦方向中心線に平行であ
るか、船内または船外へと小さい角度があるよう位置し、前記側船体要素が前記
船舶の中心線を中心として両側に対称に配置され、 −前記側船体要素は、好ましくは比較的大きいサイズの船舶では、縦方向の両
側で一方が他方の前方に配置することができ、したがって船舶の縦方向重心は、
後方側船体要素の船尾梁と前方側船体要素の船首との間に位置し、 −浸水デッキが、縦方向に少なくとも側船体要素の船尾の最上および最前部分
から中心船体要素の船尾梁まで延在し、縦方向で、端点が弧に沿った他の点より
高いレベルに位置する弧形状であるか、全体またはその一部が水平、または水平
面に対して角度があり、後端がその間にあるデッキ面の点より高いレベルにあり
、結局、弧形の中央部分と角度のある船首および船尾部分との組合せであり、 −前記浸水デッキが、縦方向に水平であるか、角度のある位置にあり、したが
って前記浸水デッキの船舶の中心線から遠い点が、前記浸水デッキ上の前記中心
線に近い方の点と同じレベルか、それより高いレベルにある。

【００１８】 好ましい実施形態では、前記ハイブリッド船舶は、さらに、１組の完全に水没
する１次流体力学的翼または水中翼で構成された装置を含み、前記水中翼装置の
横方向の全スパンは、船舶の最大全幅の少なくとも５０％、好ましくは１００％
近くに対応し、前記水中翼は船舶の縦方向重心に近いか、より正確には前記点よ
りわずかに前方に配置され、中心船体要素、浸水デッキおよび側船体要素に、結
局は前記側船体要素より横方向に延在する浸水デッキまたはデッキ構造の部分、
または前記水中翼装置の横方向スパンに応じてこれら構造要素の幾つかに、少な
くとも２本の垂直および／または傾斜支柱によって固定され、これは流体力学的
揚力を浅薄に、通常は上方向の力を伝達し、船舶の中心線の各側には、首位中翼
スパンの後縁に統合された少なくとも１つ、好ましくは幾つかの遠隔制御フラッ
プを設け、側船体要素が部分的に水没するか、平均水線より完全に上にある状態
で船舶が高速で前進すると、船舶の中心線を中心として制御可能な横方向の復元
モーメントを加えることにより、必要な流体力学的安定性を提供する。

【００１９】 さらなる好ましい実施形態では、前記ハイブリッド船舶は、少なくとも１つの
完全に水没した２次流体力学的翼または水中翼を構成する装置を含み、前記水中
翼装置の横方向の全スパンは船舶の最大全幅の５０％未満であり、１組の前記２
次水中翼装置が船舶の縦方向重心のはるか後方に配置され、前記中心船体要素お
よび／または浸水デッキに、前記水中翼の組ごとに少なくとも１本の流体力学的
力を船舶に伝達する支柱によって固定され、前記水中翼の組ごとに少なくとも１
つの遠隔制御フラップを後縁に統合され、船舶が高速で前進すると、制御可能な
縦方向の復元モーメントを加えることによって、船舶の縦方向の旋回中心を中心
に必要なピッチ調整モーメントを提供する。

【００２０】 本発明について、添付図面に関してさらに説明する。 図１は、主船体（２）および側船体（３）を有するハイブリッド船舶（１）を
示す。船舶の下に、１次水中翼（４）システムおよび垂直支材（１１）、さらに
２次水中翼（５）システムが図示される。

【００２１】 前述したように、１次流体力学的翼または水中翼（４）で構成される装置が中
心船体要素（２）と側船体要素（３）との間に配置され、これが主要な流体力学
的揚力を提供し、その結果、抵抗が減少して浸水する船体表面が減少する一方、
同時に図９で示すような半没水翼システム（６）を通して、または好ましくは図
２に示すような垂直支材（１１）によって支持され、完全に制御可能な水中翼ス
パンを特徴とする完全に水没したフォイル・システム（４）、または好ましくは
前記フォイル表面（４）の後端（２９）に沿って統合された制御可能なフラップ
（２７）を通して動的安定性を提供する。４５ノットの速度で、フォイル・シス
テムによって生成された流体力学的揚力は、フォイル・システムのサイズおよび
船舶の排水量に応じて、小積載量船舶排水量の２０から９０％に相当する値を達
成することができる。これの効果として、船は水中で十分に持ち上げられ、した
がって側船体要素が部分的、または完全に水線を離れる。

【００２２】 これは、結局はそれに応じて持ち上げられる従来の双胴船と比較して、流体力
学的抵抗に関して該船舶に大きな利点を与える。その基本的理由は、総排水量が
同じであれば、本発明による中心船体要素の浸水面積が、双胴船の２つの船体を
組み合わせた面積より小さいことである。この事実は、フォイルで生成された揚
力の効果とともに、浸水表面の大きな減少に寄与する。したがって、表面摩擦抵
抗の大幅な減少につながり、そのためこの概念は、高速輸送のプラットフォーム
として非常に適したものになる。

【００２３】 メタセンタ高さが高く、その結果、流体静力学的安定性、または横揺れに対す
るこわさが高いことを特徴とする従来の双胴船とは対照的に、本発明による船舶
は、水中で静止している場合、最初は小さい傾斜角度で流体静力学的安定性が比
較的低い。加速し、水中翼システムによって生成される揚力が増加するにつれ、
流体静力学的安定性がさらに低下する。速度および揚力が十分高くなり、側船体
要素が水線を離れると、本発明による船舶は流体静力学的に完全に不安定な状態
に入る。このような状態は、マイナスのメタセンタ高さ（−ＧＭ）を特徴とし、
これは一般に船舶の縦方向重心（ＶＣＧ）と、船舶の中心線を通る垂直線上の想
像上のメタセンタ点（Ｍ）との間の垂直距離と定義される。小さい傾斜角度では
、前記垂直線は所与の点、通常は縦方向重心（ＶＣＧ）より上で自身と交差する
。メタセンタ点の位置が前記点より高いほど、流体静力学的安定性およびメタセ
ンタ高さ（＋ＧＭ）が高くなる。したがって、不安定な船舶は通常、小さい、つ
まりマイナスのメタセンタ高さ（−ＧＭ）を伴う。つまりメタセンタ点が縦方向
重心（ＶＣＧ）より低い。

【００２４】 図４は、上述したように、変わりやすい、または流体静力学的に不安定な船体
形状の例である様々な中心船体要素の様々な幾何学的形状を水線（ＷＬ−１）の
上に示す。 図４のａからｄで図示される船体形状の最初のラインは、中心船体要素の船尾
部分の浸水デッキ・レベルより下にある４つの可能な横方向の船体形状を示す。
図示のように、主に区別されたＵまたは台形が船首位置でのＵ、ＶおよびＹ字形
状へと徐々に変化する。右には様々な基準レベルが指示されている。つまり水線
（ＷＬ−１）、浸水デッキ（８）レベルおよび主デッキ（７）レベルである。 図４の残りの変形、つまりｅからｍは、中心船体要素の船首部分の浸水デッキ
・レベル（７）より下にある可能な横方向の船体形状を示す。図示のように、基
本的に明瞭なＶ、ＵまたはＹ字形、またはその組合せで構成することができる。

【００２５】 本発明によるハイブリッド船舶に適用される力学的安定性操作原理は、基本的
に現代のジェット戦闘機と同様である。知られているように、これらのタイプの
飛行機は空気力学的に不安定で、パイロットが制御できる従来の安定した飛行機
とは異なり、手動制御することができない。したがって、基本的に本発明による
船舶と同じ方法でコンピュータによって制御される。言うまでもなく、静止また
は低速状態の本発明によるハイブリッド船舶と同様、地上で車輪に支持されてい
る場合は静止状態で安定している。より現実的な例は自転車であり、これも静止
状態では不安定で、復元モーメントを加えないとバランスがとれない。

【００２６】 静止状態で不安定な状態は、水中翼の制御可能なフラップによって提供される
能動的な動的安定化効果を使用することによって、高い乗船快適性を達成するこ
とについては、非常に有利である。船体への波の衝突によって表される外部から
の励振力は、高いプラスのメタセンタ高さ（＋ＧＭ）を特徴とする従来の双胴船
とは異なり、マイナスのメタセンタ高さ（−ＧＭ）を特徴とする本発明による船
体では、当然非常に小さくなる。これは、横揺れ動作を生じるビーム波では、特
に当てはまる。実際、その結果、本発明による船舶は波高に応じて横揺れ動作が
小さい、または全くないが、前記双胴船は、同じ能力の水中翼システムを装備し
ても、どうしてもこれを回避できない。

【００２７】 主船体のみが水没し、双胴船または従来の単胴船より水面区域が非常に小さい
この典型的な特徴のため、縦方向の上下運動も減少する。これは、縦方向重心（
ＬＣＧ）付近、または図１に示すように前記点よりわずかに前方に配置された比
較的大きい１次水中翼の受動的および能動的上下運動減衰の組合せにより、さら
に減少する。

【００２８】 典型的な速度が４０から４５ノットである通常の運転状態で、船舶は、横波に
よって励起される横揺れに対する動的安定性の余裕を有し、これは少なくとも、
水より上に完全に持ち上げられるいわゆるフォイルキャット設計と匹敵する。こ
うなるのは、側船体要素が前記フォイルキャットより非常に小さい排水量を有す
るからである。ピッチ動作に関して、後方または前方に配置された２次水中翼、
つまりトリム・フォイルが、主要なピッチ減衰効果を生じる。これにより、本発
明による船舶は独特の凌波性能力を有する。

【００２９】 このような船舶を設計する場合、中心船体要素、側船体要素の深さおよび浮力
、垂直方向重心（ＶＣＧ）、縦方向重心（ＬＣＧ）の位置、およびフォイル・シ
ステムの揚力中心などの特徴に当然の関心が払われる。性能の観点から最適化さ
れた船体に到達するには、これらの要素の間に微妙なバランスおよび妥協が必要
となる。

【００３０】 船舶が低速で前進するか、水中で休止している場合、フォイル・システムから
の揚力は減少するか相殺される。したがって、図１および図３の水線（ＷＬ−２
）で示すように、抵抗が増加し、両方の側船体要素（３）が水没する。このよう
に、側船体要素が必要な流体静力学的安定性を提供する。

【００３１】 側船体要素の抵抗を調節する一方法を図５および図６に示す。側船体（３）の
調節は、基本的に任意の技術的に実現可能な方法で実行することができる。例え
ば、適切な浮力要素（２１）により実行し、これは流体をピストン装置に注入し
て、図５に示すように水中で十分に変位するまで前記要素を押し下げることによ
って、側船体要素内の通常の収容区画（２２）から押し出される。この方法で、
流体静力学的に不安定な中心船体要素を安定させることができ、安定化させるフ
ォイル・システムなしで運転している場合でも、浮力要素の浸水を連続的に調節
することができる。

【００３２】 別の方法は、船舶が低速で前進するか、水中に休止している場合、側船体要素
に一体化された浮力要素を任意の深さまたは排水量で比較的低い位置に維持する
ことである。速度が上昇し、水中翼システムが必要な力学的安定性を提供すると
、前記浮力要素が一時的に持ち上げられ、したがって水線までの所望のクリアラ
ンスが獲得される。このような装置は、上に配置された浸水デッキ（８）にこれ
と浮力要素（８、２１）の間に配置された複数の空気圧または油圧アクチュエー
タ（２３）によって接続された浮力要素（２１）によって、さらに前記調節可能
な要素および上に配置された浸水デッキに締め付けられ、空気密封軟質膜（２４
）によって提供される。アクチュエータ（２３）は、必要な永久圧力を設けた共
通の、または個々の蓄圧器に接続することができ、したがってアクチュエータお
よび調節式要素は永久的に低位置に維持され、前記要素および内部に配置された
アクチュエータを完全に囲む軟質膜（２４）によって保持される。浮力要素の持
ち上げは、電動真空ポンプの使用によって軟質膜内の内部容積（２２）にマイナ
スの圧力を加えることによって提供される。これにより、比較的大きい内部区域
が、加圧された油圧または空気圧アクチュエータ（２３）によって生成された反
対の垂直力を上回るのに十分な垂直揚力を加え、したがって前記アクチュエータ
が圧縮され、その結果、浮力要素が一時的に上位置に持ち上げられる。電動真空
ポンプは、船橋から手動で開始することができ、前記ポンプを切り離す制御装置
の信号を、例えば速度ログおよび横揺れインジケータなど、船舶の永久電子フィ
ードバック・システムによって提供することができる。これによって、真空ポン
プが、例えば任意の最大横揺れ角度または最小速度など、特定の条件または状態
で自動的に切断されることが保証される。次に支持要素が自動的に下降し、通常
の変位位置に戻る。

【００３３】 この方法に関連する欠点は、比較的複雑で費用がかかることである。３０から
６０ｍのように比較的小さいサイズでは、重量が比較的大幅に増加してします。
しかし、比較的大きいサイズの船舶では、これが必ずしも当てはまらない。とい
うのは、全体のサイズおよび水線より上にある浸水デッキの実際のレベルに応じ
て、実際に重量が減少することがあるからである。利点は、船舶が高速モードで
作動している場合に側船体の抵抗を減少することが可能であることであり、実際
に側船体が波と干渉する可能性が低下する。以下で述べるウォーター・バラスト
法と比較すると、低速における排水量の増加が回避されるので、低速での最大抵
抗が減少する。

【００３４】 他の方法は、船舶に図１および図７で示すような別個のウォーター・バラスト
・タンク（１５）を装備することである。これは構造的に中心船体要素（２）の
底部に一体化され、船舶の船尾梁の前方のある距離、好ましくは縦方向重心（Ｌ
ＣＧ）の後方に配置される。タンクの後方部分で、底板の垂直ステップ（１７）
から後方の任意の距離に、適切に形成した開口（１６）を設ける。船舶の休止時
、および前進速度が所与の値より小さい場合は、水が図７ｂに示すようにタンク
に入る。これが生じる最高速度は、開口（１６）の縦方向の長さおよび前方に配
置されたステップ（１７）と後方に配置された止端（１８）との間の垂直距離、
さらに水の静圧力水頭によって与えられる。速度がこの値を上回ると、水流が垂
直ステップ（１７）で分離する。速度が上昇すると、水流の方向がさらに水平面
に向かって移動し、任意の速度でもはや開口の傾斜した後方部分にある止端に衝
突せず、図７ａで示すように、その下を通過する。この状態で、バラスト・タン
クはもはや水をすくわず、完全に空になるまで、いわゆるエジェクタの原理で徐
々に排水される。所与の低速で、水流は再び止端に衝突し、分離され、タンクが
充填されるまでその中にすくわれる。タンクには、タンクの内部減圧および加圧
を回避するため、大気への換気用空気パイプ（２５）を装備する。

【００３５】 上述した手順には、特定の程度に理想化した状態が必要であり、その静圧力水
頭は船舶の抵抗によって与えられ、ほぼ一定である。言うまでもなく、これは常
に当てはまるわけではない。船舶の積載状態、トリム、フォイルが生成する揚力
および波の影響を受けるからである。この問題を解決するため、図７ｄで示すよ
うに、開口の後方部分に制御可能な楔形シュー（１９）を設置することができる
。これは、その角度位置を上下に自由に調整できるよう、後方部分の点（２７）
で蝶番式に接続される。シューの底部は、縦方向に弧形を有するよう成形するこ
とが好ましい。シューの止端は楔形で、水流を容易に分離することができる。船
舶の休止時、または所与の速度値未満での前進時、シューは図７ｄの点線で示す
ように、垂直面で下方向に傾斜し、したがってシューの止端は、シューが確実に
水をすくうため、ステップ（１７）の下縁に対して十分な深さに突き出す。前記
ステップ下縁に対する止端の垂直位置に応じて、蝶番で接続したシューの角度は
、水流が止端に衝突しないと、所与の速度で自身によって変化する。この時点で
、水をすくうことが中止され、タンクは徐々に排水される。この状態で、シュー
は、自由に支持されている限り、シューの蝶番を中心とする垂直モーメントおよ
び滑走力のため、水流の表面を滑走する。速度が所与の値を上回る限り、シュー
は自身を調整し、トリムおよび波から影響を受ける水流表面の微小な変動に対し
て、止端が水線面に接触することなく対応する。前進速度が再び特定の値より下
まで低下すると、水流が止端に衝突し、分離されて、タンク内にすくわれる。遠
隔制御の油圧シリンダをシューに接続することにより、角度位置の制御程度を大
きくし、したがって船舶の速度（ｖ）からさらに独立してタンクを充填し、排水
することができる。

【００３６】 上述した代替案の好ましい構成が、図７ｆから図７ｇに示す装置である。ここ
では、蝶番で接続したシューを除去し、最初に述べたような永久止端と置換する
。しかし、蝶番で接続した板（２０）を開口の前に配置する。船橋から制御する
遠隔操作のアクチュエータ装置（２６）を板に取り付け、したがってこれは前方
に配置した蝶番（２７）を中心に垂直に傾斜することができる。板が下位置にあ
る場合、水流は板の後縁で分離し、前進速度および板の傾斜角度に応じて止端の
下を通過する。板がわずかに上に傾斜する場合、水流は傾斜角度および前進速度
（ｖ）に応じて板に付着し、タンク内に導かれる。この方法は、運転の観点から
は上述したシューの代替案より安全で、有利である。遠隔制御のシュー代替案と
同様、タンクの充填および排水は、船舶の速度およびトリムからより独立して制
御することができるが、後者の代替案は、運転時の損傷を受ける可能性が低い。
タンクの容積おＹびその縦方向の位置に応じて、上述した急速ウォーター・バラ
スト・システムを使用して側船体に必要な水没程度を与えることができる。つま
り船舶が迅速に動的安定性から静的安定性に遷移する。当然、遷移もトリム・フ
ォイルの使用によって補助することができる。この方法は、操作の単純性のため
に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 側面から見た本発明によるハイブリッド船舶を示す。

【図２】 図１による船舶を１次水中翼船を通る船体中央部横断面で示し、中心船体要素
、浸水デッキおよび側船体要素を示す。

【図３】 船尾横断面を示し、高速モードにおける水線（ＷＬ−１）、低速モードにおけ
る水線（ＷＬ−２）、および低速モードおよび高速モード（Ｍ１）における縦方
向重心（ＶＣＧ）およびメタセンタ・ポイント（Ｍ）を示す。

【図４ａ】 浸水デッキ・レベルより下にある中心船体要素の船尾部分の任意選択横断面を
示す。

【図４ｂ】 浸水デッキ・レベルより下にある中心船体要素の船尾部分の任意選択横断面を
示す。

【図４ｃ】 浸水デッキ・レベルより下にある中心船体要素の船尾部分の任意選択横断面を
示す。

【図４ｄ】 浸水デッキ・レベルより下にある中心船体要素の船尾部分の任意選択横断面を
示す。

【図４ｅ】 主デッキ・レベルより下にある中心船体要素の船首部分の任意選択横断面を示
す。

【図４ｆ】 主デッキ・レベルより下にある中心船体要素の船首部分の任意選択横断面を示
す。

【図４ｇ】 主デッキ・レベルより下にある中心船体要素の船首部分の任意選択横断面を示
す。

【図４ｈ】 主デッキ・レベルより下にある中心主船体要素の船首部分の任意選択横断面を
示す。

【図４ｉ】 主デッキ・レベルより下にある中心船体要素の船首部分の任意選択横断面を示
す。

【図４ｊ】 主デッキ・レベルより下にある中心船体要素の船首部分の任意選択横断面を示
す。

【図４ｋ】 主デッキ・レベルより下にある中心船体要素の船首部分の任意選択横断面を示
す。

【図４ｌ】 主デッキ・レベルより下にある中心船体要素の船首部分の任意選択横断面を示
す。

【図４ｍ】 主デッキ・レベルより下にある中心船体要素の船首部分の任意選択横断面を示
す。

【図５】 船尾図での本発明による船舶を示し、調節可能な側船体を示す。

【図６】 高さが調節可能で、本発明による船舶の側船体要素に組み込まれる浮力要素の
詳細を横断面で示し、操作原理を示す。

【図７ａ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図７ｂ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図７ｃ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図７ｄ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図７ｅ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図７ｆ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図７ｇ】 ウォーター・バラスト・システムの操作原理を示す。

【図８】 ２組の１次水中翼および２組の側船体要素を有する大型船舶の平面図を示す。

【図９】 １次半没水翼を装備した船舶の横断面を示す。

【図１０】 完全に水没した１次水中翼の平面図を示し、先端および後端、弦長（ＣＬ）お
よび制御可能なフラップを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，Ｚ Ａ，ＺＷ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体力学的に揚力を生成し、横揺れを安定させ、上下動／ピ
   ッチを制御する翼または水中翼（４，５）を装備し、２つの明白に異なるモード
   、つまり少なくとも２つの船体要素（２，３）が水没するプラスのメタセンタ高
   さ（＋ＧＭ）を特徴とする流体静力学的に安定した低速モードと、細長い中心の
   船体要素（２）が部分的に持ち上げられ、部分的に水没して、側船体要素が部分
   的に水没するか、完全に水から出ているマイナスのメタセンタ高さ（−ＧＭ）を
   特徴とする流体静力学的に不安定な高速モードとで作動する高速ハイブリッド船
   舶（１）であって、前記船舶は水中翼システムによって動的に安定し、 前記船舶（１）が、一体化した合成デッキ構造を特徴とする中心船体要素（２
   ）で構成され、これは中心船体要素（２）の幅を越えて横方向に突き出し、浸水
   デッキ（８）と定義される前記デッキ構造の下面が、船舶がそのままの状態で休
   止時に水線（ＷＬ−２）より上にあって、船舶の前進速度が大幅に増加すると平
   均水線より高くなり、 前記船舶（１）は、水線の上の最大フレーム幅と、そのままの直立浮遊状態を
   表す水線（ＷＬ−１）における中心主要素（２）の最大フレーム幅との間に、少
   なくとも２の関係を有し、 前記中心船体要素（２）は、任意のそのままの直立浮遊状態における最大水線
   長と最大水線幅との間に、少なくとも６の関係を有し、 前記中心船体要素（２）が、船尾位置の浸水デッキ（８）より下に長方形また
   は台形様の形状を有し、これは船首に近づくにつれてＵ、ＶおよびＹ字形に変化
   し、結局はその組合せであり、前記浸水デッキが徐々に中心船体要素の側部に変
   化し、 前記船舶（１）に、１組が船舶の縦方向中心線の各側で浸水デッキ（８）の下
   に配置された１つの側船体要素で構成されるよう配置された少なくとも１組の側
   船体要素（３）を設け、これは中心船体要素（２）の深さより有意に小さい深さ
   を特徴とし、したがって側船体要素の深さと中心船体要素の深さとの比率が０．
   ７未満であり、深さは船舶の船尾から船首部分に延在する最低連続デッキから、
   前記船体要素の底部の最低部分まで測定し、 前記側船体要素が、好ましい実施形態では、上記で規定した最低連続デッキの
   幅包絡線の完全に、または部分的に内側に位置するか、あるいは完全に、または
   部分的に外側にあり、 前記側船体要素（３）が、好ましい実施形態では、その主要部分が縦方向で船
   舶の船体中央点より後方にあるか、あるいはほぼ船体中央部に位置し、 前記側船体要素（３）が、好ましい実施形態では、その船尾梁（１３）の縦方
   向の位置が、中心船体要素の船尾梁（１４）の後方にある、あるいは同じ位置に
   ある、または前方の位置にあるよう配置され、 前記側船体要素（３）が、好ましい実施形態では、船舶の縦方向中心線（９）
   に平行になるか、わずかに船体または選外の角度になるよう配置され、したがっ
   て前記側船体要素の船尾梁における縦方向中心線（１０）が、船首より船体の中
   心線（９）に近いか、遠くなり、前記側船体要素が、前記船舶の中心線を中心に
   、その両側に対称に配置されるか、わずかに非対称に配置され、 前記側船体要素（３）は、好ましくは大型サイズの船舶では、一方が他方の前
   方に配置することができ、したがって一方が縦方向の船体中央点の後方に位置し
   、他方が前記点の前方に位置するか、同じ位置、または船舶の中心線（９）に対
   して異なる横方向の距離に位置し、前記船体要素の各対が、前記中心線を中心に
   対称、またはわずかに非対称に配置され、 浸水デッキ（８）は、縦方向に少なくとも側船体要素の船首（３０）の最上お
   よび最前部分から中心船体要素（２）の船尾梁（１４）まで延在し、縦方向に端
   点（３０，３１）が弧の他の任意の点より高いレベルにある弧形状であることを
   特徴とするか、全体として、または部分的に水平、または船尾端（３１）がその
   間の浸水デッキ面にある点より高いレベルにある状態で水平面に対して角度があ
   り、結局、弧形の中央部分と角度のついた前方部分および後方部分と組み合わせ
   られ、 前記浸水デッキ（８）が横方向に水平、または角度のある位置にあり、したが
   って前記浸水デッキ上の点（３２）が船舶の中心線（９）からさらに遠いか、前
   記中心線により近い位置にある前記浸水デッキの点（３３）と同じレベルにある
   、またはそれより高いレベルにある高速ハイブリッド船舶。
2. 【請求項２】 １組の完全に水没した１次流体力学的翼または水中翼（４）
   を構成する装置を特徴とし、前記水中翼装置の横方向の全スパンが、船舶の最大
   全幅の少なくとも５０％、好ましくは１００％近くに対応し、前記水中翼が船舶
   の縦方向重心の近く、またはより正確には前記点のわずか前方に位置するか、あ
   るいは２次フォイル装置の位置および数に応じてわずかに後方に位置し、中心船
   体要素（２）、浸水デッキ（８）および側船体要素（３）に、結局は前記側船体
   要素より横方向に延在する浸水デッキまたはデッキ構造の部分、またはこれらの
   構造要素の一部に、前記水中翼装置の横方向のスパンに応じて、少なくとも２本
   の支材（１１）によって固定され、これが流体力学的揚力を船舶に、通常は上方
   向の力を伝達し、船舶の中心線の各側に水中翼スパン（４）の後方部分に統合さ
   れた少なくとも１つの遠隔制御フラップ（２７）を設け、船舶がより高速で前進
   すると、側船体要素が部分的に水没するか、または完全に平均水線より上にある
   状態で、船舶の中心線（９）を中心に横方向に制御可能な復元モーメントを加え
   ることによって、必要な流体力学的安定性を提供する、請求項１に記載の高速ハ
   イブリッド船舶（１）。
3. 【請求項３】 少なくとも１つの完全に水没した２次流体力学的翼または水
   中翼（５）を構成する装置を特徴とし、前記水中翼装置の横方向の全スパンが、
   １次フォイルの全スパンより小さく、１組の前記２次水中翼装置が好ましい実施
   形態では中心船体要素（２）の後方に位置し、あるいは前方または両方の場所に
   位置し、前記水中翼装置の横方向スパンおよびその縦方向位置に応じて、前記中
   心船体要素および／または浸水デッキ（８）に、前記水中翼装置の組ごとに少な
   くとも１本の支材（１１）によって固定され、これが通常は上方向の流体力学的
   力を船舶に伝達し、前記水中翼装置ごとに少なくとも１つの遠隔制御フラップ（
   ２７）が前記水中翼スパン（５）の後方部分に統合され、船舶が高速で前進する
   と、制御可能な縦方向の復元モーメントを加えることによって、船舶の縦方向旋
   回中心を中心に必要なピッチ調整モーメントを提供する、請求項１および２に記
   載の高速ハイブリッド船舶（１）。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の２組以上の完全に水没した１次流体力学的
   翼または水中翼（４）を構成する装置を特徴とし、前記組の１つが船舶の縦方向
   重心より大幅に前方に位置し、前記組の１つが前記重心の大幅に後方に位置し、
   中心船舶要素（２）、浸水デッキ（８）、側船体要素（３）、結局は側船体要素
   より横方向に延在するデッキ構造の部分に、またはこれらの構造要素の幾つかに
   、水中翼装置の縦方向の位置および横方向の程度に応じて、支材（１１）によっ
   て固定される、請求項１および２に記載の高速ハイブリッド船舶（１）。
5. 【請求項５】 請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のように配置さ
   れ、垂直および／または傾斜支材（１１）によって船舶に固定された１組または
   数組の流体力学的自動安定化半没水翼または水中翼を構成する装置を特徴とする
   、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の高速ハイブリッド船舶（１）。
6. 【請求項６】 最高速度で、船舶の小積載量時総重量の少なくとも２０％に
   相当する流体力学的揚力を提供する水中翼装置を特徴とする、請求項１から請求
   項５のいずれか１項に記載の高速ハイブリッド船舶（１）。
7. 【請求項７】 剛性構造材料、あるいは軟質衝撃吸収エラストマ材料で作成
   された浸水デッキ（８）の下に位置する構造的に前記船体要素の全長にわたり、
   またはその大部分にわたって統合された、または独立して締め付けられた要素で
   構成された側船体要素（３）を特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１
   項に記載の高速ハイブリッド船舶（１）。
8. 【請求項８】 側船体要素が、側船体要素の全長にわたって、またはその長
   さの大部分にわたって高さが調節可能な浮力要素（２１）を含むことを特徴とす
   る、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の高速ハイブリッド船舶（１）
   。
9. 【請求項９】 （１６，１７，１８，２５）によって水を迅速に排水し、す
   くうため、１つまたは複数のウォーター・バラスト・タンク（１５）を装備する
   中心船体要素（２）を特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載
   の高速船舶（１）。
10. 【請求項１０】 船舶の休止時または前進時にタンクを迅速に充填するため
    、周囲の水の静圧水頭および／または動圧水頭の効果を使用するため、前記船体
    要素の底部で前記船体要素の船尾梁（１４）の前方に位置する永久開口（１６）
    を特徴とし、開口の下を通過する水流の動的圧力水頭の効果を使用して、底部に
    ある垂直ステップ（１７）の滑走および開口の後方部分で構造的に統合された楔
    形止端（１８）、あるいは開口の後方部分に配置された自動調整式または遠隔制
    御の別個の蝶番式シュー（１９）、または開口の前方部分に配置されて垂直ステ
    ップの背後の点（２７）に蝶番で接続された遠隔制御の板（２０）によって、前
    進速度でウォーター・バラストを排水する、中心船体要素（２）の水没した部分
    に統合されたウォーター・バラスト・タンク（１５）を特徴とする、請求項１か
    ら請求項９のいずれか１項に記載の高速船舶（１）。