JPH0354091A - 水中翼船の重心位置最適化装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水中翼船の重心位Ｍ最適化装置に関し、特に推
進抵抗が最小となるように重心前後方向位置を最適化す
るものに関する。

（従来技術） 最近、特公昭５３−３７６３６号公報に記載されている
ような高速水中翼船が実用化されているが、この水中翼
船では船首部と船尾部とに夫々回動式ストラットを介し
て前部翼と後部翼が設けられ、前部翼には前部フラップ
装置がまた後部翼には後部フラップ装置が夫々設けられ
、船尾部にはウォータジェット方式の推進装置が設けら
れ、種々の検出機器からの検出信号に基いて制御装置に
よって前部フラップ装置と後部フラップ装置とラダー（
前部ストラット〉を制御するようになっている。

上記水中翼船の重心位置前後方向位置（以下重心位置と
いう）は、乗客の人数や載荷の重量及び積付状態・によ
り各航海毎に大きく変動するうえ、４５ノットもの高速
で航行する関係上燃料消費量が多いことから各航海にお
いても重心位置はかなり変動する。

ところで、上記制御装置は、重心位置に応じてピッチ角
が変動するのを抑制し、ピッチ角を常に略設定値（例え
ば、１〜２゜）に保持するように後部フラップのフラッ
プ角を制御するようになっている。前部フラップ角及び
後部フラップ角により推進抵抗は大きく変動することか
ら、水中翼船の推進抵抗は重心位置に大きく依存してい
る。

従って、推進抵抗が最小となる最適重心位置は、船速や
載荷重量・積付状態や海象条件によって決ってくる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の水中翼船では、重心位置を推進抵抗が最小となる
ような最適重心位置に調整する手段は全く備えておらず
、上述のように専らピッチ角が略設定値となるように後
部フラップ角を制御しまた翼深度が一定となるように前
部フラップ角を制御するように構成されていたので、前
部フラップと後部フラップとでかなりの抵抗増加が発生
し、船速の低下及び推進用エンジンの燃費の悪化が避け
られなかった。

ここで、前記水中翼船には、前部フラップの前部フラ・
νプ角を検出する前部フラップ角検出器及び後部フラッ
プの後部フラップ角を検出する後部フラップ角検出器と
が設けられているので、検出された前部フラップ角と後
部フラップ角とを参考にして操縦者が重心位置を推定し
、パラストウォータポンプを介してパラストウォータを
移動させることにより、水中翼船の重心位置を調整する
ことも不可能ではないが、燃料の消費に応じて重心位置
が刻々変動するのでこのように手動操作で重心位置を調
整することは大変困難でかつ煩しく殆んど実施不可能で
ある。

本発明の目的は、推進抵抗が最小となるように重心位置
を最適化し得るような水中翼船の重心位置最適化装置を
提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る水中翼船の重心位置最適化装置は、船首部
及び船尾部に夫々設けた前部翼及び後部翼と、前部翼に
設けられた前部フラップ及び後部翼に設けられた後部フ
ラップと、前部フラップを駆動する前部フラップ駆動手
段及び後部フラップを駆動する後部フラップ駆動手段と
、ピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、ピッチ角検
出手段からの検出ピッチ角に基いてピッチ角が略設定値
となるように少なくとも後部フラップ駆動手段を制御す
るピッチ角制御手段とを備えた水中翼船において、船速
と前部フラップ角と後部フラップ角とをパラメータとし
て、水中翼船の重心前後方向位置と前後部の翼の合計揚
力と推進抵抗との特性データを予め入力格納した特性デ
ータ記憶手段と、船速を検出する船速検出手段と、前部
フラップ角を検出する前部フラップ角検出手段及び後部
フラップ角を検出する後部フラップ角検出手段と、上記
３つの検出手段で夫々検出された検出船速と検出前部フ
ラップ角と検出後部フラップ角とに対応する特性データ
を特性データ記憶手段から受けて重心前後方向位置及び
推進抵抗が最小となる最適重心前後方向位置を演算し、
上記重心前後方向位置から最適重心前後方向位置への重
心移動量と移動方向とを演算する重心位置演算手段と、
上記重心位置演算手段からの重心移動量と移動方向とに
基いて重心前後方向位置が最適重心前後方向位置となる
ように調整する重心位置調整手段とを備えたものである
。

〔作用〕

本発明に係る水中翼船の重心位置最適化装置においては
、特性データ記憶手段には、船速と前部フラップ角と後
部フラップ角とをパラメータとして、水中翼船の重心前
後方向位置と前後部の翼の合計揚力と推進抵抗との特性
データが予め入力格納されている。重心位置演算手段は
、船速検出手段からの検出船速と前部フラップ角検出手
段からの検出前部フラップ角と後部フラップ角検出手段
からの検出後部フラップ角とに対応する特性データを特
性データ記憶手段から受けて重心前後方向位置及び推進
抵抗が最小となる最適重心前後方向位置を演算し、上記
重心前後方向位置から最適重心前後方向位置への重心移
動量と移動方向とを演算する。重心位置調整手段は、例
えばパラストウォータや燃料油を移動させる手段からな
り、重心位置演算手段で演算された重心移動量と移動方
向とに基いて重心前後方向位置が最適重心前後方向位置
となるように調整する． このように、重心前後方向位置が調整さると、ピッチ角
制御手段によってピッチ角が略設定値となるように前部
フラップ及び後部フラップが制御され、その結果推進抵
抗が最小になる。

〔発明の効果〕

本発明に係る水中翼船の重心位置最適化装置によれば、
以上説明したように、特性データ記憶手段と重心位置演
算手段と重心位置調整手段などを設けたことにより、重
心前後方向位置を推進抵抗が最小となる最適重心前後方
向位置に調整し、ピッチ角制御手段による前部フラップ
及び後部フラップの制御を介して推進抵抗を最小にする
ことが出来、これにより船速の改善及び燃費の改善を実
現出来る。

加えて、上記重心前後方向位置の調整をリアルタイム又
は所定時間毎に自動的に行なうことが出来るので、常に
推進抵抗が最小となる状態で運航することが出来る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。

本実施例は、通称ジェットフォイルと称する水中翼船に
本発明を適用した場合の一例である。

第ｌ図・第２図に示すように、水中翼船ＪＦの船体ＩＯ
の船首部の下部中央には翼形断面のラダーを兼ねる前部
ストラットｌ２がその上端部において鉛直軸回り及び左
右方向水平軸回りに回動可能に設けられ、前部ストラッ
｝！２の下端部には前部翼１３が設けられ、前部翼ｌ３
の後縁部には前部フラップｌ４が設けられている。翼走
時に前部ストラット１２は図示のように鉛直に下方へ伸
張されまた艇走時には矢印ｌ１方向へ回動して前方へ水
平に起される． 船体ｌＯの船尾部の下部には、左右１対の翼形断面の後
部ストラット２０・２２がその上端部において左右方向
の水平枢支ビン２１を介して回動可能に設けられ、左右
の後部ストラット２０・２２の中間位置には中間ストラ
ット２３がその上端において左右方向の水平枢支ピンを
介して回動可能に設けられ、左舷後部ストラット２０と
右舷後部ストラット２２の下端部同士に亙って後部翼２
４が設けられ、後部翼２４は中間ストラット２３の下端
部にも固着されている。上記後部翼２４の後緑部には左
舷側２枚及び右舷側２枚計４枚の後部フラップ２６〜２
９が設けられている。但し、通常の場合各舷の内側後部
フラップ２６・２８と外側後部フラップ２７・２９とは
同期作動される。

上記中間ストラット２３及びその上端近傍の船体底部と
に亙ってウォータジェット方式の推進装置（図示略）が
設けられている．但し、これに代えてプロペラ方式の推
進装置を設けることも可能である。翼走時に後部ストラ
ット２０・２２及び中間ストラット２３は図示のように
鉛直に下方へ伸張されまた艇走時に矢印２５方向へ回動
して後方へ水平に起される。

第２図・第４図に示すように、前部フラップｌ４と左舷
内側後部フラップ２６と左舷外側後部フラップ２７と右
舷内側後部フラップ２８と右舷外側後部フラップ２９と
を夫々回動駆動する油圧式アクチュエータ３０・３２〜
３４が設けられ、また前部ストラット１２を鉛直軸回り
に回動駆動する油圧式アクチュエータ３１が設けられ、
更に前部ストラットｌ２を水平軸回りに前方へ回動駆動
する油圧式アクチュエータ及び後部ストラット２０・２
２・２３を枢支軸２１回りに回動駆動する油圧式アクチ
ュエー夕も設けられている。但し、上記油圧式アクチュ
エータ３０〜３５などの代りに電気式アクチュエータを
設けることも可能である。

次に、前部翼１３と後部翼２４の揚力で船体１０を水面
上に浮上させて航行する翼走時における船体運動につい
て第３図に基いて説明する。翼走時に船体１０は水面か
ら浮上状態になるが、前部と後部の翼１３・２４及び前
部と後部のストラット１２・２０・２２・２３が波浪の
影響を受けるので、船体ｌＯは鉛直方向にヒービングし
、またロール軸４０の回りにローリングし、またピッチ
軸４１の回りにピッチングし、またヨー軸４２の回りに
ヨーイングする。翼走時において、前部ストラット１２
と後部ストラット２０・２２・２３はローリングを抑制
するように作用するとともに、翼走の方向安定性を増大
させる。一方、前部翼１３と前部フラップ１４と後部翼
２４と後部フラップ２６〜２９はピッチングを抑制する
ように作用する。

ここで、前部フラップ１４を下方へ傾けると前部翼ｌ３
と前部フラップｌ４の揚力が増加して船首側が上方へ移
動しまたその反対に上方へ傾けると船首側が下方へ移動
する。このことは後部フラップ２６〜２９についても同
様であり、前部フラップｌ４と後部フラップ２６〜２９
とを同方向へ傾けることにより水面に対する船体ｌＯの
高度（つまり、翼深度）を変えることが出来る。但し、
実際には、前部フラップ１４のみを介して船体１０の水
面に対する高度を調節するようになっている。また、前
部フラップ１４と後部フラップ２６〜２９を介してピッ
チ角（つまり、トリム）を制御することが出来、また前
部フラップｌ４と後部フラップ２６〜２９とをピッチン
グに同期して相互に逆方向へ傾けることによりピッチン
グを抑制することが出来、また左舷の後部フラップ２６
・２７と右舷の後部フラップ２８・２９とを相互に逆方
向へ傾けることによりロール角を付与した状態で前部ス
トラット１２（ラダー）を鉛直軸回りに回動させること
によりロール方向へ円滑に旋回航行することが出来、ま
た左舷の後部フラップ２６・２７と右舷の後部フラップ
２８・２９とをローリングに同期して相互に逆方向へ傾
けることによりローリングを抑制することが出来る．次
に、船体１０の姿勢制御（高度、翼深度、ピッチ角、ト
リムなと）とピッチング及びローリングの抑制制御等に
必要な種々の検出信号を得る為の検出器等について説明
する． 第２図に示すように、船首部には、水面までの距離を検
出する超音波式のｌ対の船首高度検出器５０と、船首の
水平左右方向加速度を検出する船首横加速度計５ｌと、
船首の上下方向加速度を検出する船首上下加速度計５２
が設けられている。

船尾部の左舷と右舷には上下方向の加速度を検出する左
舷上下加速度計５３及び右舷上下加速度計５４が夫々設
けられている。操舵室には、ピッチ角を検出するピッチ
ジャイロ５５と、ロール角を検出するロールジャイロ５
６と、ヨー運動の速度を検出するヨーレートジャイロ５
７とが設けられている。前部ストラット１２の下端近傍
部には船速を検出する船速計５８が設けられている。

操舵室には、上記種々の検出機器からの検出信号を受け
るコントロールユニットＣＵと、旋回を指令する舵輪６
０と、前部フラップ１゜４を介して翼ｌ３・２４の深度
（船体の水面に対する高度）を設定する深度設定レバー
６ｌと、推進装置を駆動するガスタービンエンジンのス
ロットル弁を操作するスロットルレバー（図示略）と、
その他種々のスイッチ類・計器類が設けられている。

次に、上記水中翼船ＪＦの制御系の概要について説明す
る． 第４図の制御系のブロック線図に示すように、船首高度
検出ｉ？ｓ５０からの信号ＨＤと深度設定レバー６ｌか
らの信号ＨＣとが深度誤差増幅器６４へ出力されて両信
号の差（ＨＣ−ＨＤ）を増幅した制御信号ΔＨＡが前部
フラップサーボアンプ８０へ出力され、このサーボアン
プ８０から前部フラップアクチュエータ３０へ駆動信号
が出力される。

舵輪６０からの操舵信号ＷＣ（又は針路保持回路（図示
略）からの操舵信号）とロールジャイロ５６からの信号
ＲＤがロール微分増幅器６６へ供給され、両信号の差（
ＷＣ−ＲＤ）の変化速度を増幅した制御信号ΔＲＡが左
舷フラップサーボアンブ８２・８３へ出力され、制御信
号ΔＲＡを反転器６９で反転した信号が右舷フラップサ
ーポアンプ８４・８５へ出力される。そして、左舷フラ
ップサーポアンブ８２・８３からはフラップアクチュエ
ータ３２・３３へ夫々駆動信号が供給される。従って、
旋回航行への移行時及び旋回航行中には操舵信号ＷＣで
指令されるロール角となるように且つ旋回内側へ船体ｌ
Ｏがロールするように左舷後部フラップ２６・２７と右
舷後部フラップ２８・２９とが相互に逆方向へ駆動され
る。これと同時に、ロールジャイロ５６からの信号ＲＤ
が増幅器７４により制御信号ＲＤＡに増幅されて方向舵
サーボアンプ８ｌへ供給され、このサーボアンプ８ｌか
ら前部ストラット旋回用アクチュエータ３１へ駆動信号
が出力される。従って、舵輪６０からの操舵信号に従っ
て船体ｌＯが旋回方向へロールし、そのロール角に従っ
て前部ストラット１２が旋回方向へ旋回駆動されること
になる。それ故、船体１０が円滑に旋回するうえ、乗客
と乗組員には小さな慣性力しか作用しない。

上記旋回時、ヨーレートジャイロ５７からヨー軸４２回
りの旋回速度に比例する信号ＹＤが増幅器７５により制
御信号ＹＤＡに増幅されて方向舵サーボアンプ８１へ出
力され、この制御信号ＹＤＡにより前部ストラット１２
の旋回速度が制御される。これと同様に、船首横加速度
計５１からの信号ＬＤが増幅器７０により制御信号ＬＤ
Ａに増幅されて方向舵サーボアンブ８ｌへ供給され、旋
回時の船首部の横方向加速度を制限する為に用いられる
． 次に、ピッチングやローリングを抑制する作用について
説明する。

船首上下加速計５２からの信号ＶＤが積分増幅器６８へ
供給されるとともに、ロールジャイロ５６で検出される
ロール角を２乗した信号ＲＲＤがロール２乗回路６７か
ら積分増幅器６８へ供給され、両信号ＶＤ　−　ＲＲＤ
を結合して積分増幅した制御信号ＶＲＡが前部フラップ
サーボアンプ８ｏへ供給される。即ち、船体ｌＯのピッ
チングに応じて船首部の上下加速度が増大するが、ピッ
チングを打ち消すような制御信号ＶＲＡがサーボアンプ
８０へ供給されて前部フラップ１４が制御される。更に
、上記信号ＲＲＤを積分増幅器６８へ供給することによ
り、旋回時やローリング時のロール角により発生する上
下加速度分だけ信号ＶＤに対して補正するようになって
いる。

ピッチジャイロ５５からの信号ＰＤはピッチ微分増幅器
６５へ供給され、ピッチ角の変化速度を増幅した制御信
号ΔＰＡは左舷及び右舷フラップサーボアンブ８２〜８
５へ供給され、また制御信号ΔＰＡは反転器６２で反転
されて前部フラップサーボアンプ８０へ供給される。こ
れにより、ピッチングにより船首側が上方へ移動したと
きには前部フラップｌ４を上方へ傾けて船首部を下げ且
つ後部フラップ２６〜２９を下方へ傾けて船尾部を上げ
るような制御がなされ、ピッチングが抑制される。

更に、ピッチ微分増幅器６５内には、翼走モードのとき
に、ピッチジャイロ５５からの信号ＰＤで与えられる検
出ピッチ角に基いて船体１ｏのピッチ角が略設定値（１
’〜２゜）となるように、後部フラップ２６〜２９を制
御するピッチバイアス角制御回路が含まれている。この
ピッチバイアス角制御回路は、図示外の系統にて指令さ
れる翼走モードのとき、その制御回路内に固定的に設定
された設定ピッチ角（例えば、ｌ’）と検出ピッチ角と
の偏差及び高度信号ＨＤの変動分を積分制御することに
よりピッチ角を設定ピッチ角に近づけるようなピッチバ
イアス角信号を図示外の系統にてフラップサーボアンブ
８２〜８５へ出力するようになっている。

船体１０がローリングするときには、ロール角の変化速
度に相当する制御信号ΔＲＡを介して左舷後部フラップ
２６・２７と右舷後部フラップ２８・２９とが相互に逆
方向へ且つローリングを抑制する方向へ駆動されてロー
リングが抑制される．一方、左舷上下加速度計５３から
の信号ＬＶＤは増幅器７ｌにより制御信号ＬＶＡに増幅
されて左舷フラップサーボアンプ８２・８３へ供給され
、また右舷上下加速度計５４からの信号ＲＶＤは増幅器
７３により制御信号ＲＶＡに増幅されて右舷フラップサ
ーボアンブ８４・８５へ供給される。

こうして、例えば左舷側へローリングしたときには左舷
後部フラップ２６・２７を下方へ傾け且つ右舷後部フラ
ップ２８・２９を上方へ傾けてローリングが抑制される
。尚、第４図のコントロールユニットＣＵは実際にはＡ
／Ｄ変換器類とコンピュータと増幅器類などで構戒され
ている。

次に、上記制御系に組込まれる重心位置最適化装置ＧＰ
Ｄの構成及び作用について第５図・第６図に基いて説明
する。尚、以下の説明において重心位置とは重心前後方
向位置を意味し、最適重心位置とは最適な重心前後方向
位置を意味するものである。

上記重心位置最適化装置ＧＰＤは、前記船速計５８と、
前記ピッチジャイロ５５と、前部フラップ角検出器９０
と、後部フラップ角検出器９１と、特性データ記憶装置
９２と、重心位置最適化演算装置９３と、ポンプ制御信
号発生器９４と、パラストウォータ移送用のポンプユニ
ット９６を制御するポンプ制御装置９５と、弁類を含む
ボンブユニット９６と前部パラストウォータタンク９７
と後部パラストウォータタンク９８と配管系９９とを含
むパラストウォータ系統１００と、表示装置１０１とを
備えている． 上記船速計５８は、電磁ログからなり水中翼船ＪＦの対
水船速を検出して船迷信号ＳＤを出力するものであり、
上記ピッチジャイロ５５は既述の如く船体１０のピッチ
角を検出してピッチ角信号ＰＤを出力するものである。

上記前部フラップ角検出器９０は、前部フランブ１４を
駆動する油圧アクチュエータ３０の出力ロンドの作動ス
トローク（これは、前部フラップｌ４の傾動角に比例す
る）を検出するリニアボテンシッメー夕からなり、前部
フラップ１４の傾動角を表わす前部フラップ角信号ＦＤ
を出力する。

上記後部フラップ角検出器９ｌは、左舷後部フラップ２
６・２７及び右舷後部フラップ２８・２９を夫々駆動す
る４組の油圧アクチュエータ３２〜３５の各出力ロンド
の作動ストローク（これは、後部フラップ２６〜２９の
傾動角に比例する）を検出する４組のリニアボテンショ
メー夕などからなり、４枚の後部フラップ１４の平均傾
動角を表わす後部フラップ角信号ＡＤを出力する．上記
特性データ記憶装置９２は、マイクロコンピュータから
なり、そのＲＯＭには、第６図に示すような船速Ｓとピ
ッチ角θ，と前部フラップ角α，と後部フラップα．と
をパラメータとする前部翼１３・前部フラップｌ４・後
部翼２４・後部フラップ２６〜２９の合計揚力と翼走時
の推進抵抗と重心位置と最小推進抵抗線の特性データが
マップやテーブルにて予め入力格納されている。

ここで、第６図の特性データは例えば船速Ｓ＝４０ノッ
ト、ピッチ角θＦ＝１＠の場合のものであり、ピッチ角
θ，＝ｌ＠のとき船速Ｓについては例えば５ノット間隔
（２０、２５、３０、３５、４０、４５ノット）で第６
図のような特性データが格納され、ピッチ角θ，につい
ては例えば０．５゜間隔で上記の船速Ｓの分割間隔で第
６図のような特性データが格納されている。揚力一定線
Ｌｉ（ｉ＝１、２、３・・・・）についてはｉの増大に
応じて揚力は増大し、推進抵抗一定線Ｒｉ（ｉ冨１、２
、３・・・・）についてはｉの増大に応じて抵抗が増大
する。尚、最小推進抵抗線Ｍは各揚力一定線Ｌｌ−Ｌ６
上で推進抵抗が最小となる・点を結んで得られたもので
ある。

前部フラップ角αｖ０で後部フラップ角α．。の状態は
、抵抗極小の位置であり、前部フラップ１４も後部フラ
ップ２６〜２９も下方へｌ゜以下の初期設定角α，。・
α．。たけ傾いた位置である。

尚、特性データ記憶装置９２のＲＯＭには、上記の特性
データに加えて演算装置９３から船速Ｓとピッチ角θ，
と前部フラップ角αＦと後部フラップ角α．とのデータ
が入力されたときに、これらに対応する特性データを読
出して演算手段９３へ出力する制御プログラムも格納さ
れている。

上記重心位置最適化演算装置９３は、検出器類５５・５
８・９０・９１からの信号ＰＤ　−　ＳＤ・ＦＤ・ＡＤ
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器とマイクロコンピュータ
とＤ／Ａ変換器などで構戒され、そのマイクロコンピュ
ータのＲＯＭには、特性データ記憶装置９２から供給さ
れた第６図に示すような特性データを用いて検出前部フ
ラップ角α，，と検出後部フラップ角αＡＤとで決定さ
れる点Ａを通る揚力一定線Ｌを補間にて求めるサブルー
チンと、点Ａを通る重心位置一定線ＧＡを補間にて求め
るサブルーチンと、揚力一定線Ｌと最小推進抵抗線Ｍと
の交点Ｂを求めるサブルーチンと、点Ｂを通る重心位置
一定線Ｇ，を補間にて求めるサブルーチンと、重心位置
一定線ＧＡ上の現在の重心位置から重心位置一定線Ｇ．
上の最適重心位置ヘ水中翼船の重心を移動させる重心移
動量ＧＬと移動方向とを求めるサブルーチンと、その重
心移動量ＧＬと移動方向とに基いて前部バラストタンク
９７から後部バラストタンク９８へ或いはその反対に移
動させるパラストウオータの体積と移動方向とを演算す
るサブルーチンとからなる制御プログラムが格納されて
いる。

即ち、演算装置９３においては、信号ＳＤ−ＰＤ−ＦＤ
−ＡＤから得られる検出された船速Ｓ５１１とピッチ角
θ，．と前部フラップ角αＦＤと後部フラップ角αＡＤ
のデータを特性データ記憶装置９２へ出力し、これらの
データに対応する第６図のような特性データを受けて、
前部及び後部フラップ角αＦ１αＡ０で決まる点Ａを求
め、次に補間により揚力一定線Ｌを求め、次に揚力一定
ｖＡＬと最小推進抵抗線Ｍとの交点Ｂを求め、次に点Ａ
を通る重心位置一定線ＧＡと点Ｂを通る重心位置一定線
Ｇ８を求め、点Ａから点Ｂへの重心移動量ＧＬと移動方
向を求め、次に重心位置一定線Ｇ，の重心位置とするた
めにパラストウォータのモーメント計算により移動すべ
きパラストウォータの体積と移動方向とを演算し、これ
らパラストウォータの体積と移動方向のデータをＤ／Ａ
変換した信号をポンプ制御信号発生器９４へ出力する。

尚、演算装置９３から、現在の重心位置、最適重心位置
、移動すべきパラストウォータの体積及び移動方向など
のデジタルデータが表示装置１０ｌのコントローラへ出
力され、これらのデータは表示装置１０１のＣＲＴに数
字で又は数字と図で表示される。

上記ポンプ制御信号発生器９４は、タイマを含むアナロ
グ回路からなり、演算装置９３からの指令信号を受けて
上記体積のパラストウォータを移動させるのにポンプユ
ニット９６を作動させる時間を計時しつつその時間の間
上記指令された移動方向へポンプユニット９６を作動さ
せるボンブ制御信号をボンブ制御装置９５へ出力する。

ボンブ制御装置９５はポンプ制御信号に従ってポンプユ
ニット９６を作動させる。

これにより、前部バラストタンク９７から後部バラスト
タンク９８へ或いはその反対に、指令された体積だけの
パラストウォータが指令された方向へ移送されて、水中
翼船ＪＦの重心位置が重心位置一定線ＧＩｌの重心位置
となる。

この重心位置の変動に応じてピッチ角θ，が変動すると
、第４図の制御系のピッチ微分増幅器６５内のピッチバ
イアス角制御回路によってピッチ角θ，を設定ピッチ角
に近づけるように、後部フラップ２６〜２９が制御され
るので後部フラップ角α，は点Ｂの位置の後部フラップ
角となり、深度誤差増幅器６４によって前部フラップｌ
４が制御されて前部フラップ角α，は概ね点Ｂの位置の
前部フラップ角となる。尚、航行中は燃料が消費される
ので重心位置は刻々変動することから、上記重心位置最
適化制御は所定時間（例えば、２０分）間隔で自動的に
実行され、重心位置が所定時間毎に最適重心位置へ自動
的に調整されることになる。

以上説明したように、検出された船速ＳＡＤとピンチ角
θ，，と前部フラップ角α，Ｄと後部フラップ角αＡＤ
とに対応する特性データを用いて、現在の重心位置と推
進抵抗が最小となる最適重心位置とを求め、パラストウ
ォータ系統１００を制御して水中翼船ＪＦの重心位置を
最適重心位置へ移動させるので、不適切な重心位置でも
って前部フラップ１４及び後部フラップ２６〜２９によ
り抵抗増加を招くことがなくなる。

これにより、船速Ｓの高速化或いは推進用エンジンの燃
料消費率を改善することが出来る。上記重心位置最適化
制御により特に高速域における著しい抵抗減少を図るこ
とが出来る。

尚、上記実施例ではパラストウォータ系統１００を介し
て重心位置を調整するように構戒したが、燃料系統を制
御して燃料油を前部タンクから後部タンクへ或いはその
反対に移動させることによっても重心位置を調整するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は水中翼船
の右側面図、第２図は水中翼船の検出機器等の配置を示
す概略斜視図、第３図は水中翼船の運動の軸を説明する
概略斜視図、第４図は制御系の要部ブロック図、第５図
は重心位置最適化装置のブロック図、第６図は特性デー
タの説明図である。 １３・・前部翼、　　ｌ４・・前部フラップ、２４・・
後部翼、　２６〜２９・・後部フラップ、３０・３２〜
３５・・アクチュエー夕、　　５５・・ピッチジャイロ
、　　５８・・船速計、　６５・・ピッチ微分増幅器、
　８０・８２〜８５・・　フラップサーボアンブ、　　
９０・・前部フラップ角検出器、　　９１・・後部フラ
ップ角検出器、　　９２・・特性データ記憶装置、　９
３・・重心位置最適化演算装置、　９４・・ポンプ制御
信号発生器、９５・・ボンブ制御装置、　９６・・ボン
ブユニット、　９７・・前部バラストタンク、　９８・
・後部ハラストタンク、　　９９・・配管系、１００・
・パラストウォータ系統、　ＧＰＤ・・重心位置最適化
装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）船首部及び船尾部に夫々設けた前部翼及び後部翼
   と、前部翼に設けられた前部フラップ及び後部翼に設け
   られた後部フラップと、前部フラップを駆動する前部フ
   ラップ駆動手段及び後部フラップを駆動する後部フラッ
   プ駆動手段と、ピッチ角を検出するピッチ角検出手段と
   、ピッチ角検出手段からの検出ピッチ角に基いてピッチ
   角が略設定値となるように少なくとも後部フラップ駆動
   手段を制御するピッチ角制御手段とを備えた水中翼船に
   おいて、 船速と前部フラップ角と後部フラップ角とをパラメータ
   として、水中翼船の重心前後方向位置と前後部の翼の合
   計揚力と推進抵抗との特性データを予め入力格納した特
   性データ記憶手段と、船速を検出する船速検出手段と、 前部フラップ角を検出する前部フラップ角検出手段及び
   後部フラップ角を検出する後部フラップ角検出手段と、 上記３つの検出手段で夫々検出された検出船速と検出前
   部フラップ角と検出後部フラップ角とに対応する特性デ
   ータを特性データ記憶手段から受けて重心前後方向位置
   及び推進抵抗が最小となる最適重心前後方向位置を演算
   し、上記重心前後方向位置から最適重心前後方向位置へ
   の重心移動量と移動方向とを演算する重心位置演算手段
   と、上記重心位置演算手段からの重心移動量と移動方向
   とに基いて重心前後方向位置が最適重心前後方向位置と
   なるように調整する重心位置調整手段とを備えたことを
   特徴とする水中翼船の重心位置最適化装置。