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JP2025160959A - Submersible hydrofoil vessel and method of surfacing and submerging a submersible hydrofoil vessel - Google Patents

Submersible hydrofoil vessel and method of surfacing and submerging a submersible hydrofoil vessel

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JP2025160959A
JP2025160959A JP2024063726A JP2024063726A JP2025160959A JP 2025160959 A JP2025160959 A JP 2025160959A JP 2024063726 A JP2024063726 A JP 2024063726A JP 2024063726 A JP2024063726 A JP 2024063726A JP 2025160959 A JP2025160959 A JP 2025160959A
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main hull
hydrofoils
submersible
submerged
hydrofoil
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茂 山本
Shigeru Yamamoto
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Abstract

To provide a submersible hydrofoil boat, and a floatation and submersion method of the submersible hydrofoil boat capable of performing a floating navigation under small waves and requiring a high speed, and capable of performing a submerging navigation under big waves and requiring a stealth property.SOLUTION: A submersible hydrofoil boat 1 or 1A is constituted by having a main hull 10 and a hydrofoil 20 arranged at a distance from the main hull 10. The submersible hydrofoil boat is configured so as to generate upward lift Lu by the hydrofoil 20 when navigating by raising the main hull 10 from a stopping position, and generate downward lift Ld by the hydrofoil 20 when navigating under the submerging the main hull 10 from the stopping position.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、可潜水中翼船及び可潜水中翼船の浮上及び没水方法に関し、より詳細には、主船体に水中翼を備えて水上航行する水中翼船において、一時的に主船体を没水させて潜航させることができる、可潜水中翼船並びに可潜水中翼船の浮上及び没水方法に関する。 The present invention relates to a submersible hydrofoil vessel and a method for surfacing and submerging a submersible hydrofoil vessel. More specifically, the present invention relates to a submersible hydrofoil vessel and a method for surfacing and submerging a submersible hydrofoil vessel, which has hydrofoils on the main hull and can temporarily submerge the main hull to allow it to submerge.

通常の水中翼船では、高速航行時に水中翼の一部が水面上に出る半没型水中翼(V字型翼等)、又は、水中翼の全部が水面下にある全没型水中翼(水平翼等)で発生する上向きの揚力により、主船体を水面上に完全に浮上させて航行している。従来技術においては、これらの水中翼船では、主船体を没水させて潜航させることは無い。また、無人航走体、ドローン等においても、水上を航走する航走体(無人水上航走体(USV))と、水中を潜航する航走体(無人水中航走体(UUV))は、別の種類の航走体として考えられている。 A typical hydrofoil vessel travels at high speeds with its main hull completely floating above the water surface due to the upward lift generated by semi-submerged hydrofoils (such as V-shaped foils), in which part of the foil is above the water surface, or fully submerged hydrofoils (such as horizontal foils), in which the entire foil is below the water surface. In conventional technology, these hydrofoil vessels do not submerge their main hulls. Furthermore, with regard to unmanned vehicles, drones, and other such vessels, vessels that travel on the water surface (unmanned surface vehicles (USVs)) and vessels that travel submerged (unmanned underwater vehicles (UUVs)) are considered to be different types of vessels.

一方、密輸用の比較的小型の船舶として、半没水型船舶や、小型潜水艦が用いられるようになってきている。しかしながら、潜水艦などの、水中航行を主として、一時的に水上航行する航走体や潜水艦は実用化されているが、水上航行を主とし、水中航行も可能な航走体については、殆んど実用化されていない。 Meanwhile, semi-submersible vessels and small submarines are increasingly being used as relatively small vessels for smuggling. However, while submarines and other vessels that primarily navigate underwater and temporarily navigate on the surface are in practical use, there are almost no vessels that primarily navigate on the surface and are also capable of underwater navigation.

例えば、水上航走体として、発熱体を冷却する冷却構造を備えた無人水上航走体(ASV)が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、ウォータージェット推進器を備えた水上航行体も提案されている(例えば、特許文献2参照)。これらの主船体は、いずれも排水量型の船型をしている。 For example, an unmanned surface vehicle (ASV) equipped with a cooling structure for cooling heat-generating elements has been proposed as a surface vehicle (see, for example, Patent Document 1). A surface vehicle equipped with a water jet propulsion system has also been proposed (see, for example, Patent Document 2). Both of these main hulls have a displacement-type hull shape.

また、水中航走体として、一般的には魚雷型形状や円筒形状の船体が多い。例えば、迅速かつエネルギー消費少なく潜航・水平航行が可能な水中航行体が提案されている(例えば、特許文献3参照)。この水中航行体は、水平航行時に進行方向に向けられる先端部が流線型に形成された水中航行体本体と、後端部が水中航行体本体の先端部に嵌合し自身の先端部が流線型に形成されたバラストと、水中航行体本体の先端部にバラストを着脱自在に保持するバラスト保持手段とを備えて形成されている。 Moreover, underwater vehicles generally have torpedo-shaped or cylindrical hulls. For example, an underwater vehicle capable of rapid submerged and horizontal navigation with low energy consumption has been proposed (see, for example, Patent Document 3). This underwater vehicle is equipped with an underwater vehicle main body with a streamlined front end that faces the direction of travel during horizontal navigation, ballast whose rear end is fitted into the front end of the underwater vehicle main body and whose own front end is also streamlined, and ballast holding means that detachably holds the ballast at the front end of the underwater vehicle main body.

一方、水中翼船に関しては、前後一対の全没型水中翼を有する水中翼船において、水中翼又は各水中翼をそれぞれ支持する左右一対のストラットにそれぞれ配設された複数の歪ゲージと、各歪ゲージの出力信号に基づいて各水中翼のフラップを制御するフラップ制御回路とを具えた全没型水中翼が提案されている(例えば、特許文献4参照)。この全没型水中翼では、波浪中の翼走時にも船体の動揺を少なくしてその姿勢を安定させることを目的としている。 On the other hand, with regard to hydrofoil vessels, a fully submerged hydrofoil vessel has been proposed that has a pair of fully submerged hydrofoils, one at the front and one at the rear, and that is equipped with multiple strain gauges arranged on each of a pair of left and right struts that support the hydrofoils or each hydrofoil, and a flap control circuit that controls the flaps of each hydrofoil based on the output signals of each strain gauge (see, for example, Patent Document 4). The purpose of this fully submerged hydrofoil is to reduce the motion of the hull and stabilize its attitude even when the foils are sailing through waves.

特開2019-142368号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-142368 特開2018-135037号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-135037 特開2010-47094号公報JP 2010-47094 A 特開平7-187055号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-187055

この水中翼船においては、主船体が水面上にあり、水中翼と水中翼の支持部分のみが水の抵抗を受けるため、推進抵抗が小さくなり、低燃費で高速航行が可能である。しかし、水中翼は没水深度が変化することにより揚力が変化するので、波浪中を翼走するときには波の影響を受け易い上に、荒天時には、波が高くなると主船体の船底に当たる虞が生じるという問題がある。 In this type of hydrofoil vessel, the main hull remains above the water surface, and only the hydrofoils and their support parts are subjected to water resistance, resulting in reduced propulsion resistance and enabling high-speed sailing with low fuel consumption. However, because the lift of the hydrofoils changes as their submerged depth changes, they are susceptible to the effects of waves when propelling through rough waves, and in rough weather, high waves can cause them to hit the bottom of the main hull.

本発明は上記のことを鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、波浪が小さいときは浮上航行による高速航行ができ、波浪が大きいときやステルス性が要求されるときには没水して潜水航行ができる、可潜水中翼船並びに可潜水中翼船の浮上及び没水方法を提供することにある。 The present invention has been made in light of the above, and its object is to provide a submersible hydrofoil vessel and a method for surfacing and submerging a submersible hydrofoil vessel that can navigate at high speeds by surface navigation when waves are small, and can submerge and navigate underwater when waves are large or stealth is required.

上記のような目的を達成するための本発明の可潜水中翼船は、主船体と、前記主船体と離間して配置された水中翼とを有して構成され、前記水中翼に上向きの揚力を発生させて、前記主船体を停船時より浮上させて航走する航行と、前記水中翼に下向きの揚力を発生させて、前記主船体を停船時より没水させて航走する航行を行うことを特徴とする。 The submersible hydrofoil vessel of the present invention, which achieves the above-mentioned objectives, is composed of a main hull and hydrofoils arranged at a distance from the main hull, and is characterized by generating upward lift on the hydrofoils to raise the main hull from a stationary position and sail, and generating downward lift on the hydrofoils to submerge the main hull from a stationary position and sail.

この可潜水中翼船によれば、水中翼で、上向きの揚力だけなく、下向きの揚力(沈下力)を発生させることで、主船体を停船時より浮上させて航走する航行だけではなく、主船体を停船時より没水させて航走する航行を行うができるので、用途を拡大することができる。そして、浮上航行では、高速航行ができて燃費効率が良いので、高速で遠距離を航行でき、また、没水航行(潜水航行)では、荒天時の波浪に対して避航でき、又、対レーダー・ステルス性を確保でき、視認性も低下させることができる。 This submersible hydrofoil vessel uses hydrofoils to generate not only upward lift but also downward lift (sinking force), allowing it to operate not only with the main hull raised from a stationary position but also with the main hull submerged from a stationary position, thereby expanding its range of applications. Surface navigation allows for high-speed navigation and good fuel efficiency, allowing for long-distance navigation at high speeds. Submerged navigation also allows for avoidance of rough waves in rough weather, ensures anti-radar stealth capabilities, and reduces visibility.

しかしながら、民用面では、この可潜水中翼船が没水航行する必要がある場合は、天候が急変して荒天に出会ったとき位であり、実際には、天候を予測して安全航行ができないと判断されたときは運行停止とするので、殆んど没水航行する必要は無いと考えられる。従って、民用面での用途は殆んど無いと考える。 However, in civilian use, the only time this submersible hydrofoil vessel would need to navigate submerged would be if the weather suddenly changed and it encountered rough seas. In reality, it would be suspended if it was determined that the weather was unsafe for navigation based on forecasted weather, so it is thought that there would be almost no need for it to navigate submerged. Therefore, it is thought that there would be almost no civilian use for it.

一方、軍事面では、浮上航行で高速で遠距離を航行できるので、敵の攻撃可能な範囲の外側(アウトレンジ)から発進できる。そして、浮上航行時においては、航跡が小さいので、上空からの探索に対して視認性・ステルス性を向上できる。また、敵のレーダーで探知され易い範囲や敵のレーダーによる探索を受けた場合には、没水航行に移行することより、水面上のレーダー面積を小さくすることができ、対レーダー・ステルス性を増すことができる。また、航跡を殆んど無くすことができるので、視認性を低下することができる。 On the other hand, from a military perspective, because it can travel long distances at high speeds while surfaced, it can be launched from outside the enemy's attack range (out-range). Furthermore, because the wake left when surfaced is small, visibility and stealth against aerial searches can be improved. Furthermore, when in an area where it is easily detected by enemy radar or when it is being searched by enemy radar, it can switch to submerged navigation, reducing the radar area above the water surface and improving anti-radar and stealth capabilities. Furthermore, because it leaves almost no wake, visibility can be reduced.

さらに、自爆用の無人可潜水中翼船、及び、短魚雷発射用の可潜水中翼船等では、敵艦艇に対して被害が大きくなる水面下の部分への攻撃が可能となる。その上、これらの可潜水中翼船においては、没水航行、特に完全没水航行により、敵からの、対艦ミサイル、機関砲、近接防御システム等による水面上での攻撃を回避できる可能性がある。 Furthermore, unmanned submersible hydrofoils for suicide bombing and submersible hydrofoils for launching short torpedoes make it possible to attack areas below the surface of enemy ships where damage is greatest. Furthermore, by operating submerged, especially fully submerged, these submersible hydrofoils may be able to avoid surface attacks by enemy anti-ship missiles, machine guns, close-in defense systems, etc.

また、魚雷と比較した場合に、この可潜水中翼船は、大きな容積を確保できる上に、浅深度における半没水航行では、ディーゼルエンジンによるシュノケール航行が可能なので、遠距離航行が可能で、しかも、安価に製造できる。さらに、アンテナや光学機器を装備したセイルを設けることで、浮上航行やシュノケール航行等の半没航行で、レーダー探索、敵のレーダー波の探知、光学的探知、味方との無線連絡による情報交換等をすることができる。 In addition, compared to torpedoes, submersible hydrofoils have a larger volume, and when traveling semi-submerged in shallow depths, they can be snorkeled using a diesel engine, allowing for long-distance navigation, and are inexpensive to manufacture. Furthermore, by providing a sail equipped with antennas and optical equipment, they can perform radar searches, detect enemy radar waves, optical detection, and exchange information with allies via radio when traveling semi-submerged, such as when surfaced or snorkeling.

そのため、軍用面の用途として、可潜水中翼船を無人水上航走体(USV)の攻撃用の自爆型無人航走体、短魚雷発射用の母艦等としての使用が考えられる。さらに、潜入員の上陸支援及び回収用、パイロットの救助用、揚陸用等の小型舟艇として使用が考えられる。 As a result, for military purposes, submersible hydrofoils could be used as suicide vehicles for attacking unmanned surface vehicles (USVs), or as mother ships for launching short-range torpedoes. Furthermore, they could be used as small craft to support and recover infiltrators from landing, rescue pilots, and for landing.

また、上記の可潜水中翼船において、前記水中翼に上向きの揚力を発生させて、前記主船体を主船体浮上状態又は半浮上状態にして、航走する浮上航行と、前記水中翼に下向きの揚力を発生させて、前記主船体を完全没水状態又は半没水状態にして、航走する没水航行を行うことを特徴とする。 The above-mentioned submersible hydrofoil vessel is also characterized by the fact that it can perform surfaced navigation, in which upward lift is generated on the hydrofoils, causing the main hull to be in a surfaced or semi-surfaced state and sailing, and submerged navigation, in which downward lift is generated on the hydrofoils, causing the main hull to be in a fully submerged or semi-submerged state and sailing.

ここで使用している各状態は次のようなことを言う。つまり、「主船体浮上状態」とは、静止水面に対して、主船体が完全に浮上している状態のことを言う。また、「半浮上状態」とは、静止水面に対して、主船体の水面上に浮上している容積Vmuが、主船体の容積Vmtの50%以上且つ100%未満になっている状態(0.50≦(Vmu/Vmt)<1.00)のことを言う。 The states used here refer to the following: "Main hull surfaced" refers to a state in which the main hull is completely surfaced relative to the still water surface. "Semi-surfaced" refers to a state in which the volume Vmu of the main hull above the water surface relative to the still water surface is greater than or equal to 50% and less than 100% of the main hull's volume Vmt (0.50≦(Vmu/Vmt)<1.00).

また、「半没水状態」とは、静止水面に対して、主船体の水面上に浮上している容積Vmuが、主船体の容積Vmtの0%超え上且つ50%未満になっている状態(0.00<(Vmu/Vmt)<0.50)のことを言う。また、「完全没水状態」とは、静止水面に対して、主船体が完全に没水している状態のことを言う。 Furthermore, "semi-submerged state" refers to a state in which the volume Vmu of the main hull above the water surface relative to the still water surface is greater than 0% but less than 50% of the volume Vmt of the main hull (0.00 < (Vmu/Vmt) < 0.50). Furthermore, "completely submerged state" refers to a state in which the main hull is completely submerged relative to the still water surface.

そして、ここで使用している各航行は次のようなことを言う。つまり、「主船体浮上航行」は「主船体浮上状態」で航行していることを言い、「半浮上航行」は「半浮上状態」で航行していることを言う。さらに、「完全没水航行」は「完全没水状態」で航行していることを言い、「半没水航行」は「半没水状態」で航行していることを言う。そして、「主船体浮上航行」と「半浮上状態」をまとめて「浮上航行」と言う。また、「完全没水航行」と「半没水航行」とをまとめて「没水航行」と言う。 The terms "navigation" and "semi-surfaced navigation" used here refer to the following: "navigation with the main hull surfaced" refers to navigation with the "main hull surfaced," and "semi-surfaced navigation" refers to navigation in a "semi-surfaced state." Furthermore, "fully submerged navigation" refers to navigation in a "fully submerged state," and "semi-submerged navigation" refers to navigation in a "semi-submerged state." "Navigation with the main hull surfaced" and "semi-submerged state" are collectively referred to as "surfaced navigation." Furthermore, "fully submerged navigation" and "semi-submerged navigation" are collectively referred to as "submerged navigation."

なお、「半没水航行」には、主船体の船体部の半分以上を没水させて航行するが、主船体の船体部の一部を水面上に浮上させて航行する「主船体半没水航行」、主船体の船体部の全部を没水させるが、セイルの一部又は全部を水面上に浮上させて航行する「セイル浮上航行」、セイルも没水させるが潜望鏡などを浮上させて航行する「潜望鏡深度航行」が含まれる。 Note that "semi-submerged navigation" includes "semi-submerged main hull navigation," in which more than half of the main hull is submerged, but part of the main hull is raised above the waterline; "surfaced sailing," in which the entire main hull is submerged, but part or all of the sail is raised above the waterline; and "periscope depth navigation," in which the sail is submerged, but the periscope and other equipment are raised above the waterline.

そして、上記の可潜水中翼船において、前記水中翼が全没型水中翼であると、従来技術における全没型水中翼船と同様に、水中翼の没水深度が大きいので、水面(自由表面)の影響による揚力変動が少なく、揚力も大きいので、推進抵抗が少ない。その上、浮上航行及び没水航行における揚力の制御が行い易いというメリットがある。 Furthermore, if the hydrofoil in the above-mentioned submersible hydrofoil vessel is a fully submerged hydrofoil, the hydrofoil is submerged to a great depth, just like fully submersible hydrofoil vessels in conventional technology, so there is little lift fluctuation due to the influence of the water surface (free surface), and the lift is also large, resulting in little propulsion resistance. Furthermore, there is the advantage that lift can be easily controlled during both surfaced and submerged navigation.

また、上記の可潜水中翼船において、前記水中翼が半没型水中翼であると、従来技術における半没型水中翼船と同様に、浅水水域での航行が可能で、浮上航行における横動揺等に対する復原力が水中翼から得られるので、横揺制御が行い易いというメリットがある。 Furthermore, if the hydrofoils in the above-mentioned submersible hydrofoil vessel are semi-submersible hydrofoils, then like semi-submersible hydrofoil vessels of the prior art, they can navigate in shallow waters, and have the advantage of being able to easily control roll, as the hydrofoils provide the restoring force against rolling and other movements during surfaced navigation.

そして、上記の可潜水中翼船において、前記主船体と前記水中翼との間の離間距離を変更する翼昇降機構を備えていると、浮上航行と没水航行とにおいて、水面の波浪状況や航行水域の水深に応じて、水中翼の没水深度を変更できるので、水中翼の性能をより十分に発揮でき、水中翼を小型化できる。また、水中翼を主船体の船底に当接することにより、排水量型船舶や滑走型船舶として、浅い水域でも航行できるようになる。 Furthermore, if the above-mentioned submersible hydrofoil vessel is equipped with a wing lifting mechanism that changes the distance between the main hull and the hydrofoils, the submerged depth of the hydrofoils can be changed depending on the wave conditions on the water surface and the depth of the navigation area during both surfaced and submerged navigation, allowing the hydrofoils to perform to their full potential and be made smaller. Furthermore, by abutting the hydrofoils against the bottom of the main hull, the vessel can be used as a displacement vessel or a planing vessel and navigate in shallow waters.

あるいは、上記の可潜水中翼船において、前記水中翼を前記主船体の内部に又は前記主船体に接して格納すると共に、格納した前記水中翼を展開する格納及び展開機構を備えていると、没水航行の際に水中翼を格納することで、没水航行時の推進抵抗を減少することができ、推進効率を向上できる。また、再度、浮上航行する際には、水中翼を展開して、浮上航行することができる。 Alternatively, if the submersible hydrofoil vessel described above stores the hydrofoils inside or adjacent to the main hull and is equipped with a storage and deployment mechanism for deploying the stored hydrofoils, storing the hydrofoils during submerged navigation can reduce propulsion resistance during submerged navigation and improve propulsion efficiency. Furthermore, when it is time to surface again, the hydrofoils can be deployed for surface navigation.

あるいは、上記の可潜水中翼船において、前記水中翼を前記主船体から分離する翼分離機構を備えていると、没水航行の際に水中翼を分離することで、没水航行時の推進抵抗と質量を減少することができ、推進効率を著しく向上できる。この場合は、水中翼の分離後は、再度、水中翼を使用しての浮上航行はできない。 Alternatively, if the above-mentioned submersible hydrofoil vessel is equipped with a wing separation mechanism that separates the hydrofoils from the main hull, separating the hydrofoils during submerged navigation can reduce propulsion resistance and mass during submerged navigation, significantly improving propulsion efficiency. In this case, after the hydrofoils are separated, they cannot be used again to surface.

そして、本発明の可潜水中翼船の浮上及び沈下方法は、主船体と、前記主船体と離間して配置された水中翼とを有して構成される可潜水中翼船において、前記主船体を停船時より浮上させて航行を行う際には、前記水中翼で上向きの揚力を発生し、前記主船体を停船時より没水させて航行を行う際には、前記水中翼で下向きの揚力を発生することを特徴とする方法である。 The method for surfacing and sinking a submersible hydrofoil vessel of the present invention is characterized in that, in a submersible hydrofoil vessel having a main hull and hydrofoils arranged at a distance from the main hull, when the main hull is raised from a stationary state to sail, the hydrofoils generate upward lift, and when the main hull is submerged from a stationary state to sail, the hydrofoils generate downward lift.

この可潜水中翼船の浮上及び沈下方法によれば、水中翼の上向き揚力に加えて下向きの揚力を発生するように構成することで、主船体を停船時より沈下させて航走することができる。つまり、水中翼又は水中翼のフラップ等の可動範囲を広くするだけで、主船体を停船時より沈下させて航走できる。その結果、可潜水中翼船の用途を拡大できる。また、この可潜水中翼船では、潜水艦のように、主船体に設けた沈下用のバラストタンクにバラスト水を出し入れする必要が無く、また、没水航行の際の没水深度を浅く限定することで、耐圧構造も不要になり、主船体の構造を単純化できる。 This method for surfacing and lowering a submersible hydrofoil vessel allows the hydrofoils to generate downward lift in addition to upward lift, allowing the main hull to be lowered from a stationary position and used for sailing. In other words, simply by widening the range of motion of the hydrofoils or hydrofoil flaps, the main hull can be lowered from a stationary position and used for sailing. As a result, the uses of submersible hydrofoil vessels can be expanded. Furthermore, with this submersible hydrofoil vessel, there is no need to add or remove ballast water from ballast tanks for lowering the vessel, as is the case with submarines. Furthermore, by limiting the submergence depth during submerged sailing to a shallow depth, a pressure-resistant structure is not required, simplifying the structure of the main hull.

そして、上記の可潜水中翼船の浮上及び沈下方法において、航行を行う際に、前記水中翼で上向きの揚力を発生して停船時より前記主船体を浮上させることで、又は、前記水中翼で下向きの揚力を発生して停船時より前記主船体を没水させることで、前記主船体を主船体浮上状態、半浮上状態、半没水状態、完全没水状態のいずれかの状態にして航行することを特徴とする方法である。 The method for surfacing and sinking a submersible hydrofoil vessel described above is characterized in that, when sailing, the hydrofoils generate upward lift to raise the main hull from a stationary state, or the hydrofoils generate downward lift to submerge the main hull from a stationary state, thereby sailing with the main hull in one of the following states: surfaced, semi-surfaced, semi-submerged, or fully submerged.

この方法によれば、可潜水中翼船で、水中翼の上向き揚力と下向きの揚力を利用できるようになるので、停船時の状態を完全没水状態から半浮上状態までの様々な状態に構成しても、主船体を完全没水状態、半没水状態、半浮上状態、完全浮上状態にして航走することができる。そのため、用途に応じて、停船時の状態をより自由に選択できるようになるので、可潜水中翼船の用途を拡大できる。例えば、潜入員の回収やパイロットの救助などでは、完全没水状態や半没水状態で停船しながら待機できる。また、停船時に主船体に浮上状態を保持できる浮力を備えることにより、水中翼の故障時においても、沈降することなく、安全に浮上状態を保持できる。 This method allows a submersible hydrofoil vessel to utilize the upward and downward lift of the hydrofoils, so even if the vessel is configured to be stopped in a variety of states from fully submerged to semi-surfaced, the main hull can be set to be fully submerged, semi-submerged, semi-surfaced, or fully surfaced. This allows for more flexibility in selecting the vessel's stopping state depending on the application, thereby expanding the uses of submersible hydrofoil vessels. For example, when recovering submersibles or rescuing pilots, the vessel can wait while stopped in a fully submerged or semi-submerged state. Furthermore, by providing the main hull with buoyancy that allows it to remain afloat when stopped, the vessel can safely remain afloat without sinking even in the event of a hydrofoil failure.

上記の可潜水中翼船の浮上及び沈下方法において、停船時より前記主船体を浮上させる際にバラストタンクからバラスト水を排水し、停船時より前記主船体を没水させる際に前記バラストタンクにバラスト水を注水するようにすると、より小さな水中翼の揚力で、主船体を浮上及び沈下させることができるので、水中翼を小型化できる。なお、これらのバラストタンクは、主船体、水中翼、支柱等に設けることができ、また、補助タンクとして切り放し可能に設けることもできる。 In the above-mentioned method for raising and lowering a submersible hydrofoil vessel, if ballast water is discharged from the ballast tanks when raising the main hull from a stationary state, and ballast water is poured into the ballast tanks when submerging the main hull from a stationary state, the main hull can be raised and lowered with less hydrofoil lift, allowing the hydrofoils to be made smaller. These ballast tanks can be installed on the main hull, hydrofoils, struts, etc., and can also be installed as detachable auxiliary tanks.

本発明の可潜航水中翼船並びに可潜水中翼船の浮上及び没水方法によれば、比較的簡単な構成で、波浪が小さいときは高速航行で遠距離を浮上航行することができ、波浪が大きいときや秘匿性が要求されるときには没水航行することができる可潜水中翼船を提供できる。 The submersible hydrofoil vessel and method for surfacing and submerging a submersible hydrofoil vessel of the present invention provide a submersible hydrofoil vessel with a relatively simple configuration that can travel long distances at high speeds when waves are small, and can travel submerged when waves are large or secrecy is required.

本発明に係る第1の実施の形態の可潜水中翼船を示す図である。1 is a diagram showing a submersible hydrofoil vessel according to a first embodiment of the present invention; 可潜水中翼船の推進機構等とセイルを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the propulsion mechanism and sail of a submersible hydrofoil vessel. 可潜水中翼船の主船体に舵と潜航用水平舵を設けた構成を示す図である。This is a diagram showing a configuration in which a rudder and a horizontal rudder for diving are provided on the main hull of a submersible hydrofoil vessel. 可潜水中翼船の各種の浮上状態と没水状態を示す図である。1A-1C are diagrams showing various surfaced and submerged states of a submersible hydrofoil vessel; 可潜水中翼船の各種の浮上航行と没水航行の水面の関係を示す図である。1 is a diagram showing the relationship between the water surface during various surfaced and submerged navigation of a submersible hydrofoil vessel. 可潜水中翼船の各種の浮上航行と水中翼の揚力との関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between various surface navigations of a submersible hydrofoil vessel and the lift force of the hydrofoil. 可潜水中翼船の各種の没水航行と水中翼の揚力との関係を示す図である。1 is a diagram showing the relationship between various submerged navigational states of a submersible hydrofoil vessel and the lift force of the hydrofoil. 可潜水中翼船における水中翼の昇降の状態を示す図である。1A and 1B are diagrams showing the state of raising and lowering of hydrofoils in a submersible hydrofoil vessel. 可潜水中翼船における水中翼の格納と展開の状態を示す図である。1A and 1B are diagrams showing the retracted and deployed states of hydrofoils in a submersible hydrofoil vessel. 可潜水中翼船における水中翼の展開と分離の状態を示す図である。1A and 1B are diagrams showing the deployment and separation of hydrofoils in a submersible hydrofoil vessel. 本発明に係る第2の実施の形態の可潜水中翼船を示す図であるFIG. 1 is a diagram showing a submersible hydrofoil vessel according to a second embodiment of the present invention;

〔イントロ〕以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態の可潜航水中翼船並びに可潜水中翼船の浮上及び沈下方法について説明する。なお、図面で用いている座標系「X-Y-Z」は、可潜水中翼船の前後方向をX方向、左右方向をY方向、上下方向をZ方向とし、前方、左方向、上方向をそれぞれプラスとする右手系の座標系を示す。 [Introduction] Below, we will explain a submersible hydrofoil vessel and a method for surfacing and sinking a submersible hydrofoil vessel according to an embodiment of the present invention, with reference to the drawings. Note that the coordinate system "X-Y-Z" used in the drawings refers to a right-handed coordinate system in which the fore-and-aft direction of the submersible hydrofoil vessel is the X direction, the left-and-right direction is the Y direction, and the up-and-down direction is the Z direction, with the forward, left, and up directions all being positive.

また、本発明で想定している可潜水中翼船の規模としては、無人航走体や、現状で水中翼船として航行している大きさの船舶に対応する規模の舟艇、艦艇、船舶等であり、全長約30m、全幅約9m、型深さ約3m、総トン数300トン程度までの規模を想定している。 The size of the submersible hydrofoil vessel envisioned in this invention is equivalent to that of unmanned vehicles, boats, warships, ships, etc., which correspond to the size of vessels currently in use as hydrofoil vessels, and is assumed to be approximately 30m in length, 9m in width, 3m in depth, and up to 300 tons in gross tonnage.

そして、第1の実施の形態の可潜水中翼船1に備えている水中翼20は、浮上航行時に水面下に全没する全没型水中翼である。また、第2の実施の形態の可潜水中翼船1Aに備えている水中翼20の前側の水中翼20Aは、浮上航行時に全没せずに一部が水面上にある半没型水中翼である。なお、本発明の可潜水中翼船は、全没型水中翼と半没型水中翼のいずれかの水中翼を備えていてもよく、両方を備えていてもよい。 The hydrofoil 20 provided on the submersible hydrofoil vessel 1 of the first embodiment is a fully submersible hydrofoil that is fully submerged below the water surface during surface navigation. The front hydrofoil 20A provided on the submersible hydrofoil vessel 1A of the second embodiment is a semi-submersible hydrofoil that is not fully submerged but remains partially above the water surface during surface navigation. The submersible hydrofoil vessel of the present invention may be equipped with either fully submersible hydrofoils or semi-submersible hydrofoils, or may be equipped with both.

〔第1の実施の形態の可潜水中翼船〕最初に、本発明に係る第1の実施の形態の可潜水中翼船1について説明する。この可潜水中翼船1は、図1~図3に示すように、主船体10と全没型水中翼20と推進機構12と制御機構13等を備えて構成される。 [Submersible Hydrofoil Vessel of the First Embodiment] First, we will explain the submersible hydrofoil vessel 1 of the first embodiment of the present invention. As shown in Figures 1 to 3, this submersible hydrofoil vessel 1 is composed of a main hull 10, fully submersible hydrofoils 20, a propulsion mechanism 12, a control mechanism 13, etc.

〔主船体〕主船体10は、従来技術の水中翼船では単胴型と双胴型等があるが、そのいずれであってもよく、又、別の形状であってもよい。主船体10は、図4に示すような完全没水状態C4や半没水状態C3における没水状態で通常は水密構造となるように構成される。しかし、可潜水中翼船1は。潜水艦のように深くは潜らずに、浅い没水深度で航行するので、主船体10は、没水状態に耐えうるように構成されていればよく、潜水艦のような耐圧殻を持つ構造を取る必要はない。 [Main Hull] The main hull 10 may be either a monohull or a catamaran, as in conventional hydrofoil vessels, or may have another shape. The main hull 10 is normally configured to be watertight when submerged in the fully submerged state C4 or semi-submerged state C3 as shown in Figure 4. However, since the submersible hydrofoil vessel 1 does not dive as deep as a submarine, but travels at shallower depths, the main hull 10 only needs to be configured to withstand a submerged state, and does not need to have a pressure hull like a submarine.

例えば、大型タンカー(VLCC)等では喫水が20m程度であり、この程度の没水深度であれば、潜水艦に使用するような耐圧殻用の材料は不要である。また、水中翼20の沈下力(下向きの揚力)を利用して没水する場合は、必ずしも、バラスト水の注入による沈下力を得る必要が無い。この場合は、バラストタンクが不要となり、構造を単純化できる。 For example, a very large tanker (VLCC) has a draft of around 20m, and at this depth of submergence, there is no need for pressure hull materials like those used in submarines. Also, if the submergence is achieved using the sinking force (downward lift) of the hydrofoils 20, it is not necessarily necessary to obtain the sinking force from the injection of ballast water. In this case, ballast tanks are not required, simplifying the structure.

なお、用途に応じて、主船体10の重量と浮力の関係を調整しておくことで、停船時に、図4に示すように、主船体10を、主船体浮上状態C1、半浮上状態C2、半没水状態C3、完全没水状態C4の各種の状態にすることができる。さらに、バラストタンク15(図2(b))や浮力付与部材(例えば、エアバック(浮き袋)等:図示しない)を備えることで、より自在に、停船時における状態として、浮上状態C1、C2及び没水状態C3、C4を選択することが可能となり、その状態を維持することが容易となる。 By adjusting the relationship between the weight and buoyancy of the main hull 10 depending on the application, the main hull 10 can be placed in a variety of states when stopped, including a floating state C1, a semi-floating state C2, a semi-submerged state C3, and a fully submerged state C4, as shown in Figure 4. Furthermore, by providing ballast tanks 15 (Figure 2(b)) and buoyancy-imparting members (e.g., air bags, etc.; not shown), it becomes possible to more flexibly select floating states C1, C2, and submerged states C3, C4 as the state when stopped, and to easily maintain those states.

そして、主船体10は船体部11と必要に応じてセイル14を有して構成される。船体部11の形状としては、用途に従って、魚雷形状、潜水艦形状(魚体型、水上船型、涙滴型(水滴型)、葉巻型(魚雷型))、その他の形状を採用する。また、レーダーに対するステルス性を重視する場合には、主船体10の形状を対レーダー・ステルス形状とする。また、没水深度が比較的浅く、高い強度は要求されないので、可能であれば、電波透過性や電波吸収性のある材料で形成したり、電波吸収性や音響吸収性のある素材や塗料等を塗付したりする。 The main hull 10 is composed of a hull section 11 and, if necessary, a sail 14. The shape of the hull section 11 may be torpedo-shaped, submarine-shaped (fish-shaped, surface ship-shaped, teardrop-shaped (water drop-shaped), cigar-shaped (torpedo-shaped)), or other shapes depending on the intended use. Furthermore, if stealth against radar is a priority, the main hull 10 is shaped as an anti-radar stealth shape. Furthermore, since the submersion depth is relatively shallow and high strength is not required, it may be formed from radio wave-transparent or radio wave-absorbing materials, or coated with radio wave-absorbing or acoustically absorbing materials or paints, if possible.

〔推進機構等〕推進機構12としては、図2(a)、図2(b)に示すように、ディーゼルエンジン等の内燃機関12aとウォータージェット推進器、プロペラ推進器等の推進器12d及びそれらの間の動力伝達機構(図示しない)を備えて構成される。また、完全没水状態C4で内燃機関12aを使用できない場合や機械的な動力伝達機構の複雑化や騒音を回避する場合には、発電装置12b、蓄電装置12cを備えて、推進器12dを電気駆動する。 [Propulsion mechanism, etc.] As shown in Figures 2(a) and 2(b), the propulsion mechanism 12 comprises an internal combustion engine 12a such as a diesel engine, a propeller 12d such as a water jet propeller or propeller, and a power transmission mechanism (not shown) between them. Furthermore, when the internal combustion engine 12a cannot be used in the fully submerged state C4, or when it is necessary to avoid the complexity and noise of the mechanical power transmission mechanism, a power generator 12b and a power storage device 12c are provided to electrically drive the propeller 12d.

また、制御機構13としては、操縦装置、電気機器制御装置、電子機器制御装置等の、可潜水中翼船1の操縦と、搭載している各種機器の制御とを行う各種装置を搭載する。なお、これらの制御は、乗員による制御、又は、遠隔制御若しくは自律型制御の無人制御であってもよいし、これらの混合であってもよい。また、機械的な制御方法でも、電子・電気的な制御であってもよい。 The control mechanism 13 is equipped with various devices, such as a piloting device, an electrical equipment control device, and an electronic equipment control device, that operate the submersible hydrofoil vessel 1 and control the various onboard equipment. These controls may be crew-controlled, remote-controlled, or autonomous, or a combination of these. They may also be mechanically controlled, or electronically or electrically controlled.

〔セイル〕そして、潜航時において、エンジン用の給排気を行う場合には、セイル14を備える。このセイル14は、半没水状態C3で水面上に露出する部分であり、船体部11の上部から上側に突出して設けられる。また、没水航行時に、セイル14の水平断面を流線型形状で形成して、セイル14の抵抗、造波及び航跡が小さくなるように構成する。 [Sail] A sail 14 is provided to allow intake and exhaust for the engine when the vessel is submerged. This sail 14 is the part that is exposed above the water surface when the vessel is semi-submerged (C3), and protrudes upward from the top of the hull 11. When the vessel is submerged, the horizontal cross section of the sail 14 is streamlined to reduce the resistance, wave generation, and wake of the sail 14.

図2(c)に示すように、このセイル14には、内燃機関12aの給排気を行うためのシュノケール14a、海上の電波捜索、海上の光学的探索、無線通信などにより外の状況を判断するための電子機器14b、光学機器14c等を備えて構成する。この電子機器14bとしてはレーダー装置、レーダー波探知装置、通信装置等がある。また、光学機器14cとしては、光学式潜望鏡、光学式通信装置等がある。 As shown in Figure 2(c), the sail 14 is equipped with a snorkel 14a for intake and exhaust of the internal combustion engine 12a, electronic equipment 14b for assessing the external situation through maritime radio search, maritime optical search, and radio communication, and optical equipment 14c. Examples of electronic equipment 14b include radar equipment, radar wave detection equipment, and communication equipment. Examples of optical equipment 14c include optical periscopes and optical communication equipment.

特に、可潜水中翼船1に対レーダー・ステルス性が必要な場合は、セイル14の外形を対レーダー・ステルス形状にして、レーダー波吸収の材質や塗装をしてレーダーによる探知を避ける。これらの対策は、潜水艦のセイルと同様であるが、没水深度がはるかに小さいので、セイルの耐圧を考える必要が無い分だけ、使用可能な材質の範囲が広がり、設計及び製作の自由度が増す。また、シュノケール14aにおいては、排気ガスを冷却して赤外線探知を避ける。 In particular, if anti-radar stealth is required for the submersible hydrofoil vessel 1, the sail 14 can be given an anti-radar stealth shape and made of radar-absorbing materials or painted to avoid radar detection. These measures are similar to those used for submarine sails, but because the submergence depth is much smaller, there is no need to consider the pressure resistance of the sail, which broadens the range of materials that can be used and increases the freedom of design and manufacturing. In addition, the snorkel 14a cools the exhaust gases to avoid infrared detection.

なお、周囲の状況は他船や航空機などの探知装置からの情報を受けることにして、電波発信を控えて、外部との通信設備のみとすることで、機器類の搭載を少なくすることができ、軽量化、小型化、低コスト化、ステルス化等ができる。 In addition, by receiving information about the surrounding situation from detection devices on other ships and aircraft, refraining from radio wave emissions, and only using external communication equipment, it is possible to reduce the amount of equipment carried, making the ship lighter, smaller, and less expensive, and more stealthy.

さらに、通常は、可潜水中翼船1の操縦及び潜航のための機能は、水中翼20及び支柱30が備える。しかし、後述するような、水中翼20の格納、分離などを行う場合等では、必要に応じて、図3に示すように、主船体10に舵13a、潜航用水平舵13b等の操縦用の機構を備えて構成される。 Furthermore, normally, the hydrofoils 20 and struts 30 provide the steering and submersible hydrofoil vessel 1 with its functions for navigation. However, when retracting or separating the hydrofoils 20, as described below, the main hull 10 may be equipped with steering mechanisms such as a rudder 13a and a horizontal submersible rudder 13b, as needed, as shown in Figure 3.

〔水中翼〕そして、従来技術の水中翼船の水中翼は、上向き方向のみの揚力を発生するが、この可潜水中翼船1の全没型水中翼20は、上向きの揚力Luに加えて下向きの揚力(沈下力)Ldを発生する。そのため、翼の迎角を下向きと上向きの両方に変更できるように構成するか、又は、水中翼20の本体は水平に据えて、フラップ20aにより、上向きの揚力Luと下向きの揚力Ldを発生するように構成する。 [Hydrofoil] While the hydrofoils of conventional hydrofoil vessels generate lift only in an upward direction, the fully submersible hydrofoil 20 of this submersible hydrofoil vessel 1 generates a downward lift (sinking force) Ld in addition to an upward lift Lu. Therefore, the wing's angle of attack is configured to be changeable both downward and upward, or the main body of the hydrofoil 20 is placed horizontally and the flap 20a is used to generate both an upward lift Lu and a downward lift Ld.

なお、全没型水中翼20の没水深度は、半没型水中翼に比べて水面の自由表面影響が少ない水深になるので、この水中翼20の断面形状は、対称翼でよいと考える。ただし、主船体10の重量と浮力の関係、及び、浮上航行時の浮上状態と没水航行時の没水状態から、上向きの揚力Luと下向きの揚力Ldの大きさの関係が決まるので、数値計算や実験結果等を考慮して、それぞれの場合に適合した翼形状を使用する。 In addition, since the submerged depth of the fully submerged hydrofoil 20 is a depth where the free surface influence of the water is less than that of a semi-submerged hydrofoil, it is considered sufficient for the cross-sectional shape of this hydrofoil 20 to be a symmetrical foil. However, since the relationship between the weight and buoyancy of the main hull 10, as well as the surfaced state during surfaced navigation and the submerged state during submerged navigation, determines the relationship between the magnitude of the upward lift force Lu and the downward lift force Ld, a foil shape appropriate for each case will be used, taking into account numerical calculations and experimental results, etc.

この水中翼20が内部に空洞を備えている場合は、この空胴を燃料タンクとして利用できるが、バラストタンクとしても利用できる。バラストタンクとして利用した場合には、主船体10の浮上量の調整として利用できる。また、それだけでなく、水中翼20の翼昇降機構41を備えた場合において、水中翼20を昇降する際に、下降時にバラスト水を注入し、上昇時にバラスト水を排水することで、水中翼20の昇降に必要な動力を減少できる。 If the hydrofoil 20 has an internal cavity, this cavity can be used as a fuel tank, but it can also be used as a ballast tank. When used as a ballast tank, it can be used to adjust the amount of lift of the main hull 10. Furthermore, if the hydrofoil 20 is equipped with a wing lifting mechanism 41, when the hydrofoil 20 is raised or lowered, ballast water can be injected when the hydrofoil 20 is lowered and discharged when the hydrofoil 20 is raised or lowered, thereby reducing the power required to raise and lower the hydrofoil 20.

〔操縦及び姿勢制御〕前後方向Xの操縦(速度調整)に関しては、主として推進器12dで発生する推力Tsを調整することで行うが、必要に応じて、この水中翼20のフラップ20a、支柱30のフラップ30a等によるブレーキ力を使用する。 [Steering and attitude control] Steering (speed adjustment) in the fore-and-aft direction X is mainly achieved by adjusting the thrust Ts generated by the propeller 12d, but braking forces from the flaps 20a of the hydrofoil 20, the flaps 30a of the struts 30, etc. are also used as needed.

また、左右方向Yの操縦(針路保持、旋回等)に関しては、支柱30のフラップ30aによるが、必要に応じて、舵13aによる舵力を使用する。なお、推進器12dを左右方向Yに複数備えている場合は、これらの推進器12dの推力Tsを個別に制御することで、旋回力を得る。また、推進器12dの推力Tsの発生方向を変更できる構成の場合には、この発生方向の変更で旋回力を得る。さらには、船体部11を横傾斜させることで、水中翼20の揚力で旋回力を得ることもできる。 Furthermore, steering in the left-right direction Y (maintaining course, turning, etc.) is performed using the flaps 30a of the struts 30, but if necessary, steering force from the rudder 13a is used. If multiple propellers 12d are provided in the left-right direction Y, turning force is obtained by individually controlling the thrust Ts of these propellers 12d. Furthermore, if the configuration allows the direction in which the thrust Ts of the propellers 12d is generated to be changed, turning force is obtained by changing this direction of generation. Furthermore, by tilting the hull 11 sideways, turning force can also be obtained using the lift of the hydrofoils 20.

また、上下方向Zの操縦(深度保持、潜航、浮上回等)に関しては、水中翼20のフラップ20aによる揚力Lu、Ldを使用するが、必要に応じて、潜航用水平舵13bによる揚力Lu、Ldも使用する。なお、推進器12dを上下方向Zに複数備えている場合は、これらの推進器12dの推力Tsを個別に制御することで、潜航用又は浮上用の力を得る。また、推進器12dの推力Tsの発生方向を変更できる構成の場合には、この発生方向の変更で潜航用又は浮上用の力を得る。更に、バラストタンク15を設けている場合は、バラストタンク15のバラスト水の注排水などで潜航用又は浮上用の力を得る。 Furthermore, for maneuvering in the vertical direction Z (depth maintenance, submersion, surfacing, etc.), lift Lu and Ld from the flaps 20a of the hydrofoils 20 are used, but if necessary, lift Lu and Ld from the submersion horizontal rudder 13b are also used. If multiple propellers 12d are provided in the vertical direction Z, the thrust Ts of these propellers 12d can be individually controlled to obtain the force for submersion or surfacing. Furthermore, if the configuration allows the direction in which the thrust Ts of the propellers 12d is generated to be changed, the force for submersion or surfacing can be obtained by changing this direction. Furthermore, if ballast tanks 15 are provided, the force for submersion or surfacing can be obtained by filling or discharging ballast water from the ballast tanks 15, etc.

そして、前後方向Xの軸回りに関する横傾斜(ヒール)、横揺れ(ロール)に関しては、水中翼20のフラップ20a、支柱30のフラップ30aの左右別の揚力の微調整で、横傾斜の姿勢制御や横揺れ低減の制御を行う。更に、左右方向Yに複数のバラストタンク15を設けている場合は、バラストタンク15のバラスト水の注排水などでこれらの調整を行う。 Regarding heeling and rolling around the axis in the longitudinal direction X, the attitude of the ship's heeling and rolling are controlled and the reduction of rolling is controlled by fine-tuning the lift force of the flaps 20a of the hydrofoils 20 and the flaps 30a of the struts 30, respectively. Furthermore, if multiple ballast tanks 15 are provided in the transverse direction Y, these adjustments are made by filling and discharging ballast water in the ballast tanks 15, etc.

また、左右方向Yの軸回りに関する縦傾斜(トリム)、縦揺れ(ピッチ)に関しては、前後方向Xに離間して配置されている水中翼20のフラップ20aの揚力Lu、Ldの調整で、縦傾斜の姿勢制御や縦揺れ低減の制御を行う。更に、前後方向Xに複数のバラストタンク15を設けている場合は、バラストタンク15のバラスト水の注排水の調整などでこれらの調整を行う。 Furthermore, with regard to the vertical tilt (trim) and pitch (pitch) around the axis in the left-right direction Y, the lift forces Lu and Ld of the flaps 20a of the hydrofoils 20 arranged at a distance in the fore-aft direction X are adjusted to control the vertical tilt attitude and reduce pitching. Furthermore, if multiple ballast tanks 15 are provided in the fore-aft direction X, these adjustments are made by adjusting the inflow and outflow of ballast water from the ballast tanks 15, etc.

そして、上下方向Zの軸回りに関する左右揺れ(スェイ)と船首揺れ(ヨウ)に関しては、旋回力を発生する手段を個別に制御することで揺れを低減する。 Sway and yaw around the vertical Z axis are reduced by individually controlling the means that generate turning forces.

〔停船時における浮上及び没水状態〕次に、この可潜水中翼船1の停船時における浮上及び没水状態について説明する。ここでは、図4に示すように、この可潜水中翼船1における停船止時における浮上及び没水状態として、「完全浮上状態C0」「主船体浮上状態C1」「半浮上状態C2」「半没水状態C3」「完全没水状態C4」に分類する。 [Emerged and submerged states when stationary] Next, we will explain the emerged and submerged states of this submersible hydrofoil vessel 1 when stationary. Here, as shown in Figure 4, the emerged and submerged states of this submersible hydrofoil vessel 1 when stationary are classified into "fully emerged state C0," "main hull emerged state C1," "semi-emerged state C2," "semi-submerged state C3," and "fully submerged state C4."

「完全浮上状態C0」は、静止水面に対して、主船体10と水中翼20、言い換えれば、可潜水中翼船1の全体が、水面Ws0より上に浮上している状態である。通常は、可潜水中翼船1には重量が有るので、自力でこの状態になることは無く、保守点検等のために、クレーン等で吊り上げられたり、浮きドックに入ったり場合等で発生する状態である。 The "fully surfaced state C0" is a state in which the main hull 10 and hydrofoils 20, in other words, the entire submersible hydrofoil vessel 1, are surfaced above the water surface Ws0 relative to the still water surface. Normally, since the submersible hydrofoil vessel 1 has weight, it will not reach this state on its own, but rather it will be in this state when it is lifted by a crane or placed in a floating dock for maintenance or inspection, etc.

また、「主船体浮上状態C1」は、静止水面に対して、水面Ws1より上に浮上している主船体10の容積が、主船体10の容積の100%であり、支柱30の一部が水面Ws1より上に浮上している状態である。この状態も、通常は、可潜水中翼船1の重量が水中翼20と支柱30の浮力よりも大きいので、自力でこの状態になることは無く、保守点検等のために、クレーン等で吊り上げられた場合等の状態である。 Furthermore, the "main hull surfaced state C1" is a state in which the volume of the main hull 10 floating above the water surface Ws1 relative to the still water surface is 100% of the volume of the main hull 10, and part of the strut 30 is floating above the water surface Ws1. Normally, the weight of the submersible hydrofoil vessel 1 is greater than the buoyancy of the hydrofoils 20 and struts 30, so this state will not occur on its own, but rather occurs when the vessel is lifted by a crane or the like for maintenance and inspection, etc.

また、「半浮上状態C2」は、静止水面に対して、水面Ws2より上に浮上している主船体10の容積が、主船体10の容積の50%以上且つ100%以下になっている状態である。この状態は、可潜水中翼船1の重量よりも、可潜水中翼船1の没水している部分の浮力が大きく、主船体10の容積の半分以上が浮上している状態であり、旅客船等では、この状態が多い。 Furthermore, the "semi-floated state C2" is a state in which the volume of the main hull 10 floating above the water surface Ws2 relative to the still water surface is between 50% and 100% of the volume of the main hull 10. In this state, the buoyancy of the submerged portion of the submersible hydrofoil vessel 1 is greater than the weight of the submersible hydrofoil vessel 1, and more than half of the volume of the main hull 10 is floating. This state is common on passenger ships, etc.

また、「半没水状態C3」は、水面Ws3より上に浮上している主船体10の容積が、主船体10の容積の0%以上且つ50%未満になっている状態である。この状態は、可潜水中翼船1の重量よりも、可潜水中翼船1の没水している部分の浮力が大きいが、主船体10の容積の半分以上が没水している状態である。この「半没水状態C3」は、待機状態で主船体10を秘匿しておく必要があるような潜入用途、例えば、潜入員の送迎用、パイロットの救助用等の隠密行動を必要とする用途に適している。 Furthermore, the "semi-submerged state C3" is a state in which the volume of the main hull 10 floating above the water surface Ws3 is greater than 0% and less than 50% of the volume of the main hull 10. In this state, the buoyancy of the submerged portion of the submersible hydrofoil vessel 1 is greater than the weight of the submersible hydrofoil vessel 1, but more than half of the volume of the main hull 10 is submerged. This "semi-submerged state C3" is suitable for infiltration applications where the main hull 10 needs to be kept hidden in a standby state, such as for transporting infiltrators or rescuing pilots, requiring stealth operations.

そして、「完全没水状態C4」は、主船体10の水面Ws3より上に浮上している容積が、主船体10の容積の0%になっている状態である。この状態は、可潜水中翼船1の重量が、可潜水中翼船1の没水している部分の浮力よりも大きく、可潜水中翼船1の全体が完全に水没している状態である。この「完全没水状態C4」も、待機状態で主船体10を秘匿しておく必要があるような潜入用途、例えば、潜入員の送迎用、パイロットの救助用等の隠密行動を必要とする用途に適している。 The "fully submerged state C4" is a state in which the volume of the main hull 10 floating above the water surface Ws3 is 0% of the volume of the main hull 10. In this state, the weight of the submersible hydrofoil vessel 1 is greater than the buoyancy of the submerged portion of the submersible hydrofoil vessel 1, and the entire submersible hydrofoil vessel 1 is completely submerged. This "fully submerged state C4" is also suitable for infiltration applications where the main hull 10 needs to be kept hidden while on standby, such as for covert operations such as transporting infiltrators or rescuing pilots.

〔各状態における航行の分類〕次に、この可潜水中翼船1の各状態における航行の分類について説明する。各状態における航行として、ここでは、図5~図7に示すように、「主船体浮上航行N1」、「半浮上航行N2」、「半没水航行N3」、「セイル浮上航行N4」、「潜望鏡深度航行N5」、「完全没水航行N6」に分類する。なお、図6及び図7では、可潜水中翼船1の停船時の浮上状態が半浮上状態C2の状態である場合における水中翼20で発生する揚力Lu、Ldを示している。従って、可潜水中翼船1の停船時の浮上状態が半浮上状態C2の状態でない場合における水中翼20で発生する揚力の上下方向の向きは、停船時の浮上状態によって、図6及び図7とは異なる場合がある。 [Classification of Navigation in Each State] Next, we will explain the classification of navigation in each state of this submersible hydrofoil ship 1. Navigation in each state is classified as follows, as shown in Figures 5 to 7: "Main Hull Surfaced Navigation N1," "Semi-Surfaced Navigation N2," "Semi-Submerged Navigation N3," "Sail Surfaced Navigation N4," "Periscope Depth Navigation N5," and "Fully Submerged Navigation N6." Note that Figures 6 and 7 show the lift forces Lu and Ld generated by the hydrofoils 20 when the submersible hydrofoil ship 1 is in the semi-surfaced state C2 when stopped. Therefore, the vertical direction of the lift generated by the hydrofoils 20 when the submersible hydrofoil ship 1 is not in the semi-surfaced state C2 when stopped may differ from that shown in Figures 6 and 7, depending on the surface state when stopped.

図6(a)に示すような「主船体浮上航行N1」は、従来技術の水中翼船と同じ航行状態であり、可潜水中翼船1の重量に対して、水中翼20と支柱30の没水部分の浮力と水中翼20の上向きの揚力Luとの和が大きい状態である。この状態では、水の抵抗を受ける没水部分は、水中翼20と支柱30の没水部分であり、全没型水中翼20の場合には水面(自由表面)の影響が殆んど無い深度に水中翼20があるので、可潜水中翼船1の推進抵抗は、水中翼20と支柱30の没水部分の抵抗のみとなる。 "Main hull surfaced navigation N1" as shown in Figure 6(a) is the same navigation state as a conventional hydrofoil vessel, in which the sum of the buoyancy of the submerged portions of the hydrofoils 20 and struts 30 and the upward lift force Lu of the hydrofoils 20 is large relative to the weight of the submersible hydrofoil vessel 1. In this state, the submerged portions that experience water resistance are the submerged portions of the hydrofoils 20 and struts 30. In the case of a fully submersible hydrofoil 20, the hydrofoils 20 are located at a depth where they are hardly affected by the water surface (free surface), so the propulsion resistance of the submersible hydrofoil vessel 1 is solely the resistance of the submerged portions of the hydrofoils 20 and struts 30.

この「主船体浮上航行N1」で航行するメリットは、従来技術の水中翼船のメリットと同じである。先ず、主船体が完全に浮上している状態での航行であるため、ディーゼルエンジンなどの内燃機関、無線通信、電波機器、光学機器を使用できる。また、翼走するため、推進抵抗が少なく、高速航行が可能となるので、低燃費で航行範囲を広くできる。一方、荒天時に波が船底に当たる可能性があり、耐候性に難点がある。また、水上の露出部分が大きく、対レーダー・ステルス性が悪い。なお、航跡に関しては、排水量型船型より小さいので、視認性は小さくなる。 The benefits of sailing with this "main hull surfaced navigation N1" are the same as those of conventional hydrofoil vessels. First, because the main hull is fully surfaced while sailing, it is possible to use internal combustion engines such as diesel engines, radio communications, radio wave equipment, and optical equipment. Also, because it propels on foils, there is less propulsive resistance, allowing for high-speed sailing, resulting in low fuel consumption and a wider sailing range. On the other hand, there is a possibility that waves will hit the bottom of the vessel in rough weather, which makes it less weather-resistant. Also, since a large portion of the vessel is exposed above water, its anti-radar and stealth capabilities are poor. As for its wake, it is smaller than a displacement-type vessel, so visibility is reduced.

図6(b)に示すような「半浮上航行N2」は、従来技術の水中翼船では浮上過程及び着水過程等で行われる航行状態であり、可潜水中翼船1の重量に対して、水中翼20と支柱30の浮力と水中翼20の上向きの揚力Luとの和が小さく、主船体10の浮力も利用して、主船体10の容積の半分以上を浮上させて航行している状態である。 "Semi-surfaced navigation N2" as shown in Figure 6(b) is a navigation state that occurs in conventional hydrofoil vessels during the surfacing and water landing processes. The sum of the buoyancy of the hydrofoils 20 and struts 30 and the upward lift force Lu of the hydrofoils 20 is small relative to the weight of the submersible hydrofoil vessel 1, and the buoyancy of the main hull 10 is also utilized, allowing the vessel to navigate with more than half of the volume of the main hull 10 afloat.

この「半浮上航行N2」では、水の抵抗を受ける部分は、水中翼20と支柱30の没水部分に加えて、主船体10の没水部分であり、可潜水中翼船1の推進抵抗は、水中翼20と支柱30の没水部分の抵抗に加えて、主船体10の没水部分の抵抗がある。しかしながら、主船体10に上向きの揚力Luを作用させている場合は、従来の排水量型船舶や滑走型船舶に比べて、没水容積が小さくなるので、浸水面積に起因する摩擦抵抗や没水部分の形状に起因する造波抵抗、圧力抵抗は低減する。 In this "semi-surfaced navigation N2," the parts that experience water resistance are the submerged portions of the hydrofoils 20 and struts 30, as well as the submerged portions of the main hull 10. Therefore, the propulsion resistance of the submersible hydrofoil vessel 1 is the resistance of the submerged portions of the hydrofoils 20 and struts 30, as well as the resistance of the submerged portions of the main hull 10. However, when an upward lift force Lu is applied to the main hull 10, the submerged volume is smaller than that of conventional displacement vessels or planing vessels, so frictional resistance due to the submerged surface area and wave-making resistance and pressure resistance due to the shape of the submerged portions are reduced.

この「半浮上航行N2」で航行するメリットは、次のようなメリットである。つまり、水上航行であるため、ディーゼルエンジンなどの内燃機関、無線通信、電波機器、光学機器を使用できる。また、水中翼20により、主船体10を半浮上させて、排水量型船での航行に比較して、浸水容積と浸水面積を小さくできるので、造波抵抗及び摩擦抵抗を小さくすることができる。そのため、水中翼20による揚力Luの付与が無い状態よりも、高速航行が可能となり、燃費も良くなる。そして、主船体浮上航行N1よりも、水上部分の高さが低くなり、また、水上の露出部分が小さくなるので、対レーダー・ステルス性が多少向上する。また、没水部分があるので、荒天時に波が主船体10の船底に当たることを防止でき、耐候性が多少向上する。ただし、主船体10の没水部分があるため、航跡は大きくなる。 The advantages of sailing in this "semi-surfaced navigation N2" mode are as follows: Because it is surface navigation, it is possible to use internal combustion engines such as diesel engines, radio communications, radio wave equipment, and optical equipment. Furthermore, the hydrofoils 20 allow the main hull 10 to be semi-surfaced, reducing the flooded volume and flooded surface area compared to navigation on a displacement vessel, thereby reducing wave-making resistance and frictional resistance. This allows for faster navigation and improved fuel efficiency than when the hydrofoils 20 do not provide lift Lu. Furthermore, since the height of the above-water portion is lower than in surfaced navigation N1, and the exposed area above water is smaller, radar and stealth capabilities are somewhat improved. Furthermore, the presence of submerged portions prevents waves from hitting the bottom of the main hull 10 in rough weather, somewhat improving weather resistance. However, the submerged portions of the main hull 10 leave a larger wake.

図7(a)に示すような「半没水航行N3」の状態は、従来技術の水中翼船では殆んど見られない航行状態である。この状態は、可潜水中翼船1の重量に対して、水中翼20と支柱30の浮力と水中翼20の上向きの揚力Luとの和が小さく、主船体10の浮力も利用して、主船体10を浮かして航行するか、あるいは、可潜水中翼船1の重量に水中翼20の下向きの揚力(沈下力)Ldを加えて、主船体10の容積の半分以上を没水させて航行する。この状態では、主船体10が半分以上没水しているので、推進抵抗は大きくなるが、浮上部分が小さくなるので、対レーダー・ステルス性が向上し、秘匿性が増す。ただし、水面を貫通する部分が大きくなるので航跡は大きくなる。 The "semi-submerged navigation N3" state shown in Figure 7(a) is a navigation state rarely seen in conventional hydrofoil vessels. In this state, the sum of the buoyancy of the hydrofoils 20 and struts 30 and the upward lift force Lu of the hydrofoils 20 is small relative to the weight of the submersible hydrofoil vessel 1. The buoyancy of the main hull 10 is also utilized to float the main hull 10, or the weight of the submersible hydrofoil vessel 1 is added to the downward lift (sinking force) Ld of the hydrofoils 20, allowing the vessel to navigate with more than half of the main hull 10's volume submerged. In this state, because more than half of the main hull 10 is submerged, propulsion resistance increases, but the floating portion is smaller, improving radar-resistant stealth and increasing secrecy. However, the portion that penetrates the water surface is larger, leaving a larger wake.

図7(b)に示すような「セイル浮上航行N4」の状態は、潜水艦で言うところの「シュケーリング」状態であり、セイル14の一部又は全部が浮上している。この状態は、シュノケールで吸排気しながら内燃機関12aの駆動で航行できる状態である。この状態は、可潜水中翼船1の重量に対して、水可潜水中翼船1の浮力と水中翼20の下向きの揚力Ld(場合によっては上向きの揚力Lu)を利用して、セイル14の一部又は全部を浮上して航行する。この状態では、セイル14のみが浮上し、その他の部分が没水しているので、推進抵抗は大きくなるが、浮上部分が小さくなるので、対レーダー・ステルス性が向上すると共に、航跡が小さくなるので視認性が低下する。 The "Sail Surfaced Navigation N4" state shown in Figure 7(b) is what is known as the "scaling" state in submarines, in which part or all of the sail 14 is surfaced. In this state, the submarine can travel by taking in and out air with the snorkel and being driven by the internal combustion engine 12a. In this state, the buoyancy of the submersible hydrofoil vessel 1 and the downward lift Ld (and in some cases the upward lift Lu) of the hydrofoils 20 are used to navigate with part or all of the sail 14 surfaced, relative to the weight of the submersible hydrofoil vessel 1. In this state, only the sail 14 is surfaced and the rest of the vessel is submerged, which increases propulsion resistance, but the surfaced portion is smaller, improving anti-radar stealth capabilities and reducing visibility due to the smaller wake.

図7(c)に示すような「潜望鏡深度航行N5」の状態は、潜水艦で言うところの潜望鏡深度で航行する状態であり、シュノケールでの給排気は行わずに、蓄電装置の電力などで航行する状態である。この状態は、セイル14は没水しているが、潜望鏡や通信アンテナなどの一部を必要に応じて浮上させて航行する。この状態では、周囲の状況を潜望鏡やレーダーで探知したり、又は、外部との通信で各種情報を得たりすることができる。そして、浮上部分が著しく小さくなるので、対レーダー・ステルス性が向上すると共に、航跡が小さくなるので視認性が著しく低下する。 The "periscope depth navigation N5" state shown in Figure 7(c) is what a submarine would call periscope depth, where the submarine is traveling using power from a power storage device without using a snorkel to take in or exhaust air. In this state, the sail 14 is submerged, but parts such as the periscope and communication antenna are raised as needed. In this state, the surrounding environment can be detected using the periscope or radar, or various information can be obtained through external communications. Furthermore, because the raised portion is significantly smaller, anti-radar stealth capabilities are improved, and visibility is significantly reduced because the wake is smaller.

図7(d)に示すような「完全没水航行N6」は、潜水艦で言うところの潜航であり、蓄電装置12cの動力等で航行する状態である。この状態は、可潜水中翼船1の重量に対して、可潜水中翼船1の浮力と水中翼20の下向きの揚力Ld(場合によっては上向きの揚力Lu)を利用して、可潜水中翼船1を全没させて航行する。この状態では、全没しているので、造波抵抗は小さくなるが、摩擦抵抗と圧力抵抗が増加して推進抵抗は大きくなる。一方、浮上部分が無くなるので、対レーダー・ステルス性を確保できると共に、航跡を殆ど無くすこともできるので視認性を著しく低下させることができる。なお、この可潜水中翼船1では、潜水艦のように深い深度で長時間の活動をすることは考えておらず、数メートル~数十メートルの浅い深度での短時間での航行を考えている。 "Fully submerged navigation N6" as shown in Figure 7(d) is what a submarine would call submerged navigation, and is a state in which the submersible hydrofoil vessel 1 travels using power from the power storage device 12c, etc. In this state, the submersible hydrofoil vessel 1 travels fully submerged, utilizing the buoyancy of the submersible hydrofoil vessel 1 and the downward lift Ld (and in some cases the upward lift Lu) of the hydrofoils 20 relative to its own weight. Being fully submerged in this state reduces wave-making resistance, but increases frictional resistance and pressure resistance, resulting in greater propulsion resistance. On the other hand, since there are no floating parts, radar-resistant stealth capabilities are ensured, and visibility is significantly reduced by almost completely eliminating the vessel's wake. Note that this submersible hydrofoil vessel 1 is not intended for long-term operation at deep depths like a submarine, but rather for short-term navigation at shallow depths of a few meters to a few tens of meters.

〔水中翼の昇降、格納、分離〕そして、さらに、可潜水中翼船1において、図8に示すように、主船体10と水中翼20との間の離間距離Sf、Saを変更する翼昇降機構41を備えて構成したり、水中翼20を主船体10の内部に又は主船体10に接して格納すると共に、図9に示すように、格納した水中翼20を展開する格納及び展開機構42を備えて構成したり、図10に示すように、水中翼20を主船体10から分離する翼分離機構43を備えて構成したりすると、次のようなメリットがある。 [Hydrofoil lifting, storage, and separation] Furthermore, the submersible hydrofoil vessel 1 can be configured with a wing lifting mechanism 41 that changes the separation distances Sf and Sa between the main hull 10 and the hydrofoils 20, as shown in Figure 8; or with a storage and deployment mechanism 42 that deploys the stored hydrofoils 20, as shown in Figure 9, while storing the hydrofoils inside or in contact with the main hull 10; or with a wing separation mechanism 43 that separates the hydrofoils 20 from the main hull 10, as shown in Figure 10, which has the following advantages.

先ず、翼昇降機構41を備えていると、浮上航行と没水航行とにおいて、それぞれの浮上又は没水状態に応じて、主船体10と水中翼20との離間距離Sf、Saを変更することで、航行水域の水深Sdに対応して、水中翼20を昇降することで、浅い水域でも安全に航行できるようになる。また、主船体浮上航行N1において、主船体10と水面WLとの間の距離Suを変更できるので、波浪などの水面上の状況に対して、よりきめ細かく対応できるようになる。 First, the wing lifting mechanism 41 allows the hydrofoils 20 to be raised and lowered according to the water depth Sd of the navigation area by changing the separation distance Sf, Sa between the main hull 10 and the hydrofoils 20 depending on whether the vessel is surfaced or submerged, enabling safe navigation even in shallow waters. Furthermore, during main hull surfaced navigation N1, the distance Su between the main hull 10 and the water surface WL can be changed, allowing for more precise response to conditions on the water surface, such as waves.

また、図9に示すように、格納及び展開機構42を備えていると、没水航行の際に水中翼20を格納することで、没水航行時の推進抵抗を減少することができ、推進効率を向上できる。また、再度、浮上航行する際には、水中翼20を展開して、浮上航行できる。 Furthermore, as shown in Figure 9, if the vessel is equipped with a storage and deployment mechanism 42, the hydrofoils 20 can be stored during submerged navigation, reducing propulsion resistance during submerged navigation and improving propulsion efficiency. Furthermore, when it is time to surface again, the hydrofoils 20 can be deployed to allow for surface navigation.

また、図10に示すように、翼分離機構43を備えていると、浮上航行又は没水航行の際に水中翼20を分離することで、可潜水中翼船1の質量を減少でき、航行時の推進抵抗も減少することができるので、推進効率を向上できる。なお、この場合は、分離後は、再度、水中翼20を使用しての航行はできない。 Furthermore, as shown in Figure 10, if the submersible hydrofoil vessel 1 is equipped with a wing separation mechanism 43, the hydrofoils 20 can be separated during surfaced or submerged navigation, reducing the mass of the submersible hydrofoil vessel 1 and reducing propulsion resistance during navigation, thereby improving propulsion efficiency. However, in this case, after separation, the hydrofoils 20 cannot be used again for navigation.

そして、これらの水中翼20に関して、離間距離Sf、Saの変更、格納、分離等により、可潜水中翼船1の推進抵抗を小さくすることができる。その上、浅い水域でも航行できるようになる。この浅い水域で航行ができることは、港湾での航行や、離着岸、揚陸作戦では重要になる。また、可潜水中翼船1の保管管理における容積を著しく小さくすることができる。そのため、離間距離Sf、Saの変更が、伸長(翼走状態)と縮小(船底)の2個所のみでの移動であっても、その効果が大きいと考える。 The propulsion resistance of the submersible hydrofoil vessel 1 can be reduced by changing the separation distances Sf and Sa of these hydrofoils 20, or by retracting or separating them. Furthermore, it becomes possible to navigate in shallow waters. Being able to navigate in shallow waters is important for navigation in harbors, docking and landing, and landing operations. It also significantly reduces the volume required for storage and management of the submersible hydrofoil vessel 1. Therefore, even if the separation distances Sf and Sa are changed by moving only two positions, extended (foil-propelled state) and retracted (vessel bottom), it is believed that the effect will be significant.

〔第2の実施の形態の可潜水中翼船〕そして、本発明に係る第2の実施の形態の可潜水中翼船1Aについて説明する。この可潜水中翼船1Aは、図11に示すように、全没型水中翼20ではなく、代わりに、主翼の水中翼として、主船体浮上航行N1時に水中翼の一部が水面より上に出る半没型水中翼20Aを備えて構成される。その他の構成は、第1の実施の形態の可潜水中翼船1とほぼ同じである。なお、通常、半没翼型水中翼船は、この可潜水中翼船1Aのように、前側の半没型水中翼20Aと後側の全没型水中翼20を備えて構成されているが、両方とも半没型水中翼20Aで構成されていてもよく、前後逆で成されていてもよい。 [Submersible Hydrofoil Ship of the Second Embodiment] Next, we will explain the submersible hydrofoil ship 1A of the second embodiment of the present invention. As shown in Figure 11, this submersible hydrofoil ship 1A is configured not with fully submersible hydrofoils 20, but instead with semi-submersible hydrofoils 20A as its main hydrofoils, with part of the hydrofoil protruding above the water surface during main hull surface navigation N1. The rest of the configuration is almost the same as the submersible hydrofoil ship 1 of the first embodiment. Typically, semi-submersible hydrofoil ships, like this submersible hydrofoil ship 1A, are configured with a front semi-submersible hydrofoil 20A and a rear fully submersible hydrofoil 20, but both may be semi-submersible hydrofoils 20A, or the front and rear may be reversed.

この半没翼型水中翼船の可潜水中翼船1Aでは、従来技術の半没翼型水中翼船と同様に、半没型水中翼20Aに横揺れに対する復原性があるので、その分、制御が容易となる。また、全没翼型水中翼船に比べて、多少浅い水域での航行が可能となる。 In this semi-submersible hydrofoil vessel 1A, the semi-submersible hydrofoil 20A has stability against rolling, just like semi-submersible hydrofoil vessels of the prior art, making it easier to control. Furthermore, compared to fully submerged hydrofoil vessels, it can navigate in slightly shallower waters.

〔可潜水中翼船の浮上及び沈下方法〕次に、本発明に係る実施の形態の可潜水中翼船の浮上及び沈下方法について説明する、この方法は、主船体10と、主船体10と離間して配置された水中翼20とを有して構成される可潜水中翼船1、1Aにおいて、主船体10を停船時より浮上させて航行を行う際には、水中翼20で上向きの揚力Luを発生し、主船体10を停船時より没水させて航行を行う際には、水中翼20で下向きの揚力Ldを発生する方法である。 [Method for surfacing and sinking a submersible hydrofoil vessel] Next, we will explain the method for surfacing and sinking a submersible hydrofoil vessel according to an embodiment of the present invention. This method is used in a submersible hydrofoil vessel 1, 1A, which is composed of a main hull 10 and hydrofoils 20 arranged at a distance from the main hull 10. When the main hull 10 is raised from a stationary state to begin sailing, an upward lift force Lu is generated by the hydrofoils 20. When the main hull 10 is submerged from a stationary state to begin sailing, a downward lift force Ld is generated by the hydrofoils 20.

また、上記の方法において、航行を行う際に、水中翼20で上向きの揚力Luを発生して主船体10を浮上させることで、又は、水中翼20で下向きの揚力Ldを発生して主船体10を沈下させることで、主船体10を主船体浮上状態C1、半浮上状態C2、半没水状態C3、完全没水状態C4のいずれかの状態にして航行する方法である。 Furthermore, in the above method, when sailing, the hydrofoils 20 generate an upward lift force Lu to raise the main hull 10, or the hydrofoils 20 generate a downward lift force Ld to lower the main hull 10, thereby causing the main hull 10 to sail in one of the following states: main hull floated state C1, semi-floated state C2, semi-submerged state C3, or fully submerged state C4.

なお、可潜水中翼船1、1Aが停船時に半浮上状態C2になる場合には、可潜水中翼船1、1Aは、航行時において、特に水中翼20で揚力を発生しなくても半浮上状態C2になるので、半浮上航行N2を行うことができる。そして、可潜水中翼船1、1Aは、水中翼20で上向きの揚力Luを発生することで、主船体浮上航行N1を行うことができる。また、可潜水中翼船1、1Aは、水中翼20で下向きの揚力Ldを発生することで、半没水航行N3、セイル浮上航行N4、潜望鏡深度航行N5、完全没水航行N6を行うことができる。 When the submersible hydrofoil vessels 1, 1A are in the semi-afloating state C2 while stopped, they can perform semi-afloating navigation N2 because they are in the semi-afloating state C2 during navigation without generating lift with the hydrofoils 20. The submersible hydrofoil vessels 1, 1A can perform main hull surface navigation N1 by generating upward lift Lu with the hydrofoils 20. The submersible hydrofoil vessels 1, 1A can also perform semi-submerged navigation N3, sail surface navigation N4, periscope depth navigation N5, and fully submerged navigation N6 by generating downward lift Ld with the hydrofoils 20.

また、可潜水中翼船1、1Aが停船時に半没水状態C3になる場合には、可潜水中翼船1、1Aは、航行時において、特に水中翼20で揚力を発生しなくても半没水状態C3になるので、半没水航行N3を行うことができる。そして、可潜水中翼船1、1Aは、水中翼20で上向きの揚力Luを発生することで、主船体浮上航行N1、半浮上航行N2を行うことができる。また、可潜水中翼船1、1Aは、水中翼20で下向きの揚力Ldを発生することで、セイル浮上航行N4、潜望鏡深度航行N5、完全没水航行N6等を行うことができる。 Furthermore, when the submersible hydrofoil vessels 1, 1A are in the semi-submerged state C3 when stopped, they can perform semi-submerged navigation N3 because they are in the semi-submerged state C3 during navigation without generating lift with the hydrofoils 20. The submersible hydrofoil vessels 1, 1A can perform main hull surface navigation N1 and semi-submerged navigation N2 by generating upward lift Lu with the hydrofoils 20. Furthermore, the submersible hydrofoil vessels 1, 1A can perform sail surface navigation N4, periscope depth navigation N5, fully submerged navigation N6, etc. by generating downward lift Ld with the hydrofoils 20.

そして、可潜水中翼船1、1Aが停船時に完全没水状態C4になる場合には、可潜水中翼船1、1Aは、特に水中翼20で揚力を発生しなくても完全没水状態C4になるので、完全没水航行N6を行うことができる。そして、可潜水中翼船1、1Aは、水中翼20で上向きの揚力Luを発生することで、潜望鏡深度航行N5、セイル浮上航行N4、半没水航行N3、半浮上航行N2、主船体浮上航行N1等を行うことができる。 When the submersible hydrofoil vessels 1, 1A are in a fully submerged state C4 while stopped, they can perform fully submerged navigation N6 without generating lift with the hydrofoils 20. By generating upward lift Lu with the hydrofoils 20, the submersible hydrofoil vessels 1, 1A can perform periscope depth navigation N5, sail-surfaced navigation N4, semi-submerged navigation N3, semi-surfaced navigation N2, main hull-surfaced navigation N1, etc.

この可潜水中翼船の浮上及び沈下方法によれば、水中翼20の上向きの揚力Luに加えて下向きの揚力Ldを発生するように構成することで、可潜水中翼船1、1Aは、航行時において主船体10を浮上及び沈下をさせて、主船体10を完全没水状態C4又は半没水状態C3にして航走することができる。そのため、水中翼20の迎角又はフラップ20aの可動範囲を広くするだけで、可潜水中翼船1、1Aが浮上航行N1、N2、及び、没水航行N3~N6を行うことができるようになる。 This method for surfacing and lowering a submersible hydrofoil vessel allows the hydrofoils 20 to generate a downward lift Ld in addition to an upward lift Lu, allowing the submersible hydrofoil vessels 1, 1A to surfacing and lowering the main hull 10 during navigation, with the main hull 10 in a fully submerged state C4 or a semi-submerged state C3. Therefore, simply by widening the angle of attack of the hydrofoils 20 or the range of motion of the flaps 20a, the submersible hydrofoil vessels 1, 1A can perform surfaced navigation N1, N2 and submerged navigation N3 to N6.

そして、この方法によれば、可潜水中翼船1、1Aは、潜水艦のように、主船体10側において浮上又は沈下のために、バラスト水を出し入れする必要が無いので、バラストタンクを設ける必要が無い。また、可潜水中翼船1、1Aは、潜水艦のように深い深度まで潜航することが無いので、耐圧殻を設ける必要が無い。そのため、可潜水中翼船1、1Aの構造を単純化できる。 With this method, the submersible hydrofoil vessels 1, 1A do not need to take in or out ballast water from the main hull 10 to surface or sink, as is the case with submarines, and therefore do not need to be equipped with ballast tanks. Furthermore, since the submersible hydrofoil vessels 1, 1A do not dive to great depths like submarines, they do not need to be equipped with pressure hulls. This simplifies the structure of the submersible hydrofoil vessels 1, 1A.

また、可潜水中翼船1、1Aは、水中翼20の下向きの揚力Ldで主船体10を沈下させるので、停船時に主船体10が浮上状態を保持できる浮力を備えている場合では、水中翼20の故障時においても、可潜水中翼船1、1Aは沈降することなく、安全に浮上状態を維持できる。 In addition, the submersible hydrofoil vessels 1, 1A use the downward lift Ld of the hydrofoils 20 to sink the main hull 10. Therefore, if the main hull 10 has enough buoyancy to remain afloat when stopped, the submersible hydrofoil vessels 1, 1A can safely remain afloat without sinking even in the event of a malfunction of the hydrofoils 20.

また、更に、可潜水中翼船1、1Aの浮上航行の際には、主船体10、水中翼20、支柱30等に設けたバラストタンク15からバラスト水を排水し、可潜水中翼船1、1Aの没水航行の際には、バラストタンク15にバラスト水を注水すると、より小さな水中翼20の揚力Lで、可潜水中翼船1、1Aを浮上及び沈下させることができる。従って、水中翼20を小型化できる。 Furthermore, when the submersible hydrofoil vessels 1, 1A are surfaced, ballast water is discharged from the ballast tanks 15 attached to the main hull 10, hydrofoils 20, struts 30, etc., and when the submersible hydrofoil vessels 1, 1A are submerged, ballast water is poured into the ballast tanks 15, allowing the submersible hydrofoil vessels 1, 1A to surface and sink with a smaller lift force L of the hydrofoils 20. This allows the hydrofoils 20 to be made smaller.

〔可潜水中翼船のメリット〕次に、上記の可潜水中翼船1、1Aの用途について説明する。可潜水中翼船1、1Aが浮上航行することのメリットは、次のようなメリットである。つまり、浸水容積と浸水面積の減少による推進抵抗の減少がある。また、内燃機関を使用できる。その結果、高速航行と燃費の良さとに起因する長い航行距離(広い航行範囲)とを得ることができる。また、レーダーや通信などの電波を使用できることで、航行時における周囲状況の把握が比較的容易である。また、浮上航行では航行速度が速いことと、没水部分が小さくなること等により、対潜魚雷、対潜ロケット、対潜ミサイル、対水中爆雷などの対潜兵器からの攻撃を回避できる可能性が増す。 [Advantages of Submersible Hydrofoil Ships] Next, we will explain the uses of the above-mentioned submersible hydrofoil ships 1, 1A. The advantages of submersible hydrofoil ships 1, 1A sailing on the surface are as follows: There is reduced propulsion resistance due to a reduced flooded volume and flooded area. In addition, an internal combustion engine can be used. As a result, a long sailing distance (wide sailing range) can be achieved due to high-speed sailing and good fuel economy. Furthermore, the ability to use radio waves such as radar and communications makes it relatively easy to grasp the surrounding situation while sailing. Furthermore, the high sailing speed and smaller submerged area of sailing on the surface increase the possibility of avoiding attacks from anti-submarine weapons such as anti-submarine torpedoes, anti-submarine rockets, anti-submarine missiles, and anti-underwater depth charges.

特に、可潜水中翼船1、1Aの水中翼20及び支柱30を、磁気を帯びないアルミニウム合金、チタン合金、カーボンファイバー強化プラスチック、プラスチック材料等や、鋼に比べて磁気特性が低いステンレス鋼等の材料で形成することで、水中攻撃兵器で使用される磁気信管への対応ができる可能性がある。 In particular, by forming the hydrofoils 20 and struts 30 of the submersible hydrofoil vessels 1 and 1A from materials such as non-magnetic aluminum alloys, titanium alloys, carbon fiber reinforced plastics, plastic materials, etc., or stainless steel, which has lower magnetic properties than steel, it may be possible to make them compatible with magnetic fuses used in underwater attack weapons.

一方、可潜水中翼船1、1Aが没水航行することのメリットは、浮上容積の減少又は消滅による造波抵抗の減少と、航跡の減少がある。そのため、対レーダー・ステルス性及び視認性が著しく減少する。また、荒天時における水面の波浪の影響を低減又は回避できる。従って、対艦ミサイル、対水上ミサイル、対水上ロケット、対空ミサイル、艦載砲、対空砲、近接防衛システム(CIWS)、機関砲、機関銃などの対水上兵器からの攻撃を回避できる可能性が増す。特に、近年開発されてきている高エネルギーレーザーシステム等の攻撃も回避できる可能性が増す。 On the other hand, the benefits of submersible hydrofoil vessels 1 and 1A sailing submerged include reduced wave resistance due to a reduction or elimination of surface volume, and a reduced wake. This significantly reduces anti-radar stealth and visibility. It also reduces or avoids the effects of waves on the water surface in rough weather. This increases the likelihood of avoiding attacks from anti-surface weapons such as anti-ship missiles, anti-surface missiles, anti-surface rockets, anti-aircraft missiles, naval guns, anti-aircraft guns, close-in missile defense systems (CIWS), autocannons, and machine guns. In particular, it also increases the likelihood of avoiding attacks from high-energy laser systems, which have been developed in recent years.

〔可潜水中翼船の用途〕そして、これらのメリットを有する可潜水中翼船1、1Aの用途について説明する。この可潜水中翼船1、1Aの用途としては、ここでは、従来技術の水中翼船程度の大きさまでの可潜水中翼船1、1Aを考えているので、この規模では、軍事用で、無人水上兼水中ドローン、攻撃用小型艇、パイロット救助用の小型救助艇、潜入用小型艇、揚陸用舟艇等が考えられる。なお、民間用では、没水航行することのメリットが、荒天時における避航程度であるので、水中観光船以外は、用途が無いかもしれない。 [Uses of Submersible Hydrofoil Vessels] We will now explain the uses of submersible hydrofoil vessels 1, 1A that have these advantages. Here, we are considering uses for submersible hydrofoil vessels 1, 1A up to the size of conventional hydrofoil vessels. At this scale, possible uses include military unmanned surface and underwater drones, small attack craft, small rescue boats for rescuing pilots, small infiltration craft, and landing craft. For civilian use, the only benefit of submerged navigation is for avoiding collisions in rough weather, so there may be no uses other than as underwater tourist boats.

これらの軍用の舟艇では、敵の探索範囲又は攻撃範囲の外側(アウトレンジ)で、母艦又は基地から発進され、浮上航走する。この浮上走行により、高速で航走して、距離を稼ぐ。そして、対レーダー・ステルス性や秘匿性が必要な敵の探索範囲では、没水航行する。これにより、レーダーや視認に対する秘匿性を高めながら、また、水上攻撃兵器に対する防御性を高めながら、目標の艦艇、水上基地、救助水域、潜入地点、揚陸地点等に到達する。なお、軍事用では、主船体10の形状、特に上側の形状は、巡航ミサイルのように対レーダー・ステルス性を有する形状とし、また、視認性の低い形状や塗装とすることが好ましい。 These military boats are launched from a mother ship or base outside the enemy's search or attack range (out-range) and travel on the surface. This allows them to travel at high speeds and gain distance. Then, within the enemy's search range, where anti-radar stealth and secrecy are required, they travel submerged. This allows them to reach target ships, surface bases, rescue areas, infiltration sites, landing sites, etc., while increasing their secrecy against radar and visual detection, and their defense against surface attack weapons. In military applications, the shape of the main hull 10, particularly the shape of the upper part, is preferably designed to provide anti-radar stealth like a cruise missile, and is also preferably designed and painted to provide low visibility.

〔無人水上兼水中ドローン〕次に、可潜水中翼船1、1Aが無人水上兼水中ドローンであり、自爆用の場合は、必要に応じて、浮上航行又は没水航行を行って攻撃範囲に入り、没水航行して、攻撃目標に衝突して、又は、攻撃目標の近傍で自爆する。これにより、水上艦艇や水上基地や水上施設(橋桁、桟橋、ドック等)の攻撃対象の水面上の部分又は水面下の部分を破壊する。 [Unmanned Surface/Underwater Drone] Next, if the submersible hydrofoil vessels 1 and 1A are unmanned surface/underwater drones and are used for suicide missions, they will surface or submerge as necessary to enter the attack range, then submerge and collide with the target or self-destruct in the vicinity of the target. This will destroy the above- or below-water parts of the target of attack, such as surface vessels, surface bases, or surface facilities (bridge girders, piers, docks, etc.).

この可潜水中翼船1、1Aを無人水上兼水中ドローンとして使用する場合は、魚雷に比べて、長距離航行できることと、推進力に内燃機関を使用できるので、安価であること、爆薬の搭載量を大きくできること、また、浮上航行時に、周囲及び目標の状況をレーダー又は視認(光学的)による探知又は通信により情報獲得ができること、状況に応じて、水中攻撃だけでなく、浮上攻撃も可能であること、などがある。また、水上又は水中で待機できるので、各種の機能(例えば、水上爆発、水中爆発、音響欺瞞、チャフの散布、妨害電波による電波欺瞞、囮の散布、多様な攻撃用センサ、多様な信管)等を組み合わせながら攻撃ができる。 When used as an unmanned surface/underwater drone, the submersible hydrofoil vessels 1 and 1A have the following advantages compared to torpedoes: they can travel longer distances, are cheaper because they can use an internal combustion engine for propulsion, and can carry a larger explosive load. Furthermore, while surfaced, they can obtain information about the surroundings and target conditions through radar or visual (optical) detection or communication, and can perform surface attacks as well as underwater attacks depending on the situation. Furthermore, because they can wait on the surface or underwater, attacks can be carried out by combining a variety of functions (e.g., surface explosions, underwater explosions, acoustic deception, chaff scattering, radio wave deception using jamming signals, decoy scattering, various attack sensors, various fuses), etc.

なお、可潜水中翼船1、1Aが攻撃範囲内で待機する場合は、一部部分が浮上している状態での浮遊、安全没水状態での水中浮遊等のその場の状況に合わせた状態で待機するが、港湾等に近い浅い水域では、錨を使用しての係留、又は、沈底するなどして待機する。また、長時間待機する場合は、太陽光パネルによる太陽光エネルギー、波による動揺エネルギー等の再生可能エネルギーを使用できるようにしておくことも考えられる。 When submersible hydrofoil vessels 1 and 1A are waiting within the attack range, they will wait in a state suited to the local conditions, such as floating with some parts surfaced or floating safely submerged underwater. However, in shallow waters near ports and harbors, they will wait by mooring with an anchor or sinking to the bottom. Furthermore, when waiting for long periods of time, it may be possible to consider using renewable energy sources such as solar energy from solar panels or energy from wave motion.

そして、運用上では、浮上航行中に敵側のレーダー波を探知し達場合や、攻撃対象の防御システムの有効範囲、例えば、ファランクス(近接防御システム:CIWS)の有効射程(1.5km程度)や最大射程距離(5.5km程度)の範囲に到達する直前に、没水航行に移行する。なお、必ずしも没水航行における攻撃のみが有効とは限らないので、浮上航行における攻撃の場合は水中翼20を分離せずに攻撃を行ってもよい。 In operation, the submerged navigation will occur if enemy radar waves are detected while the submerged vessel is surfaced, or immediately before the submerged vessel reaches the effective range (approximately 1.5 km) or maximum range (approximately 5.5 km) of the target's defense system, such as the effective range (approximately 1.5 km) or maximum range (approximately 5.5 km) of the Phalanx (Close In Water Defense System: CIWS). Attacks while submerged are not necessarily effective, so attacks while surfaced may be carried out without separating the hydrofoils 20.

また、可潜水中翼船1、1Aの浮上航行では距離を稼ぐために分離可能な補助燃料タンクを備えてもよい。そして、攻撃段階では、シュノケール航行、若しくは、完全没水航行を行う。そして、水中翼20が無くても没水状態を維持できる場合には、水中翼20や支柱30等を分離して推進抵抗を少なくする。また、この攻撃段階で完全没水航行をする場合は、給排気が不要な推進手段を備える。 In addition, submersible hydrofoil vessels 1, 1A may be equipped with detachable auxiliary fuel tanks to gain distance during surface navigation. Then, during the attack phase, they may navigate using snorkeling or fully submerged navigation. If the submerged state can be maintained without the hydrofoils 20, the hydrofoils 20, struts 30, etc. may be separated to reduce propulsion resistance. Furthermore, if fully submerged navigation is performed during this attack phase, a propulsion means that does not require intake or exhaust is provided.

なお、主船体10の一部を魚雷のような自爆用航走体に構成して、主船体10から発進させるような形態も考えられる。この場合の自爆用航走体の推進装置は、ごく短距離の水中航行であるので、魚雷と同じ推進装置だけでなく、ロケット推進装置等の短時間短距離用の推進装置も使用できる。例えば、6kmを40ノットでは4分52秒程度、2kmを40ノットでは1分40秒程度で航走するので、数分~十分間程度の推進力の発生で済む。 It is also possible to configure a portion of the main hull 10 as a suicide vehicle, similar to a torpedo, which can be launched from the main hull 10. In this case, the suicide vehicle's propulsion system can be the same as a torpedo, as it travels only short distances underwater, and a short-distance propulsion system such as a rocket propulsion system can also be used. For example, a 6 km distance at 40 knots takes about 4 minutes 52 seconds, and a 2 km distance at 40 knots takes about 1 minute 40 seconds, so it only needs to generate propulsive force for a few minutes to 10 minutes.

この場合に、残った主船体10は、囮として、浮上航行したり、分離した魚雷の探知を回避するために、音響妨害用として航行したり、別の自爆装置を備えて自爆用ドローンとしても目標に突入したりする。これらの構成により、水上攻撃と水面下攻撃を組み合わせた、より複雑な攻撃を行うことができるようになる。 In this case, the remaining main hull 10 can operate as a decoy, travel on the surface to act as an acoustic jammer to avoid detection of the detached torpedoes, or be equipped with a separate suicide device and used as a suicide drone to crash into the target. These configurations allow for more complex attacks that combine surface and underwater attacks.

また、無人水上兼水中ドローンを偵察用、情報収集用して使用する場合は、目的水域で、必要に応じて、没水状態又は浮上状態に移行して、これらの任務を果たす。そして、任務終了後は、その場で自沈したり、没水航行と浮上航行で航行して母艦又は基地に帰還したりする。 In addition, when unmanned surface and underwater drones are used for reconnaissance or intelligence gathering, they will perform these tasks by submerging or surfacing as necessary in the target waters. After completing their mission, they will either scuttle on the spot or navigate submerged and surfaced to return to their mother ship or base.

〔小型艇〕また、可潜水中翼船1、1Aをパイロット救助用の小型救助艇として使用する場合は、有人仕様で、救助要員が乗船し、救助対象者(パイロット等)の探索、保護、看病、及び、敵情観察、警戒、防護等を行うのが好ましい。この場合は、高速航行で迅速にパイロットの遭難現場に到着できて、秘匿性が不要な場合は浮上状態で、秘匿性が必要な場合は没水状態で、待機及び低速航行しながら、パイロットを救助して、救助後は、没水航行と浮上航行を行って帰還する。 [Small craft] Furthermore, when submersible hydrofoil vessels 1, 1A are used as small rescue boats for rescuing pilots, it is preferable that they be manned and have rescue personnel on board to search for, protect, and care for the person to be rescued (pilot, etc.), as well as perform enemy observation, vigilance, and protection. In this case, they can quickly arrive at the pilot's distress scene at high speed, and rescue the pilot while waiting and traveling at low speed, either surfaced if secrecy is not required or submerged if secrecy is required, and then return by submerged and surfaced navigation after the rescue.

なお、パイロットが無傷若しくは軽傷であることが確認されているような場合で、可潜水中翼船1が秘匿性等のために少しでも小型の方が良い場合は、可潜水中翼船1、1Aを無人仕様としてもよい、この場合は、必ずしも、可潜水中翼船1、1Aに水密の船室を用意する必要は無く、救助対象者用の潜水装備を搭載して運搬し、救助対象者はこの潜水装備を装着して、可潜水中翼船1、1Aに乗船又は掴まることで、没水航行及び浮上航行するようにしてもよい。 In cases where it has been confirmed that the pilot is uninjured or only slightly injured, and if it is preferable for the submersible hydrofoil vessel 1 to be as small as possible for reasons of secrecy, etc., the submersible hydrofoil vessels 1, 1A may be unmanned. In this case, it is not necessary to provide a watertight cabin in the submersible hydrofoil vessels 1, 1A; the vessels may be equipped with and transported with diving equipment for the person to be rescued. The person to be rescued may don this diving equipment and board or hold onto the submersible hydrofoil vessel 1, 1A, allowing it to navigate submerged and surfaced.

また、可潜水中翼船1、1Aを潜入用小型艇として使用する場合は、没水状態で潜入場所に到達したら、潜入員は可潜水中翼船1、1Aから下船する。下船後は、用途によって、可潜水中翼船1、1Aを沈下させて放棄する。又は、可潜水中翼船1、1Aを帰還用として、没水状態で待機し、潜入員が戻って乗船したら、没水航行及び浮上航行を行って、母艦又は基地に帰還する。なお、特に、静音性を重視する場合などでは、必要に応じて、エンジンを停止して、蓄電装置の電力を用いたり、オールを漕ぐなどの人力を用いたりして航走する。 When using submersible hydrofoil vessels 1, 1A as small infiltration craft, the infiltrators disembark from submersible hydrofoil vessels 1, 1A when they reach the infiltration site submerged. After disembarking, depending on the purpose, submersible hydrofoil vessels 1, 1A are sunk and abandoned. Alternatively, submersible hydrofoil vessels 1, 1A can be used for return, waiting submerged, and once the infiltrators return and board, they will return to the mother ship or base by submerged navigation and surface navigation. Note that, if quietness is particularly important, the engine can be stopped as necessary and the vessel can be powered by a power storage device or by human power, such as rowing.

また、可潜水中翼船1、1Aを攻撃用小型艇として使用する場合は、単数又は複数の攻撃兵器(魚雷、対艦ミサイル、対艦ロケット、対地ミサイル、対地ロケット、迫撃砲、機関砲、機関銃等)を搭載して、必要に応じて、没水状態又は浮上状態に移行して、これらの攻撃兵器でそれぞれの目標を攻撃する。そして、攻撃後は、その場で自沈したり、没水航行と浮上航行で航行して母艦又は基地に帰還したりする。この場合は、攻撃用小型艇は無人仕様と有人仕様が考えられる。 Furthermore, when submersible hydrofoil vessels 1 and 1A are used as small attack craft, they are equipped with one or more offensive weapons (torpedoes, anti-ship missiles, anti-ship rockets, anti-surface missiles, anti-surface rockets, mortars, cannons, machine guns, etc.), and as necessary, they transition to a submerged or surfaced state to attack each target with these offensive weapons. After the attack, they can then be scuttled on the spot, or navigate submerged and surfaced to return to the mother ship or base. In this case, the small attack craft may be unmanned or manned.

〔舟艇〕また、可潜水中翼船1、1Aを揚陸用舟艇や揚陸戦用輸送艇等の舟艇として使用する場合は、可潜水中翼船1、1Aの大きさも、現状の大きな水中翼船の旅客船(例えば、全長約27m、全幅約8.5m、型深さ約2.6m、総トン数約270トン、旅客定員約260名、翼走時45ノット(時速約83km)、航続距離約450km)並みに大きくなり、主船体の水密区画内に、戦闘員、戦闘用機器(索敵用機器、攻撃用機器、防護用機器等)、戦闘車両(戦車、歩兵輸送車、自走砲等)等を搭載する。 [Craft] Furthermore, when submersible hydrofoil vessels 1 and 1A are used as landing craft or landing warfare transport craft, the size of submersible hydrofoil vessels 1 and 1A will be as large as current large hydrofoil passenger ships (for example, overall length approximately 27 m, overall width approximately 8.5 m, depth approximately 2.6 m, gross tonnage approximately 270 tons, passenger capacity approximately 260, cruising speed of 45 knots (approximately 83 km/h), and range approximately 450 km), and combatants, combat equipment (search equipment, attack equipment, protective equipment, etc.), combat vehicles (tanks, infantry transport vehicles, self-propelled guns, etc.), etc. will be carried within the watertight compartments of the main hull.

そして、この規模の大きさの揚陸用舟艇(上陸用舟艇)や揚陸戦用輸送艇では、完全没水航行N6を行うのは難しいと考えられるので、シュノケール航行で揚陸直前まで航行し、揚陸段階では、水中翼20を分離するか格納するかして、浅い水域でも浮上航行できるように構成する。更に、主船体10の構造を海岸に乗り上げ(ビーチング)可能に構成する。また、現状の揚陸艇と同様に、前方にバウランプを設けて、ここから戦闘員、戦闘車両を降車させる構成とする。 As it is considered difficult for a landing craft (landing craft) or landing warfare transport craft of this size to navigate fully submerged (N6), the craft will be configured to navigate using snorkels until just before landing, and then, during the landing phase, the hydrofoils 20 will be detached or retracted, allowing it to navigate surfaced even in shallow waters. Furthermore, the main hull 10 will be structured to allow beaching on the shore. Also, like current landing craft, a bow ramp will be provided at the front, from which combatants and combat vehicles will disembark.

〔その他の構成〕次のその他の構成として、幾つかの構成について説明する。先ず、この可潜水中翼船1、1Aの推進器12dの配置は、浮上航行においても使用できるように、上下方向に関しては、水中翼20の位置の近傍に配置する。また、水中翼20の高さを変更したり、水中翼20を分離したりする場合には、推進器12dを、没水航行で効率よく使用できるように、主船体10の船底、船側、後部等に当接又はその近傍に移動できるように構成する。 [Other Configurations] Next, several other configurations will be described. First, the thruster 12d of this submersible hydrofoil vessel 1, 1A is positioned vertically near the position of the hydrofoil 20 so that it can also be used during surface navigation. Furthermore, when the height of the hydrofoil 20 is changed or the hydrofoil 20 is separated, the thruster 12d is configured to be able to abut against or move to the vicinity of the bottom, side, or rear of the main hull 10 so that it can be used efficiently during submerged navigation.

また、推進器12dとしてウォータージェット推進器を用いる場合は、吸い込み口は常時水没させておく必要があるので、水中翼20の前端や側部、支柱30の前端や側部、主船体10の船側や船底等に設ける。一方、噴射口は、水中翼20、支柱30、主船体10の船底若しくは船尾、又は、それらの近傍等に設けて、航行状態に応じて切り替えるように構成してもよい。また、ウォータージェット推進器を吸い込み口とポンプと噴射口を備えたユニットで構成して、このユニットを移動可能に設けてもよい。 Furthermore, when a water jet propulsion device is used as the propulsion device 12d, the suction port must be kept submerged at all times, and is therefore provided at the front or side of the hydrofoil 20, the front or side of the strut 30, or the side or bottom of the main hull 10. On the other hand, the jet port may be provided at the hydrofoil 20, the strut 30, the bottom or stern of the main hull 10, or nearby locations, and configured to be switched depending on the sailing conditions. Furthermore, the water jet propulsion device may be configured as a unit equipped with a suction port, pump, and jet port, and this unit may be provided in a movable manner.

また、水中翼20も、前後方向に2列だけでなく、3列段以上であってもよく、また、上下方向に複数段設けた構造であってもよい。 Furthermore, the hydrofoils 20 may be arranged in three or more rows in the longitudinal direction, rather than just two rows, and may also be arranged in multiple rows in the vertical direction.

〔効果〕上記の可潜水中翼船並びに可潜水中翼船の浮上及び没水方法によれば、比較的簡単な構成で、波浪が小さいときは、高速航行が可能で、波浪が大きいときや秘匿性が要求されるときには、潜航することができる可潜水中翼船1、1Aを提供できる。 [Effect] The above-described submersible hydrofoil vessel and method for surfacing and submerging a submersible hydrofoil vessel make it possible to provide a submersible hydrofoil vessel 1, 1A with a relatively simple configuration that is capable of high-speed navigation when waves are small and that can submerge when waves are large or secrecy is required.

1 可潜水中翼船(全没型水中翼)
1A 可潜水中翼船(半没型水中翼)
10 主船体
11 船体部
12 推進機構
12a 内燃機関
12b 発電装置
12c 蓄電装置
12d 推進器
13 制御機構
13a 舵
13b 潜航用水平舵
14 セイル
14a シュノケール
14b 電子機器
14c 光学機器
15 バラストタンク
20 水中翼
20a フラップ
20A 半没型水中翼
30 支柱
30a フラップ
41 翼昇降機構
42 格納及び展開機構
43 翼分離機構
C0 完全浮上状態
C1 主船体浮上状態
C2 半浮上状態
C3 半没水状態
C4 完全没水状態
N1 主船体浮上航行
N2 半浮上航行
N3 半没水航行
N4 セイル浮上航行
N5 潜望鏡深度航行
N6 完全没水航行
Sa 主船体と後方の水中翼との離間距離
Sf 主船体と前方の水中翼との離間距離
X 可潜水中翼船の前後方向軸
Y 可潜水中翼船の左右方向軸
Z 可潜水中翼船の上下方向軸
1 Submersible hydrofoil (fully submersible hydrofoil)
1A Submersible hydrofoil (semi-submersible hydrofoil)
10 Main hull 11 Hull section 12 Propulsion mechanism 12a Internal combustion engine 12b Power generation device 12c Power storage device 12d Propulsion device 13 Control mechanism 13a Rudder 13b Horizontal rudder for submersion 14 Sail 14a Snorkel 14b Electronic equipment 14c Optical equipment 15 Ballast tank 20 Hydrofoil 20a Flap 20A Semi-submersible hydrofoil 30 Support 30a Flap 41 Wing lifting mechanism 42 Storage and deployment mechanism 43 Wing separation mechanism C0 Fully surfaced state C1 Main hull surfaced state C2 Semi-surfaced state C3 Semi-submerged state C4 Fully submerged state N1 Main hull surfaced navigation N2 Semi-surfaced navigation N3 Semi-submerged navigation N4 Sail surfaced navigation N5 Periscope depth navigation N6 Fully submerged navigation Sa Distance Sf between the main hull and the rear hydrofoil Distance X between the main hull and the front hydrofoil Forward-backward axis Y of the submersible hydrofoil vessel Lateral axis Z of the submersible hydrofoil vessel Up-down axis of the submersible hydrofoil vessel

Claims (10)

主船体(10)と、前記主船体(10)と離間して配置された水中翼(20)とを有して構成され、前記水中翼(20)に上向きの揚力(Lu)を発生させて、前記主船体(10)を停船時より浮上させて航走する航行と、前記水中翼(20)に下向きの揚力(Ld)を発生させて、前記主船体(10)を停船時より没水させて航走する航行を行うことを特徴とする可潜水中翼船。 A submersible hydrofoil vessel comprising a main hull (10) and hydrofoils (20) spaced apart from the main hull (10), characterized in that the hydrofoils (20) generate an upward lift (Lu) to raise the main hull (10) from a stationary position and operate in a manner that allows it to move forward, and the hydrofoils (20) generate a downward lift (Ld) to lower the main hull (10) from a stationary position and operate in a manner that allows it to move forward submerged. 前記水中翼(20)に上向きの揚力(Lu)を発生させて、前記主船体(10)を主船体浮上状態(C1)又は半浮上状態(C2)にして、航走する浮上航行(N1、N2)と、前記水中翼(20)に下向きの揚力(Ld)を発生させて、前記主船体(10)を完全没水状態(C4)又は半没水状態(C3)にして、航走する没水航行(N3、N4、N5、N6)を行うことを特徴とする請求項1に記載の可潜水中翼船。 The submersible hydrofoil vessel of claim 1, characterized in that it performs surfaced navigation (N1, N2) by generating an upward lift (Lu) on the hydrofoils (20) to place the main hull (10) in a main hull surfaced state (C1) or a semi-surfaced state (C2) and sails, and performs submerged navigation (N3, N4, N5, N6) by generating a downward lift (Ld) on the hydrofoils (20) to place the main hull (10) in a fully submerged state (C4) or a semi-submerged state (C3). 前記水中翼(20)の一部又は全部が全没型水中翼であることを特徴とする請求項1に記載の可潜水中翼船。 A submersible hydrofoil vessel as described in claim 1, characterized in that some or all of the hydrofoils (20) are fully submersible hydrofoils. 前記水中翼(20)の一部又は全部が半没型水中翼であることを特徴とする請求項1に記載の可潜水中翼船。 A submersible hydrofoil vessel as described in claim 1, characterized in that some or all of the hydrofoils (20) are semi-submersible hydrofoils. 前記主船体(10)と前記水中翼(20)との離間距離(Sa、Sf)を変更する翼昇降機構(41)を備えていることを特徴とする請求項1に記載の可潜水中翼船。 The submersible hydrofoil vessel described in claim 1, characterized in that it is equipped with a wing lifting mechanism (41) that changes the separation distance (Sa, Sf) between the main hull (10) and the hydrofoil (20). 前記水中翼(20)を前記主船体(10)の内部に又は前記主船体(10)に接して格納すると共に、格納した前記水中翼(20)を展開する格納及び展開機構(42)を備えていることを特徴とする請求項1に記載の可潜水中翼船。 A submersible hydrofoil vessel as described in claim 1, characterized in that it is equipped with a storage and deployment mechanism (42) for storing the hydrofoils (20) inside or in contact with the main hull (10) and deploying the stored hydrofoils (20). 前記水中翼(20)を前記主船体(10)から分離する翼分離機構(43)を備えていることを特徴とする請求項1に記載の可潜水中翼船。 A submersible hydrofoil vessel as described in claim 1, characterized in that it is provided with a wing separation mechanism (43) that separates the hydrofoil (20) from the main hull (10). 主船体(10)と、前記主船体(10)と離間して配置された水中翼(20)とを有して構成される可潜水中翼船(1)において、前記主船体(10)を停船時より浮上させて航行を行う際には、前記水中翼(20)で上向きの揚力(Lu)を発生し、前記主船体(10)を停船時より没水させて航行を行う際には、前記水中翼(20)で下向きの揚力(Ld)を発生することを特徴とする可潜水中翼船の浮上及び没水方法。 A method for surfacing and submerging a submersible hydrofoil vessel (1) comprising a main hull (10) and hydrofoils (20) spaced apart from the main hull (10), wherein when the main hull (10) is raised from a stationary state to sail, the hydrofoils (20) generate an upward lift force (Lu), and when the main hull (10) is submerged from a stationary state to sail, the hydrofoils (20) generate a downward lift force (Ld). 航行を行う際に、前記水中翼(20)で上向きの揚力(Lu)を発生して停船時より前記主船体(10)を浮上させることで、又は、前記水中翼(20)で下向きの揚力(Ld)を発生して停船時より前記主船体(10)を没水させることで、前記主船体(10)を主船体浮上状態(C1)、半浮上状態(C2)、半没水状態(C3)、完全没水状態(C4)のいずれかの状態にして航行することを特徴とする請求項8に記載の可潜水中翼船の浮上及び没水方法。 A method for surfacing and submerging a submersible hydrofoil vessel as described in claim 8, characterized in that, when sailing, the hydrofoils (20) generate an upward lift (Lu) to raise the main hull (10) from a stationary state, or the hydrofoils (20) generate a downward lift (Ld) to submerge the main hull (10) from a stationary state, thereby causing the main hull (10) to sail in one of the following states: a surfaced state (C1), a semi-surfaced state (C2), a semi-submerged state (C3), or a fully submerged state (C4). 停船時より前記主船体(10)を浮上させる際にバラストタンク(15)からバラスト水を排水し、停船時より前記主船体(10)を没水させる際に前記バラストタンク(15)にバラスト水を注水することを特徴とする請求項8に記載の可潜水中翼船の浮上及び没水方法。 A method for surfacing and submerging a submersible hydrofoil vessel as described in claim 8, characterized in that ballast water is discharged from the ballast tanks (15) when the main hull (10) is raised from a stopped state, and ballast water is poured into the ballast tanks (15) when the main hull (10) is submerged from a stopped state.
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