JP3054116B2 - 半潜水式双胴船およびその航走方法 - Google Patents
半潜水式双胴船およびその航走方法Info
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- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/02—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement
- B63B1/10—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils deriving lift mainly from water displacement with multiple hulls
- B63B1/107—Semi-submersibles; Small waterline area multiple hull vessels and the like, e.g. SWATH
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、波浪水面を高速
にて航走する半潜水式双胴船およびその航走方法に関
し、特にその縦方向船体傾斜運動に係る改良に関する。
にて航走する半潜水式双胴船およびその航走方法に関
し、特にその縦方向船体傾斜運動に係る改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】船舶の高速化は、小中型船ではフォイル
型（ＦＯＩＬ ＴＹＰＥ）或いはサーフェ−スエフェク
ト型（ＳＵＲＦＡＣＥ ＥＦＦＥＣＴ ＴＹＰＥ）等に
より実現されているが、高速大型船に関しては波浪水面
において縦横の中特に縦方向の船体動揺の抑制が難しい
ために未だ実現されていない。
型（ＦＯＩＬ ＴＹＰＥ）或いはサーフェ−スエフェク
ト型（ＳＵＲＦＡＣＥ ＥＦＦＥＣＴ ＴＹＰＥ）等に
より実現されているが、高速大型船に関しては波浪水面
において縦横の中特に縦方向の船体動揺の抑制が難しい
ために未だ実現されていない。
【０００３】自己復元力をもつ船体は、船体傾斜に際し
て制御フィンを用いても縦横の中特に縦方向の船体傾斜
を抑制することは難しいとされており、これに対し近
年、自己復元性をなくして制御フィンにより縦方向船体
傾斜を抑制する方法が開発されつつある。しかし、自己
復元モーメントとムンクインスタビリティモーメントを
考慮してストラットを設計した上で、制御用可動フィン
の抑制効果を用いることについては未だかって言及され
たことがない。
て制御フィンを用いても縦横の中特に縦方向の船体傾斜
を抑制することは難しいとされており、これに対し近
年、自己復元性をなくして制御フィンにより縦方向船体
傾斜を抑制する方法が開発されつつある。しかし、自己
復元モーメントとムンクインスタビリティモーメントを
考慮してストラットを設計した上で、制御用可動フィン
の抑制効果を用いることについては未だかって言及され
たことがない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、潜水式双
胴船において、船体の自己復元モーメントとムンクイン
スタビリティモーメントに着目して船体の縦方向船体傾
斜を制御し、安定した縦方向の船体運動を維持して双胴
船を運航させようとするものである。
胴船において、船体の自己復元モーメントとムンクイン
スタビリティモーメントに着目して船体の縦方向船体傾
斜を制御し、安定した縦方向の船体運動を維持して双胴
船を運航させようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、航行状態に
て水面下にある双胴のローワハルと水面上にあるアッパ
ーハルがストラットにより水面を通じて連結された船体
を有し、この船体が、航走方向転換用ラダーと、縦横方
向の中の少なくとも縦方向の船体傾斜制御フィンと、注
排水装置と、推進装置とを備えている半潜水式双胴船に
おいて、排水量を△、縦方向メタセントリックハイトの
値をＧＭＬ、流体の密度をρ、没水部の体積を▽、航走
速度をｖとし、航走中の船体の縦方向の傾斜角度をθと
した時に、前記航走速度ｖにて航走する半潜水式双胴船
が、ストラットの構成について、メタセントリックハイ
トの値を小さくするようにストラットの水線面積の長さ
を小さくし、［△・ＧＭＬ・θ］にて表され、船体の縦
方向傾斜を自ずから復元しようとする縦方向自己復元モ
ーメントの値を、−ρ・▽・ｖ2 ・θにて表され、縦方
向に傾斜した船体をさらに傾けようとして前記航走速度
ｖに相当して発生するムンクインスタビリティモーメン
トの値［ρ・▽・ｖ2 ・θ］より小さくするような縦方
向メタセントリックハイトの値をもつように前記ストラ
ットを構成し、このストラットの構成により、航走速度
にて航走中の縦方向の船体傾斜に際して（−ρ・▽・ｖ
2 ・θ）＋（△・ＧＭＬ・θ）にて表される「残存ムン
クインスタビリティモーメント」を常時存在させること
によって船体を縦方向に自己復元性のない不安定状態に
維持し、一方、船体を縦方向に該不安定状態に維持した
ままで、安全な縦方向船体運動を維持するように縦方向
船体傾斜制御用フィンの動作を制御する手段を備えるこ
とを特徴とする。また、この発明は、航行状態にて水面
下にある双胴のローワハルと水面上にあるアッパーハル
がストラットにより水面を通じて連結された船体を有
し、この船体が、航走方向転換用ラダーと、縦横方向の
中の少なくとも縦方向の船体傾斜制御フィンと、注排水
装置と、推進装置とを備えている半潜水式双胴船の航走
方法において、排水量を△、縦方向メタセントリックハ
イトの値をＧＭＬ、流体の密度をρ、没水部の体積を
▽、航走速度をｖとし、航走中の船体の縦方向の傾斜角
度をθとした時に、前記航走速度ｖにて航走する半潜水
式双胴船が、ストラットの構成について、メタセントリ
ックハイトの値を小さくするようにストラットの水線面
積の長さを小さくし、［△・ＧＭＬ・θ］にて表され、
船体の縦方向傾斜を自ずから復元しようとする縦方向自
己復元モーメントの値を、−ρ・▽・ｖ2 ・θにて表さ
れ、縦方向に傾斜した船体をさらに傾けようとして前記
航走速度ｖに相当して発生するムンクインスタビリティ
モーメントの値［ρ・▽・ｖ2 ・θ］より小さくするよ
うな縦方向メタセントリックハイトの値を前記ストラッ
トに与え、該ストラットの構成により、航走中の縦方向
の船体傾斜に際して（−ρ・▽・ｖ2 ・θ）＋（△・Ｇ
ＭＬ・θ）にて表される「残存ムンクインスタビリティ
モーメント」を常時存在させることによって船体を縦方
向に自己復元性のない不安定状態に維持し、船体を該不
安定状態に維持したままで、前記縦方向の船体傾斜制御
用フィンの制御動作により船体の縦方向傾斜を制御し、
安全な縦方向の船体運動を維持して運航することを特徴
とする。
て水面下にある双胴のローワハルと水面上にあるアッパ
ーハルがストラットにより水面を通じて連結された船体
を有し、この船体が、航走方向転換用ラダーと、縦横方
向の中の少なくとも縦方向の船体傾斜制御フィンと、注
排水装置と、推進装置とを備えている半潜水式双胴船に
おいて、排水量を△、縦方向メタセントリックハイトの
値をＧＭＬ、流体の密度をρ、没水部の体積を▽、航走
速度をｖとし、航走中の船体の縦方向の傾斜角度をθと
した時に、前記航走速度ｖにて航走する半潜水式双胴船
が、ストラットの構成について、メタセントリックハイ
トの値を小さくするようにストラットの水線面積の長さ
を小さくし、［△・ＧＭＬ・θ］にて表され、船体の縦
方向傾斜を自ずから復元しようとする縦方向自己復元モ
ーメントの値を、−ρ・▽・ｖ2 ・θにて表され、縦方
向に傾斜した船体をさらに傾けようとして前記航走速度
ｖに相当して発生するムンクインスタビリティモーメン
トの値［ρ・▽・ｖ2 ・θ］より小さくするような縦方
向メタセントリックハイトの値をもつように前記ストラ
ットを構成し、このストラットの構成により、航走速度
にて航走中の縦方向の船体傾斜に際して（−ρ・▽・ｖ
2 ・θ）＋（△・ＧＭＬ・θ）にて表される「残存ムン
クインスタビリティモーメント」を常時存在させること
によって船体を縦方向に自己復元性のない不安定状態に
維持し、一方、船体を縦方向に該不安定状態に維持した
ままで、安全な縦方向船体運動を維持するように縦方向
船体傾斜制御用フィンの動作を制御する手段を備えるこ
とを特徴とする。また、この発明は、航行状態にて水面
下にある双胴のローワハルと水面上にあるアッパーハル
がストラットにより水面を通じて連結された船体を有
し、この船体が、航走方向転換用ラダーと、縦横方向の
中の少なくとも縦方向の船体傾斜制御フィンと、注排水
装置と、推進装置とを備えている半潜水式双胴船の航走
方法において、排水量を△、縦方向メタセントリックハ
イトの値をＧＭＬ、流体の密度をρ、没水部の体積を
▽、航走速度をｖとし、航走中の船体の縦方向の傾斜角
度をθとした時に、前記航走速度ｖにて航走する半潜水
式双胴船が、ストラットの構成について、メタセントリ
ックハイトの値を小さくするようにストラットの水線面
積の長さを小さくし、［△・ＧＭＬ・θ］にて表され、
船体の縦方向傾斜を自ずから復元しようとする縦方向自
己復元モーメントの値を、−ρ・▽・ｖ2 ・θにて表さ
れ、縦方向に傾斜した船体をさらに傾けようとして前記
航走速度ｖに相当して発生するムンクインスタビリティ
モーメントの値［ρ・▽・ｖ2 ・θ］より小さくするよ
うな縦方向メタセントリックハイトの値を前記ストラッ
トに与え、該ストラットの構成により、航走中の縦方向
の船体傾斜に際して（−ρ・▽・ｖ2 ・θ）＋（△・Ｇ
ＭＬ・θ）にて表される「残存ムンクインスタビリティ
モーメント」を常時存在させることによって船体を縦方
向に自己復元性のない不安定状態に維持し、船体を該不
安定状態に維持したままで、前記縦方向の船体傾斜制御
用フィンの制御動作により船体の縦方向傾斜を制御し、
安全な縦方向の船体運動を維持して運航することを特徴
とする。
【０００６】これによって、半潜水式双胴船の波浪水面
航行の問題を解決して、波浪水面における安定高速運航
を可能とし、海上運輸産業における船舶技術分野に益す
る優れた半潜水式双胴船とその航走方法が提供される。
航行の問題を解決して、波浪水面における安定高速運航
を可能とし、海上運輸産業における船舶技術分野に益す
る優れた半潜水式双胴船とその航走方法が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図２に示すように、この発明の
半潜水式双胴船は、双胴のローワハル１及びアッパーハ
ル２と、これらを水面ＷＬ−１を通じて連結するストラ
ット３とより構成されている。図には示してないが、こ
の半潜水式双胴船は、公知の航走方向転換用ラダーと、
注排水装置と、推進装置とを備えている。また、ローワ
ハル１には縦横方向の中の少なくとも縦方向の船体傾斜
制御フィンが設けられる。図２では、縦方向の船体傾斜
制御フィン５がローワハル１の前後に設けられている。
面に基づいて説明する。図２に示すように、この発明の
半潜水式双胴船は、双胴のローワハル１及びアッパーハ
ル２と、これらを水面ＷＬ−１を通じて連結するストラ
ット３とより構成されている。図には示してないが、こ
の半潜水式双胴船は、公知の航走方向転換用ラダーと、
注排水装置と、推進装置とを備えている。また、ローワ
ハル１には縦横方向の中の少なくとも縦方向の船体傾斜
制御フィンが設けられる。図２では、縦方向の船体傾斜
制御フィン５がローワハル１の前後に設けられている。
【０００８】図１は没水ローワハル１が航速ｖにて航走
中、縦方向に角度θの傾斜を生じた状態を示している。
ここで、船体を浮かべている流体の密度をρ、ローワハ
ル１の体積を▽とすると、「ムンクインスタビリティモ
ーメント」ＭM （以後、ムンクモーメントと称す）が生
じており、このムンクモーメントＭM は次の式（１）で
与えられる。 ＭM ＝−ρ・▽・ｖ2 ・θ …… （１） このムンクモーメントＭM は、ローワハル１が縦方向の
傾斜角θに比例して傾斜を増大する縦方向の不安定（イ
ンスタビリティ）モーメントである。
中、縦方向に角度θの傾斜を生じた状態を示している。
ここで、船体を浮かべている流体の密度をρ、ローワハ
ル１の体積を▽とすると、「ムンクインスタビリティモ
ーメント」ＭM （以後、ムンクモーメントと称す）が生
じており、このムンクモーメントＭM は次の式（１）で
与えられる。 ＭM ＝−ρ・▽・ｖ2 ・θ …… （１） このムンクモーメントＭM は、ローワハル１が縦方向の
傾斜角θに比例して傾斜を増大する縦方向の不安定（イ
ンスタビリティ）モーメントである。
【０００９】図２は、ローワハル１とアッパーハル２と
これらを水面ＷＬ−１を通じて連結するストラット３と
から構成される半潜水式双胴船の船体４が、自己復元モ
ーメントＭs を発生する原理を示すものである。図２に
おいて波のない静水面にて停止の状態にある船体４が縦
方向に角度θだけ傾いて水面ＷＬ−１がＷＬ−２に移っ
たとき、浮心ＢはＢ′に移動し、浮心Ｂ′より水面ＷＬ
−２に垂直に作用する浮力線が船体中心線と交わる点が
メタセンタＭである。メタセンタＭと船体重心Ｇとの距
離ＧＭＬが縦方向メタセントリックハイトと呼ばれる。
メタセンタＭの位置が船体重心Ｇの上位にあるとき、即
ちＧＭＬ＞０であるときには、次式（２）で表されるポ
ジティブの縦方向自己復元モーメントＭs を発生する。 Ｍs ＝△・ＧＭＬ・θ …… （２） 縦方向メタセントリックハイトＧＭＬは主として図２に
おけるストラット長d の値に左右される、ストラット長
d が大で、縦方向メタセントリックハイトＧＭＬが大
で、従って船体の自己復元モーメントＭs の値が大であ
る程船体の自己復元力は大である。
これらを水面ＷＬ−１を通じて連結するストラット３と
から構成される半潜水式双胴船の船体４が、自己復元モ
ーメントＭs を発生する原理を示すものである。図２に
おいて波のない静水面にて停止の状態にある船体４が縦
方向に角度θだけ傾いて水面ＷＬ−１がＷＬ−２に移っ
たとき、浮心ＢはＢ′に移動し、浮心Ｂ′より水面ＷＬ
−２に垂直に作用する浮力線が船体中心線と交わる点が
メタセンタＭである。メタセンタＭと船体重心Ｇとの距
離ＧＭＬが縦方向メタセントリックハイトと呼ばれる。
メタセンタＭの位置が船体重心Ｇの上位にあるとき、即
ちＧＭＬ＞０であるときには、次式（２）で表されるポ
ジティブの縦方向自己復元モーメントＭs を発生する。 Ｍs ＝△・ＧＭＬ・θ …… （２） 縦方向メタセントリックハイトＧＭＬは主として図２に
おけるストラット長d の値に左右される、ストラット長
d が大で、縦方向メタセントリックハイトＧＭＬが大
で、従って船体の自己復元モーメントＭs の値が大であ
る程船体の自己復元力は大である。
【００１０】この発明では、［Ｍs ＝△・ＧＭＬ・θ］
にて表される、船体傾斜を自ら復元しようとする自己復
元モーメントＭs の値を、［ＭM ＝ρ・▽・ｖ2 ・θ］
で表される、船体傾斜を傾斜の方向に傾けようとするム
ンクインスタビリティモーメントＭM の値より小さくす
るような縦方向メタセントリックハイトＧＭＬの値をも
つように前記ストラット３が設計される。即ち、［ρ・
▽・ｖ2 ・θ］＞［△・ＧＭＬ・θ］とする。そして、
縦方向の船体傾斜に際して（−ρ・▽・ｖ2 ・θ）＋
（△・ＧＭＬ・θ）にて表される「残存ムンクインスタ
ビリティモーメント」によって船体を不安定状態に維持
し、その不安定状態維持に基づいて船体傾斜を前記縦方
向の船体傾斜制御用フィンにより制御を可能にし、安定
した縦方向の船体運動を維持して運航する。
にて表される、船体傾斜を自ら復元しようとする自己復
元モーメントＭs の値を、［ＭM ＝ρ・▽・ｖ2 ・θ］
で表される、船体傾斜を傾斜の方向に傾けようとするム
ンクインスタビリティモーメントＭM の値より小さくす
るような縦方向メタセントリックハイトＧＭＬの値をも
つように前記ストラット３が設計される。即ち、［ρ・
▽・ｖ2 ・θ］＞［△・ＧＭＬ・θ］とする。そして、
縦方向の船体傾斜に際して（−ρ・▽・ｖ2 ・θ）＋
（△・ＧＭＬ・θ）にて表される「残存ムンクインスタ
ビリティモーメント」によって船体を不安定状態に維持
し、その不安定状態維持に基づいて船体傾斜を前記縦方
向の船体傾斜制御用フィンにより制御を可能にし、安定
した縦方向の船体運動を維持して運航する。
【００１１】図３は、排水量△＝２４，０００ｔ、ロー
ワハル１の長さＬ＝２３０ｍ、船体中心における胴径Φ
＝８．８５ｍで、ストラット３の長さd のみが異なる半
潜水式双胴船の３つの船型（Ｏ−型、ＭM −型、Ｌ−
型）を示している。 １） Ｏ−型 、ストラットの長さd ＝９０ｍ、縦方向メタセントリッ
クハイトＧＭＬ＝−１．２６ｍ、自己復元モーメントＭ
s ＝−３０，２４０・θ（Ｔｍ）である。 ２） ＭM −型 ストラットの長さd ＝１４６ｍ、［Ｍs ］＝［ＭM ］で
ある。 ３） Ｌ−型 Ｍs を充分に有し、ストラットの長さd ＝ローワハル１
の長さＬ＝２３０ｍである。
ワハル１の長さＬ＝２３０ｍ、船体中心における胴径Φ
＝８．８５ｍで、ストラット３の長さd のみが異なる半
潜水式双胴船の３つの船型（Ｏ−型、ＭM −型、Ｌ−
型）を示している。 １） Ｏ−型 、ストラットの長さd ＝９０ｍ、縦方向メタセントリッ
クハイトＧＭＬ＝−１．２６ｍ、自己復元モーメントＭ
s ＝−３０，２４０・θ（Ｔｍ）である。 ２） ＭM −型 ストラットの長さd ＝１４６ｍ、［Ｍs ］＝［ＭM ］で
ある。 ３） Ｌ−型 Ｍs を充分に有し、ストラットの長さd ＝ローワハル１
の長さＬ＝２３０ｍである。
【００１２】船が設計速度４０ノット（節）で航走中に
発生する際のムンクモーメントＭMは、前記式（１）・
ＭM ＝−ρ・▽・ｖ2 ・θにおいて、ρ＝１．０２５／
９．８１（Ｔ・ｓｅｃ2 ／ｍ4 ）、▽＝２４，０００／
１．０２５（ｍ3 ）、ｖ＝４０ノット＝２０，５７６
（ｍ／ｓｅｃ）であるから、ＭM ＝−１，０３６，００
０・θ（Ｔｍ）となる。ムンクモーメントＭM は、同一
速度においては各船型のローワハル体積▽が変らない限
り不変である。
発生する際のムンクモーメントＭMは、前記式（１）・
ＭM ＝−ρ・▽・ｖ2 ・θにおいて、ρ＝１．０２５／
９．８１（Ｔ・ｓｅｃ2 ／ｍ4 ）、▽＝２４，０００／
１．０２５（ｍ3 ）、ｖ＝４０ノット＝２０，５７６
（ｍ／ｓｅｃ）であるから、ＭM ＝−１，０３６，００
０・θ（Ｔｍ）となる。ムンクモーメントＭM は、同一
速度においては各船型のローワハル体積▽が変らない限
り不変である。
【００１３】また、自己復元モーメントＭs は、前記式
（２）・Ｍs ＝△・ＧＭＬ・θにおいて△＝２４，００
０ｔであるからＭs ＝２４，０００・ＧＭＬ・θ（Ｔ
ｍ）である。そして、自己復元モーメントＭs はストラ
ット長さd が増大し、縦方向メタセントリックハイトＧ
ＭＬが増すにつれて増大する。
（２）・Ｍs ＝△・ＧＭＬ・θにおいて△＝２４，００
０ｔであるからＭs ＝２４，０００・ＧＭＬ・θ（Ｔ
ｍ）である。そして、自己復元モーメントＭs はストラ
ット長さd が増大し、縦方向メタセントリックハイトＧ
ＭＬが増すにつれて増大する。
【００１４】前記Ｏ−型は、ＧＭＬ＝−１．２６ｍで、
Ｍs ＝−３０，２４０・θ（Ｔｍ）とする d＝９０ｍの
ストラット長を有しており、ムンクモ−メントの全量の
相当する（−１，０３６，０００・θ）（Ｔｍ）の残存
ムンクモ−メントが存在し、これにＭs ＝（−３０、２
４０θ）（Ｔｍ）のインスタビリティモ−メントが加わ
った船型である。従って、設計速度４０ノットにて航走
中のＯ−型は、（−１，０３６，０００・θ）＋（−３
０，２４０・θ）＝（−１，０６６，２４０・θ）（Ｔ
ｍ）の縦方向不安定（インスタビリティ）モーメントを
発生する。この不安定モメントの値は（−１，０６６，
２４０・θ（Ｔｍ））／２４，０００・θ（Ｔ）＝−４
４．４６ｍと算出される縦方向メタセントリックハイト
と見做されるべき値に相当する。
Ｍs ＝−３０，２４０・θ（Ｔｍ）とする d＝９０ｍの
ストラット長を有しており、ムンクモ−メントの全量の
相当する（−１，０３６，０００・θ）（Ｔｍ）の残存
ムンクモ−メントが存在し、これにＭs ＝（−３０、２
４０θ）（Ｔｍ）のインスタビリティモ−メントが加わ
った船型である。従って、設計速度４０ノットにて航走
中のＯ−型は、（−１，０３６，０００・θ）＋（−３
０，２４０・θ）＝（−１，０６６，２４０・θ）（Ｔ
ｍ）の縦方向不安定（インスタビリティ）モーメントを
発生する。この不安定モメントの値は（−１，０６６，
２４０・θ（Ｔｍ））／２４，０００・θ（Ｔ）＝−４
４．４６ｍと算出される縦方向メタセントリックハイト
と見做されるべき値に相当する。
【００１５】ＭM −型は、設計速度にて航走中のムンク
モ−メントＭM をキャンセルするに足る自己復元モーメ
ントＭs の値を有し、残存ムンクモ−メントが零の値と
なる船型である。従って、設計速度にて航走中のＭM −
型は［Ｍs ］＝［ＭM ］、即ち２４，０００・ＧＭＬ・
θ（Ｔｍ）＝１，０３６，０００・θ（Ｔｍ）によりＧ
ＭＬ＝４３．２ｍと算出されるＧＭＬの値を有し、この
ＧＭＬの値に応じてd＝１４６ｍのストラット長を有す
る船型である。
モ−メントＭM をキャンセルするに足る自己復元モーメ
ントＭs の値を有し、残存ムンクモ−メントが零の値と
なる船型である。従って、設計速度にて航走中のＭM −
型は［Ｍs ］＝［ＭM ］、即ち２４，０００・ＧＭＬ・
θ（Ｔｍ）＝１，０３６，０００・θ（Ｔｍ）によりＧ
ＭＬ＝４３．２ｍと算出されるＧＭＬの値を有し、この
ＧＭＬの値に応じてd＝１４６ｍのストラット長を有す
る船型である。
【００１６】Ｌ−型はストラットの長さd を２３０ｍと
し、ＧＭＬ＝１９３ｍとし、大量の自己復元モーメント
Ｍs を保有する本発明の双胴船に属さない船型である。
し、ＧＭＬ＝１９３ｍとし、大量の自己復元モーメント
Ｍs を保有する本発明の双胴船に属さない船型である。
【００１７】図３における斜線の「残存ムンクインスタ
ビリティモーメント」の存在する船型がこの発明の要旨
に従う半潜水式双胴船である。図４はこの発明による半
潜水式双胴船の効果を説明するものである。
ビリティモーメント」の存在する船型がこの発明の要旨
に従う半潜水式双胴船である。図４はこの発明による半
潜水式双胴船の効果を説明するものである。
【００１８】図４は、Ｏ−型及びＭM −型の船体中心ｘ
より前後各々に約１００ｍ離れた位置に設置された８枚
の船体傾斜制御フィン５の波面に対する相対深度ＲＩ
（レラティブインマージョン）を１ｍに保つのに必要な
フィンの総面積を示すものであり、図４においてＯ−型
の必要フィン総面積は追波に対して１６０ｍ2 、向波に
対して３５ｍ2 であり、ＭM −型の必要フィン総面積は
追波に対して１００ｍ2、向波に対して７０ｍ2 の値を
もつ。このフィン総面積は８枚のフィンに分割されてＭ
M −型においては特に小面積となり、この小面積のフィ
ンにより相対深度ＲＩが１ｍと言う極めて小さい動揺に
制御されることになる。
より前後各々に約１００ｍ離れた位置に設置された８枚
の船体傾斜制御フィン５の波面に対する相対深度ＲＩ
（レラティブインマージョン）を１ｍに保つのに必要な
フィンの総面積を示すものであり、図４においてＯ−型
の必要フィン総面積は追波に対して１６０ｍ2 、向波に
対して３５ｍ2 であり、ＭM −型の必要フィン総面積は
追波に対して１００ｍ2、向波に対して７０ｍ2 の値を
もつ。このフィン総面積は８枚のフィンに分割されてＭ
M −型においては特に小面積となり、この小面積のフィ
ンにより相対深度ＲＩが１ｍと言う極めて小さい動揺に
制御されることになる。
【００１９】「残存ムンクモーメント」の存在するこの
発明による船型は、その大きさや船速によって推進抵抗
性能を異にするために、船速、航続距離や賃荷重量等に
対応する大きさをもつ船型のデザインを選ぶに際して
は、設計速度に対して推進抵抗が優れていること、及び
アッパ−ハルとローワハルの連結強度の保持に必要な長
さを有するストラットをもって構成されること、を主た
る要件として選定を行うことになる。そして、その必要
長さをもつストラットを、ローワハル上に縦方向に一体
型に或いは縦方向に分割して２体以上の分割型に設計し
ても、ストラットの水線面積と予備浮力により発生する
自己復元モーメントの値を、船体没水部の形状により発
生する「ムンクインスタビリティモーメント」の値より
小さくするような縦方向メタセントリックハイトＧＭＬ
の値をもつストラットを有する限り、この発明の要旨に
含まれるものである。
発明による船型は、その大きさや船速によって推進抵抗
性能を異にするために、船速、航続距離や賃荷重量等に
対応する大きさをもつ船型のデザインを選ぶに際して
は、設計速度に対して推進抵抗が優れていること、及び
アッパ−ハルとローワハルの連結強度の保持に必要な長
さを有するストラットをもって構成されること、を主た
る要件として選定を行うことになる。そして、その必要
長さをもつストラットを、ローワハル上に縦方向に一体
型に或いは縦方向に分割して２体以上の分割型に設計し
ても、ストラットの水線面積と予備浮力により発生する
自己復元モーメントの値を、船体没水部の形状により発
生する「ムンクインスタビリティモーメント」の値より
小さくするような縦方向メタセントリックハイトＧＭＬ
の値をもつストラットを有する限り、この発明の要旨に
含まれるものである。
【００２０】
【発明の効果】以上に述べたように、大型半潜水式双胴
船が波浪水面を航行中、縦方向の船体傾斜に際し没水部
の形状に起因して発生するムンクモーメントの値からス
トラットの構成に起因して発生する自己復元モーメント
の値を差し引いた残存ムンクモーメントを保持すること
により、小面積小型の制御用フィンにより縦方向船体傾
斜を制御して波浪水面における安定高速運航を可能とす
ることができる。
船が波浪水面を航行中、縦方向の船体傾斜に際し没水部
の形状に起因して発生するムンクモーメントの値からス
トラットの構成に起因して発生する自己復元モーメント
の値を差し引いた残存ムンクモーメントを保持すること
により、小面積小型の制御用フィンにより縦方向船体傾
斜を制御して波浪水面における安定高速運航を可能とす
ることができる。
【図１】ムンクインスタビリティモーメント発生の態様
を示す説明図。
を示す説明図。
【図２】半潜水式双胴船の安定性に関する原理の態様を
示す図。
示す図。
【図３】「残存ムンクインスタビリティモーメント」に
よる船型の態様を示すグラフ。
よる船型の態様を示すグラフ。
【図４】制御フィンの相対深度抑制のフィン面積による
船型の動揺性能の態様を示す図。
船型の動揺性能の態様を示す図。
ｖ 船速 ＭM “ムンク”インスタビリティモーメント （ＭＵＮＫ´Ｓ ＩＮＳＴＡＢＩＬＩＴＹ ＭＯＭＥＮ
Ｔ） Ｍs 自己復元モーメント（ＳＥＬＦ−ＳＴＡＢＩＬＩ
ＴＹ ＭＯＭＥＮＴ） １ ローワハル ２ アッパーハル ３ ストラット ４ 船体 ５ 船体傾斜制御用フィン θ 船体傾斜角 Ｂ 浮心 Ｇ 重心 Ｍ メタセンタ d ストラット長 ｂs ストラット巾 ＷＬ−１，ＷＬ−２ 航走水面 △ 排水量 Ｌ ローワハル長 ＧＭＬ 縦方向メタセントリックハイト ｘ ミッドシップ（船体中央） ▽ 体積 ρ 流体の密度
Ｔ） Ｍs 自己復元モーメント（ＳＥＬＦ−ＳＴＡＢＩＬＩ
ＴＹ ＭＯＭＥＮＴ） １ ローワハル ２ アッパーハル ３ ストラット ４ 船体 ５ 船体傾斜制御用フィン θ 船体傾斜角 Ｂ 浮心 Ｇ 重心 Ｍ メタセンタ d ストラット長 ｂs ストラット巾 ＷＬ−１，ＷＬ−２ 航走水面 △ 排水量 Ｌ ローワハル長 ＧＭＬ 縦方向メタセントリックハイト ｘ ミッドシップ（船体中央） ▽ 体積 ρ 流体の密度
Claims (2)
- 【請求項１】航行状態にて水面下にある双胴のローワハ
ルと水面上にあるアッパーハルがストラットにより水面
を通じて連結された船体を有し、この船体が、航走方向
転換用ラダーと、縦横方向の中の少なくとも縦方向の船
体傾斜制御フィンと、注排水装置と、推進装置とを備え
ている半潜水式双胴船において、 排水量を△、縦方向メタセントリックハイトの値をＧＭ
Ｌ、流体の密度をρ、没水部の体積を▽、航走速度をｖ
とし、航走中の船体の縦方向の傾斜角度をθとした時
に、前記航走速度ｖにて航走する半潜水式双胴船が、ストラ
ットの構成について、メタセントリックハイトの値を小
さくするようにストラットの水線面積の長さを小さく
し、 ［△・ＧＭＬ・θ］にて表され、船体の縦方向傾斜を自
ずから復元しようとする縦方向自己復元モーメントの値
を、 −ρ・▽・ｖ2 ・θにて表され、縦方向に傾斜した船体
をさらに傾けようとして前記航走速度ｖに相当して発生
するムンクインスタビリティモーメントの値［ρ・▽・
ｖ2 ・θ］より小さくするような縦方向メタセントリッ
クハイトの値をもつように前記ストラットを構成し、 該ストラットの構成により、航走速度にて航走中の縦方
向の船体傾斜に際して（−ρ・▽・ｖ2 ・θ）＋（△・
ＧＭＬ・θ）にて表される「残存ムンクインスタビリテ
ィモーメント」を常時存在させることによって船体を縦
方向に自己復元性のない不安定状態に維持し、 一方、船体を縦方向に該不安定状態に維持したままで、
安全な縦方向船体運動を維持するように縦方向船体傾斜
制御用フィンの動作を制御する手段を備える、ことを特
徴とする半潜水式双胴船。 - 【請求項２】航行状態にて水面下にある双胴のローワハ
ルと水面上にあるアッパーハルがストラットにより水面
を通じて連結された船体を有し、この船体が、航走方向
転換用ラダーと、縦横方向の中の少なくとも縦方向の船
体傾斜制御フィンと、注排水装置と、推進装置とを備え
ている半潜水式双胴船の航走方法において、 排水量を△、縦方向メタセントリックハイトの値をＧＭ
Ｌ、流体の密度をρ、没水部の体積を▽、航走速度をｖ
とし、航走中の船体の縦方向の傾斜角度をθとした時
に、前記航走速度ｖにて航走する半潜水式双胴船が、ストラ
ットの構成について、メタセントリックハイトの値を小
さくするようにストラットの水線面積の長さを小さく
し、 ［△・ＧＭＬ・θ］にて表され、船体の縦方向傾斜を自
ずから復元しようとする縦方向自己復元モーメントの値
を、 −ρ・▽・ｖ2 ・θにて表され、縦方向に傾斜した船体
をさらに傾けようとして前記航走速度ｖに相当して発生
するムンクインスタビリティモーメントの値［ρ・▽・
ｖ2 ・θ］より小さくするような縦方向メタセントリッ
クハイトの値を前記ストラットに与え、 該ストラットの構成により、航走中の縦方向の船体傾斜
に際して（−ρ・▽・ｖ2 ・θ）＋（△・ＧＭＬ・θ）
にて表される「残存ムンクインスタビリティモーメン
ト」を常時存在させることによって船体を縦方向に自己
復元性のない不安定状態に維持し、 船体を該不安定状態に維持したままで、前記縦方向の船
体傾斜制御用フィンの制御動作により船体の縦方向傾斜
を制御し、安全な縦方向の船体運動を維持して運航す
る、 ことを特徴とする半潜水式双胴船の航走方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9345124A JP3054116B2 (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 半潜水式双胴船およびその航走方法 |
| US09/116,650 US5947046A (en) | 1997-12-15 | 1998-07-16 | Semisubmerged twin hull ship |
| GB9816146A GB2332174B (en) | 1997-12-15 | 1998-07-27 | Semi-submerged twin hull ship |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9345124A JP3054116B2 (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 半潜水式双胴船およびその航走方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11171082A JPH11171082A (ja) | 1999-06-29 |
| JP3054116B2 true JP3054116B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=18374454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9345124A Expired - Fee Related JP3054116B2 (ja) | 1997-12-15 | 1997-12-15 | 半潜水式双胴船およびその航走方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5947046A (ja) |
| JP (1) | JP3054116B2 (ja) |
| GB (1) | GB2332174B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016215317A (ja) * | 2015-05-20 | 2016-12-22 | 株式会社東陽 | マシニングセンタ |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DK178739B1 (en) * | 2015-03-04 | 2016-12-19 | Csl Entpr Holdings Ltd | System for vessel control |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4557211A (en) * | 1984-04-20 | 1985-12-10 | Lockheed Missiles & Space Co., Inc. | Form stabilized low water plane area twin hull vessels |
| US4763596A (en) * | 1985-10-09 | 1988-08-16 | Toshio Yoshida | Semisubmerged water surface navigation ship |
| US4802428A (en) * | 1987-03-17 | 1989-02-07 | Lang Thomas G | Planing catamaran vessel |
| US4986204A (en) * | 1988-10-20 | 1991-01-22 | Toshio Yoshida | Oscillationless semisubmerged high-speed vessel |
| AU8255191A (en) * | 1990-08-29 | 1992-03-05 | Nkk Corporation | Catamaran |
| ES2072104T3 (es) * | 1991-01-18 | 1995-07-01 | Havre Chantiers | Buque de desplazamiento y con varios cascos, con par de enderezamiento transversal limitado y con resistencia al avance reducida. |
| US5265549A (en) * | 1992-02-03 | 1993-11-30 | Cernier Edward J | Hydro-propelled ship |
| AU4405193A (en) * | 1992-06-16 | 1994-01-04 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Small waterplane area high speed ship |
| JPH0834386A (ja) * | 1994-07-21 | 1996-02-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 半没水型双胴船 |
-
1997
- 1997-12-15 JP JP9345124A patent/JP3054116B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-07-16 US US09/116,650 patent/US5947046A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-27 GB GB9816146A patent/GB2332174B/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016215317A (ja) * | 2015-05-20 | 2016-12-22 | 株式会社東陽 | マシニングセンタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9816146D0 (en) | 1998-09-23 |
| GB2332174A (en) | 1999-06-16 |
| JPH11171082A (ja) | 1999-06-29 |
| US5947046A (en) | 1999-09-07 |
| GB2332174B (en) | 2001-11-07 |
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