JPH06510498A - 風力を動力もしくは補助動力とする水中翼船 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 風力を動力もしくは補助動力とする水中　船発明の属する分野 本発明は、風力を動力もしくは補助動力とする船、特に水中翼船に関するもので あり、これは広い範囲の風速と風向にわたって風速よりも有意に速く運行可能な ものである。この発明は、風力駆動もしくは風力を補助動力とする船または乗物 の陸上における使用や、水中翼を備える船にも一般的に適用できるという面があ るにもかかわらず、個人のレジャー用及びスポーツ用の船から大型商品輸送船や 旅客船に適用することができる。

小型の船の場合では、風力は単独で推進手段となりうるが、大型の船の場合では 、低速航行の防止と風の条件が悪いときの運行のために、補助的な動力源が通常 用意される。重量の大なる船においては、水中翼船の特徴である”抵抗隆起”を 通過するために、このような動力源による補助を必要とするのは当然のことであ る。

先行技術の記述 現在の技術による風力を動力とする船舶は、その限られた性能、必要とされる多 数かつ大面積の帆を制御する複雑さ、船を傾ける問題と風上方向へ進む問題、及 びなんらかの現実的な性能を達成するための比較的高い風速の必要性とから、レ ジャーもしくはスポーツを目的とするもの以外には、好評を博するに至っていな い。風損からなる帆は、燃料消費量を低減し横揺れを抑えるための補助的な推進 装置として、ごく限られた数の輸送船に適合しただけである。

小数のレース及びクルージング船が、過去において皿板からなる翼を利用したが 、これらはみな在来型の船体に取り付けて使用するように設計されていたし、高 い揚力係数を達成すること、もしくは、容易な取扱いに努力が集中されていた。

いずれの場合も、風速に対するボート速度の比が高い状況における帆走に必要と される、抵抗に対する揚力の比を高めるという結果は得られなかった。設計の大 多数は、従来の帆と同様な手段による手動の設定を必要としていたが、翼型断面 は、一般に迎え角の変化に対する許容性が少ないので、適切な性能を達成すべき 場合には、常に注意をはらうことが必要である。自己調節機能を有する翼の組を 用いた設計も小数現われたが、これらもまた、一般に在来型の船体に適用され、 適切に設計された水中翼に使用することによって達成可能なより高い速度への最 適化はなされなかった。

近年、水中翼を備え風力によって駆動される船舶がいくつか現われたが、それら の設計者の期待した性能を満たすものはほとんどなかった。この状況は、いくつ かの理由に基づくものである。

これらの設計の多数は、船のほぼ中央部において船体の長さ方向軸の両側に間隔 をあけて配置され、水面をつらぬく、もしくは全体を水没させた二枚の金属板と 、船体後部の逆ＩＴＩ字型の第三の金属板とから構成される三角の金属板という 案を採用した。この配置は、船の胴体に対して金Ｈ板の幅が狭いこととなり、異 なった風及び速度の条件において金属板の負荷が過剰に変動するという結果をも たらした。また、どちらの方向にも、後部の金＊＋ｉは揚力を発生する必要があ り、その迎角を変更するためには船体の姿勢を変える必要があるので、それは長 くなければならず、転舵する荷重を受けたときには、広い範囲が濡れて過剰に曲 げられることとなった。

多くの場合において、水面をつらぬく金ｍ板が用いられてきたが、これら、は高 い抗力を受け、風上方向の金属板上での速度において必要とされる負の揚力を発 生させるためには信頼して使用することができず、また、波の軌道運動や船体の 姿勢の変化に起因する迎角の不規則かつ少なからぬ変化に支配されるものであっ た。

全体的に水没された金属板を適用した場合においては、一般に、これらは上向き の揚力のみ、もしくは、せいぜい限られた量の下向き揚力を発生するように設計 されてきたが、これは、センサーシステムが揚力の向きを逆転するに伴うモーメ ントの逆転を処理できるように配置するのが困難なためである。場合によっては 、これら金属板は、下向き方向のみの揚力を発生するように設計されたが、これ はその使用を特定の針路に限定したものである。

また、機械的な表面のセンサーシステムを採用した過去の設計は、モーメント逆 転の機会を減らすために水面を検知するために用いる水面に滑らせる、もしくは 浮揚させる物体上の比較的高いａ重を用いたが、その結果、これら物体は比較的 に寸法の犬なるものとなり、また、低い揚抗比において運用されたので、金属板 システム全体としての性能は、貧弱なものであった。波の中に分離された単独の 及び波頭の高い条件における金属板の性能を改善する試みがなされたが、この効 果によって、期待された全体的な抗力の低減には至っていない。

事実上すべての金属板を備える船に関する他の大きな問題は、進水、停泊及び道 路輸送のために金属板を十分に引き込めることの困難性であり、この要因は、高 い荷重がかかることから、解決困難である。また、事実上すべての水中翼線は、 過剰に幅が広く、水中翼及びそれに付随するセンサーは船の外形線をこえてひろ がっている傾向があったので、他船、ブイ、その他に乗り上げるという無視でき ない危険が存在する。

従来技術による金属板に支持されて航行する船は、一般に在来型の船体設計に基 づいており、水中翼の中心及び取付は、吃水線上の理想位置よりもかなり高く位 置し、そのため不必要な偏向が生じ、水中翼の性能を非常に低下させていた。

加えて、このような船体形状は、一般に、姿勢を大きく変化させるときに性能が 低下し、これは船体が離水する速度域において、金属板の荷重の変化によって前 方もしくは後方の水中翼が他方に先立って離水する際に生じ、このことが離水を 不規則なものとしていた。

高速航行中、特に真速度に対してボートの速度の比が大きい状況において、非常 に大きい力が生じ、従来技術による設計では、これらの荷重を支持するために外 部装備を必要とし、船体の風を受ける面に相当付は加えていた。

本発明の概　及び目的 本発明は、これらの制限の多くを取り除き、船を、穏やかな水面上を航行する非 常に大出力のエンジンを備えるレース用の船を除いては、従来達成することので きなかった速度で航行し、また、その高速度を広い範囲の風及び海の状態のもと で維持できるように設計することを可能とするものである。このような性能を達 成するために、本発明が規定する特別な空気力学的及び流体力学的な平滑性を有 することが必要とされる。特に、必要な揚力を生じさせるために、水面をつらぬ く、もしくは水面上を滑る船体ではなく、全体を水没させる揚力発生用のアスペ クト比の高い水中翼を用いることにより、流体力学的な抵抗を、必要とされる駆 動力を発生する皿板翼の揚力係数が、従来において可能であった値よりも非常に 高い揚抗比における運用を可能とする程度の、比較的控え目な値となるまでに低 減する。

このような速度で、水中翼もしくは水面を滑る動力船を航行させるために必要な 動力は、たとえそれが効率よく設計されたものであっても、非常に大きく、実用 に適用するには燃料消費及び汚染の面から受入れられない水準にあることを意味 する。さらには、高速度においてこのような大きい動力を伝達する際には、無視 しえないロスの生じることも予想される。本発明は、このような動力を風のエネ ルギーから得る、もしくは大規模に得ることを可能とし、結果として汚染、運用 コスト、メインテナンスを低減する。

本発明の効率的な風損寓は、ある程度の迎角においても大きな揚力を発生し、さ らに、発生する揚力は速度の２乗に比例し、これは抵抗の増加率と同一である。

このように、このタイプの船舶は、風速に対して広い速度範囲にわたって十分に 一定の加速力を発生することができ、また、ピッチングモーメントのロー１ノン グは空気力学的もしくは流体力学的な力によって抑制されるので、その性能１よ 、航行する船舶の安定化のための一定形状もしくは移動するノルラストの重量及 び幾何形状によって制限される船を直立させるための最大モーメントではなく、 構造上の考察から制限されることとなる。その上、本発明の自己調整機能を有す る翼１よ・船体後方に配置することが可能であり、乗組員の前方視界を妨げず、 また、他の風力を動力とする船において可能とされる以上の一般的に用１）られ る制御を採用することができる。

このように、本発明の第一の独立した見地から、風力を動力もしくは補助動力と する水中翼船は、上方に延びる翼を有する船体もしくは機体から構成され、前記 翼は、前方もしくは後方への駆動力を発生するために見掛けの風に対して調整さ れた迎角を維持するために、略垂直な軸を中心としている。上方に延びる翼が前 記略垂直な軸回りに回動するときに、翼の下端が通過する表面は、翼のビボ・ソ ト軸に垂直な平坦な表面とされ、この場合、翼の下端はこの表面上を垂直方向に 小さな距離をおいて回動することができ、その結果この平面は翼の有効なエンド プレートとして、それが水面に近接して位置することが要望されることと関連し て、翼の有効アスペクト比をたいへん増加するという役割をはたす。船の長手方 向軸に対して互いに横方向に離間して配置され、略垂直下向きに延びる二つの水 面をつらぬく水中翼は、空気力学的な形状の船体に対してエンドプレートとして 機能し、また、竜骨として機能する。これらの水中翼は、船の後端に向かって配 置されることが望ましい。略垂直な軸の回りに回動自在に取り付けられた、もし くは、横方向に間隔を有する水中翼からある間隔をもって船の長手方向軸に沿っ て略垂直に回動自在に取り付けられたフラップを備える下向きに延びる水面をつ らぬく水中翼は、船の操舵手段とされ、これらは船の前端に向かって配置される ことが望ましい。

通常の航行速度においては、船体もしくは機体は、略水平な水中翼が発生する流 体力学的な揚力によって、水面からある高さに維持される。略水平な水中翼、こ れは水面をつらぬく、もしくは全体的に水没しているが、これは垂直に回動自在 に取り付けられた水中翼の下側の端部に取り付けられ、船の重量のうちの必要と される部分を支え、ピッチングモーメントを打ち消す等のために垂直揚力を発生 する。その他の、横方向に間隔を有する垂直な水中翼に取り付けられ、かつ、そ れらの迎角を制御するための適切な手段を備える水平もしくは水平方向に対して 傾斜した水中翼は、船の重量のうち第一の水平な水中翼が支えた以外の部分を支 持する、ロールモーメントを打ち消す等のための垂直揚力を発生する。これら水 中翼は、それを制御する機構すべてとともに、船の平面外形線内に好ましく収納 されねばならない。水中翼は、進水のため、及び水深の浅い海域における航行の ために、収納可能であることが望ましく、収納した状態における限られた性能の もとでも船が航行するに十分なだけは水中に存在していなければならない、水中 翼には、揚陸用の車輪及び付随する揚陸用の機構が取り付けられることもあり、 これらは水中翼が収納されるときには、自動的に下がるようにしたものである。

陸上における使用のために、より大きく取外し可能な車輪を取り付けることもあ ろうが、これは氷上での使用のスキッドと交換可能とし、また、翼を制御するシ ステムは転覆を防止するように適合される。

翼は、略垂直な軸に回動自在に取り付けられた平板、もしくは、ドーム状のディ スクに固定される。このような形状は、翼と船体とのギャップを除去し、その結 果、空気力学的な効率を向上させ、また、通常組立部品の構造上の強度及び剛性 を向上させる。

上方に向けて延びる真は、船の後方に向かって位置するのが有益である。この形 状により、乗組関の視界を損なうことなしに操舵室を船の前方に向けて配置する ことができ、一方、真は水面に可能な限り近接して位置することが可能となるの で、ローリングモーメントは最小限とされ、かつ、鏡像効果に基づく有効アスペ クト比の増加は最大限とされる。

上述した内容は、単独の垂直翼に関してであるが、その原則は、複数の垂直もし くは上方に延びる翼を備える船舶に適応するものであり、それら複数翼による、 船のロール軸及びピッチ軸まわりのモーメントの低減、もしくは個々の翼の小型 化は好ましいものである。複数の翼を備える場合においては、多翼はそれぞれ略 垂直な軸に回動自在に取り付けられる、もしくは、すべての翼が一つの軸に回動 自在にとりつけられ、あるいは、グループごとに略垂直な軸に回動自在に取り付 けられる。

翼は、通常剛体もしくはそれに類似するものであるが、在来型もしくは翼タイプ のマストを持つ布製真の使用は、低速度に対しては十分に予想されつる。

このような性格の船舶は、通常、圧縮性が顕著となる速度よりも十分に低い速度 で運行されるであろうから、翼の断面は、それを備えた場合には抗力を大幅に増 大させる支柱や索具なしに、自身を支持するに十分な厚さを有する。

回動自在に取り付けられた上方に延びる翼の迎角の調節は、翼から後方に延びる 単数もしくは複数のアームに回動自在に取り付けられた小型の制御置板の迎角を 調節することによって便宜よくなされ、このとき制御翼は翼のピボット軸回りの モーメントを発生し、これが翼の発生する揚力によるモーメントを打ち消し、全 体として翼のピボット軸回りに回動自在となる。駆動力を発生する一つ以上の翼 が回動自在に取り付けられている場合においては、多翼もしくは一つの軸回りに 回動するように配置された一群の翼が、その迎角を制御する制御翼を備えること が望ましい。

船体は、その水中翼上に支持され離水するまでは、船を支えるために必要な浮力 と安定性を発生させ、また、常に船を構成する要素を結び付け、それらの発生す る力を伝達もしくは吸収するので、この目的から、剛性を備え抵抗を減少させる 空気力学的断面形状から形成されることが望ましい、船体の下面は、略水平な水 中翼の揚力中心と略一致し、通常水面を滑って航行する船に対して可能な値より もアスペクト比の大きい、三つの細長い流体力学的な揚力発生面から形成される ことが望ましい。離水するに際して予想される船の姿勢の範囲内で最大の効率を 発揮するように、それらの迎角は幅広く最適化することができる。前方の揚力面 は二つの部分に分割することが望ましく、それによって中央のトンネルに前方の 水中翼は収納され、また、転舵のために回動される。この配置は、離水前の限ら れた速度範囲に対してきわめて効率的にすることができる。この逆に、三つの揚 力面は適度なアスペクト比の一つの面とすることもできる。望ましい水中翼と翼 の形状によって、この船体は略三角形となり、その前部は、前方の水中翼を保護 し、かつ、前方の流体力学的揚力面を形成するために幅が広げられ、また、その 後部は、後方の水中翼を支持し、かつ、二つの後部流体力学的揚力面を形成する ために横方向に延長されていて、これは水中翼の構成要素とみなすことが適当で あり、また、後方の水中翼及びそれらの制御機構を保護するという役割をはたし 、そして、この場合、下方に延びる水中真冬々は、船体と翼の空気力学的性能を より高めるエンドプレートとしての役割をはたす。船体は、また、主船体にヒン ジでとりつけられた二つの側部船体からなる構成とすることもでき、これらは輸 送もしくは保管のために取り付けられた水中翼とともに内側に折り畳むことがで き、その際には幅は約半分となり、かつ、単純な部品組立である。上と三角形状 は、翼に効果的なエンドプレートを提供し、かつ、船体から翼へとなめらかに移 っていくものである。本発明に望ましい剛体翼は、比較的大容積のものであり、 また、三角形状の後部幅が広いために、ハツチもしくは開口部を設けられること となり、輸送もしくは保管のために船体に翼を挿入可能となる。

効率的な運用のために必要とされるアスペクト比の大きい水中翼によって生じる ローリングモーメントは相当大きいものであり、そのために互いに横方向に大き く距離をおいてモーメントに抵抗する水中翼を配置する必要がある。このために 、広幅の船と支持構造とが必要とされ、これは相当の重量及び風の当たる面積の 増加をまねく。さらに、上述した制御置板は、従来単一もしくは複数の駆動力発 生主翼の後に配置され、それらの伴流内において作動するので、過剰な抵抗及び 結果の予知困難性をもたらすこととなった。

このように、本発明の独立した第二の見地から、風力を動力もしくは補助動力と する船は、効率から必要とされる大きく有効なアスペクト比を有する上方に延び る真を少なくとも一つ有するものであるが、しかし、それが発生する力の中心は 比較的低くすべきであり、このように、発生するローリング及びピッチングモー メントを限定する。予期する翼の配置は、高い揚抗比と、逆風となることもある 幅広い風の条件のもとにおける有利な揚力分布のために設計することができる。

その基本的形状において、この発明に適する真は、その長手方向に略テーパを有 し、その付は根における翼弦長は翼先端における翼弦長よりも長く、その基部に おけるフラップ部分の翼弦長も、端部におけるフラップ部分の翼弦長より長く、 そしてそれは翼よりも高い度合いにテーバのついた少なくとも一つの後端フラッ プを有し、それはその基部におけるフラップ部分の翼弦長が、端部におけるフラ ップ部分の翼弦長より長くなっている。この配置によって、面積中心は翼の幅中 央より低く位置するばかりでなく、フラップの偏向と風の剪断力の相対的な程度 によって、翼の基部における局所的な揚力係数をその先端における値より高くす ることができ、これは翼が船体とその下端において水面とによって狭い置載に封 鎖されている場合に特に有効である。さらに、このような局所的に揚力係数が変 わることは、それが発生する力の中心の高さを下げることとなる。翼には、その 他に主翼とは略異なった迎角で作動可能なチップが回動自在に取り付けられてお り、このようなチップの付加は、外洋に近付くときにおこるような、みかけの風 がたいへん傾いた状況のもとての運用に特に有利である。翼が略垂直な軸に回動 自在に取り付けられている、もしくは一群の翼のうちの一つがそうなっている場 合においては、回動自在に取り付けられるチップは前方もしくは後方に傾斜して いることは有益であり、これによって、それが発生する力の中心を翼の回動に対 してピボット軸からある距離たけ離間させ、翼をそのピボット軸に対して安定さ せ、その迎角を変更することによって、翼もしくは一群の翼の迎角もまた変更さ れる。この配置は、主翼略後方に配置される単独もしくは複数の制御翼の装備に 比べてたいへん効率的であり、それはこれが誘導抵抗を増加させるのではなく減 少させる傾向があり、それをより敏感にするようなより良い空気流のもとで作動 するからである。主翼は、略ブーメラン形状をなし、翼の下部は略前方に傾斜し 、翼の上部は略後方に傾斜している、もしくは、翼上下部の傾斜方向はこれと反 対となっている。この構成は、迎角のいくぶんかの変化に対して翼によって発生 する回復モーメントを増大させる傾向があるので、単独の翼もしくは自由に回動 自在に取り付けられた一群の翼を制御するために、回動自在に取り付けられたチ ップ部が用いられる場合には特に効果的である。

翼の効率は、その上端においてチップ部と迎角が適合するように、その長芋方向 に沿って捩ることによってさらに増大される。同様の効果は、翼をその長手方向 に沿っていくつかの部分に分割し、それぞれの部分を異なる程度に回転させるこ とによっても達成される。

二つ以上の翼を配置した場合は、多翼は潤度によって、異なる量の揚力を発生す る傾向があり、これは異なる翼ごとに異なった程度にフラップ及び回動自在に取 り付けられたチップ、もしくはこれらのうちのいずれかを偏向させることによっ て対処することができる。このことは、二つもしくは一つの風下側の翼が風上側 の翼より先に失速し、翼の集合が不安定となる場合に特に重要である。

二つの翼が、共通の略垂直な軸に回動自在に取り付けられているようないかなる 配置においても、それらは互いに外側方向へ離間し、それらの下端間は上端間よ りも近接して配置されることが望ましい。この配置によって、空気力学的性能は 特に良好なものとなり、本体の慣性は低減され、カ学的性能は改善される。さら に、この配置における翼に回動自在に取り付けられた翼チップは、それらの上端 において内側方向へと傾けられ、これはさらに慣性を減少させ、内接半径を低減 する。

翼を制御する金属板が主翼に対して上方への拡張部を構成する場合は、翼チップ を回動するために必要とされる制御モーメントが、単独もしくは複数のフラップ を偏向させるのに必要な制御モーメントの一部分もしくは全体とつりあう配置と なり便利である。二つもしくはそれ以上の真のフラップは、一つの作動装置によ って偏向できるように配置され、一方、チップは翼上端に配置されたリンク機構 によって偏向し、これによってどの翼のフラップに与えられた偏向も対応するチ ップの回動となる。望ましい配置においては、いずれかの翼のフラップの偏向と そのチップの回動との比は、上記リンク機構とは異なる作動装置を備えることに より変更される。一つの翼には、二つもしくはそれ以上のフラップが備えられる こともあり、その場合上記フラップは翼に沿った揚力分布をさらに変化させるた めに異なって作動されうるように配置される。

ここまでに述べたように、従来技術による水中翼に支持される船は、ただ一つの 方向のみの、垂直揚力成分のために設計されてきたが、高速風を動力とする船の ための水中翼は、風上側の金Ｍ板が風下側の水中翼によって発生されるべき下向 きの揚力成分を発生し、船の重量は通常そこそこの効果を持つにすぎないことを 必要とする。どちらの方向にも航行可能に設８１された船に対しては、横方向に 露出している水中翼はいずれも、どちらの方向においても垂直揚力を同じ量発生 しつるように配置されなければならない、このように、本発明の独立した第三の 見地から、風力を動力もしくは補助動力とする水中翼線は、少なくとも一つの略 垂直で水面をつらぬく部分と、略水平で通常水没した部分と、略水平なピボット 軸とから構成される水中翼を有し、これは、略水平な部分の迎角が正負の両方向 に同じ程度に調整されるように配置され、略水平な部分は正負両方向に同じ程度 まで調節され、略水平な部分は略垂直な部分下端に回動自在に取り付けられ、水 中翼は、前記ピボット軸回りの水中翼によって生じた揚力もしくは抗力に起因す るモーメントの方向の逆転が、その運動を制御する作動装置もしくは水面検知手 段のいずれにも伝達されることを防ぐように配置されている。

この場合に対する理論においては、もし水中翼がその揚力中心口りに回動自在に 取り付けられていて、さらに揚力中心は抗力中心に一致しているとすると、前記 ピボット虎口りには水中翼は障害となるモーメントを発生しない。しかし実際上 、揚力中心は一定ではなく、軸の位置決めにおける製造上の許容範囲及び金属板 の各部分の製造も有限であるため、いくぶんかのモーメントが発生し、それはお おむね迎角に比例し、速度の２乗に比例して変化する。このように、単純な弾性 的傾向は適切なるものではなく、発生したモーメントは常に同じ方向に作用する ことを確実とする装備が必要である。問題とされている場合に対して、略水平な 水中翼は、その揚力中心のわずかに前方に配置された軸回りに回動自在に取り付 けられ、さらにそれは少なくとも下方に向かうフィンを有し、その寸法は、１進 運動に対しては、前記水中翼部分が発生する垂直揚力成分によって生じるモーメ ントと、前記水中翼部分のピボット軸回りのフィンによって生じる抵抗モーメン トとの総和か常に一定方向に作用するように決められ、このとき前記垂直揚力成 分は上向きもしくは下向きに作用する。この略水平な金属板は、二面角をもって 配置されることが有効である。

ここまでに述べた配置は、はとんどの従来技術による設計の不利益のうちのいく つかを欠点として持つもので、すなわち、略水平な水中翼部分の接合部回りの好 ましくない流れの特徴は抑えることが困難なことである。さらに、水中翼部分は 通常小面積かつ非常に薄いものとなり、その結果過剰に偏向するのを防ぐために 壁面を厚くする、もしくは中空部のないものとする必要がある。その結果、水圧 測定線、制御ロッド、作動装置等を水中翼部分の内部に収容する空間はほとんど なくなってしまう。

そして、これに代る配置においては、略水平な軸は、通常の金属板本来の運用に 対しては、これが水面上に位置するように配置される。この配置においては、略 水平な部分は略垂直な部分に固定されるので、流れ模様を確実に滑らかなものに する間層は大幅に低減され、さらに、ピボット、作動装置、制御線壽はいずれも 水中翼自体に収容されずに、そのかわり船の胴体内に集合配置可能となる。この 様式で作られる水中翼は、流体力学的に効率が良いばかりでなく、単純、軽量か つ強固なものである。この配置の有する不利益として、ピボット軸回りの揚力及 び抗力のモーメントが、迎角、水没している水深等によって大きく変化し、さら に、揚力の設計方向への小さな逆転を除いて、モーメントの逆転を防ぐことは通 常不可能なことである。

このように、本発明の独立した第四の見地から、風力を動力もしくは補助動力と する水中翼船は、略垂直な水面をつらぬく部分と、略水平な水没する部分と、略 水平なピボット軸とから構成される水中翼を少なくとも一つ有し、これら各部分 は、略水平な部分の迎角は正負両方向に同じ程度に調節されるように配置さ線略 水平なピボット軸は通常の金属板に基礎を置く運用においては水面上に位置する ように配置され、略垂直及び略水平な水中翼は両者とも一体としてピボット軸回 りに回動し、水中翼は、前記ピボット軸回りの水中翼によって生じた揚力もしく は抗力に起因するモーメントの方向の逆転が、その運動を制御する作動装置もし くは水面検知手段のいずれにも伝達されることを防ぐように配置されている。

その取付配置もまた、前記モーメントの変動を減少させる手段に含まれる。

水中翼の取付は、略水平なピボット軸が、略垂直方向の並進運動に対して大きな 抵抗を示さず、かつ前記水中翼の発生する垂直揚力成分が、前記とポット軸に対 して略水平方向前方及び後方に並進運動可能な船体の一部から大きな抵抗を受け ることがなく、さらに前記モーメントの逆転を防ぎ、このようなモーメントの変 動を制限するように配置される。

水中翼を略その軸に沿う軸以外に回動自在に取り付ける際の大きな問題として、 それを制御するのに必要な力が非常に大きくなる傾向があり、応力集中を避ける ことが困難となる。さらに、機械的な表面検知手段によって制御される水中翼で は特に、過剰なセンサーへの負荷を避ける助けとして摩擦トルクを最小に減らす ことが肝要である。

このように１本発明の独立した第五の見地から、水中翼船は、静的な船の吃水線 に近接した略水平な軸に回動自在に取り付けられた水中翼を少なくとも一つ有し 、その船は、船体に基礎を置く運用において付加的な揚力を発生し、かつ通常の 金ａ板に基礎を置く運用においては水面上に位置するように配置され、前記ピボ ット軸が略その長芋方向に延びる略水平な部分と、下方に延びる略垂直な水中翼 部分と、それ以外の略垂直な水中翼部分と、通常の運用においては完全に水没す る略水平な水中翼部分とから構成され、これらの水中翼は略′Ｃ１字形をなす。

他の本発明の見地は、従来問題とされていたドックにいれるための水中翼の収納 に関係する。前記独立した第四、五の見地において記述した水中翼は、そのピボ ット軸回りに前方もしくは後方に回動することによって収納することができ、作 動装置によって迎角が制御される場合には、この作動装置は収納用に用いてもま た好適である。それに代って、ケーブルを収納に用いることもできる。このタイ プの水中翼は、過剰な抵抗を防ぐために通常略水平な部分は水面から十分離れて 位置する、もしくは、通常の金属板に基礎を置く運行においては固定され、収納 のためには略水平な部分の迎角が高感度に一定となるような付加的な回動支持作 用をはなす第二のピボット軸が略水平及び略垂直な部分の結合部近くに導入され るように良好に収納される。第三の見地において述べた水中翼は、吃水線近傍に 配置される付加的なとポットを有し、これは通常の運用においては固定され、収 容のために水中翼はその回りに回動する。この場合、もしケーブルが収納のため に用いられると、これは前記付加的なピボット軸回りの回動を固定及び解除する 。

この性質の水中翼船への危険の一つは、丸太のような浮揚破片との高速ａｌｒ撃 の可能性である。水中翼の比較的細い先端は、小さな破片を切り抜けるであろう が、船の長手軸に平行方向への対応の装備は、船の構造的な損傷と乗組員もしく は乗客を負傷させることとなりつる過剰な加速とを防ぐもしくは最小限にするた めに必要である。このように、作動装置もしくはこれを水中翼と連結するリンク 機構にある種の対応を備え付けることによって、もしもこのような衝撃の結果と して作動装置もしくはリンク機構に作用する力が十分大きいときは、水中翼はそ のピボット軸回りに回動する。このような対応は、バネや圧力の開放弁や蓄積装 置などの手段によって備えることができる。

上述したように、従来技術による機械的な表面検知手段は、船全体の寸法を越え て延びる前方に突出した機構を有していて、他の船等に乗れ上げることがありえ た。また、それらが広がっていたため、それらによって長芋方向の間隔を船の長 さの数分の−となるように制御されていた金属板の前方のかなりな進路が、要求 されるよりも小さくなっていた。また、それらは大きな表面面積を有し、これは 高い抵抗をもたらす傾向があり、波頭の高い条件の下では特に顕著であった。

このように、本発明の独立した第六の見地から、迎角が可変で、上方もしくは下 方のいずれにも同じ量の垂直揚力成分を発生するように良好な形状を持つ水中翼 を少なくとも一つ有するところの水中翼に支持される船は、それに関与する表面 検知手段を有し、またそれは二本の前方アームを有し、それらは船のいずれかの 固定部もしくは可動部にそれらの後端に向かって回動自在に取り付けられ、そし てさらに一つの後方アームも有し、それは前記前方のリンクに対して下方向きの 拡張部を形成する少なくとも一つの翼を有する。前記後方リンクの下端は、水面 をつらぬく水中翼を形成する、もしくは、そのような金属板に回動自在に取り付 けられ、後者の場合においては、前記水面をつらぬく金属板は、その上端におい て下の前方アームに回動自在に取り付けられている第二の後方アームの下端に回 動目在に取り付けられる。前記水面をつらぬく水中翼は、水面に沿って浮かび、 船に対してその姿勢を変更するとき、それと合体している水中翼の迎角を変更す るように形成されている。このように構成された水面検知手段は、その保護のた めに船の平投影面の輪郭内に良好に収納され、水面検知手段を構成するサブシス テムとそれに合体した水中翼のゲインは、良好かつ容易に調整可能であり、前記 連結リンクの長さの変更によってｍ整できる。

前記水中翼は前記水面検知手段とともに、合計した抵抗が低くなるように良好な 形状とされ、前記水面検知手段の前記水面をつらぬく水中翼は、良好に小面積な ものであり、第一の前方アームは低い抵抗で波頭を切り抜けるように設計される 。

上述した水面検知手段は、本発明の独立した第四の見地において記述した水中翼 ともリンクされ、その場合には、リンク部材は、前記前方アームのうちのいずれ か一方にはその上端において、前記略水平に回動自在に取り付けられた水中翼に はその下端において回動自在に取り付けられて、単数もしくは複数の前記前方ア ームの上向きの移動は前記水中翼の迎角を増加し、また、その逆も可能とする。

この場合、前記水中翼のリンクが取り付けられた前方アームの後方ピボットは、 前記水中翼の収納のためのとポット軸と同一線上にあり、前記水中翼の迎角が収 納において実質上変化しないようになっている。

上記水面検知手段はまた、本発明の独立した第五の見地において記述した水中翼 とも組み合わされ、その場合には、下側の前方アームは略垂直な水中翼部分の前 方への拡張部を形成し、上側の前方アームは前記水中翼のピボット軸上方もしく は下方に略垂直にさらされる進路内に位置する略下方に延びるアームを包含し、 これは上方もしくは下方のいずれかの方向に前記金属板によって発生される揚力 の垂直成分を支持し、そして前記水面検知手段は、上側の前方アームの前端と、 二つの前方アームの前端間を連結するリンク部材とがなす角度が、水中翼によっ てそのピボット軸回りに発生されるモーメントと、それが発生する揚力の垂直成 分との総合した効果が、常に水面検知手段の前記水面をつらぬく垂直な真上に下 向きの推力を発生するように配置される。前記上側の前方アームは、それが関与 する水中翼の収納のために、略水平なピボット軸回りに回動自在に取り付けられ た部材の回りに回動自在に取り付けられ、前記部材は、通常の運用においては位 置が固定され、収納に際しては前記水中翼がそれが関与する水面検知手段ととも に回動して収納されるように開放される。

上記特質を有する風力を動力もしくは補助動力とする水中翼船は、多くの水中翼 と翼を制御するシステムを必要とする。より大型の船は、大型の民間航空機の完 全に自動化された制御システムと機能的に類似するものを、たいがい、必要とす るであろう。

このように、これらの船のための制御システムは、離水前及び金属板を基礎とす る状況の両方に、連続した船の制御を良好に提供されなくてはならず、これは運 動を検知することと、運動の信号と人間の操舵命令とを組合せることと、これら を適切な制御面の偏向に変換して、船が要求された速度で要求された方向に滑ら かに航行し、かつ、船がいかなるときにおいても前後に傾く、転覆する、あるい は一つもしくは複数の翼によって発生された過剰な力による過剰に応力のかかっ た状態となるという危険にさらされないようにすることによってなされる。金属 板に基礎を置く状況においては、制御システムはまた、略水平な完全に水没した 金属板が水面から出るのを防ぐ、もしくは、船体が波から衝撃を受けることを防 ぐ。

小型のレジャー船もしくは他の要求の度合いの低い適用に対するより簡素な制御 システムは、略水平に回動自在に取り付けられた水中翼部分の迎角を制御するた めにそれらに機械的にリンクされた水面検知手段が、上述したように船の上昇高 さ、ピッチ及びロールを制御するために設けられ、一方、電子的なシステムが、 金属板の沈入防止、動作方向、針路の選定、速度制御及び応力制御を担当するよ うに分割される。翼フラップと寓チップ回動の機能は結合されて制御力は最小限 となり、一つの作動装置をこの目的に使用し、二次的な作動装置をフラップの偏 向と翼のチップの回動との比率の制御するように備えられることとなる。

本発明の独立した第七の見地から、風力を動力もしくは補助動力とする水中翼船 は、略垂直な軸回りに回動自在に取り付けられた上方に延びる翼と、一つもしく は複数の＠晶己翼の迎角を制御する手段とを備え、さらに、自動車のアクセルペ ダルに類似したペダルによって一つもしくは複数の前記翼の迎角が制御される転 舵手段とを備え、かつ、その転舵手段には、自動車のハンドルに類似したホイー ルと、前方もしくは後方向きの運動方向を選択するための自動車のギヤレバーに 類似する制御装置、もしくは、左舷と右舷との針路を選択するスイッチと、電子 的な翼の制御装置とを備え、これは前記加速ペダル、前記方向制御装置もしくは 前記針路選択スイッチからなんらかの入力信号を受け、該信号をいずれかの翼の 作動装置への適切な出力に変換し、さらに補助的な制御手段を有し、それは水中 翼船の場合には風上側の揚力を発生する水中翼の起こり得る離水を検知し、水中 翼船ではない船もしくは陸上、氷上用の乗物の場合には起こり得る転覆を検知し 、電子的な翼制御装置に信号を送り、いずれかの制御されている垂直に延びる翼 によって発生される揚力を減少させ、さらに応力制御手段を有し、それはもしも 乗物のいずれかの部分に位置する変換器が、乗物のその部分は予め定められた応 力、歪みもしくは偏向のレベルに達したあるいは達しようとしていることを示し たときは、電子的な翼の制御装置に信号が送られ、いずれかの制御された垂直に 延びる翼の揚力が低減される。

本発明のすべての見地の目的、特質及び性格は、これに続く具体例とそれに付せ られた図とによって、その詳細な議論の評価からより容易に明らかとなり、各図 は例を示すことによって本発明の原理を明らかにする。

図１は、通常運用の位置にその水中翼を下げた状態の船の斜視図である。

図２は、通常運用の位置にその水中翼を下げた状態の船の正面図である。

図３は、通常運用の位置にその水中翼を下げた状態の船の斜視図である。

図４は、その水中翼を下げた状態の船の側面図である。

１１５は、ドック入りのためにその水中翼を上げた状態の船の正面図である。

ＩＺ６は、輸送のためにその横方向の船体拡張部とそれらに取り付けられた水中 翼を内側にたたみ翼を船体に収納した状態の船の斜視図である。

図７は、前方翼とそれに取り付けられた水面検知装置の側面図である。

図８は、ドック入りもしくは輸送のために収納された前方水中翼の側面図である 。

図９は、前方水中翼の他の配置の側面図である。

図１０は、ドック入りもしくは輸送のために水中翼を収納した前方水中翼の他の 配置の側面図である。

図１１は、後方翼とそれに関与する水面検知装置の側面図である。

図１２は、後方翼とそれに関与する水面検知装置の一部分の拡大図である。

図１３は、翼制御システムのブロック図である。

図１４は、翼フラップと翼チップの作動機構の図である。

船には、その頂部に風力を動力とする皿板推進手段Ｍが配置され、その底部に水 中翼手段Ｈが配置された胴体りからなる。船には、横方向（ピッチ）軸ＺＺ、長 芋方向（ロール）軸ｘＸ及び垂直（ヨー）軸ＹＹを有する。

胴体りは、船体１と操舵室２とからなる。船体は、細い三角形側面形状で、後端 において後部水中翼手段Ｈを支持し、低速度において船Ｋを安定させる浮力を供 給する拡張部１０１．１０２を有している。横方向拡張部１０１．１０２の下側 の表面は、細い流体力学的揚力面を形成している。船体ｌの前端は、前方の水中 翼手段Ｈの保護部と、船が船体に基礎を置く状態において前方に傾いたときに適 する流体力学的表面１０３と、トンネル１０５とを設けるために拡幅されている 。船体１の後部下側は、静止状態の吃水線ＳＷＬの上に配置されたヒンジどめさ れたパネル１０６を有する。横方向の拡張部１０１．１０２はヒンジ１０７に取 り付けられ、クランプ１０８によって運用位置に保たれる。操舵室は風防２０工 に囲われ、舵２０２、加速ペダル２０３、方向制御装置２０４　ａ、針路選択装 置２０４ｂ及び翼変更装置２０４ｃが備えられ、これらは一つの制御装置にまと められる。

皿板手段Ｍはドーム状のディスク３１に取り付けられた二つの上方に延びる翼３ から構成される。多翼は、その上方及び下方後端フラップ４ａ、４ｂと、軸００ 回りに回動自在かつ取外し可能なチップ５とを有する。皿板手段は、垂直方向に 傾斜した軸Ｙ’　Ｙ’回りに自由に回動するようになっている。翼３は３０１に おいてドーム状ディスク３１から取外し可能である。

水中翼手段Ｈは、船体１の右舷側面下方から下に延びる右舷水中翼１９と、船体 ｌの左舷側面下方から下に延びる左舷水中翼２０と、船体１の前から下に延びる 前方水中翼２１とから構成されている。

左舷及び右舷の水中翼１９．２０各々は、垂直に延び、水面をつらぬく部分１９ １．２０１が取り付けられた横方向の船体拡張部１０１．１０２に回動自在に取 り付けられた水平に延びる部分１９３．２０３と、垂直部分の底部に連結された 水没する水平に傾斜した部分１９２．２０２とから構成されている。水中翼１９ 及び２０は、同一線上のピッチ軸Ｅ、Ｅ回りに回動自在に胴体りに取り付けられ ている。後方水中翼１９及び２０は、ピッチ軸ＥＥ回りに後方に約１８０度まで 回動可能であり、それによって、水深の浅い領域における運用のため通常水平な 部分１９２．２０２が水上に上げられる。

前方水中翼２１は、垂直な水面をつらぬく部分２１１と、水没した水平な部分２ １２とから構成されている。水面をつらぬく部分２１１の頂部は、耳２２内に、 ピッチ軸ＤＤ回りに回動自在に取り付けられている。耳２２は、船体１の前端に 回動自在に取り付けられ、垂直に傾斜した軸００回りに回動できるようになって いる。前方水中翼は、水深の浅い領域における運用のためピッチ軸ＤＤ回りに後 方に約９０度まで回動可能であり、これによって、通常垂直部分の前端は部分的 に水没した状態で残り操舵性を保つことができる。

図７は、前方水中翼２１と、それに関与する水面感知Ｗ４０との配置をホす。

下方に延びるフィン２１３は、軸００回りに回動自在に船体１に取り付けられた ヨーク２２に、Ｄにおいて回動自在に取り付けられた垂直な水面をつらぬく水中 翼２１１に、Ｆにおいて回動自在に取り付けられた揚力水中翼２１２に取り付け られている。水中翼２１１は、垂直な水中翼２１１にそのピボットＤの前に取り 付けられたケーブル２１５の張力によってそれが下げられた位置に保たれ、金属 板２１１の前方及び上方拡張部がＨにおいてヨーク２２の前面に接するようにさ れている。張カケーブル２１５の他端は、圧縮スプリング（図示省略）を介して レバー（Ｉ２Ｉ示省略）によって操作される。小さな水面をつらぬく水中翼４０ １は後方アーム４０２の下端に回動自在に取り付けられ、そしてその上端は前方 アーム４０４に回動自在に取り付けられ、後端もまたＤにおいて回動自在に取り 付けられている。リンク２１６はＰにおいて関節部を有し、その上端において前 方アーム４０４の後方及び上方の拡張部に回動自在に取り付けられ、その下端に おいて揚力水中翼２１２に回動自在に取り付けられている。リンク２１６の上側 部分２１６ａは、垂直な金属板２１１に固定されたガイド２１７内を走る。リン ク２１６は垂直な金属板２１１内部の通路２１１′内を移動自在である。二ｊ！ 一部品４０５は後方アーム４０２の上方拡張部４０２ａ内のスロットに取り付け られ、第二の前方アーム４０６の先端に回動自在に取り付けられている。前方ア ーム４０６の後端は、ヨーク２２にピボット０回りに回動自在に取り付けられて いる。

第二の後方アーム４０３は、その上端において前方アーム４０４に、その下端に おいて水面をつらぬく水中翼４０１に回動自在に取り付けられている。

上述した機構は、水面をつらぬく水中翼４０１の路上力の動きはリンク２１６に 下方の推力を起こし、それによって、揚力水中翼２１２の迎角が増加し船の前を 持ち上げるように配置されている。水面をつらぬく金属板４０１の動きと水中翼 ２１２の回動との関係は、後方アーム４０２の拡張部４０２ａ内のスロット内の °Ｔ′部品の動きによって調節可能である。

上陸用車輪２１８は、垂直な水中翼２１１に回動自在に取り付けられ、そしてそ れは動的な吃水線ＤＷＬの上限ＤＷＬ’の上に保たれるようになっている。

図８は、上げた位置にある水中翼２１を示し、このときケーブル２１５はゆるめ られ、Ｄにおいてピボット後方の水中翼２１１に取り付けられたケーブル２１４ はレバー（図示省略）によって張力が負荷され、水中翼２１１の傾斜した後上面 がＨ″においてヨーク２２の高方面に接するようになっている。！直な水中翼２ １１は、おおむね静的な吃水線ＳＷＬ下に保たれ、転舵のために軸００回りに回 動可能となっている。水中翼２１は、それが船体１のトンネル１０５内へと上昇 するように配置されている。

図９に示した代替例においては、下げるケーブル２１５は外側シース２１５ａを 有し、そしてそれは下げられた位置においてそれを垂直な水中翼２１１に固定し ている前方アーム４０４に接し、また、揚力水中翼２１２はＰにおいて垂直な水 中翼２１１の下端に回動自在に取り付けられている。ケーブル２１５は、下方に 延長されて揚力水中翼２１２に固定され、それが垂直な水中翼２１１の下面に接 するようになっている。この場合は、前方アーム４０４と、垂直な水中翼２１１ と、揚力水中翼２１２とはこのように一体として０回りに回動する。前８己同様 、収納に際しては、ケーブル２１５はゆるめられ、ケーブル２１４には張力が負 荷される。制御モーメントの逆転を防ぐために必要な収納をするために、前方ア ーム４０６の下方拡張部４０６ａは、その下端にカム従動部４０７を有し、そし てそれは垂直な水中ｊＥ２１１内ピボットＤ上方のトラック２１９内に位置する 。前方アーム４０６と後方アーム４０２の上方拡張部４０２ａとがなす角度は、 水中翼２１２の迎角が正もしくは負となるように、水面をつらぬく水中翼４０１ 上に下向き推力が維持されるように設定される。

図１１及び図１２は、後部水中翼２０のうちの一つと、それに関与する水面検知 Ｗ５０の配置をホす、水中翼２０は軸ＥＥ回りに回動自在に取り付けられ、船体 拡張部１０２に位置するベアリングＥ１、Ｅ２を有する。水中翼に近接するベア リングＥ１は、前及び後に配置されるが、垂直方向には拘束されていない。Ｅ２ は球状のベアリングである。水中翼２０が下がった位置にあるときは、張カケー ブル２２５は、船体の横方向拡張部１０２に固定されたストップＳ２に対して分 離して軸ＥＥ回りに回動自在に取り付けられた部品５０８を保持する。張カケー ブル２２５の他端は、圧縮スプリング（図示省略）を介してレバー（図示省略） によって操作される。小さな水面をつらぬく水中翼５０１は、後方アーム５０２ の下端に回動自在に取り付けられ、そしてその上端は水中翼２０の横方向に延び る上側水中翼２０３の船内部分に軸ＥＥの前にある距離をおいて回動自在に取り 付けられている。′Ｔ１部品５０５は、後方アーム５０２の上方拡張部５０２ａ 内のスロットに調整可能に取り付けられていて、それは第二の前方アーム５０６ の先端に回動自在に取り付けられている。前方アーム５０６の後端は、回動自在 に取り付けられた部品５０８にピボット軸ＥＥの上方において回動自在に取り付 けられている。制御モーメントの逆転を防ぐために必要な対応をとるために、前 方アーム５０６の下向き拡張部５０６ａはその下端にカム従動部５０７を有し、 そしてそれは水中翼２０内のピボット軸ＥＥ上方のトラック２２９内に位置して いる。前方アーム５０６と後方アーム５０２の上側拡張部５０２ａとがなす角度 は、水中翼２０２の迎角が正もしくは口となるように下向きの推力が水面をつら ぬ〈水中翼５０１上に保たれる。上陸用車輪２３８は、水中翼２０に回動自在に 取り付けられ、そしてこれは回動自在に取り付けられた部品５０８とともに、水 中翼２０が収納されたときには、キールの役割をはたす。回動自在に取り付けら れた部品５０８に取り付けられた張カケーブル２２４は収納のために配置され、 レバー（図示省略）によって操作される。水中翼２ｏは、張カケーブル２２５を ゆるめ、ケーブル２２４に張力を負荷することによって収納される。回動自在に 取り付けられた部品は、水中翼２０に固定されたリミットストップｓ３に対して 、水中翼２０と回動自在に取り付けられた部品５０８とがいっしょに後方に回動 されるような作用をはたす。水中翼を下げるためには、ケーブル２２４はゆるめ られ、ケーブル２２５には張力が負荷されて、そしてそれは、両者がいっしょに 前方へ回動するように、水中ｊＥ２０に固定されたリミットストップＳ４に接す る。

図１４は、翼のフラップ及びチップを作動させるための機構を示す。作動装置１ ４は、一端において、Ｙ″において船体１に回動自在に取り付けられ、かつ、寓 ３が取り付けられているディスク３１に回動自在に取り付けられ、またその他端 において、フラップ４ｂのうちの一つの下端に固定されたレバー６ｏに回動自在 に取り付けられている。他のレバー６１は、その他のフラップ４ｂの下端に固定 され、二つのレバー６０．６１はロッド６２によって回動自在に連結され、これ らは、それぞれが取り付けられたフラップ４ｂに対して角度を有するので、いず れかのフラップのそのピボットＦＰ回りの回動は、他方のフラップに望まれる応 差回動をひきおこす。両フラップ４ａ、４ｂは同じ量だけ偏向するように配置さ れ、両番間にはトルクを伝達する連結機が配置され、両者は捩りに対して剛であ り、下側フラップ４ｂのうちの一つの底部のいかなる回動も同じ翼に備えられた 上側フラップ４ｂの頂部において同様な回動をもたらすようになっている。前方 に延びスロットの設けられたレバー６３ａ、６３ｂが上側フラップ４ａの頂部に 連結され、それらの翼弦軸方向に配置されている。

さらに、スロットの設けられたレバー６４ａ、６４ｂが二つの翼チップのピボッ ト軸ＧＧに固定され、これらは翼チップ５の翼弦軸に沿って後に向けられている 。作動装置１５ａ、１５ｂは、フラップのとポット軸ＦＰにおいて、前方に向い ているレバー６３ａ、６３ｂに回動自在に取り付けられ、これら作動装置の他端 に固定されたビン６５ａ、６５ｂは、Ｌｔ＜−６３ａ、　６３　ｂ及び６４ａ、 ６４ｂのスロット内に配置され、作動装置１５ａ及び１５ｂを伸縮することによ って翼３のフラップ偏向と同じ翼のチップ５の回動との比が変更されるようにな って操舵室２に配置された加速装置２０３により、操縦士は、船にの速度を制御 すことを意図するものではない。

■ 国際調査報告 １Ｍ、、、１１．ＩＩＩＡ、、１曖、、、ＮＰＣＴ／ＥＰ９２１０１３４２１＋ 　＝、、、−＝　−ＰＣＴ／ＥＰ　９２１０１３４２ｍｗｎｍｌＡ＋ｍ＋＋、、 ＋Ｉ　ＰＣＴ／ＥＰ　９２１０１３４２フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　Ｃ３，ＦＩ、　ＨＵ、ＪＰ。

ＫＰ、　ＫＲ，ＬＫ、　ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　Ｎｏ、　ＰＬ、　Ｒ○、　Ｒ Ｕ、　ＳＤ、　ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　風力を動力もしくは補助動力とする水中翼船であって、これは風力手段と、 水中翼手段と、船体手段と、制御手取とから構成され、風力手段は、船を推進さ せる駆動力を供給し、水中翼手段は、垂直揚力を発生し、これによって、船の重 量と、風力手段及び船体手段によって発生した揚力の垂直成分を支持し、船のロ ール及びピツチ軸回りにそれが平衡を保つように安定化モーメントを供給し、ま た、水平力を発生し、これによって、風力手段及び船体手段によって発生した揚 力及び抗力の船を横切る軸に平行な方向成分のつりあいを保ち、船がそのヨー軸 と転舵手段回りに平衡を保つ安定化モーメントを供給し、 船体手段は、水中翼手段が水中からは船の速度が不十分であることによって供給 することのできない、平衡を保つための垂直揚力と船のピツチ及びロール軸回り のモーメントを供給し、また、乗組員に操舵室を供給し、制御手段は、船を転舵 するための手段と、船のロール及びピツチ軸回りの動きの制御するため及び水面 上の船の高さを制御するための手段と、風力を制御するための手段とを供給し、 風力手段は、少なくとも一つの剛もしくは可撓性のある構造の上方に延ひる翼を 有し、 水中翼手段は、少なくとも三つの水中翼から構成され、これらは水平及び垂直揚 力を供給するように配置され、また、それらのうち少なくとも二つは船の長手方 向軸回りに間隔をあけて配置され、さらに、少なくとも一つは、少なくとも一つ の他の水中翼に対して船の長手方向軸に沿って配置され、そしてそれはその水平 揚力を調節する手段を有し、 船体手段は、一つもしくはそれ以上の船体もしくはフロートから構成され、それ らは船のピツチ及びロール軸に沿ってその回りに配置されて、必要な揚力とこれ ら軸回りの船を直立させるモーメントを供給し、またさらに、一つ以上から構成 されている場合の船及びフロートと、水中翼手段と、風力手段とを結合するため 及びこれら手段によって発生する力を吸収しそれらの偏向を制御するための手段 も有するもの。 ２　１項に記載した船において、船の長手方向軸のいずれかの側にさらされる水 中翼が、船体手段に対して滑らかな下向きに延びる拡張部を形成し、これか端板 を形成して、これが空気力学的抵抗を低減させるもの。 ３　１項及び２項記載の船において、転舵手段及び船のヨー軸回りの安定性を供 給するために引き込められた状態においても水中翼手段か十分なだけ水没してい るもの。 ４　１項及び２項に記載した船において、水中翼手段が進水を容易にするために 収納されているときには下降する車輪が備えられているもの。 ５　１項に記載した船において、船体は適度なアスペクト比を有する三つの細長 い流体力学的な揚力面を形成し、その揚力中心は略水平な水中翼の揚力中心とお おむね一致し、それらが水面とある角度をなすことによって、船が完全に金属板 に基礎を置くにいたる以前のすべての船の姿勢に対して最小の抵抗を生じるよう になっているもの。 ６　１項ないし５項のいずれかに記載した船において、船体手段がその幅方向に 拡張され、横方向に間隔をあけて配置された水中翼がそれに直接取り付けられた もの。 ７　１項ないし６項のいずれかに記載した船において、平面的に見て船体手段が 細長い三角形を形成し、船の前部に位置するその三角形の頂部がその幅方向に拡 張されているもの。 ８　風力手段を備える、風力を動力もしくは補助動力とする船もしくは乗物であ って、風力手段は少なくとも一つの上方に延びる翼を有し、それはその長手方向 に沿って略テーパかつけられていて、その付け根における翼弦長はその端部にお ける翼弦長よりも大きく、このような翼のいずれかが少なくとも一つの後端フラ ップとともに配置され、そのフラップもまたその長手方向に沿ってテーパがつけ られ、その付け根における部分的翼弦長がその端部における部分的翼弦長よりも 大きくなっているもの。 ９　８項記載に船したおいて、上方に延びる翼が略ブーメラン形状であるもの。 １０　８項もしくは９項のいずれかに記載した船において、いずれかの上方に延 びる翼が、主翼部分に対して略異なった迎角ではたらくように回動可能なように 回動自在に取り付けられた補助的なチップ部分を有するもの。 １１　８項もしくは９項のいずれか及び１０項に記載した船において、チップ部 分が回動されるだけ翼上端がその下端に対して捩られるように、いずれかの翼が 捩られることが可能なもの。 １２　１項ないし１１項のいずれかに記載した船において、いずれかの上方に延 びる翼の基部がそれの長さとの関係において水面から小さな距離をおいて配置さ れ、それによって水面によって提供される鏡面によりその有効比が実質的に増加 するもの。 １３　１項ないし１１項のいずれかに記載した船において、上方に延びる翼のい ずれかに接する船体手段の表面が、翼の有効アスペクト比を増加するために、翼 の端板としたはたらくように拡張されているもの。 １４　１項ないし１１項のいずれかに記載した船において、上方に延びる翼のい ずれかがそのピボット軸回りに回動するときに通過する船体手段の表面が前記軸 に対して垂直な平面であるもの。 １５　１項ないし１２項のいずれかに記載した船において、いずれかの翼の基部 が、略垂直な軸回りに回動自在に取り付けられた平板もしくはドーム状のディス クに固定されているもの。 １６　１０項もしくは１１項のいずれかに記載した船において、いずれかの翼に 回動自在に取り付けられたチップ部分が、前方もしくは後方に傾斜し、それによ って、翼ピボット軸回りのつりあいを変化させることによって、チップ部分の回 動によって、翼の迎角が制御されるもの。 １７　１６項に記載した船において、回動自在に取り付けられた翼の組のいずれ かの迎角か、一体として自由に回動するように配置された、翼の組のピボット軸 回りのつりあいを変化させることによって、少なくとも一つの回動自在な翼チッ プの迎角によって制御されるもの。 １８　前記１６項もしくは１７項記載の船であって、いずれかの翼もしくは翼の 組の角度位置が、作動装置によって設定され、いずれかの翼チップもしくは制御 風力が、前記作動装置によって供給される制御モーメントを有効に低減させてい るもの。 １９　８項もしくは９項に記載した船であって、二つもしくはそれ以上の上方に 延びる翼を有し、いずれか一つの翼の後端フラップは、いずれか他の翼の後端フ ラップに対して異なった作動をされるもの。 ２０　１０項もしくは１１項に記載した船であって、二つもしくはそれ以上の上 方に延びる翼を有し、いずれかの翼の回動自在に取り付けられたチップ部分は、 いずれか他の翼のチップ部分に対して異なった回動をされるもの。 ２１　１項から２０項までに記載した船であって、いずれかの翼は浮力を有し、 それによって、翼手段及び転覆した状態において水没する他のいかなる船の部分 の浮力の中心が自動的に船を垂直にするに十分な垂直にするためのモーメントを 発生するもの。 ２２　１項から２０項までに記載した船であって、いずれかの翼は浮力を有し、 また、転覆した船が容易に垂直にもどされるように、いずれかの翼もしくは翼の 組を回動する手段を備えるもの。 ２３　１項から２２項までに記載した船であって、少なくとも二つの翼を有し、 いずれの翼の対も互いに外側へと延び、その上端におけるよりも下端においてよ り近接して取り付けられているもの。 ２４　１項から７項までもしくは１０項もしくは１１項に記載した船であって、 少なくとも二つの翼を有し、いずれの翼の対のチップも互いに内側へと延び、そ の下端におけるよりも上端においてより近接して取り付けられているもの。 ２５　少なくとも一つの水中翼を備える風力を動力もしくは補助動力とする水中 翼船であって、いずれかの水中翼は垂直もしくは垂直に傾いた水面をつらめく部 分と水平もしくは水平に傾いた通常水没した部分から構成され、かつそれは船を 横切る方向の軸と実質的に平行な水平もしくは水平に傾いたピボット軸を有し、 そしてそれは、水平もしくは水平に傾いた部分の迎角とこれにともなうその揚力 とか、そのピボット軸回りに水中翼を回動することによって、水中翼が上向き及 び下向きに同じ値の揚力を発生することができるよう調節されうるように配置さ れているもの。 ２６　２５項に記載した船であって、いずれかの水中翼の水平もしくは水平に傾 いた部分は、垂直もしくは垂直に傾いた部分と水平もしくは水平に傾いた部分と を有し、そしてそれか垂直もしくは垂直に傾いた部分の下端に回動自在に取り付 けられているもの。 ２７　２５項に記載した船であって、水平もしくは水平に傾いたピボット軸は、 通常の金属板に基礎を置く運用においては水面より上方に位置し、水平もしくは 水平に傾いた部分と垂直もしくは垂直に傾いた部分とが一体としてピボット軸回 りに回動するように配置されているもの。 ２８　船の静的な吃水線に近接する水平もしくは水平に傾いた軸回りに回動自在 に取り付けられた水中翼を有する水中翼に支持される船であって、水中翼は水平 もしくは水平に傾いた部分を有し、それは船体に基礎を置く運用中には付加的な 揚力を供給し、通常の金属板に基礎を置く運用に対しては水面より上方に位置す るように配置され、また水中翼は、下向きに延びる垂直もしくは垂直に傾いた部 分と、通常の運用に対しては完全に水没される水平もしくは水平に傾いた部分を 有するもの。 ２９　２８項に記載した船であって、二つの水平もしくは水平に傾いた部分と、 垂直もしくは垂直に傾いた部分とが略′Ｃ′型の構造を形成するもの。 ３０　水中翼に支持される船であって、いずれかの水中翼は、いずれかの垂直も しくは垂直に傾いた部分の下端に回動自在に取り付けられた水平もしくは水平に 傾いた水中翼部分を有し、そのピボット軸はその揚力中心よりもわずかに後方に 配置され、また、それには下向きに延びるフィンか取り付けられ、前方への動き に対しては、前記水中翼部分が発生する垂直揚力成分と、前記フィンが発生する 抗力によって生じる前記水中翼部分のピボット軸回りのモーメントとの和が、前 記垂直揚力成分か上向きもしくは下向きであるにかかわらず、常に同一の方向に 衝くように配置されているもの。 ３１　水中翼に支持される船であって、垂直もしくは垂直に傾いた水面をつらぬ く部分と、通常水没した水平もしくは水平に傾いた部分を有するいずれかの水中 翼は、金属板に基礎を置く運用に対しての通常の水位の上方に位置する水平もし くは水平に傾いたピボット軸回りに回動可能とされ、それによって、それが発生 する垂直揚力成分が変わり、また、このようなピボット軸は、略垂直方向の移動 運動に対して拘束を受けない範囲か広く、また、 前記水中翼が発生する垂直揚力は、前記ピボット軸に対して略水平方向へ移動可 能な船の部分によって大きな抵抗を受け、そのため、いずれかの作動装置もしく は制御機構によって、前記ピボット軸回りに前記水中翼を回動するため、もしく はそれを適所に保つために必要なモーメントは大幅に低減されるもの。 ３２　２５項、２７項、２８項、２９項もしくは３１項に記載した船であって、 水平もしくは水平に傾いたピボット軸を有するいずれかの水中翼が、前方もしく は後方に回動して収納可能であり、それによって、ドック入りもしくは水深の浅 い領域での運用のために吃水が大幅に低減されるもの。 ３３　２５項、２６項もしくは２７項に記載した船であって、静的な吃水線に近 接して、もしくはその上方に付加的なピボット軸が配置され、それは通常の金属 板に基礎を置く運用中は固定され、それによって、水中翼は、この付加的なピボ ット軸回りに前方もしくは後方に回動可能で、ドック入りもしくは水深の浅い領 域での運用のために吃水が大幅に低減することを可能としているもの。 ３４　２８項、２９項、３０項もしくは３１項に記載した船であって、水平もし くは水平に傾いた金属板部分と、垂直もしくは垂直に傾いた金属板部分とが交差 する位置に近接して付加的なピボット軸が配置され、それは通常の金属板に基礎 を置く運用中は固定され、それによって、水中翼がその水平もしくは水平に傾い たピボット軸回りに、前方もしくは後方に回動可能で、ドック入りもしくは水深 の浅い領域での運用のために吃水が大幅に低減することを可能とし、一方、水平 もしくは水平に傾いた金属板部分は、上記付加的なピボット軸回りに回動され、 それによって、その迎角が大きな変化を受けずに保たれるもの。 ３５　３３項に記載した船であって、水平もしくは水平に傾いた部分の迎角が、 水翼鋼がその付加的なピボット軸回りに回動して収納される間、大きく変化しな いもの。 ３６　２５項から３５項までに記載した船であって、いずれかの水中翼をそのピ ボット軸もしくは付加的なピボット軸回りに下げるため、もしくは、もし前記水 中翼がそのように装備されている場合は、そのような付加的なピボット軸回りに 前記水中翼を固定するためのケーブル手段を有するもの。 ３７　２５項、２７項、２８項、２９項、３１項、３２項及び３４項に記載した 船であって、垂直もしくは垂直に傾いた部分と、水平もしくは水平に傾いた部分 とを有し、水平もしくは水平に傾いた軸回りに回動自在に取り付けられたいずれ かの水中翼が、迎角を調節する作動装置を有し、前記水中翼を収約するために同 じ作動装置を使用するもの。 ３８　３２項、３３項、３４項及び３５項に記載した船であって、いずれかの水 中翼を収納するために使用される水圧もしくは空気圧による作動装置は、ある物 体と衝突したときに、そのような水中翼のいずれもに、その衝撃を救うために制 御回路が供給する適応性のある力に抗して後方に回動するような適応性を与える 目的で、少なくとも一つの圧力開放バルブと蓄積装置とをその制御回路内に有す るもの。 ３９　２５項から３７項までに記載した船であって、いずれかの水中翼が付加的 にスプリング手段を有し、それによって、もしもある物体と衝突した場合は、そ れは素直にその軸回りに後方へ回動し収納されるもの。 ４０　水中翼に支持される船であって、少なくとも一つの水中翼は、水平もしく は水平に傾いた部分と、水平もしくは水平に傾いたピボット軸を有し、そしてそ れは、水面に対する船のある位置の高さを決定する機構を有する水面検知手段に 結合され、前記水中翼が発生する上向きもしくは下向きの揚力成分を調節するた めの制御力を供給し、それによって、水面に対して制御された高さに船のいずれ の部分をも保つようにし、 前記水面検知手段は、二つの前方アームを有し、これらはそれぞれ、その後端に 向けてなんらかの船の固定部もしくは可動部に回動自在に取り付けられ、さらに また、その前端に向けて連結リンクに回動自在に取り付けられて、平行四辺形を 形成し、 前記連結リンクヘの下方拡張部は三角形アームを形成するもの。 ４１　１項から４０項までに記載した船であって、いずれかの水中翼がそれに連 結された水面検知手段とともに、上方及び下方に同じ量の揚力を供給できるよう に配置されているもの。 ４２　１項から４１項までに記載した船であって、いずれの水面検知手段も、コ ンパクトな配置で、水平投影面において船の外形線内に収められ、そうすること によって保護されることとなっているもの。 ４３　１項から４１項までに記載した船であって、水中翼とそれが関与する水面 検知手段からなるいずれのシステムのゲインも、局所的な風及び海の状態の条件 に船の力学的なふるまいを適合させるように、容易に調節されうるような手段を 備えるもの。 ４４　２５項、２６項もしくは３７項及び４０項に記載した船であって、少なく とも一つの水面検知手段とリンクされた水中翼を有し、それは一対の前方アーム を有し、一つの前方アームは前記水平もしくは水平に傾いた水中翼部分にリンク され、それによって、前記前方アームの前端の上向き回転運動は、前記水中翼部 分の迎角を増加させ（これは負の迎角においては減少される）、前記前方アーム の上向きの回転は、逆の効果をもつようにされているもの。 ４５　４４項に記載した船であって、前記水平もしくは水平に傾いた水中翼部分 がリンクされた前方アームの後方ピボット軸は、実質的に水中翼の収納のための ピボット軸と同一線上にあり、こりによって、もし前記水中翼が収納されると、 前記水平もしくは水平に傾いた水中翼部分の迎角は実質的には変化しないように なっているもの。 ４６　２８項、２９項、３０項もしくは３１項及び４０項に記載した船であって 、一対の前方アームを有する水面検知手段とリンクされた少なくとも一つの水中 翼を有し、下方の前方アームが垂直もしくは垂直に傾いた水中翼部分の前方拡張 部から形成されているもの。 ４７　４０項及び４４項もしくは３７項に記載した船であって、前記後方アーム は、その下端に小さな水面をつらぬく水中翼を有し、これによって、波の動きの 中の船の姿勢のなんらかの変化に起因して、水面に沿って前記水面をつらぬく水 中翼が上昇したときに、それが発生する揚力が変化することに基づく前記後方ア ームの動きは、下側前方アームの回転運動を引き起こし、それが連結されている 水平もしくは水平に傾いた金属板部分の迎角を変更するようになっているもの。 ４８　４７項に記載した船であって、前記後方アームが、限られた流体力学的か つ浮揚性の一方を供給し、また、水没したときには低い抗力を発生するような形 状とされているもの。 ４９　略４７項に記載した船であって、前記後方アームは、その下端において小 さな水面をつらぬく水中翼に回動自在に取り付けられ、第二の後方アームが、そ の上端において下側の前方アームに回動自在に取り付けられ、その下端において 前記水面をつらめく水中翼に回動自在に取り付けられ、それによって、二つの後 方アームは平行四辺形を形成し、また、前記水面をつらぬく水中翼の迎角は高精 度に一定に保たれる、もしくは望まれる様に変化するよう制御されるようになっ ているもの。 ５０　４９項に記載した船であって、前記後方アームが、限られた浮揚性の揚力 を供給し、また、水没したときには低い抗力を発生するような形状とされている もの。 ５１　４０項及び４３項に記載した船であって、前方アームの先端を連結してい る連結リンクの長さを変化させることによってゲインが変化させられるもの。 ５２　３１項及び４７項、４８項、４９項、５０項及び５１項のいずれかに記載 した船であって、上側前方アームの略垂直な拡張部が、その水平もしくは水平に 傾いたピボット軸の略上方もしくは下方において、水中翼に設けられたトラック 内に位置し、それによって、前記拡張部は、水中翼が発生する上向きもしくは下 向きの略垂直な揚力成分を支持し、上側前方アームの先端と、二つの前方アーム の先端間のリンクとが形成する角度は、水中翼が発生するそのピボット軸回りの モーメントと、それが発生する揚力の垂直成分との結合した効果が、前記水面検 知手段の前記水面をつらぬく水中翼上に常に下向き推力を発生するようになって いるもの。 ５３　５２項に記載した船であって、前記上側前方アームが、関与する水中翼の 水平もしくは水平に傾いたピボット軸回りに回動自在に取り付けられた部品に回 動自在に取り付けられ、それによって、通常の運用に対しては前記部品は適所に 固定され、また、収納に対してはゆるめられ、前記水中翼かそれに関与する水面 検知手段とともに回動して引き込むようにされているもの。 ５４　風力を動力もしくは補助動力とする船または乗物であって、垂直もしくは 垂直に傾いた軸回りに回動自在に取り付けられた上方に延びる翼を少なくとも一 つ有し、また、前記単数もしくは複数の翼の迎角を制御する手段も有するもので 、さらに単数もしくは複数の翼の迎角が自動車のアクセルペダルに類似するペダ ルによって制御されるような転舵手段を有し、この転舵手段は、自動車のハンド ルに類似した転舵ホイールを有するもの。 ５５　５４項に記載した船であって、前方もしくは後方への船の運動方向を制御 する手段が、自動車のギヤ選択装置に類似した制御装置を含むもの。 ５６　５４項及び５５項に記載した船であって、少なくとも一つの翼が、その揚 力を制御する手段と、補助的な制御手段とを有し、それによって、もしも、いず れかの翼の水平もしくは水平に傾いた部分が、水中から上方へ抜け出るという危 険な程度に水面にきわめて近く接近したときには、水中翼部分によって発生され るべき必要な下向き揚力成分を減らすように、いずれかの上方に延びる翼の迎角 が調節されるようになっているもの。 ５７　５４項及び５５項に記載した船であって、付加的な制御手段を有し、これ によって、陸もしくは氷の上で使用されているときに、いずれかの車輪もしくは スキッドに表面から規定量以上浮揚する危険が生じ、もしくは、船に予め決めら れたロールもしくはピツチ角を越える危険が生じたときに、いずれかの上方に延 びる翼の迎角か調節され、船を安定させるように、いずれかの上向きの翼によっ て発生される揚力を減少させるもの。 ５８　５５項から５７項までのいずれかに記載した船であって、付加的な制御手 段を有し、これによって、もしも船のいずれかの部分に配置されたいずれかの変 換器が、船のその部分がもつ応力、歪みもしくは荷重の程度が予め決められた値 を越えていることを示す信号を発した場合、いずれかの上方に延びる翼の迎角が 調節され、船のその部分の応力、歪みもしくは荷重の値を、予め決められたレベ ルを最大限として元にもどすもの。 ５９　１項から５８項までのいずれかに記載した船であって、少なくとも一つの 上方に延びる翼を有し、それらのうちのいずれかが、少なくとも一つの後端フラ ップと、単独もしくは複数の前記後端フラップの偏向と単独もしくは複数の前記 チップの回動とを制御するための一つの作動装置としての回動自在に取り付けら れたチップ部分とを有するもの。 ６０　５９項に記載した船であって、フラップの偏向と、いずれかの翼の同動自 在に取り付けられたチップ部分の回動との比が可変とされ、作動装置によって制 御されるもの。 ６１　５９項もしくは６０項に記載した船であって、いずれかの翼もしくは翼の 組に対して、少なくとも一つのフラップの偏向を制御するために必要とされる制 御モーメントと、少なくとも一つの回動自在に取り付けられた翼チップを制御す るために必要とされる制御モーメントとが、全体として必要とされる制御モーメ ントを低減するように結合されているもの。 ６２　１項から６１項までのいずれかに記載した船であって、いずれかの垂直に 傾いた翼によって発生される揚力の方向および量を制御するための電子制御シス テムを有するもの。