JP2002293294A - High-lift twin rudder system for marine vessel - Google Patents
High-lift twin rudder system for marine vesselInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は船舶用高揚力二枚舵
システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high lift dual rudder system for a ship.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、船舶の操縦性を向上させる一手段
として、図9〜図10に示すように、二枚の高揚力舵
1、2を一基の一方向回転の推進プロペラ3の後方に推
進プロペラ軸心に対して左右対称に配設したものがあ
る。2. Description of the Related Art Conventionally, as one means for improving the maneuverability of a ship, as shown in FIGS. 9 and 10, two high-lift rudders 1, 2 are provided behind a unidirectionally rotating propelling propeller 3 as shown in FIGS. Some are arranged symmetrically with respect to the axis of the propelling propeller.
【0003】各高揚力舵1、2の左舷舵ブレード4およ
び右舷舵ブレード5の頂端部と底端部にはそれぞれ左右
の舷側に張り出した平板状の頂端板6、7と底端板8、
9を設けており、底端板8、9は側縁部が下方に若干屈
曲する形状をなし、舵ブレード4、5に舵軸10、11
を接続している。The top and bottom ends of the port rudder blade 4 and the starboard rudder blade 5 of each of the high lift rudders 1 and 2 have flat top plates 6 and 7 and bottom end plates 8 projecting to the left and right sides, respectively.
The bottom end plates 8 and 9 have a shape whose side edges are slightly bent downward, and the rudder blades 4 and 5 have rudder shafts 10 and 11.
Are connected.
【0004】舵ブレード4、5はその水平断面の輪郭が
前方へ半円形状に突出させた前縁部12、13と前縁部
12、13に連続して流線型に幅を増大させた後に最小
幅部14a、15aに向けて徐々に幅を減少させた中間
部14、15と中間部14、15に連続して所定幅の後
方端16a、17aに向けて徐々に幅を増大させた魚尾
後縁部16、17とからなる形状を有している。かつ、
中間部14、15と魚尾後縁部16、17の内舷側はほ
ぼ直線をなすような輪郭を有している。The rudder blades 4, 5 have a horizontal cross-sectional profile which is forwardly projecting in a semicircular shape. After the fish tail whose width is gradually increased toward the rear end 16a, 17a of a predetermined width continuously from the middle portions 14, 15 whose width is gradually reduced toward the small width portions 14a, 15a and the middle portions 14, 15 It has a shape composed of edges 16 and 17. And,
The inboard sides of the intermediate portions 14, 15 and the fish tail trailing edges 16, 17 have contours that are substantially straight.
【0005】頂端板6、7と底端板8、9は推進プロペ
ラ後流を効果的に舵ブレード4、5の高揚力断面輪郭を
有する側面に取り込み、舵ブレード4、5の頂端部と底
端部における翼端面影響を減少させて高い揚力を発生さ
せるものである。The top end plates 6, 7 and the bottom end plates 8, 9 effectively take in the wake of the propeller propeller on the side surfaces of the rudder blades 4, 5 having a high-lift cross-sectional profile. The purpose is to generate high lift by reducing the influence of the wing tip surface at the end.
【0006】図11に示すように、それぞれの高揚力舵
1、2の舵角を組み合わせることにより推進プロペラ後
流を制御して、前後左右のいずれの方向にも推力を発生
でき、推進プロペラ3は前進方向回転のままで船の前後
進、左右旋回、船首・船尾の回頭、ホーバーリング、微
速航行ができるなど、高い操縦性を発揮する。As shown in FIG. 11, the wake of a propelling propeller can be controlled by combining the rudder angles of the high lift rudders 1 and 2 to generate thrust in any of the front, rear, left and right directions. With its forward rotation, it exhibits high maneuverability, such as forward and backward movement, left and right turning, bow and stern turning, hovering, and low speed navigation.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術による
高揚力二枚舵システムにおいては、舵角を与えたとき高
い揚力を発生して船を操縦する力が大きくなる反面、舵
を中立位置にしての船の直進時に、舵が二枚であるこ
と、および舵ブレードの主として魚尾後縁部に水流屈折
部があることにより粘性抵抗(抗力損失)が大きくなり
易く、従って推進効率が低下し易いという問題があっ
た。In the above-mentioned high-lift double rudder system according to the prior art, when a rudder angle is applied, a high lift is generated and the force for maneuvering the ship is increased, but the rudder is set to the neutral position. When all ships go straight, the viscous drag (drag loss) tends to increase due to the two rudders and the presence of the water flow refraction part mainly at the trailing edge of the fish tail of the rudder blades, and therefore the propulsion efficiency tends to decrease. There was a problem.
【0008】近年は特に、推進プロペラを含む舵の系に
おいて推進効率を向上させて船舶の省エネルギー化を図
ることが要請されている。更に、荒天航行時において船
の船首揺(ヨーイング)、上下揺(ヒービング)および
縦揺(ピッチング)を減少させること、また、それによ
って波浪中の推進効率を向上させ、並びに安全性を高め
ることが求められている。In recent years, in particular, it has been demanded to improve the propulsion efficiency of a rudder system including a propulsion propeller to achieve energy saving of a ship. Furthermore, to reduce the yawing, heaving, and pitching (pitching) of the ship during stormy weather, and thereby to improve the efficiency of propulsion in waves and increase safety. It has been demanded.
【0009】ところで、推進プロペラが後方から見て時
計方向回転(右回転)する場合には、推進プロペラ後流
の流束は右に回転しながら後方に流れることが知られて
いる。この推進プロペラ後流の流束の回転エネルギーを
舵によって、前進方向成分を推力として利用できるよう
な揚力に変換すれば推進効率が向上する。When the propeller rotates clockwise (clockwise) as viewed from the rear, it is known that the wake flux of the propeller flows backward while rotating clockwise. If the rotational energy of the wake flux of the propelling propeller is converted by a rudder into a lift that can use the forward direction component as a thrust, the propulsion efficiency is improved.
【0010】また、高揚力特性を有する二枚の舵によっ
て船の船首揺(ヨーイング)が抑制されることに加え、
舵に船尾部の上下動に対する抵抗を与える機能を付与す
ることにより、船の上下揺(ヒービング)および縦揺
(ピッチング)が抑制され、波浪中の航行における推進
効率が向上するとともに船の安全性が高まる。[0010] In addition to suppressing the yaw of the ship by the two rudders having high lift characteristics,
By providing the rudder with the function of giving resistance to the vertical movement of the stern, the vertical movement (heaving) and pitching (pitching) of the ship are suppressed, the propulsion efficiency in navigation in waves and the safety of the ship are improved. Increase.
【0011】本発明は、前記した課題を解決するもので
あり、推進プロペラ後流の流束の回転エネルギーを舵に
よって揚力に効率良く変換し、その前進方向成分を推力
として利用できるようにすることによって、従来の優れ
た操縦性能は維持しながら推進効率も高いという高揚力
二枚舵システムであって、かつ、船の船首揺(ヨーイン
グ)および上下揺(ヒービング)、縦揺(ピッチング)
を舵によって抑制することによって、波浪中にあっても
推進効率を向上させるとともに安全性を高め得る船舶用
高揚力二枚舵システムを提供することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and to efficiently convert the rotational energy of a wake flux of a propelling propeller into a lift by a rudder so that a forward direction component thereof can be used as a thrust. This is a high-lift double rudder system that maintains the conventional excellent maneuvering performance while maintaining high propulsion efficiency. In addition, the yaw, yaw, and pitch (pitch) of the ship
It is an object of the present invention to provide a high-lift two-wheel rudder system for ships that can improve propulsion efficiency and enhance safety even in the waves by suppressing the rudder.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に係る本発明の船舶用高揚力二枚舵システ
ムは、一基の推進プロペラの後方に推進プロペラ軸心に
対して対称の位置にほぼ平行に一対の高揚力舵を配設し
てなり、各高揚力舵が舵ブレードの頂端部と底端部にそ
れぞれ頂端板と底端板を有し、舵ブレードが水平断面の
輪郭において前方へ半円形状に突出させた前縁部と前縁
部に連続して流線型に幅を増大させた後に最小幅部に向
けて徐々に幅を減少させた中間部と中間部に連続して所
定幅の後方端に向けて徐々に幅を増大させた魚尾後縁部
からなる形状を有する船舶用高揚力二枚舵システムにお
いて、各舵ブレードの内舷側の面上で推進プロペラの軸
心とほぼ同じ水準位置に前縁部から後方に向けて所定の
翼弦長を有するフィンを設け、推進プロペラ翼が上昇方
向に回転する舷側に対向する一方の舵ブレードのフィン
は流れの上向き方向の成分を有する推進プロペラ後流に
よって発生する前進方向推力と抗力の比が最大となる迎
え角をなす姿勢を有し、かつ、フィンの端面に所定長さ
だけ上方または下方にまたは上下両方に屈曲する端板を
設け、推進プロペラ翼が下降方向に回転する舷側に対向
する他方の舵ブレードのフィンは流れの下向き方向の成
分を有する推進プロペラ後流によって発生する前進方向
推力と抗力の比が最大となる迎え角をなす姿勢を有し、
かつ、フィンの端面に所定長さだけ下方または上方にま
たは上下両方に屈曲する端板を設ける構成としたもので
ある。According to a first aspect of the present invention, there is provided a high lift dual rudder system for a marine vessel according to the first aspect of the present invention. A pair of high-lift rudders are disposed almost in parallel with the symmetrical position, each high-lift rudder has a top end plate and a bottom end plate at the top end and bottom end of the rudder blade, respectively, and the rudder blade has a horizontal section. In the contour of the front edge part protruded forward in a semicircular shape and the middle part and the middle part whose width gradually decreased toward the minimum width part after increasing the width continuously to the front edge part In a high-lift two-rudder system for a ship having a shape consisting of a fish tail trailing edge whose width is gradually increased toward a rear end having a predetermined width, a propulsion propeller is mounted on the inboard side of each rudder blade. A chord having a predetermined chord length extending rearward from the leading edge at the same level as the axis. The fin of one rudder blade facing the side where the propeller blades rotate in the ascending direction maximizes the ratio of forward thrust to drag generated by the wake of the propeller having an upward component of the flow. The other end of the fin is provided with an end plate that has an angle of attack and is bent upward or downward or both up and down by a predetermined length on the end surface of the fin, and the propulsion propeller blade faces the side on which the propeller blade rotates in the downward direction. The blade fin has an attitude at an angle of attack at which the ratio of forward thrust and drag generated by the wake of the propelling propeller having a downward component of flow is maximized,
In addition, an end plate that is bent downward or upward by a predetermined length or both upward and downward by a predetermined length is provided on the end surface of the fin.
【0013】上記した構成により、例えば推進プロペラ
が後方から見て時計方向に回転(右回転)する場合に、
推進プロペラの後流は推進プロペラ翼が上昇する側、す
なわち左舷舵の内舷側につけた左舷フィン、および、推
進プロペラ翼が下降する側、すなわち右舷舵の内舷側に
つけた右舷フィンのそれぞれにおいて前進方向成分を有
する揚力を発生し、これらの前進方向成分とこれらに対
抗する抗力の成分との差分だけ推進に寄与することにな
り、推進効率を向上させることができる。With the above configuration, for example, when the propeller rotates clockwise (clockwise) as viewed from behind,
The wake of the propelling propeller is in the forward direction on the rising side of the propeller blades, that is, on the port side fins attached to the port side of the port rudder, and on the side where the propelling propeller blades descend, ie, on the starboard side of the starboard ruins. A lift having a component is generated, which contributes to the propulsion by the difference between the forward direction component and the component of the drag opposing the component, thereby improving the propulsion efficiency.
【0014】また、左右舷フィンの翼端面にそれぞれ端
板を設けたことにより、フィンの翼端部における端面影
響が少なくなり、フィンに発生する揚力が大きくなる。
さらに、フィン翼面上の揚力分布が端部まで延長される
ことにより、また、フィンの翼端面に発生する自由渦が
弱められることにより、フィンに発生する揚力がより大
きくなる。すなわち、推力として利用できる前進方向成
分もより大きくなる。また、これらの端板は自由渦の一
部を前進力に変換する効果がある。これらの作用効果に
より、推進効率をより向上させることができる。Further, by providing end plates on the wing end surfaces of the starboard fins, the influence of the end surfaces on the wing end portions of the fins is reduced, and the lift generated on the fins is increased.
Further, the lift generated on the fin is further increased by extending the lift distribution on the fin wing surface to the end portion and by weakening the free vortex generated on the fin end surface. That is, the forward direction component that can be used as a thrust also becomes larger. These end plates also have the effect of converting part of the free vortex into a forward force. By these effects, the propulsion efficiency can be further improved.
【0015】さらに、これらのフィンは、乱流状態にあ
る推進プロペラ後流を整流するように作用し、この点か
らも推進効率を向上させることができる。また、船の上
下揺(ヒービング)と縦揺(ピッチング)を抑制する効
果があり、二枚の高揚力舵による船首揺(ヨーイング)
抑制効果と併せて、荒天時における波浪中の推進効率を
向上させることができ、燃料経済性を高めるとともに安
全航行に寄与することができる。Further, these fins act so as to rectify the wake of the propellant propeller in a turbulent state, and from this point, the propulsion efficiency can be improved. In addition, it has the effect of suppressing heaving and pitching (pitching) of the ship, and the yaw caused by two high-lift rudders.
Along with the suppression effect, it is possible to improve the propulsion efficiency in waves during stormy weather, thereby improving fuel economy and contributing to safe navigation.
【0016】請求項2に係る本発明の船舶用高揚力二枚
舵システムは、双方の端板を推進プロペラの後流の端板
の部位における流線ベクトルと平行になるように配設し
たものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a high lift dual rudder system for a ship, wherein both end plates are disposed so as to be parallel to a streamline vector at an end plate portion downstream of the propelling propeller. It is.
【0017】上記した構成によって、端板の粘性抵抗が
小さくなり推進効率をさらに向上させることができる。
請求項3に係る本発明の船舶用高揚力二枚舵システム
は、双方の端板はそれぞれ翼断面形状をなし、端板の部
位における推進プロペラの後流の流線ベクトルによって
発生する前進方向推力と抗力の比が最大となるような迎
え角をなす姿勢に配設したものである。According to the above configuration, the viscous resistance of the end plate is reduced, and the propulsion efficiency can be further improved.
In the high lift dual rudder system for a marine vessel according to the third aspect of the invention, both end plates each have a wing cross-sectional shape, and a forward thrust generated by a streamline vector of a wake of the propelling propeller at the end plate. The angle of attack is such that the ratio of drag and drag is maximized.
【0018】上記した構成によって、左右舷フィンの端
板もそれぞれ揚力を発生し、これらの揚力は前進方向の
成分を有することから、これらの前進方向成分とこれら
に対抗する抗力の成分との差分だけ推進に寄与する推力
となる。According to the above-described structure, the end plates of the left and right port fins also generate a lift, and these lifts have components in the forward direction. Therefore, the difference between the forward direction component and the component of the opposing drag is generated. Only thrust that contributes to propulsion.
【0019】従って、端板による前進寄与推力が左右舵
フィンによる前進寄与推力に加わることにより推進効率
がさらに向上する。請求項4に係る本発明の船舶用高揚
力二枚舵システムは、左右舷フィンの翼断面形状がほぼ
半円形をなす前縁部、前縁部に接続して後方へ流線型に
いったん幅を増大させた後で、徐々に幅を直線的に最小
幅にまで小さくする中間部、および、最小幅部分の後端
から後方へ徐々に幅を直線的に若干大きくした魚尾後縁
部からなるものである。Therefore, the propulsion efficiency is further improved by adding the forward contribution thrust by the end plate to the forward contribution thrust by the left and right rudder fins. In the high lift dual rudder system for a marine vessel according to the present invention, the width of the fin cross section of the starboard fin is substantially semicircular. After that, it consists of an intermediate part where the width gradually decreases linearly to the minimum width, and a fish tail trailing edge whose width gradually increases slightly linearly from the rear end of the minimum width part. is there.
【0020】上記した構成によって、左右舷フィンに
は、迎え角による揚力発生に加えて、魚尾後縁部におけ
る水流の屈折によって発生する反力の前進方向成分が作
用するので、推進効率を更に高めることが可能となる。
また、翼断面形状が直線的であるために製造が容易にな
る。With the above configuration, the forward and backward components of the reaction force generated by the refraction of the water flow at the trailing edge of the fish tail act on the starboard fins, in addition to the lift generated by the angle of attack, thereby further increasing the propulsion efficiency. It becomes possible.
In addition, since the blade cross-sectional shape is linear, manufacturing becomes easy.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。先に図9〜図11において説明し
た従来の技術と基本的に同様の作用を行う部材について
は同一番号を付して説明を省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Members that perform basically the same operations as those of the related art described above with reference to FIGS. 9 to 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
【0022】図1〜図4において、推進プロペラ3は、
後方から見て時計方向に回転(右回転)する状態を示し
ている。推進プロペラ翼が上昇方向に回転する舷側に対
向する左舷舵ブレード4の内舷側の面4a上には推進プ
ロペラ3の軸心とほぼ同じ水準位置に左舷フィン18を
突設しており、左舷フィン18は前縁部19から後方に
向けて所定の翼弦長を有する翼断面をなし、流れの上向
き方向の成分を有する推進プロペラ3の後流によって発
生する前進方向推力と抗力の比が最大となるような迎え
角αをなす姿勢に配設している。左舵フィン18の端面
20には所定の長さだけ上方および下方に屈曲する平板
状の端板21を設ける。1 to 4, the propulsion propeller 3 is
The figure shows a state of rotating clockwise (clockwise) when viewed from behind. A port fin 18 is provided on the inboard side surface 4a of the port rudder blade 4 opposite to the side on which the propelling propeller blades rotate in the ascending direction, at a position substantially at the same level as the axis of the propelling propeller 3. Reference numeral 18 denotes a wing section having a predetermined chord length rearward from the leading edge 19, and the ratio of the forward thrust to the drag generated by the wake of the propelling propeller 3 having the upward component of the flow is maximum. It is arranged in such a posture as to form an angle of attack α. An end surface 20 of the left rudder fin 18 is provided with a flat end plate 21 that is bent upward and downward by a predetermined length.
【0023】推進プロペラ翼が下降方向に回転する舷側
に対向する右舷舵ブレード5の内舷側の面上5aには推
進プロペラ3の軸心とほぼ同じ水準位置に右舷フィン2
2を突設しており、右舷フィン22は前縁部23から後
方に向けて所定の翼弦長を有する翼断面をなし、流れの
下向き方向の成分を有する推進プロペラ3の後流によっ
て発生する前進方向推力と抗力の比が最大となるような
迎え角αをなす姿勢に配設している。右舷フィン22の
端面24には所定の長さだけ下方および上方に屈曲する
平板状の端板25を設ける。On the inboard side surface 5a of the starboard rudder blade 5 facing the side of the ship where the propelling propeller blades rotate in the descending direction, the starboard fins 2 are located at substantially the same level as the axis of the propelling propeller 3.
The starboard fin 22 has a wing cross section having a predetermined chord length from the leading edge 23 toward the rear, and is generated by the wake of the propelling propeller 3 having a downward component of the flow. It is arranged in a posture having an angle of attack α such that the ratio between the forward thrust and the drag is maximized. An end face 24 of the starboard fin 22 is provided with a flat end plate 25 that is bent downward and upward by a predetermined length.
【0024】推進プロペラ3の後流の流束は、船の船尾
形状等によりその程度が影響されるが、一般的に後方に
向かって上昇する。従って、左右舷フィン18、22の
配設は、この推進プロペラ後流の上昇流を考慮に入れた
ものである。The wake flux of the propulsion propeller 3 is generally influenced by the shape of the stern of the ship, but generally rises rearward. Therefore, the arrangement of the port fins 18 and 22 takes into account the upward flow of the wake of the propelling propeller.
【0025】以下、上記した構成における作用を説明す
る。推進プロペラ3の後流の流束は、上述したように推
進プロペラ3が後方から見て時計方向に回転(右回転)
する場合に右に回転しながら後方に流れる。この推進プ
ロペラ後流の流束中のある垂直面における流れの速度ベ
クトルは、推進プロペラ3の設計等によって異なるが、
例えば図5(a)に示すように後方への速度ベクトル
と、図5(b)に示すように推進プロペラ翼が上昇する
側においては上向きとなる速度ベクトル、および推進プ
ロペラ翼が下降する側においては下向きとなる速度ベク
トルとをもっている。The operation of the above configuration will be described below. As described above, the wake flux of the propelling propeller 3 is such that the propelling propeller 3 rotates clockwise as viewed from behind (clockwise rotation).
When you rotate to the right, it flows backward. The velocity vector of the flow on a certain vertical plane in the wake flux of the propelling propeller differs depending on the design of the propelling propeller 3 and the like.
For example, as shown in FIG. 5 (a), a backward velocity vector, as shown in FIG. 5 (b), an upward velocity vector on the side where the propelling propeller blades ascend, and on a side where the propelling propeller blades descend. Has a downward velocity vector.
【0026】従って、推進プロペラ3の後流は、左舷フ
ィン18に対しては後方および上向きの速度ベクトルを
もって迎え角αで流入し、右舷フィン22に対しては後
方および下向きの速度ベクトルをもって迎え角αで流入
し、左舷フィン18および右舷フィン22に揚力を発生
させる。これらの揚力は前進方向の成分を有することか
ら、これらの前進方向成分とこれらに対抗する抗力の成
分との差分だけ推進に寄与する推力となって推進効率が
向上する。Therefore, the wake of the propeller 3 flows into the port fin 18 at the angle of attack α with the backward and upward velocity vectors, and enters the starboard fin 22 with the backward and downward velocity vectors. and flows into the port fins 18 and the starboard fins 22 to generate lift. Since these lifts have components in the forward direction, thrusts that contribute to propulsion only by the difference between these forward direction components and the components of the drag opposing these components improve the propulsion efficiency.
【0027】左右舷フィン18、22の端面20、24
にそれぞれ端板21、25を設けたことにより、フィン
18、22の翼端部における端面影響が少なくなり、フ
ィン18、22に発生する揚力が大きくなる。さらに、
フィン翼面上の揚力分布が端部まで延長されることによ
り、また、フィン18、22の翼端部に発生する自由渦
が弱められることにより、フィン18、22に発生する
揚力がより大きくなる。すなわち、推力として利用でき
る前進方向成分もより大きくなる。また、これらの端板
は自由渦の一部を前進力に変換する効果がある。これら
の作用効果により、推進効率がより向上する。The end surfaces 20, 24 of the port fins 18, 22
By providing the end plates 21 and 25 to the fins 18 and 22, respectively, the influence of the end surface on the wing tip of the fins 18 and 22 is reduced, and the lift generated on the fins 18 and 22 is increased. further,
The lift generated on the fins 18 and 22 is increased by extending the lift distribution on the fin wing surface to the ends and weakening the free vortex generated on the wing ends of the fins 18 and 22. . That is, the forward direction component that can be used as a thrust also becomes larger. These end plates also have the effect of converting part of the free vortex into a forward force. By these effects, the propulsion efficiency is further improved.
【0028】また、これら左右舷フィン18、22は、
その端板21、25とともに、乱流状態にある推進プロ
ペラ3の後流を整流するように作用し、この点からも推
進効率を向上させることができる。また、左右舷フィン
18、22は船の上下揺(ヒービング)と縦揺(ピッチ
ング)を抑制する効果があり、二枚の高揚力舵による船
首揺(ヨーイング)抑制効果と併せて、荒天時における
波浪中の推進効率を向上させることができ、燃料経済性
を高めるとともに安全航行に寄与することができる。Further, these port fins 18 and 22 are
Together with the end plates 21 and 25, it acts to rectify the wake of the propelled propeller 3 in a turbulent state, and the propulsion efficiency can be improved from this point as well. The port fins 18 and 22 have the effect of suppressing heaving and pitching (pitching) of the ship. Together with the effect of suppressing the yaw (yawing) by the two high-lift rudders, the fins 18 and 22 at the time of stormy weather Propulsion efficiency in waves can be improved, fuel economy can be improved, and safe navigation can be contributed.
【0029】なお、上記実施の形態においては、左右舷
フィン18、22のそれぞれの端板21、25は推進プ
ロペラ3の軸心と平行に配設しているが、図6に示すよ
うに、端板21、25を推進プロペラ3の後流の端板2
1、25の部位における流線ベクトルと平行になるよう
に配設してもよい。In the above-described embodiment, the end plates 21 and 25 of the port fins 18 and 22 are disposed in parallel with the axis of the propelling propeller 3, but as shown in FIG. The end plates 21 and 25 are connected to the end plate 2 downstream of the propeller 3.
They may be arranged so as to be parallel to the streamline vectors at the positions 1 and 25.
【0030】このようにすることによって、端板21、
25の粘性抵抗が小さくなり、推進効率をさらに向上さ
せることができる。図7は本発明の他の実施の形態を示
すものである。左舷フィン18の端面20には所定の長
さだけ上方および下方に屈曲する、水平断面が翼形状を
した端板31を設け、右舷フィン22の端面24には所
定の長さだけ下方および上方に屈曲する、水平断面が翼
形状をした端板32を設ける。By doing so, the end plate 21,
25, the viscous resistance is reduced, and the propulsion efficiency can be further improved. FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. The end surface 20 of the port fin 18 is provided with an end plate 31 having a wing-shaped horizontal cross section, which is bent upward and downward by a predetermined length, and the end surface 24 of the starboard fin 22 is downward and upward by a predetermined length. An end plate 32 having a wing-like horizontal cross section is provided.
【0031】端板31、32はそれぞれ端板31、32
の部位における推進プロペラ3の後流の流線ベクトルに
よって発生する前進方向推力と抗力の比が最大となるよ
うな迎え角βをなす姿勢に配設している。The end plates 31, 32 are end plates 31, 32, respectively.
At a position where the angle of attack β is such that the ratio of the forward thrust and the drag generated by the streamline vector of the wake of the propelling propeller 3 at the point (1) is maximized.
【0032】このため、左右舷フィン18、22の端板
21、25もそれぞれ揚力を発生し、これらの揚力は前
進方向の成分を有することから、これらの前進方向成分
とこれらに対抗する抗力の成分との差分だけ推進に寄与
する推力となる。For this reason, the end plates 21 and 25 of the port fins 18 and 22 also generate lift, respectively, and since these lifts have components in the forward direction, the components in the forward direction and the reaction force against these components are generated. Thrust that contributes to propulsion by the difference from the component.
【0033】従って、端板21、25は、先の実施の形
態で述べた作用と効果を与えることのほかに、端板2
1、25による推進寄与推力が左右舵フィン18、22
による推進寄与推力に加わることにより、推進効率がさ
らに向上する。Therefore, the end plates 21 and 25 have the functions and effects described in the above embodiment, and the end plates 2 and 25 have the same effects.
The propulsion contribution thrust by the left and right rudder fins 18 and 22
The propulsion efficiency is further improved by adding to the propulsion contributing thrust.
【0034】図8は本発明のさらに他の実施の形態を示
すものである。左右舷フィン41、42の翼断面形状
を、図8に示すように、ほぼ半円形をなす前縁部43、
前縁部43に接続して後方へ流線型にいったん幅を増大
させた後で、徐々に幅を直線的に最小幅にまで小さくす
る中間部44、および、最小幅部分の後端から後方へ徐
々に幅を直線的に若干大きくした魚尾後縁部45からな
る。これにより、フィン41、42には、迎え角αによ
る揚力発生に加えて、魚尾後縁部45における水流の屈
折によって発生する反力の前進方向成分が作用するの
で、推進効率を更に高めることが可能となる。また、翼
断面形状が直線的であるために製造が容易になる。FIG. 8 shows still another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the wing cross-sectional shapes of the port fins 41 and 42 have a substantially semicircular leading edge 43,
After being connected to the front edge portion 43 and increasing the width in a streamlined manner backward once, the intermediate portion 44 gradually reduces the width linearly to the minimum width, and gradually from the rear end of the minimum width portion to the rear. And a fish tail trailing edge 45 whose width is slightly increased linearly. As a result, in addition to the generation of lift due to the angle of attack α, the forward direction component of the reaction force generated by the refraction of the water flow at the fish tail trailing edge 45 acts on the fins 41 and 42, so that the propulsion efficiency can be further increased. It becomes possible. In addition, since the blade cross-sectional shape is linear, manufacturing becomes easy.
【0035】尚、左右舷フィン18、22あるいは左右
舷フィン41、42の端板21、25あるいは端板3
1、32は端面20、24から上下両方に屈曲させる代
わりに、上方または下方の一方にのみ屈曲するようにし
ても、本発明の目的を達成することができる。The end plates 21, 25 or the end plates 3 of the port fins 18, 22 or the port fins 41, 42.
The object of the present invention can be achieved even if the first and second bends are bent only upward or downward instead of both up and down from the end faces 20 and 24.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、高揚
力二枚舵システムにおいて、推進プロペラの軸心とほぼ
同じ水準位置で左右舷の各舵ブレードのそれぞれ内舷側
に、推進プロペラ後流に対して迎え角を有する左右舷フ
ィンを設け、かつ、フィン端面に端板を設けたことによ
り、推進プロペラ後流の回転エネルギーを効率よく前進
推力に変換することができ、高揚力二枚舵システム固有
の高い操縦性を維持しながら推進効率も高い舵システム
を提供でき、また二枚の高揚力舵固有の船首揺抑制と併
せて、左右舷フィンにより船の上下揺と縦揺れを抑制し
て荒天時における波浪中の推進効率を向上させるととも
に安全航行に寄与するなど卓越した効果を発揮する。As described above, according to the present invention, in a high-lift two-wheel rudder system, each of the left and right rudder blades is located on the inboard side at a position substantially at the same level as the axis of the propelling propeller, and By providing a port fin with an angle of attack to the flow and providing an end plate on the fin end surface, the rotational energy of the wake of the propeller can be efficiently converted into forward thrust, and two high lift A rudder system with high propulsion efficiency can be provided while maintaining the high maneuverability inherent to the rudder system.In addition to the bow suppression inherent in the two high-lift rudders, the ship's vertical and lateral fins are suppressed by the port fins. It improves the efficiency of propulsion in the waves during stormy weather and contributes to safe navigation.
【図1】本発明の実施の形態における船舶用高揚力二枚
舵システムを示す背面図である。FIG. 1 is a rear view showing a high lift dual rudder system for a marine vessel according to an embodiment of the present invention.
【図2】同船舶用高揚力二枚舵システムの図1における
a−a矢視断面平面図である。FIG. 2 is a cross-sectional plan view of the high-lift double rudder system for a boat, taken along the line aa in FIG. 1;
【図3】同船舶用高揚力二枚舵システムの図1における
b−b矢視側面図である。FIG. 3 is a side view of the high-lift dual rudder system for a boat, taken along the line bb in FIG. 1;
【図4】同船舶用高揚力二枚舵システムの図1における
c−c矢視側面図である。FIG. 4 is a side view of the high-lift double rudder system for a ship, taken along the line cc in FIG. 1;
【図5】(a)、(b)は推進プロペラ後流の流束の一
断面における流れの速度ベクトルを示す模式図である。5 (a) and 5 (b) are schematic diagrams showing velocity vectors of a flow in one cross section of a wake flux of a propelling propeller. FIG.
【図6】本発明の他の実施の形態における船舶用高揚力
二枚舵システムにおいて左右舷フィン端板を推進プロペ
ラ後流の流線ベクトルと平行になるようにしたことを示
す部分断面平面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional plan view showing that a port fin end plate is made parallel to a streamline vector of a wake of a propelling propeller in a high lift dual rudder system for a ship according to another embodiment of the present invention. It is.
【図7】本発明のさらに他の実施の形態における船舶用
高揚力二枚舵システムを示す部分断面平面図である。FIG. 7 is a partial cross-sectional plan view showing a high-lift double rudder system for a boat according to still another embodiment of the present invention.
【図8】本発明のさらに他の実施の形態における船舶用
高揚力二枚舵システムの左右舷フィンを示す垂直断面図
である。FIG. 8 is a vertical sectional view showing a port fin of a high-lift double rudder system for a boat according to still another embodiment of the present invention.
【図9】従来の船舶用高揚力二枚舵システムを示す鳥瞰
図である。FIG. 9 is a bird's-eye view showing a conventional high-lift double rudder system for a ship.
【図10】同船舶用高揚力二枚舵システムの図9におけ
るd−d矢視平面断面図である。FIG. 10 is a plan cross-sectional view of the high-lift double rudder system for a boat, taken along the line dd in FIG. 9;
【図11】同船舶用高揚力二枚舵システムの作動を示す
説明図である。FIG. 11 is an explanatory view showing the operation of the high-lift double rudder system for a ship.
α 迎え角 β 迎え角 1、2 高揚力舵 3 推進プロペラ 4 左舷舵ブレード 4a 内舷側の面 5 右舷舵ブレード 5a 内舷側の面 6、7 頂端板 8、9 底端板 10、11 舵軸 12、13 前縁部 14、15 中間部 14a、15a 最小幅部 16、17 魚尾後縁部 16a、17a 後方端 18 左舷フィン 19 前縁部 20 端面 21 端板 22 右舷フィン 23 前縁部 24 端面 25 端板 31 端板 32 端板 41 左舷フィン 42 右舷フィン 43 前縁部 44 中間部 45 魚尾後縁部 α Attack angle β Attack angle 1, 2 High lift rudder 3 Propulsion propeller 4 Port side rudder blade 4a Inner side surface 5 Starboard rudder blade 5a Inner side surface 6,7 Top end plate 8,9 Bottom end plate 10,11 Rudder shaft 12 , 13 Front edge portion 14, 15 Intermediate portion 14a, 15a Minimum width portion 16, 17 Fishtail rear edge portion 16a, 17a Rear end 18 Port fin 19 Front edge 20 End face 21 End plate 22 Starboard fin 23 Front edge 24 End face 25 End plate 31 End plate 32 End plate 41 Port fin 42 Starboard fin 43 Front edge 44 Middle part 45 Fish tail rear edge
Claims (4)
ラ軸心に対して対称の位置にほぼ平行に一対の高揚力舵
を配設してなり、各高揚力舵が舵ブレードの頂端部と底
端部にそれぞれ頂端板と底端板を有し、舵ブレードが水
平断面の輪郭において前方へ半円形状に突出させた前縁
部と前縁部に連続して流線型に幅を増大させた後に最小
幅部に向けて徐々に幅を減少させた中間部と中間部に連
続して所定幅の後方端に向けて徐々に幅を増大させた魚
尾後縁部からなる形状を有する船舶用高揚力二枚舵シス
テムにおいて、 各舵ブレードの内舷側の面上で推進プロペラの軸心とほ
ぼ同じ水準位置に前縁部から後方に向けて所定の翼弦長
を有するフィンを設け、推進プロペラ翼が上昇方向に回
転する舷側に対向する一方の舵ブレードのフィンは流れ
の上向き方向の成分を有する推進プロペラ後流によって
発生する前進方向推力と抗力の比が最大となる迎え角を
なす姿勢を有し、かつ、フィンの端面に所定長さだけ上
方または下方にまたは上下両方に屈曲する端板を設け、
推進プロペラ翼が下降方向に回転する舷側に対向する他
方の舵ブレードのフィンは流れの下向き方向の成分を有
する推進プロペラ後流によって発生する前進方向推力と
抗力の比が最大となる迎え角をなす姿勢を有し、かつ、
フィンの端面に所定長さだけ下方または上方にまたは上
下両方に屈曲する端板を設けたことを特徴とする船舶用
高揚力二枚舵システム。1. A pair of high-lift rudder is disposed substantially parallel to a position symmetrical with respect to the axis of the propeller propeller behind one of the propulsion propellers, and each high-lift rudder is connected to the top end of a rudder blade. The bottom end has a top end plate and a bottom end plate, respectively, and the rudder blade has a forwardly projecting semicircular shape in a horizontal cross-sectional profile, and has a streamlined width that is continuous with the front edge and the front edge. A marine uplift having a shape consisting of an intermediate portion whose width is gradually reduced toward the minimum width portion and a rear end portion of the fish tail which is successively connected to the intermediate portion and whose width is gradually increased toward a rear end having a predetermined width. In the two-power rudder system, fins having a predetermined chord length are provided rearwardly from the leading edge at a position substantially at the same level as the axis of the propeller on the inboard side of each rudder blade. The fin of one rudder blade facing the side where the The fin has an attitude at which the ratio of the forward thrust generated by the wake of the propelling propeller having the direction component to the drag becomes the maximum, and the fin end face has a predetermined length upward or downward or both upward and downward. Provided with a bent end plate,
The fin of the other rudder blade facing the side where the propeller blade rotates in the descending direction forms an angle of attack at which the ratio of forward thrust to drag generated by the wake of the propeller having a downward component of flow is maximized. Have a posture, and
A high lift dual rudder system for a ship, wherein an end plate is provided on an end face of a fin, and the end plate is bent downward, upward, or both up and down by a predetermined length.
の部位における流線ベクトルと平行になるように配設し
たことを特徴とする請求項1記載の船舶用高揚力二枚舵
システム。2. The high lift dual rudder for a boat according to claim 1, wherein both end plates are disposed so as to be parallel to a streamline vector at a portion of the end plate downstream of the propelling propeller. system.
し、端板の部位における推進プロペラの後流の流線ベク
トルによって発生する前進方向推力と抗力の比が最大と
なるような迎え角をなす姿勢に配設したことを特徴とす
る請求項1記載の船舶用高揚力二枚舵システム。3. Both end plates each have a wing cross-sectional shape, and have an angle of attack at which the ratio of forward thrust and drag generated by the streamline vector of the wake of the propeller at the end plate is maximized. 2. The high lift dual rudder system for a ship according to claim 1, wherein the two lift rudder systems are arranged in a posture.
をなす前縁部、前縁部に接続して後方へ流線型にいった
ん幅を増大させた後で、徐々に幅を直線的に最小幅にま
で小さくする中間部、および、最小幅部分の後端から後
方へ徐々に幅を直線的に若干大きくした魚尾後縁部から
なることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載
の船舶用高揚力二枚舵システム。4. A wing section of a port fin having a substantially semicircular wing cross-section, which is connected to the front edge to increase the width in a streamlined manner in the rearward direction, and then gradually increase the width linearly. 4. A fish tail trailing edge whose width is gradually and slightly increased linearly backward from the rear end of the minimum width portion to a middle portion that is reduced to a small width. 2. A high lift dual rudder system for a ship according to item 1.
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|---|---|---|---|
| JP2001102745A JP4363795B2 (en) | 2001-04-02 | 2001-04-02 | High lift twin rudder system for ships |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018079879A (en) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | ジャパンマリンユナイテッド株式会社 | Single axis and two rudder system |
| CN112389143A (en) * | 2020-11-27 | 2021-02-23 | 哈尔滨北方防务装备股份有限公司 | Hydraulic control water propulsion system of double-section crawler |
| KR20210068549A (en) * | 2019-11-26 | 2021-06-09 | 가부시키가이샤 케이 세븐 | steering gear |
| CN114026020A (en) * | 2021-09-26 | 2022-02-08 | 无锡市东舟船舶设备股份有限公司 | Rudder blade device and ship |
| JP2022522920A (en) * | 2018-11-29 | 2022-04-21 | ベッカー マリン システムズ ゲーエムベーハー | Double propeller vessel with rudder and two rudders for the vessel |
-
2001
- 2001-04-02 JP JP2001102745A patent/JP4363795B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018079879A (en) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | ジャパンマリンユナイテッド株式会社 | Single axis and two rudder system |
| JP2022522920A (en) * | 2018-11-29 | 2022-04-21 | ベッカー マリン システムズ ゲーエムベーハー | Double propeller vessel with rudder and two rudders for the vessel |
| JP7365412B2 (en) | 2018-11-29 | 2023-10-19 | ベッカー マリン システムズ ゲーエムベーハー | Rudders for ships and double propeller ships with two rudders |
| KR20210068549A (en) * | 2019-11-26 | 2021-06-09 | 가부시키가이샤 케이 세븐 | steering gear |
| CN113179636A (en) * | 2019-11-26 | 2021-07-27 | 株式会社凯塞文 | Steering device |
| KR102436375B1 (en) | 2019-11-26 | 2022-08-24 | 가부시키가이샤 케이 세븐 | steering gear |
| CN113179636B (en) * | 2019-11-26 | 2023-06-02 | 株式会社凯塞文 | Steering device |
| CN112389143A (en) * | 2020-11-27 | 2021-02-23 | 哈尔滨北方防务装备股份有限公司 | Hydraulic control water propulsion system of double-section crawler |
| CN114026020A (en) * | 2021-09-26 | 2022-02-08 | 无锡市东舟船舶设备股份有限公司 | Rudder blade device and ship |
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