低抗力没水非対称排水浮揚体
主船体が海面にある船の水中排水部として使用できる低抗力の没水浮揚体は、非対称であり、優れた浮力対抗力比を有する。浮揚体の外表面は、平面図及び立面図上で、浮揚体両縁が異なる概放物曲線によって定められる形状となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、海水面で運航される船に取り付けられて船の一部を構成する排水型没水船体により効率及び凌波性が改善された船舶に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、小水線面積船(SWAS船)の流体力学的安定性、低水力抵抗及び最小船体動揺が改善されてきたことから、小水線面積船使用に対する関心が相当に高まっている。そのような船は、設計喫水線の下に位置する少なくとも1つの水線を一般に有し、水線における水線面積は、設計喫水線における水線面積よりはるかに大きい。そのような船の一形態は、一般に、本来同じ断面を有するように形成され、細長い支材によって作業甲板または上部船体に連結される2つの没水船体を一般に有する小水線面積双胴船(SWATH船)として知られており、任意の水線面積に沿った支材断面積は没水船体の水線断面積よりはるかに小さい。したがって、このような船では、設計水線における水線面積が小さい。
【0003】
そのような船への関心の高まりは、パシフィック・マリーン・サプライ社(Pacific Marine Supply Co., Ltd.)によって行われた開発研究に多くを負う。様々なそのような船が、例えば特許文献1に示されるように、2つの没水船体または複数の没水船体を用いてつくられてきた。これらの船の開発研究中にさらに改善がなされ、特許文献2に開示されるような、いわゆるミッドフォイルSWAS船が開発された。そのような船では排水型没水船体すなわち浮揚体が用いられ、船の、揚力を生じさせる他のいずれかの部分とともに船を浮揚させる浮揚体。浮揚体の密閉空間は流体力学的揚力とともにかなりの排水による揚力すなわち浮力による揚力を与えるが、水中翼の揚力は流体力学的揚力にしか支配されないという点において、浮揚体は水中翼と異なる。継続的な開発研究過程で、そのような浮揚体の性能の改善並びに広範な海洋船への使用への適合及び統合のために、その特定形状が詳細に研究された。
【0004】
さらに詳しくは、特許文献3に開示されるように、海洋船の没水体は、SWAS船及びミッドフォイル船の場合のように浅い水深で稼働させると、没水船体の体積及び動流体効果によって生じる自由水面の変位により悪影響を受ける可能性があることがわかった。没水船体の形状に対する自由水面の変位の相互作用は従来技術の構造では十分に考慮されていなかった。海洋船のための既存の従来技術の没水体において自由水面変位の考慮が十分でなかったことは、排水型または半排水型の海洋船が、潜水艦または水中翼船でのように、歴史的に、没水船体厚に対して大きな水深で稼働するように設計されていたという事実の結果であると考えられる。
【0005】
一般的な潜水艦の船体形状は、基本的に、回転体状の船体であり、その周りに3次元水流を有するが、船体直径の数倍またはそれより深い自由水面下で作動するように設計されている。したがって、そのような水深における船体の運動による自由水面の変位は最小限であり、船体の操作に影響しない。他方で、水中翼は主として2次元流を利用する、沈めただけの翼であり、浮力による揚力すなわち静水力学的揚力とは対照的に動的揚力を生じるように一般に設計されている。
【0006】
没水体による自由表面における水の変位は海洋船の流体力学的性能に有害であり、その影響は没水体の形状、没水深度、速度及びトリムの関数として変化する。例えば、自由表面効果は没水体の揚力をかなり小さくし、(沈下とも称される)負の揚力を生じさせることさえもある。水を切って進む運動に対する自由表面効果による抵抗は一般に、没水体が深い深度で稼働される場合よりも大きく、自由水面の変位によって生じるピッチ運動は速度によって変化し、船を不安定性にする。浅没水体を用いる(SWAS船、SWATH船及びミッドフォイル船のような)海洋船の近年の出現により、没水船体への自由水面変位の悪影響が認識された。
【0007】
本発明以前は、特許文献4に開示されるように、排水型船舶の没水船体の形状はほぼ円筒形または涙滴形の回転体であった。最も簡素な変形例は、例えば特許文献5または特許文献1に示されるような、略楕円形の断面を備えた船体である。別の変形例は、例えば特許文献6に示されるように、単に飛行機翼と同様の態様に形成されている。他方で、水中翼動的浮揚体の形状は一般に薄翼で、浮力がほとんどまたは全くなく、まっすぐな前縁及び後縁を備えた対称な翼部となっている。平面図上では、これらの水中翼は一般にまっすぐな形状を有し、すなわち前進角または後退角が付けられ、及び/または台形である。さらに、水中翼は水平面に対し上反角または下反角を有し得る。これらの形状を用いる船の性能は、船の航行中に翼体より上の自由水面の変位によって悪影響を受けることがわかった。
【0008】
特許文献3の教示によれば、低抗力の排水型没水船体は2つの放物線形で画定される。平面図上で没水船体の周は対称であり、没水船体の前縁を定める第1の放物線形状(すなわち放物線方程式)によって定められる。没水船体の縦断面は、低抗力の翼形を有し且つ没水船体にほぼ放物線形の舳先を与える、上反りの放物形の翼として定められる翼形断面の形状を有する。一般に、没水船体の縦軸線すなわち前後方向の軸線に平行な没水船体のそれぞれの縦断面は、厚さが最大の没水船体の縦軸線に沿う断面及び厚さが最小の没水船体の中心線から最も遠い断面をもつ、対称上反り放物線形の翼形状を有する。平面上では、没水船体は、直線、放物線、または平面放物線形の側縁に終端近くで滑らかにつながる直線で定められる、艫すなわち後縁を有する。
【0009】
別の実施形態において、没水船体形状は回転放物体である。第3の実施形態において、没水船体は縦断面において、基本的に、半分に切断された回転放物体で形成され、縦断面形状が一様であって回転体の放物線形状に対応する一様な中央部断面によって隔てられた、水中翼形状を有する。
【0010】
これらの没水船体形状は、流れに対する没水船体の迎え角の変化への感受性を弱める、緩徐な圧力勾配及び小さな淀み点を有し、よって自由水面の擾乱による影響が小さくなる。放物線形の翼実施形態は体積対表面積の関係を最大化する大方形係数を有し、その結果、浸水表面積が減るため摩擦抵抗が減少するとともに、構造の小型化および低コスト化が得られる。特許文献3の浮揚体で達成される60〜70%の係数など、より大きな方形係数により、水中翼の表面積に対する体積が最大化され、この結果、従来技術に比較して水中翼は同じ表面積に対しより大きな浮力を与える。
【0011】
大方形係数により、比較的短い本体を有する船体によって大排水量を達成することができる。これにより、好ましくは1をこえる、高フルード数においてこれらの没水船体を稼働させることが可能になる。ひいては、より薄い境界層により、造波抵抗及び摩擦抵抗が小さくなる。これらの没水船体によって形成される後流は極めて一様であり、この結果、後縁後方での付属体すなわち後縁または船尾に配置された推進機への擾乱が最小化される。対称な放物線形の翼は、限界設計没水深度において、没水船体にかかる圧力係数を小さくし、より高いキャビテーション初発速度を可能にする態様で自由水面を変位させる。次いで、上反り(すなわち設計放物線による表面位置の変化)、没水深度、速度及び迎え角の関数として動的揚力の大きさを変えることができる。この結果、与えられた船の設計速度及び設計喫水に対して揚力の最適化を達成することができる。さらに、非一体型水中翼スタビライザーにともなう抗力を軽減するであろう一体型後縁フラップの使用によって、これらの没水船体の動的揚力の大きさを変えることができる。
【0012】
特許文献3の対称浮揚体はほとんどの用途に対して、2000トン及びこれをこえる非常に大きな船に対してさえも、極めて満足にはたらくことがわかっている。しかし、船長に対してより小さく、船体の舷側外に配置できる浮揚体を有することが有利である。そこで、特許文献3の浮揚体のさらなる開発が、特に単胴船での使用に対して、行われた。
【0013】
特許文献3に開示されるような対称浮揚体は主として概ね船体直下に用いられた。しかし、浮揚体を船の重心から遠くに配置すれば、浮揚体は揚力を与えるだけでなく、動的モーメントが最大化される結果、より優れた動的制御も実現できる。さらに、浮揚体の形状を浮揚体が用いられる船体と同形に調製すること及び浮揚体またはその他の水中構造によって生じる船体下の流れを調和することのいずれもが有用であることがわかった。また、大単胴船は極めて良好な凌波性を有するが、本発明の調製された非対称浮揚体をそのような船体とともに用いると凌波性が大幅に増加することもわかった。
【特許文献1】米国特許第5433161号明細書
【特許文献2】米国特許第5794558号明細書
【特許文献3】米国特許第6263819号明細書
【特許文献4】米国特許第4263819号明細書
【特許文献5】米国特許第4919063号明細書
【特許文献6】米国特許第3347194号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の課題は、動的制御を高めると同時に、航行速度において高い浮力対抗力比(L/D)、すなわち低抗力、を生じさせることによって船の性能を最大化するために、様々な海洋船に用いることができる没水浮揚体を提供することである。
【0015】
本発明の別の課題は、動的に安定な船をつくると同時に航行速度における船の性能を改善する、様々な海洋船で使用するための没水浮揚体を提供することである。
【0016】
本発明のまた別の課題は、流体力学的抗力を低減することにより海洋船の効率を高めることができる、様々な海洋船で使用するための没水浮揚体を提供することである。
【0017】
本発明のまた別の課題は、没水浮揚体の形状、寸法、数及び位置を最適化することにより様々な船(単胴船、双胴船、三胴船、SWATH船、半SWATH船、滑走型及び排水型船)に改善された没水浮揚体を適合させることである。
【0018】
本発明の別の課題は、入渠時または他の構造体への横付け時に損傷を受ける確率を低減させるための形状につくられた、様々な海洋船で使用するための没水浮揚体を提供することである。
【0019】
本発明のまた別の課題は、船の造波及び船首底衝撃を低減する、様々な大型船で使用するための没水浮揚体を提供することである。
【0020】
本発明のまた別の課題は、航行中だけでなく停泊時にも船の動揺を低減することにより凌波性を改善する、様々な海洋船で使用するための没水浮揚体を提供することである。
【0021】
本発明のまた別の課題は、一体型推進機に高推進効率を与えるために改善された流れを生じる形状につくられた、様々な海洋船で使用するための没水浮揚体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0022】
本発明の一態様にしたがえば、上記の課題を解決する水中浮揚体が提供される。簡潔に言えば、浮揚体の性能を最適化するためにその位置における流れに対して形状が調製された、船の中心線を外して取り付けられる浮揚体が開示される。この浮揚体は、断面では放物翼の形状をしているが、平面図上では縦対称面がない。
【0023】
全般的には、前後方向の軸線及び、形状が、平面図上で、前後方向の軸線の第1の側において頂点が前後方向の軸線上にある第1の放物曲線と合同であり、軸の第2の側において頂点が同じく前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線と合同である、外表面を有する、没水状態で動作させる3次元低抗力水中浮揚体が提供される。2つの放物曲線は合せて、平面図上で、浮揚体に対する前縁を定める。また、浮揚体の外表面は、前後方向の軸線に平行な縦断面において、第1及び第2の放物曲線で定められる前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、凸尾状のほぼ放物線形の水中翼曲線にも合同であり、放物翼縦断面の厚さは浮揚体の前後方向の軸線から浮揚体の前縁にかけて減少する。
【0024】
本発明の別の態様において、没水状態で動作させる3次元低抗力水中浮揚体は、前後方向の軸線及び、形状が、平面図上で、前後方向の軸線の第1の側において頂点が前後方向の軸線上にある第1の放物曲線と合同であり、軸の第2の側において頂点が同じく前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線と合同である、外表面を有する。2つの放物曲線は合せて、平面図上で、浮揚体に対する前縁を定める。また、浮揚体は、前後方向の軸線に平行な縦断面において、第1及び第2の放物曲線で定められる前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、凸尾状のほぼ放物線形の水中翼曲線にも合同であり、放物翼縦断面の厚さは浮揚体の前後方向の軸線から浮揚体の前縁にかけて減少する。本浮揚体は舳先及び艫を有し、舳先から艫に延びるあらかじめ定められた長さを有する。第1の放物曲線は舳先から艫にかけて幅が増大し、艫は、第1の放物曲線の最大幅部分から前後方向の軸線まで延びる、浮揚体の長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められる。
【0025】
本発明のまた別の態様において、船は、表面水線を有する第1の船体、船体から懸垂する少なくとも1つの支材及び船の運航中に水線下で支材に固定された3次元没水浮揚体を備える。浮揚体は、前後方向の軸線及び、形状が、平面図上で、前後方向の軸線の第1の側において頂点が前後方向の軸線上にある第1の放物曲線と合同であり、前後方向の軸線の第2の側において頂点が同じく前後方向の軸線にある異なる第2の放物曲線と合同である、外表面を有する。2つの放物曲線は合せて、平面図上で、浮揚体に対する前縁を定める。また、浮揚体は、前後方向の軸線に平行な縦断面において、第1及び第2の表物曲線で定められる前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、凸尾状のほぼ放物線形の水中翼曲線にも合同であり、放物翼縦断面の厚さは浮揚体の前後方向の軸線から浮揚体の前縁にかけて減少する。
【0026】
本発明の別の態様において、船は、表面水線を有する第1の船体、船体から懸垂する少なくとも1つの支材及び船の運航中に水線下で支材に固定された3次元没水浮揚体を備える。浮揚体は、前後方向の軸線及び、形状が、平面図上で、前後方向の軸線の第1の側において頂点が前後方向の軸線上にある第1の放物曲線と合同であり、前後方向の軸線の第2の側において頂点が同じく前後方向の軸線にある異なる第2の放物曲線と合同である、外表面を有する。2つの放物曲線は合せて、平面図上で、浮揚体に対する前縁を定める。また、浮揚体は、前後方向の軸線に平行な縦断面において、第1及び第2の放物曲線で定められる前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、凸尾状のほぼ放物線形の水中翼曲線にも合同であり、放物翼縦断面の厚さは浮揚体の前後方向の軸線から浮揚体の前縁にかけて減少する。浮揚体は、舳先及び艫及び舳先から艫まで延びるあらかじめ定められた長さも有する。第1の放物曲線の幅は舳先から艫にかけて増大し、艫は、浮揚体の長さを横切り、第3の放物曲線の線分によって定められ、第1の放物曲線の最大幅部分に位置する。
【0027】
本発明のまた別の態様にしたがえば、船は、表面水線を有する第1の船体、船体から懸垂する少なくとも1つの支材及び船の運航中に水線下で支材に固定された3次元没水浮揚体を備える。浮揚体は前後方向の軸線及び、形状が、平面図上で浮揚体に対する前縁によって定められ、縦断面において浮揚体の前縁上にあり、前後方向の軸線に平行な平面上にある頂点を有する、対称でほぼ放物線形の水中翼曲線によって定められる、外表面を有する。浮揚体は前後方向の軸線の両側に第1及び第2の浮揚体区画を有し、第1の浮揚体殻区画と第2の浮揚体殻区画の間で前後方向の軸線の第1の側に配置される中央区画を有する。第1及び第2の浮揚体区画は、平面図上で、それぞれの頂点が前縁上にあり、前縁の一部を定める、第1及び第2の相異なる放物曲線に合同であり、中央区画は縦断面において、中央区画の幅にかけて第1の浮揚体区画と第2の浮揚体区画の間の前後方向の軸線に平行な平面上で一様な放物翼形を有する。第1及び第2の浮揚体区画の水中翼曲線の厚さは浮揚体の前後方向の軸線から浮揚体の縁端にかけて減少する。
【0028】
上述した本発明の浮揚体は主前後方向の軸線に関して非対称である。これにより、船体と同形になり、船体の形状によって生じる船体下の水流特性を調和し、浮揚体の迎え角を緩和するように浮揚体を船体に対して配置することが可能になる。例えば、2つの浮揚体を、船体形状に応じて選択される前縁形状を提供するようにそれぞれの非対称側面を船体に向けて船体の両舷側に固定することができる。
【0029】
浮揚体を船体の舷側外に配置することで、より大きな動的モーメントが生じて動的制御を高める。多胴船では、浮揚体を舷側間及び舷側外のいずれにも配置することができる。
【0030】
本発明の上記及びその他の課題、特徴及び利点は、当業者には、添付図面に関連して読まれるべき、以下の本発明の例示的実施形態の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0031】
ここで図面を詳細に参照すれば、図1は、その開示が本明細書に参照として含まれる特許文献3に説明される本発明の一実施形態の基本浮揚体形態10を示す。浮揚体10は平面図上で放物線形状を有し、縦断面においてほぼ水中放物線形の翼形状を有する。これは図1Aおよび1Bにさらに明確に示されている。図1Aに見られるように、浮揚体10は、平面図上で浮揚体の最も幅が広い部分を定める、本明細書では浮揚体の前縁とも称される、周縁2を有する。この周縁は通常の放物線方程式に実質的に合致する放物線と定義される。
【0032】
浮揚体10の形状は、図1Bに見られるように、断面においてほぼ放物線15の形状である。2つの放物線12及び15の特定の形状は、一般に船の寸法要件にしたがい所望に応じて変わり、ある長さ対厚さ比すなわちアスペクト比の範囲内にある。また、縦放物断面には浮揚体表面上の圧力分布を改善するために上反りをつけることもできる。上反りがつく結果、浮揚体の表面は断面において完全な放物曲線からずれる。上反りは、MIT(マサチューセッツ工科大学)によって作成されたXFOILという名称の公知の2次元水中翼設計プログラムを用いて、設計航行条件及び速度に基づいて調節及び修正することができる。
【0033】
浮揚体10は対称であり、前後方向の軸線14に平行にとられた縦断面は図1Bに示される中心断面を定める放物翼形状とほぼ相似であるが、それぞれの断面は前縁放物線12に向かって浮揚体にテーパがかかるように前後方向の軸線から離れるにしたがってほぼ一様に小さくなる。放物翼断面形状の頂点は浮揚体の平面図上の放物線形状によって定められる周縁12上にある。縦断面形状は、所望の迎え角に必要とされるように前後方向の軸線を若干傾けることができる。
【0034】
浮揚体10は、図示の本実施形態では、薄くてまっすぐな艫すなわち後端16も備えている。浮揚体の縦断面形状を定める放物翼曲線15は、図1Bに示されるように、前縁12から艫に向かって延びる。しかし、艫区画18では、前縁12上の断面の頂点から浮揚体長のほぼ2/3の点において、浮揚体のそれぞれの縦断面に沿い、艫に向かって浮揚体にテーパがかかり始める。浮揚体のこの形状は、船の航行速度範囲において、圧力抗力を最小限に抑え、キャビテーションを防ぎ、よってそのような浮揚体は使用に望ましいことがわかった。
【0035】
図2,5,6及び7は、図1〜3の実施形態に関して先に説明した原理と同じ原理にしたがって構成された、特許文献3による浮揚体の別の実施形態を示す。ここで、艫40は(平面図上で)、浮揚体の前縁放物曲線12に終端で滑らかに接続される、別の第3の放物曲線として形成される。この形状は艫と前縁の間の接続点におけるキャビテーションの形成の可能性をさらに減少させる。
【0036】
図3は、同じく放物曲線で形成される、特許文献3の浮揚体の別の実施形態を示す。この実施形態においては、浮揚体が単一の放物線の回転体として形成される。しかし、当業者には理解されるであろうように、平面図上では、浮揚体は、赤道の周りに定められ、形状が同じ放物線の、図1の実施形態の前縁12と同様の、中点前縁を有する。さらに、軸線に平行な浮揚体の断面図は、それぞれの放物線の前縁が中線放物曲線12上にある放物線形を有するであろう。図1〜3の実施形態と同様に、浮揚体の艫区画18には艫に向かってテーパがつけられる。
【0037】
図4及び8〜10は、原理的に、図3に示されるような放物ポッド型構造を設計し、次いでポッドを軸線に沿って半分に分割することによって形成された、特許文献3に開示される浮揚体の別の実施形態を示す。次いでポッドの半分のそれぞれは所望の間隔をおいて離しておかれ、浮揚体の中央部分すなわち縦方向中央部分が、元のポッド形状の縦断面放物線形状と相補の一様な放物線形断面をもって形成される。すなわち、浮揚体はその幅にわたり放物線形縦断面をもって形成されるが、平面図上で、中殻区画を含む直線中央舳先区画を除いて、平面図上で放物線形前周縁も有する。浮揚体の艫区画には、上述したように、浮揚体長の約2/3の点から艫にかけてテーパがつけられる。
【0038】
図11〜20は本発明の非対称浮揚体の発展態様を示す。詳しくは、図11及び14は、上述の図3の実施形態にしたがって構成された、回転放物体、すなわちポッド様浮揚体を示す。図11はポッド20の前面図を示し、前後方向の軸線に沿って2つのポッド区画20a,20bに分離されたポッドを簡略に示す。図14は同じ2つの半分を平面図で示す。
【0039】
図12及び15は図2,5,6及び7の実施形態の浮揚体を示す。図12は中心軸すなわち前後方向の軸線に沿って2つの半分22a及び22bに分離された浮揚体22を示す。図15は同じ構造の上面図である。
【0040】
図13及び16は図4及び8〜10の浮揚体を示す。図13は、区画24a及び24bを形成するために同じく中心軸線に沿って2つの半分に切り分けられた浮揚体24を示す前面図である。図16は同じ構造の上面図である。当業者には、また図7の実施形態の上記説明から、理解されるであろうように、図13及び16の浮揚体24は回転体の2つの半分、すなわち(図11及び14に示される)2つの半分20a及び20b、及び、縦断面図においては放物線形であるが幅にわたる全ての平面が同じ寸法である、中央区画20cから形成される。
【0041】
図11〜16に示されるコンポーネントは、本発明の非対称浮揚体を形成するために、図17〜20の図示にしたがって組み合わされる。詳しくは、図17を参照すれば、浮揚体区画22a及び浮揚体区画20bから非対称浮揚体30が形成される。これらの区画はそれぞれの元の浮揚体形状の中心前後方向の軸線に沿って形成されるそれぞれの面に沿って結合される。もちろん、2つの区画は、それらが結合される平面においてそれぞれの放物線形状が同じであるような寸法につくられる。この平面は図17及び18に一点鎖線33で示される。
【0042】
図19及び19Aに示される浮揚体40は図16の浮揚体の区画24a及び図15の浮揚体の区画22bから形成される。この場合も、2つの区画は、それぞれの元の浮揚体の中心前後方向の軸線によって定められる線33に沿って結合される。接合面において、2つの浮揚体の縦断面形状は、それぞれが互いに合致するように、合同であるように選ばれる。
【0043】
図20及び20Aに示される浮揚体45は図15に示される浮揚体の区画22a及び、図15の実施形態に示される放物線形前縁と同様であるが、放物線方程式に対して異なるパラメータを用いて、図15に示される浮揚体の幅よりも幅が狭くなるようにした、放物線形前縁をもって形成された浮揚体からつくられる区画22bから形成される。この場合も、2つの区画はそれぞれの元の浮揚体の中心前後方向の軸線によって定められる線33に沿って結合される。
【0044】
このようにして非対称浮揚体を作成することにより、浮揚体30,40及び45は特許文献3に説明される浮揚体の利点の全てを実質的に維持するが、さらに使用において、一般的な従来構成の単胴構造及び双胴構造に関して特に、より高いフレキシビリティを有する。これらの浮揚体の非対称性のため、特定の船体によって水面下に発生する流れに合致するように、非対称側面の一方または他方を船体に向けて、様々な迎え角で浮揚体を配置することができる。さらに、非対称浮揚体はそれぞれの母体の浮揚体より幅が若干狭いから、船体に近づけて、但し、浮揚体によって船体にかかる動的モーメントが大きくなる結果として動的制御を生じさせるため、船体から舷側外に、便宜よく配置することができる。このことが、例えば、図17にしたがって構成された浮揚体30が、V字型船体または丸底船体のような、単胴船の船体の下に支持されて示されている図21及び22に示される。浮揚体は、例えば特許文献3の図13に開示されるような通常の支材等で、これらの図に破線で示される、船体の水線より上で甲板構造52から直接支持される。しかし、この場合、支材及び浮揚体は単胴船の中央船体50の舷側外にあり、この結果、ローリング安定性及び凌波性が高まる。
【0045】
図21に示される本発明の実施形態において、浮揚体30は、浮揚体の前後方向の軸線(すなわち、それに沿って2つの相異なる浮揚体形状の半分が結合される軸33)が船体50の前後方向の軸線に平行なままであるように、船に取り付けられている。しかし、浮揚体の非対称性及並びに区画22a及び22bが船体50側に、すなわち舷側に向けて、配置されているという事実のため、浮揚体の実効前縁は互いに対して開いている。
【0046】
図22に示される船50の実施形態において、浮揚体30は、回転体20a及び20bで形成された浮揚体の側面が船体50に向き、若干幅が狭い形状を生じるように、図21の実施形態から反転されている。船体に対する浮揚体の正確な配置及び船体に向く浮揚体の縁は、浮揚体にかかる水頭を最小限に抑えるため、船首によってつくられる後流の形状だけでなく船体の下の水流特性も調和するように変えることができる。本発明のこれらの実施形態においては浮揚体の軸33が船体50の前後方向の軸線に平行に配置されているが、これらの軸が互いに対して閉じるかまたは開くように、浮揚体を配置できることは当然である。
【0047】
図21及び22に示される実施形態においては、水面上で甲板構造から支材によって支持されることに加えて、非対称浮揚体30は、中央横桁水中翼62によって連結されるか、あるいは水中翼66によって船の舷側64に個別に結合されることが好ましい。これらの水中翼は通常の水中翼形につくるかまたは翼様体とすることができる。しかし、ボーイング(Boeing)及びウィングコ(Wingco)によって開発され、それぞれのインターネットサイト、boeing.com/phantom及びwingco.com/atlantica_bwb.htmに開示される、ある飛行機に用いられているような、複合翼としてこれらの水中翼が形成されると、より優れた動的制御及びより小さな擾乱が得られることがわかった。これらのサイトに開示される複合翼体においては、水中翼が浮揚体を、結合点において、引き延ばされた滑らかな曲線に沿って、実質的に同じ厚さをもつ翼と結合する。このことが、例えば、浮揚体30との接合点61において、浮揚体30の表面から滑らかに遷移して浮揚体を結合するために、水中翼が浮揚体30の周面と同じ外寸法及び(前縁63を除いて)同じ縦断面を有することを示す、水中翼62を切った断面図である図25Bに示される。したがって、水中翼には切断線25b−25bで示されるようなほぼ2次元形状に垂直にテーパがつけられる。図25Cは水中翼が結合点61においてどのように浮揚体形状に複合されるかを示す。
【0048】
図26A及び26Bは図25A及び25Bと同様であるが、複合翼の鶴翼型水中翼形状を示す図である。
【0049】
図23及び24に示される本発明の実施形態は、これらの実施形態においては浮揚体40が用いられていることを除いて、図21及び22に示される実施形態と同様である。これらの実施形態においては、回転体区画20a及び20bの表面が船体50の舷側に向けて配置されている。同じく、浮揚体40は水線より上で甲板から支材により船に懸垂取付けされるが、浮揚体は上述したような複合翼構造として連結されることが好ましい水中翼62によって結合される。複合翼構造は、滑らかな遷移のため、水中に浮揚体が存在することによりつくられる抗力に対抗するようにはたらく、吸込作用を浮揚体の前端に生じさせる前向ベクトルをつくる。図22及び24に示されるように非対称浮揚体を配置することにより、浮揚体の長い方の弦が船体50に近づき、単胴船体から離れる浮揚体のそれぞれの縦区画が小さくなるであろう。これにより、船体から離れた区画に沿って水面下で浮揚体によってつくられる波が低減される。この結果、そうでなければ浮揚体の浮揚力に対抗するであろう、浮揚体にかかる総水頭が減じられる。最後に、この場合、浮揚体区画22b,24a及び22a,24bが結合される軸33は、互いに対して開くかまたは閉じるように配置され、浮揚体によって生じる効果に別の制御自由度を与える。
【0050】
本発明にしたがって構成される非対称浮揚体は、一般には2000排水トンをこえる、非常に大きな船に特に適することがわかった。より小さな船はそれほど長くはなく、したがって、特許文献3にしたがって構成される浮揚体がより小さな船によりよく適合し、性能比に多大な効果を有する。船が2000トンをこえて大きくなるほど、浮揚体長に対する船体長の比率が大きくなり、実用的寸法の浮揚体の効果は小さくなる。しかし、浮揚体は推進ポッド及びスタビライザーのような船へのその他の付属体に置き換わることができ、それでも船が大量の貨物を運ぶことを可能にするから、浮揚体はまだ有益である。
【0051】
本発明にしたがって構成される非対称浮揚体を大型船に用いると、船の寸法に対する浮揚体の寸法に対して性能がかなり改善される。本発明の非対称浮揚体は余分の揚力を与えるだけでなく、水を切って進む船に対する波の効果を低減して抵抗を最小にするとともに最善の凌波性を与えるように調整し、トリムを調製することができる。そのような効果の例は、ローリングを低減するように設計された鋭角チャインを有する単胴船に本発明にしたがって構成される浮揚体が取り付けられると生じる。そのような場合、浮揚体は、船の航行時にはチャインが水面より上に出るに十分に船が持ち上げられるに十分な揚力を生じるように形成することができる。この結果、船の停泊時にはローリングにより強く耐えるが、チャインが水面より上に浮き上がると、波を乗り越えるときには船の船首底衝撃が小さくなるように、チャインをより大きくつくることができる。
【0052】
本発明にしたがって構成された浮揚体が取り付けられた大型船100が図27及び28に示される。この実施形態において、船100は、図5に示される浮揚体にしたがって構成された浮揚体104を支持する、船首から懸垂する支材102を備える。図6に示される実施形態にしたがって構成される第2の浮揚体の対がローリングスタビライザー水平翼の代わりに船の中央部に取り付けられる。これらの浮揚体は主船体から支材108によって支持され、キール109近くに、横桁水中翼110によって同じく船体に固定される。上述したように、これらの横桁水中翼は複合翼形状をとることができる。
【0053】
最後に、船尾にも、上述した図17の実施形態にしたがって構成された、一対の浮揚体30が設けられる。これらは船体100から支材110によって支持され、それぞれの後端で横桁水中翼114によって連結される。横桁水中翼は複合翼形状をとることもできる。この船の後部に用いられる本発明の浮揚体の非対称性は、大型船の船体後部に向けて形成される波に対して、抗力を最小限に抑えながら、揚力をかなり改善し、船の積載量が大きくなるように調製することができる。
【0054】
単一の支材で船首浮揚体を船100に連結する代わりに、浮揚体を図28a及び28bに示されるような複合翼構造で連結することができ、船体に連結される小翼端支材104cで終端する一対の複合翼104aを設けることができる。
【0055】
図29は、舷側22cに沿って船の側面に非対称浮揚体22a及び22bが固定されている単胴船120が提供される、本発明のまた別の実施形態を示す。これらの非対称浮揚体は支材または水中翼で支持されるのではなく、船に対して実質的な動的緩衝を与える。
【0056】
図30は、図11及び14にしたがう非対称浮揚体を用いる双胴船の平面図を示す。この場合、回転体の半分が双胴船の船体130の向かい合う両側面に固定される。
【0057】
本発明の浮揚体の形状の結果、浮揚体の後方に配置され得る付属体、浮揚体または推進器にかかる、浮揚体の後縁より後方の擾乱が最小限に抑えられる。これらの浮揚体は浮揚体にかかる圧力係数を小さくする態様で自由水面を変位させ、キャビテーション初発速度を高くすることができる。浮揚体の動的浮力は、与えられた船の設計速度に対して浮揚特性を最適化するために、上反り、没水度、速度及び迎え角の関数として変えることができる。動揺制御及び安定化のため、浮揚体の動的揚力は一体型後縁フラップの使用によって変えることができる。
【0058】
図27及び28に示される船を再び参照すれば、そのような浮揚体が提供する改善された効率を実証するために、特定の船体形状を船首に浮揚体を用いて考察した。さらに詳しくは、排水量2000英トン(1英トン=1016.1kg)のいわゆるサーター単胴船体を考察した。多くの水中翼形状、アスペクト比及び平面形状寸法を考察したが、制作した最終形状は、図1に示される形状の、3°で219英トンの総浮力を生じる、長さ48フィート(14.6m)、幅22フィート(6.7m)、厚さ6フィート(1.8m)の浮揚体である。船首に適用されたこの浮揚体は2つの有益な属性を加えることがわかった。第1は、浮揚体が、最初にディー・W・テイラー(D. W. Taylor)によって示された球状船首の使用と同様に、波相殺を提供し、総抗力を低減することである。
【0059】
図31は浮揚体の適用による波相殺の概念を示す。図に示される上下の水線は自由水面上昇である。上の線は40ノット(時速74km)においてサーター船体だけで発生する波パターンである。下の線は40ノットにおいて浮揚体により発生する波パターンである。船首波のピークは浮揚体によって発生する最大の波くぼと一致する。2つの波パターンが結合すると、2つの波の重畳により波が互いに相殺され、その結果、発生する波は振幅が小さくなり、全系にともなう波抗力が低減されるであろう。
【0060】
第2の有益な属性は、浮揚体が一般に船体だけの効率より高い効率を有することである。より高い効率(浮力対抗力比L/D)をもつコンポーネントを付加することにより、全系のL/Dが高くなる。発明者らの研究において、大型船の船首への浮揚体の付加のこれらの有益な効果を計算流体力学(CFD)の方法を用いて定量化した。船首に対する浮揚体の配置のための船体上の最適位置を見いだすため、図32に示されるように、0〜3の番号が付されて示される、4つの異なる位置を30〜50ノット(時速55.6〜92.6km)の速度範囲にわたって考察した。それぞれの場合において、船体は所望の2000英トンの排水量に対して容易に浮上/沈下し、トリムは0°に固定された。行った研究により、図32に示される0位置が最も効率が高いことが確立された。その位置では、浮揚体の効率だけでなく、全船自体の効率も高められた。効率及び最大揚力についてその位置が最適であることがわかった。研究を行う際に、迎え角も変化させ、2°の迎え角で全体構成に対する最大効率が達成されることがわかった。浮揚体を、船体のキールを浮揚体の後縁に揃えることにより、いずれかの便宜のよい態様で、直接船体に取り付けた。図32に示されるように、縦位置は位置0と同じままとし、迎え角は2°に固定した。
【0061】
浮揚体の目的は、波相殺によって船首波を小さくし、船体を持ち上げ、全体効率を高めることであるから、浮揚体の上面上の低圧領域が大きな支材またはその他の付属体によって妨げられないことが好ましい。図32に示されるように浮揚体を取り付けることにより、浮揚体の低圧領域は妨害されず、総浮力及び全体効率が低下することはない。この配置によってつくられる減衰した波パターンは、波発生抗力を減少させ、したがって船の総抗力を減少させる。
【0062】
サーター船体はある速度範囲にわたってトリムが船首上げになる固有の傾向を有することが以前の研究から知られている。本発明にしたがう浮揚体を付加することにより、正トリムモーメントが大きくなり、この結果、動的トリムも強まるであろう。
【0063】
船に取り付けられている浮揚体により、50ノット、2°で達成される最大浮力は193英トンであることを確認した。浮揚体は50ノットでほぼ30000フィート−英トン(9.1×107N・m)のトリムモーメントを生じるから、得られる船の動的トリムは1°より大きいであろう。
【0064】
この正モーメントに対抗し、最大効率のために水平トリムを達成するため、例えば、図27に示されるように、浮揚水中翼または浮揚体が船の重心から艫までのどこかにも付加されるべきである。これには二重の目的、
(1)船体及び浮揚体のトリムモーメントを釣り合わせる、
(2)船体に対する最適排水量を達成するに十分な揚力を提供する、
がある。
【0065】
この特定の船体に対する最大効率点が排水量1600英トンにあることを確証することができる。検証している浮揚体は50ノットで193英トンの浮力を提供するから、総排水量2000英トンの船に対して船体に最適の1600英トンの浮力を生じさせるためには、207英トンの浮力を提供するために第2の浮揚体または水中翼を重心から船尾の間に配置するが望ましいであろう。
【0066】
船首の浮揚体及び船尾の水中翼または浮揚体を船の設計にとり入れることにより、浮揚体及び船尾水中翼の制御後縁フラップのような動揺制御システムの導入が可能になる。制御システムの実装により、揺動緩衝を行うことができ、荒海の中での対抗力及び乗組員の能力維持を強めるという利点が得られる。揺動が減じられることにより、速度を維持することができ、海況が悪化しても航続距離はほとんど影響されない。船首浮揚体及び船尾水中翼は個々に船全体への緩衝を与えるが、能動制御システムの付加により操船に対するそれぞれの効力がかなり高まるであろう。
【0067】
船首浮揚体及び船尾水中翼による新規な構成は、それぞれの配置でトリムが自由にとれる場合にも、0°に固定される場合にも、船体より効率的であることに注意すべきである。このことは、抗力低減が船体のトリムによるのではなく、船尾水中翼とともに用いられる船首浮揚体の付加によることを証明している。
【0068】
本発明の例示実施形態を添付図面を参照して本明細書に説明したが、本発明の範囲または精神を逸脱することなく当業者によって本発明に様々な変更または改変がなされ得ることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1−1】図1は特許文献3に開示される対称浮揚体の第1の形態の斜視図である
【図1−2】図1Aは図1の実施形態の簡略な平面図である
【図1−3】図1Bは図1の線1B−1Bに沿ってとられた断面図である
【図2】図2は特許文献3に開示される対称浮揚体の第2の形態の斜視図である
【図3】図3は特許文献3に開示される対称浮揚体の第3の形態の斜視図である
【図4】図4は特許文献3に開示される対称浮揚体の第4の形態の斜視図である
【図5】図5は図2の実施形態の平面図である
【図6】図6は図2の実施形態の側面図である
【図7】図7は図2の実施形態の前面図である
【図8】図8は図4の実施形態の平面図である
【図9】図9は図4の実施形態の側面図である
【図10】図10は図4の実施形態の前面図である
【図11】図11は本発明の非対称浮揚体の開発を理解を援助するための図3の実施形態の前面分割図である
【図12】図12は本発明の非対称浮揚体の開発を理解を補助するための図5の実施形態の前面分割図である
【図13】図13は本発明の非対称浮揚体の開発を理解を補助するための図4の実施形態の前面分割図である
【図14】図14は図11に示される分割浮揚体の上面図である
【図15】図15は図12に示される分割浮揚体の上面図である
【図16】図16は図13に示される分割浮揚体の上面図である
【図17】図17は図11及び14に示されるような浮揚体の左半分及び図12及び15に示される浮揚体の右半分を用いる、本発明にしたがって構成される非対称浮揚体の平面図である
【図18】図18は図17に示される非対称浮揚体の前面図である
【図19−1】図19は図12及び15に示される浮揚体の左半分及び図13及び16に示される浮揚体の右半分を用いて構成される非対称浮揚体の平面図である
【図19−2】図19Aは図19の実施形態の前面図である
【図20−1】図20は相異なる放物曲線で形成される、図15に示されるような2つの浮揚体の右半分及び左半分を用いる、本発明にしたがって構成される非対称浮揚体の平面図である
【図20−2】図20Aは図20の実施形態の前面図である
【図21】図21は図17の実施形態にしたがって構成され、非対称前縁部分の第1の側を船体側にして配置される没水浮揚体を備える単胴船の底面図である
【図22】図22は図17の実施形態にしたがって構成され、非対称前縁部分の第2の側を船体側にして配置される没水浮揚体を備える単胴船の底面図である
【図23】図23は図19の実施形態にしたがって構成され、浮揚体が舳先方向においてほぼ船体から開くように配置される没水浮揚体を備える単胴船の、図21及び22と同様の底面図である
【図24】図24は図19の実施形態にしたがって構成され、浮揚体が舳先方向においてほぼ船体に向けて閉じるように配置される没水浮揚体を備える単胴船の、図21及び22と同様の底面図である
【図25−1】図25Aは非対称浮揚体が支持水中翼への浮揚体の複合翼体連結部によって船体に連結される、図23と同様の底面図である
【図25−2】図25Bは図25Aの線25B−25Bに沿ってとられた断面図である
【図25−3】図25Cは水中翼がどのように浮揚体形状に複合されるかを示すための、線25C−25Cに沿ってとられた図25Aに示される右浮揚体の前面図である
【図26−1】図26Aは図25Aと同様であるが、鶴翼型複合水中翼を示す図である
【図26−2】図26Bは図26Aの線26−26に沿ってとられた断面図である
【図27】図27は本発明の一実施形態にしたがって構成される大型船の側面図である
【図28−1】図28は図27の船の底面図である
【図28−2】図28Aは図28の実施形態の船首浮揚体としての使用のための、複合翼及び複合翼を船体に連結するための支材の形態で用いる、浮揚体の別の形態を示す
【図28−3】図28Bは図28Aの線28B−28Bに沿ってとられた断面図である
【図29】図29は図21と同様であるが、単胴船の両舷側に直接固定された図15の分割体の半分によって形成されて用いられる非対称浮揚体を示す図である。
【図30】図30は双胴船体の内舷側に直接固定された図16の分割体の半分によって形成される非対称浮揚体を有する双胴船の図29と同様の図である。
【図31】図31は特定の単胴船体及び船体の船首に配置された浮揚体によってつくられる表面波形状の略図である
【図32】図32は船体に対する浮揚体の特定の可能な位置を示す略図である
【図33】図33は単胴船体の船首に対する浮揚体の直接修正を示す斜視図である
【符号の説明】
【0070】
22a,22b 浮揚体区画
30 非対称浮揚体
33 浮揚体軸
【図1】
【技術分野】
【0001】
本発明は、海水面で運航される船に取り付けられて船の一部を構成する排水型没水船体により効率及び凌波性が改善された船舶に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、小水線面積船(SWAS船)の流体力学的安定性、低水力抵抗及び最小船体動揺が改善されてきたことから、小水線面積船使用に対する関心が相当に高まっている。そのような船は、設計喫水線の下に位置する少なくとも1つの水線を一般に有し、水線における水線面積は、設計喫水線における水線面積よりはるかに大きい。そのような船の一形態は、一般に、本来同じ断面を有するように形成され、細長い支材によって作業甲板または上部船体に連結される2つの没水船体を一般に有する小水線面積双胴船(SWATH船)として知られており、任意の水線面積に沿った支材断面積は没水船体の水線断面積よりはるかに小さい。したがって、このような船では、設計水線における水線面積が小さい。
【0003】
そのような船への関心の高まりは、パシフィック・マリーン・サプライ社(Pacific Marine Supply Co., Ltd.)によって行われた開発研究に多くを負う。様々なそのような船が、例えば特許文献1に示されるように、2つの没水船体または複数の没水船体を用いてつくられてきた。これらの船の開発研究中にさらに改善がなされ、特許文献2に開示されるような、いわゆるミッドフォイルSWAS船が開発された。そのような船では排水型没水船体すなわち浮揚体が用いられ、船の、揚力を生じさせる他のいずれかの部分とともに船を浮揚させる浮揚体。浮揚体の密閉空間は流体力学的揚力とともにかなりの排水による揚力すなわち浮力による揚力を与えるが、水中翼の揚力は流体力学的揚力にしか支配されないという点において、浮揚体は水中翼と異なる。継続的な開発研究過程で、そのような浮揚体の性能の改善並びに広範な海洋船への使用への適合及び統合のために、その特定形状が詳細に研究された。
【0004】
さらに詳しくは、特許文献3に開示されるように、海洋船の没水体は、SWAS船及びミッドフォイル船の場合のように浅い水深で稼働させると、没水船体の体積及び動流体効果によって生じる自由水面の変位により悪影響を受ける可能性があることがわかった。没水船体の形状に対する自由水面の変位の相互作用は従来技術の構造では十分に考慮されていなかった。海洋船のための既存の従来技術の没水体において自由水面変位の考慮が十分でなかったことは、排水型または半排水型の海洋船が、潜水艦または水中翼船でのように、歴史的に、没水船体厚に対して大きな水深で稼働するように設計されていたという事実の結果であると考えられる。
【0005】
一般的な潜水艦の船体形状は、基本的に、回転体状の船体であり、その周りに3次元水流を有するが、船体直径の数倍またはそれより深い自由水面下で作動するように設計されている。したがって、そのような水深における船体の運動による自由水面の変位は最小限であり、船体の操作に影響しない。他方で、水中翼は主として2次元流を利用する、沈めただけの翼であり、浮力による揚力すなわち静水力学的揚力とは対照的に動的揚力を生じるように一般に設計されている。
【0006】
没水体による自由表面における水の変位は海洋船の流体力学的性能に有害であり、その影響は没水体の形状、没水深度、速度及びトリムの関数として変化する。例えば、自由表面効果は没水体の揚力をかなり小さくし、(沈下とも称される)負の揚力を生じさせることさえもある。水を切って進む運動に対する自由表面効果による抵抗は一般に、没水体が深い深度で稼働される場合よりも大きく、自由水面の変位によって生じるピッチ運動は速度によって変化し、船を不安定性にする。浅没水体を用いる(SWAS船、SWATH船及びミッドフォイル船のような)海洋船の近年の出現により、没水船体への自由水面変位の悪影響が認識された。
【0007】
本発明以前は、特許文献4に開示されるように、排水型船舶の没水船体の形状はほぼ円筒形または涙滴形の回転体であった。最も簡素な変形例は、例えば特許文献5または特許文献1に示されるような、略楕円形の断面を備えた船体である。別の変形例は、例えば特許文献6に示されるように、単に飛行機翼と同様の態様に形成されている。他方で、水中翼動的浮揚体の形状は一般に薄翼で、浮力がほとんどまたは全くなく、まっすぐな前縁及び後縁を備えた対称な翼部となっている。平面図上では、これらの水中翼は一般にまっすぐな形状を有し、すなわち前進角または後退角が付けられ、及び/または台形である。さらに、水中翼は水平面に対し上反角または下反角を有し得る。これらの形状を用いる船の性能は、船の航行中に翼体より上の自由水面の変位によって悪影響を受けることがわかった。
【0008】
特許文献3の教示によれば、低抗力の排水型没水船体は2つの放物線形で画定される。平面図上で没水船体の周は対称であり、没水船体の前縁を定める第1の放物線形状(すなわち放物線方程式)によって定められる。没水船体の縦断面は、低抗力の翼形を有し且つ没水船体にほぼ放物線形の舳先を与える、上反りの放物形の翼として定められる翼形断面の形状を有する。一般に、没水船体の縦軸線すなわち前後方向の軸線に平行な没水船体のそれぞれの縦断面は、厚さが最大の没水船体の縦軸線に沿う断面及び厚さが最小の没水船体の中心線から最も遠い断面をもつ、対称上反り放物線形の翼形状を有する。平面上では、没水船体は、直線、放物線、または平面放物線形の側縁に終端近くで滑らかにつながる直線で定められる、艫すなわち後縁を有する。
【0009】
別の実施形態において、没水船体形状は回転放物体である。第3の実施形態において、没水船体は縦断面において、基本的に、半分に切断された回転放物体で形成され、縦断面形状が一様であって回転体の放物線形状に対応する一様な中央部断面によって隔てられた、水中翼形状を有する。
【0010】
これらの没水船体形状は、流れに対する没水船体の迎え角の変化への感受性を弱める、緩徐な圧力勾配及び小さな淀み点を有し、よって自由水面の擾乱による影響が小さくなる。放物線形の翼実施形態は体積対表面積の関係を最大化する大方形係数を有し、その結果、浸水表面積が減るため摩擦抵抗が減少するとともに、構造の小型化および低コスト化が得られる。特許文献3の浮揚体で達成される60〜70%の係数など、より大きな方形係数により、水中翼の表面積に対する体積が最大化され、この結果、従来技術に比較して水中翼は同じ表面積に対しより大きな浮力を与える。
【0011】
大方形係数により、比較的短い本体を有する船体によって大排水量を達成することができる。これにより、好ましくは1をこえる、高フルード数においてこれらの没水船体を稼働させることが可能になる。ひいては、より薄い境界層により、造波抵抗及び摩擦抵抗が小さくなる。これらの没水船体によって形成される後流は極めて一様であり、この結果、後縁後方での付属体すなわち後縁または船尾に配置された推進機への擾乱が最小化される。対称な放物線形の翼は、限界設計没水深度において、没水船体にかかる圧力係数を小さくし、より高いキャビテーション初発速度を可能にする態様で自由水面を変位させる。次いで、上反り(すなわち設計放物線による表面位置の変化)、没水深度、速度及び迎え角の関数として動的揚力の大きさを変えることができる。この結果、与えられた船の設計速度及び設計喫水に対して揚力の最適化を達成することができる。さらに、非一体型水中翼スタビライザーにともなう抗力を軽減するであろう一体型後縁フラップの使用によって、これらの没水船体の動的揚力の大きさを変えることができる。
【0012】
特許文献3の対称浮揚体はほとんどの用途に対して、2000トン及びこれをこえる非常に大きな船に対してさえも、極めて満足にはたらくことがわかっている。しかし、船長に対してより小さく、船体の舷側外に配置できる浮揚体を有することが有利である。そこで、特許文献3の浮揚体のさらなる開発が、特に単胴船での使用に対して、行われた。
【0013】
特許文献3に開示されるような対称浮揚体は主として概ね船体直下に用いられた。しかし、浮揚体を船の重心から遠くに配置すれば、浮揚体は揚力を与えるだけでなく、動的モーメントが最大化される結果、より優れた動的制御も実現できる。さらに、浮揚体の形状を浮揚体が用いられる船体と同形に調製すること及び浮揚体またはその他の水中構造によって生じる船体下の流れを調和することのいずれもが有用であることがわかった。また、大単胴船は極めて良好な凌波性を有するが、本発明の調製された非対称浮揚体をそのような船体とともに用いると凌波性が大幅に増加することもわかった。
【特許文献1】米国特許第5433161号明細書
【特許文献2】米国特許第5794558号明細書
【特許文献3】米国特許第6263819号明細書
【特許文献4】米国特許第4263819号明細書
【特許文献5】米国特許第4919063号明細書
【特許文献6】米国特許第3347194号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の課題は、動的制御を高めると同時に、航行速度において高い浮力対抗力比(L/D)、すなわち低抗力、を生じさせることによって船の性能を最大化するために、様々な海洋船に用いることができる没水浮揚体を提供することである。
【0015】
本発明の別の課題は、動的に安定な船をつくると同時に航行速度における船の性能を改善する、様々な海洋船で使用するための没水浮揚体を提供することである。
【0016】
本発明のまた別の課題は、流体力学的抗力を低減することにより海洋船の効率を高めることができる、様々な海洋船で使用するための没水浮揚体を提供することである。
【0017】
本発明のまた別の課題は、没水浮揚体の形状、寸法、数及び位置を最適化することにより様々な船(単胴船、双胴船、三胴船、SWATH船、半SWATH船、滑走型及び排水型船)に改善された没水浮揚体を適合させることである。
【0018】
本発明の別の課題は、入渠時または他の構造体への横付け時に損傷を受ける確率を低減させるための形状につくられた、様々な海洋船で使用するための没水浮揚体を提供することである。
【0019】
本発明のまた別の課題は、船の造波及び船首底衝撃を低減する、様々な大型船で使用するための没水浮揚体を提供することである。
【0020】
本発明のまた別の課題は、航行中だけでなく停泊時にも船の動揺を低減することにより凌波性を改善する、様々な海洋船で使用するための没水浮揚体を提供することである。
【0021】
本発明のまた別の課題は、一体型推進機に高推進効率を与えるために改善された流れを生じる形状につくられた、様々な海洋船で使用するための没水浮揚体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0022】
本発明の一態様にしたがえば、上記の課題を解決する水中浮揚体が提供される。簡潔に言えば、浮揚体の性能を最適化するためにその位置における流れに対して形状が調製された、船の中心線を外して取り付けられる浮揚体が開示される。この浮揚体は、断面では放物翼の形状をしているが、平面図上では縦対称面がない。
【0023】
全般的には、前後方向の軸線及び、形状が、平面図上で、前後方向の軸線の第1の側において頂点が前後方向の軸線上にある第1の放物曲線と合同であり、軸の第2の側において頂点が同じく前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線と合同である、外表面を有する、没水状態で動作させる3次元低抗力水中浮揚体が提供される。2つの放物曲線は合せて、平面図上で、浮揚体に対する前縁を定める。また、浮揚体の外表面は、前後方向の軸線に平行な縦断面において、第1及び第2の放物曲線で定められる前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、凸尾状のほぼ放物線形の水中翼曲線にも合同であり、放物翼縦断面の厚さは浮揚体の前後方向の軸線から浮揚体の前縁にかけて減少する。
【0024】
本発明の別の態様において、没水状態で動作させる3次元低抗力水中浮揚体は、前後方向の軸線及び、形状が、平面図上で、前後方向の軸線の第1の側において頂点が前後方向の軸線上にある第1の放物曲線と合同であり、軸の第2の側において頂点が同じく前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線と合同である、外表面を有する。2つの放物曲線は合せて、平面図上で、浮揚体に対する前縁を定める。また、浮揚体は、前後方向の軸線に平行な縦断面において、第1及び第2の放物曲線で定められる前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、凸尾状のほぼ放物線形の水中翼曲線にも合同であり、放物翼縦断面の厚さは浮揚体の前後方向の軸線から浮揚体の前縁にかけて減少する。本浮揚体は舳先及び艫を有し、舳先から艫に延びるあらかじめ定められた長さを有する。第1の放物曲線は舳先から艫にかけて幅が増大し、艫は、第1の放物曲線の最大幅部分から前後方向の軸線まで延びる、浮揚体の長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められる。
【0025】
本発明のまた別の態様において、船は、表面水線を有する第1の船体、船体から懸垂する少なくとも1つの支材及び船の運航中に水線下で支材に固定された3次元没水浮揚体を備える。浮揚体は、前後方向の軸線及び、形状が、平面図上で、前後方向の軸線の第1の側において頂点が前後方向の軸線上にある第1の放物曲線と合同であり、前後方向の軸線の第2の側において頂点が同じく前後方向の軸線にある異なる第2の放物曲線と合同である、外表面を有する。2つの放物曲線は合せて、平面図上で、浮揚体に対する前縁を定める。また、浮揚体は、前後方向の軸線に平行な縦断面において、第1及び第2の表物曲線で定められる前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、凸尾状のほぼ放物線形の水中翼曲線にも合同であり、放物翼縦断面の厚さは浮揚体の前後方向の軸線から浮揚体の前縁にかけて減少する。
【0026】
本発明の別の態様において、船は、表面水線を有する第1の船体、船体から懸垂する少なくとも1つの支材及び船の運航中に水線下で支材に固定された3次元没水浮揚体を備える。浮揚体は、前後方向の軸線及び、形状が、平面図上で、前後方向の軸線の第1の側において頂点が前後方向の軸線上にある第1の放物曲線と合同であり、前後方向の軸線の第2の側において頂点が同じく前後方向の軸線にある異なる第2の放物曲線と合同である、外表面を有する。2つの放物曲線は合せて、平面図上で、浮揚体に対する前縁を定める。また、浮揚体は、前後方向の軸線に平行な縦断面において、第1及び第2の放物曲線で定められる前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、凸尾状のほぼ放物線形の水中翼曲線にも合同であり、放物翼縦断面の厚さは浮揚体の前後方向の軸線から浮揚体の前縁にかけて減少する。浮揚体は、舳先及び艫及び舳先から艫まで延びるあらかじめ定められた長さも有する。第1の放物曲線の幅は舳先から艫にかけて増大し、艫は、浮揚体の長さを横切り、第3の放物曲線の線分によって定められ、第1の放物曲線の最大幅部分に位置する。
【0027】
本発明のまた別の態様にしたがえば、船は、表面水線を有する第1の船体、船体から懸垂する少なくとも1つの支材及び船の運航中に水線下で支材に固定された3次元没水浮揚体を備える。浮揚体は前後方向の軸線及び、形状が、平面図上で浮揚体に対する前縁によって定められ、縦断面において浮揚体の前縁上にあり、前後方向の軸線に平行な平面上にある頂点を有する、対称でほぼ放物線形の水中翼曲線によって定められる、外表面を有する。浮揚体は前後方向の軸線の両側に第1及び第2の浮揚体区画を有し、第1の浮揚体殻区画と第2の浮揚体殻区画の間で前後方向の軸線の第1の側に配置される中央区画を有する。第1及び第2の浮揚体区画は、平面図上で、それぞれの頂点が前縁上にあり、前縁の一部を定める、第1及び第2の相異なる放物曲線に合同であり、中央区画は縦断面において、中央区画の幅にかけて第1の浮揚体区画と第2の浮揚体区画の間の前後方向の軸線に平行な平面上で一様な放物翼形を有する。第1及び第2の浮揚体区画の水中翼曲線の厚さは浮揚体の前後方向の軸線から浮揚体の縁端にかけて減少する。
【0028】
上述した本発明の浮揚体は主前後方向の軸線に関して非対称である。これにより、船体と同形になり、船体の形状によって生じる船体下の水流特性を調和し、浮揚体の迎え角を緩和するように浮揚体を船体に対して配置することが可能になる。例えば、2つの浮揚体を、船体形状に応じて選択される前縁形状を提供するようにそれぞれの非対称側面を船体に向けて船体の両舷側に固定することができる。
【0029】
浮揚体を船体の舷側外に配置することで、より大きな動的モーメントが生じて動的制御を高める。多胴船では、浮揚体を舷側間及び舷側外のいずれにも配置することができる。
【0030】
本発明の上記及びその他の課題、特徴及び利点は、当業者には、添付図面に関連して読まれるべき、以下の本発明の例示的実施形態の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0031】
ここで図面を詳細に参照すれば、図1は、その開示が本明細書に参照として含まれる特許文献3に説明される本発明の一実施形態の基本浮揚体形態10を示す。浮揚体10は平面図上で放物線形状を有し、縦断面においてほぼ水中放物線形の翼形状を有する。これは図1Aおよび1Bにさらに明確に示されている。図1Aに見られるように、浮揚体10は、平面図上で浮揚体の最も幅が広い部分を定める、本明細書では浮揚体の前縁とも称される、周縁2を有する。この周縁は通常の放物線方程式に実質的に合致する放物線と定義される。
【0032】
浮揚体10の形状は、図1Bに見られるように、断面においてほぼ放物線15の形状である。2つの放物線12及び15の特定の形状は、一般に船の寸法要件にしたがい所望に応じて変わり、ある長さ対厚さ比すなわちアスペクト比の範囲内にある。また、縦放物断面には浮揚体表面上の圧力分布を改善するために上反りをつけることもできる。上反りがつく結果、浮揚体の表面は断面において完全な放物曲線からずれる。上反りは、MIT(マサチューセッツ工科大学)によって作成されたXFOILという名称の公知の2次元水中翼設計プログラムを用いて、設計航行条件及び速度に基づいて調節及び修正することができる。
【0033】
浮揚体10は対称であり、前後方向の軸線14に平行にとられた縦断面は図1Bに示される中心断面を定める放物翼形状とほぼ相似であるが、それぞれの断面は前縁放物線12に向かって浮揚体にテーパがかかるように前後方向の軸線から離れるにしたがってほぼ一様に小さくなる。放物翼断面形状の頂点は浮揚体の平面図上の放物線形状によって定められる周縁12上にある。縦断面形状は、所望の迎え角に必要とされるように前後方向の軸線を若干傾けることができる。
【0034】
浮揚体10は、図示の本実施形態では、薄くてまっすぐな艫すなわち後端16も備えている。浮揚体の縦断面形状を定める放物翼曲線15は、図1Bに示されるように、前縁12から艫に向かって延びる。しかし、艫区画18では、前縁12上の断面の頂点から浮揚体長のほぼ2/3の点において、浮揚体のそれぞれの縦断面に沿い、艫に向かって浮揚体にテーパがかかり始める。浮揚体のこの形状は、船の航行速度範囲において、圧力抗力を最小限に抑え、キャビテーションを防ぎ、よってそのような浮揚体は使用に望ましいことがわかった。
【0035】
図2,5,6及び7は、図1〜3の実施形態に関して先に説明した原理と同じ原理にしたがって構成された、特許文献3による浮揚体の別の実施形態を示す。ここで、艫40は(平面図上で)、浮揚体の前縁放物曲線12に終端で滑らかに接続される、別の第3の放物曲線として形成される。この形状は艫と前縁の間の接続点におけるキャビテーションの形成の可能性をさらに減少させる。
【0036】
図3は、同じく放物曲線で形成される、特許文献3の浮揚体の別の実施形態を示す。この実施形態においては、浮揚体が単一の放物線の回転体として形成される。しかし、当業者には理解されるであろうように、平面図上では、浮揚体は、赤道の周りに定められ、形状が同じ放物線の、図1の実施形態の前縁12と同様の、中点前縁を有する。さらに、軸線に平行な浮揚体の断面図は、それぞれの放物線の前縁が中線放物曲線12上にある放物線形を有するであろう。図1〜3の実施形態と同様に、浮揚体の艫区画18には艫に向かってテーパがつけられる。
【0037】
図4及び8〜10は、原理的に、図3に示されるような放物ポッド型構造を設計し、次いでポッドを軸線に沿って半分に分割することによって形成された、特許文献3に開示される浮揚体の別の実施形態を示す。次いでポッドの半分のそれぞれは所望の間隔をおいて離しておかれ、浮揚体の中央部分すなわち縦方向中央部分が、元のポッド形状の縦断面放物線形状と相補の一様な放物線形断面をもって形成される。すなわち、浮揚体はその幅にわたり放物線形縦断面をもって形成されるが、平面図上で、中殻区画を含む直線中央舳先区画を除いて、平面図上で放物線形前周縁も有する。浮揚体の艫区画には、上述したように、浮揚体長の約2/3の点から艫にかけてテーパがつけられる。
【0038】
図11〜20は本発明の非対称浮揚体の発展態様を示す。詳しくは、図11及び14は、上述の図3の実施形態にしたがって構成された、回転放物体、すなわちポッド様浮揚体を示す。図11はポッド20の前面図を示し、前後方向の軸線に沿って2つのポッド区画20a,20bに分離されたポッドを簡略に示す。図14は同じ2つの半分を平面図で示す。
【0039】
図12及び15は図2,5,6及び7の実施形態の浮揚体を示す。図12は中心軸すなわち前後方向の軸線に沿って2つの半分22a及び22bに分離された浮揚体22を示す。図15は同じ構造の上面図である。
【0040】
図13及び16は図4及び8〜10の浮揚体を示す。図13は、区画24a及び24bを形成するために同じく中心軸線に沿って2つの半分に切り分けられた浮揚体24を示す前面図である。図16は同じ構造の上面図である。当業者には、また図7の実施形態の上記説明から、理解されるであろうように、図13及び16の浮揚体24は回転体の2つの半分、すなわち(図11及び14に示される)2つの半分20a及び20b、及び、縦断面図においては放物線形であるが幅にわたる全ての平面が同じ寸法である、中央区画20cから形成される。
【0041】
図11〜16に示されるコンポーネントは、本発明の非対称浮揚体を形成するために、図17〜20の図示にしたがって組み合わされる。詳しくは、図17を参照すれば、浮揚体区画22a及び浮揚体区画20bから非対称浮揚体30が形成される。これらの区画はそれぞれの元の浮揚体形状の中心前後方向の軸線に沿って形成されるそれぞれの面に沿って結合される。もちろん、2つの区画は、それらが結合される平面においてそれぞれの放物線形状が同じであるような寸法につくられる。この平面は図17及び18に一点鎖線33で示される。
【0042】
図19及び19Aに示される浮揚体40は図16の浮揚体の区画24a及び図15の浮揚体の区画22bから形成される。この場合も、2つの区画は、それぞれの元の浮揚体の中心前後方向の軸線によって定められる線33に沿って結合される。接合面において、2つの浮揚体の縦断面形状は、それぞれが互いに合致するように、合同であるように選ばれる。
【0043】
図20及び20Aに示される浮揚体45は図15に示される浮揚体の区画22a及び、図15の実施形態に示される放物線形前縁と同様であるが、放物線方程式に対して異なるパラメータを用いて、図15に示される浮揚体の幅よりも幅が狭くなるようにした、放物線形前縁をもって形成された浮揚体からつくられる区画22bから形成される。この場合も、2つの区画はそれぞれの元の浮揚体の中心前後方向の軸線によって定められる線33に沿って結合される。
【0044】
このようにして非対称浮揚体を作成することにより、浮揚体30,40及び45は特許文献3に説明される浮揚体の利点の全てを実質的に維持するが、さらに使用において、一般的な従来構成の単胴構造及び双胴構造に関して特に、より高いフレキシビリティを有する。これらの浮揚体の非対称性のため、特定の船体によって水面下に発生する流れに合致するように、非対称側面の一方または他方を船体に向けて、様々な迎え角で浮揚体を配置することができる。さらに、非対称浮揚体はそれぞれの母体の浮揚体より幅が若干狭いから、船体に近づけて、但し、浮揚体によって船体にかかる動的モーメントが大きくなる結果として動的制御を生じさせるため、船体から舷側外に、便宜よく配置することができる。このことが、例えば、図17にしたがって構成された浮揚体30が、V字型船体または丸底船体のような、単胴船の船体の下に支持されて示されている図21及び22に示される。浮揚体は、例えば特許文献3の図13に開示されるような通常の支材等で、これらの図に破線で示される、船体の水線より上で甲板構造52から直接支持される。しかし、この場合、支材及び浮揚体は単胴船の中央船体50の舷側外にあり、この結果、ローリング安定性及び凌波性が高まる。
【0045】
図21に示される本発明の実施形態において、浮揚体30は、浮揚体の前後方向の軸線(すなわち、それに沿って2つの相異なる浮揚体形状の半分が結合される軸33)が船体50の前後方向の軸線に平行なままであるように、船に取り付けられている。しかし、浮揚体の非対称性及並びに区画22a及び22bが船体50側に、すなわち舷側に向けて、配置されているという事実のため、浮揚体の実効前縁は互いに対して開いている。
【0046】
図22に示される船50の実施形態において、浮揚体30は、回転体20a及び20bで形成された浮揚体の側面が船体50に向き、若干幅が狭い形状を生じるように、図21の実施形態から反転されている。船体に対する浮揚体の正確な配置及び船体に向く浮揚体の縁は、浮揚体にかかる水頭を最小限に抑えるため、船首によってつくられる後流の形状だけでなく船体の下の水流特性も調和するように変えることができる。本発明のこれらの実施形態においては浮揚体の軸33が船体50の前後方向の軸線に平行に配置されているが、これらの軸が互いに対して閉じるかまたは開くように、浮揚体を配置できることは当然である。
【0047】
図21及び22に示される実施形態においては、水面上で甲板構造から支材によって支持されることに加えて、非対称浮揚体30は、中央横桁水中翼62によって連結されるか、あるいは水中翼66によって船の舷側64に個別に結合されることが好ましい。これらの水中翼は通常の水中翼形につくるかまたは翼様体とすることができる。しかし、ボーイング(Boeing)及びウィングコ(Wingco)によって開発され、それぞれのインターネットサイト、boeing.com/phantom及びwingco.com/atlantica_bwb.htmに開示される、ある飛行機に用いられているような、複合翼としてこれらの水中翼が形成されると、より優れた動的制御及びより小さな擾乱が得られることがわかった。これらのサイトに開示される複合翼体においては、水中翼が浮揚体を、結合点において、引き延ばされた滑らかな曲線に沿って、実質的に同じ厚さをもつ翼と結合する。このことが、例えば、浮揚体30との接合点61において、浮揚体30の表面から滑らかに遷移して浮揚体を結合するために、水中翼が浮揚体30の周面と同じ外寸法及び(前縁63を除いて)同じ縦断面を有することを示す、水中翼62を切った断面図である図25Bに示される。したがって、水中翼には切断線25b−25bで示されるようなほぼ2次元形状に垂直にテーパがつけられる。図25Cは水中翼が結合点61においてどのように浮揚体形状に複合されるかを示す。
【0048】
図26A及び26Bは図25A及び25Bと同様であるが、複合翼の鶴翼型水中翼形状を示す図である。
【0049】
図23及び24に示される本発明の実施形態は、これらの実施形態においては浮揚体40が用いられていることを除いて、図21及び22に示される実施形態と同様である。これらの実施形態においては、回転体区画20a及び20bの表面が船体50の舷側に向けて配置されている。同じく、浮揚体40は水線より上で甲板から支材により船に懸垂取付けされるが、浮揚体は上述したような複合翼構造として連結されることが好ましい水中翼62によって結合される。複合翼構造は、滑らかな遷移のため、水中に浮揚体が存在することによりつくられる抗力に対抗するようにはたらく、吸込作用を浮揚体の前端に生じさせる前向ベクトルをつくる。図22及び24に示されるように非対称浮揚体を配置することにより、浮揚体の長い方の弦が船体50に近づき、単胴船体から離れる浮揚体のそれぞれの縦区画が小さくなるであろう。これにより、船体から離れた区画に沿って水面下で浮揚体によってつくられる波が低減される。この結果、そうでなければ浮揚体の浮揚力に対抗するであろう、浮揚体にかかる総水頭が減じられる。最後に、この場合、浮揚体区画22b,24a及び22a,24bが結合される軸33は、互いに対して開くかまたは閉じるように配置され、浮揚体によって生じる効果に別の制御自由度を与える。
【0050】
本発明にしたがって構成される非対称浮揚体は、一般には2000排水トンをこえる、非常に大きな船に特に適することがわかった。より小さな船はそれほど長くはなく、したがって、特許文献3にしたがって構成される浮揚体がより小さな船によりよく適合し、性能比に多大な効果を有する。船が2000トンをこえて大きくなるほど、浮揚体長に対する船体長の比率が大きくなり、実用的寸法の浮揚体の効果は小さくなる。しかし、浮揚体は推進ポッド及びスタビライザーのような船へのその他の付属体に置き換わることができ、それでも船が大量の貨物を運ぶことを可能にするから、浮揚体はまだ有益である。
【0051】
本発明にしたがって構成される非対称浮揚体を大型船に用いると、船の寸法に対する浮揚体の寸法に対して性能がかなり改善される。本発明の非対称浮揚体は余分の揚力を与えるだけでなく、水を切って進む船に対する波の効果を低減して抵抗を最小にするとともに最善の凌波性を与えるように調整し、トリムを調製することができる。そのような効果の例は、ローリングを低減するように設計された鋭角チャインを有する単胴船に本発明にしたがって構成される浮揚体が取り付けられると生じる。そのような場合、浮揚体は、船の航行時にはチャインが水面より上に出るに十分に船が持ち上げられるに十分な揚力を生じるように形成することができる。この結果、船の停泊時にはローリングにより強く耐えるが、チャインが水面より上に浮き上がると、波を乗り越えるときには船の船首底衝撃が小さくなるように、チャインをより大きくつくることができる。
【0052】
本発明にしたがって構成された浮揚体が取り付けられた大型船100が図27及び28に示される。この実施形態において、船100は、図5に示される浮揚体にしたがって構成された浮揚体104を支持する、船首から懸垂する支材102を備える。図6に示される実施形態にしたがって構成される第2の浮揚体の対がローリングスタビライザー水平翼の代わりに船の中央部に取り付けられる。これらの浮揚体は主船体から支材108によって支持され、キール109近くに、横桁水中翼110によって同じく船体に固定される。上述したように、これらの横桁水中翼は複合翼形状をとることができる。
【0053】
最後に、船尾にも、上述した図17の実施形態にしたがって構成された、一対の浮揚体30が設けられる。これらは船体100から支材110によって支持され、それぞれの後端で横桁水中翼114によって連結される。横桁水中翼は複合翼形状をとることもできる。この船の後部に用いられる本発明の浮揚体の非対称性は、大型船の船体後部に向けて形成される波に対して、抗力を最小限に抑えながら、揚力をかなり改善し、船の積載量が大きくなるように調製することができる。
【0054】
単一の支材で船首浮揚体を船100に連結する代わりに、浮揚体を図28a及び28bに示されるような複合翼構造で連結することができ、船体に連結される小翼端支材104cで終端する一対の複合翼104aを設けることができる。
【0055】
図29は、舷側22cに沿って船の側面に非対称浮揚体22a及び22bが固定されている単胴船120が提供される、本発明のまた別の実施形態を示す。これらの非対称浮揚体は支材または水中翼で支持されるのではなく、船に対して実質的な動的緩衝を与える。
【0056】
図30は、図11及び14にしたがう非対称浮揚体を用いる双胴船の平面図を示す。この場合、回転体の半分が双胴船の船体130の向かい合う両側面に固定される。
【0057】
本発明の浮揚体の形状の結果、浮揚体の後方に配置され得る付属体、浮揚体または推進器にかかる、浮揚体の後縁より後方の擾乱が最小限に抑えられる。これらの浮揚体は浮揚体にかかる圧力係数を小さくする態様で自由水面を変位させ、キャビテーション初発速度を高くすることができる。浮揚体の動的浮力は、与えられた船の設計速度に対して浮揚特性を最適化するために、上反り、没水度、速度及び迎え角の関数として変えることができる。動揺制御及び安定化のため、浮揚体の動的揚力は一体型後縁フラップの使用によって変えることができる。
【0058】
図27及び28に示される船を再び参照すれば、そのような浮揚体が提供する改善された効率を実証するために、特定の船体形状を船首に浮揚体を用いて考察した。さらに詳しくは、排水量2000英トン(1英トン=1016.1kg)のいわゆるサーター単胴船体を考察した。多くの水中翼形状、アスペクト比及び平面形状寸法を考察したが、制作した最終形状は、図1に示される形状の、3°で219英トンの総浮力を生じる、長さ48フィート(14.6m)、幅22フィート(6.7m)、厚さ6フィート(1.8m)の浮揚体である。船首に適用されたこの浮揚体は2つの有益な属性を加えることがわかった。第1は、浮揚体が、最初にディー・W・テイラー(D. W. Taylor)によって示された球状船首の使用と同様に、波相殺を提供し、総抗力を低減することである。
【0059】
図31は浮揚体の適用による波相殺の概念を示す。図に示される上下の水線は自由水面上昇である。上の線は40ノット(時速74km)においてサーター船体だけで発生する波パターンである。下の線は40ノットにおいて浮揚体により発生する波パターンである。船首波のピークは浮揚体によって発生する最大の波くぼと一致する。2つの波パターンが結合すると、2つの波の重畳により波が互いに相殺され、その結果、発生する波は振幅が小さくなり、全系にともなう波抗力が低減されるであろう。
【0060】
第2の有益な属性は、浮揚体が一般に船体だけの効率より高い効率を有することである。より高い効率(浮力対抗力比L/D)をもつコンポーネントを付加することにより、全系のL/Dが高くなる。発明者らの研究において、大型船の船首への浮揚体の付加のこれらの有益な効果を計算流体力学(CFD)の方法を用いて定量化した。船首に対する浮揚体の配置のための船体上の最適位置を見いだすため、図32に示されるように、0〜3の番号が付されて示される、4つの異なる位置を30〜50ノット(時速55.6〜92.6km)の速度範囲にわたって考察した。それぞれの場合において、船体は所望の2000英トンの排水量に対して容易に浮上/沈下し、トリムは0°に固定された。行った研究により、図32に示される0位置が最も効率が高いことが確立された。その位置では、浮揚体の効率だけでなく、全船自体の効率も高められた。効率及び最大揚力についてその位置が最適であることがわかった。研究を行う際に、迎え角も変化させ、2°の迎え角で全体構成に対する最大効率が達成されることがわかった。浮揚体を、船体のキールを浮揚体の後縁に揃えることにより、いずれかの便宜のよい態様で、直接船体に取り付けた。図32に示されるように、縦位置は位置0と同じままとし、迎え角は2°に固定した。
【0061】
浮揚体の目的は、波相殺によって船首波を小さくし、船体を持ち上げ、全体効率を高めることであるから、浮揚体の上面上の低圧領域が大きな支材またはその他の付属体によって妨げられないことが好ましい。図32に示されるように浮揚体を取り付けることにより、浮揚体の低圧領域は妨害されず、総浮力及び全体効率が低下することはない。この配置によってつくられる減衰した波パターンは、波発生抗力を減少させ、したがって船の総抗力を減少させる。
【0062】
サーター船体はある速度範囲にわたってトリムが船首上げになる固有の傾向を有することが以前の研究から知られている。本発明にしたがう浮揚体を付加することにより、正トリムモーメントが大きくなり、この結果、動的トリムも強まるであろう。
【0063】
船に取り付けられている浮揚体により、50ノット、2°で達成される最大浮力は193英トンであることを確認した。浮揚体は50ノットでほぼ30000フィート−英トン(9.1×107N・m)のトリムモーメントを生じるから、得られる船の動的トリムは1°より大きいであろう。
【0064】
この正モーメントに対抗し、最大効率のために水平トリムを達成するため、例えば、図27に示されるように、浮揚水中翼または浮揚体が船の重心から艫までのどこかにも付加されるべきである。これには二重の目的、
(1)船体及び浮揚体のトリムモーメントを釣り合わせる、
(2)船体に対する最適排水量を達成するに十分な揚力を提供する、
がある。
【0065】
この特定の船体に対する最大効率点が排水量1600英トンにあることを確証することができる。検証している浮揚体は50ノットで193英トンの浮力を提供するから、総排水量2000英トンの船に対して船体に最適の1600英トンの浮力を生じさせるためには、207英トンの浮力を提供するために第2の浮揚体または水中翼を重心から船尾の間に配置するが望ましいであろう。
【0066】
船首の浮揚体及び船尾の水中翼または浮揚体を船の設計にとり入れることにより、浮揚体及び船尾水中翼の制御後縁フラップのような動揺制御システムの導入が可能になる。制御システムの実装により、揺動緩衝を行うことができ、荒海の中での対抗力及び乗組員の能力維持を強めるという利点が得られる。揺動が減じられることにより、速度を維持することができ、海況が悪化しても航続距離はほとんど影響されない。船首浮揚体及び船尾水中翼は個々に船全体への緩衝を与えるが、能動制御システムの付加により操船に対するそれぞれの効力がかなり高まるであろう。
【0067】
船首浮揚体及び船尾水中翼による新規な構成は、それぞれの配置でトリムが自由にとれる場合にも、0°に固定される場合にも、船体より効率的であることに注意すべきである。このことは、抗力低減が船体のトリムによるのではなく、船尾水中翼とともに用いられる船首浮揚体の付加によることを証明している。
【0068】
本発明の例示実施形態を添付図面を参照して本明細書に説明したが、本発明の範囲または精神を逸脱することなく当業者によって本発明に様々な変更または改変がなされ得ることは当然である。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1−1】図1は特許文献3に開示される対称浮揚体の第1の形態の斜視図である
【図1−2】図1Aは図1の実施形態の簡略な平面図である
【図1−3】図1Bは図1の線1B−1Bに沿ってとられた断面図である
【図2】図2は特許文献3に開示される対称浮揚体の第2の形態の斜視図である
【図3】図3は特許文献3に開示される対称浮揚体の第3の形態の斜視図である
【図4】図4は特許文献3に開示される対称浮揚体の第4の形態の斜視図である
【図5】図5は図2の実施形態の平面図である
【図6】図6は図2の実施形態の側面図である
【図7】図7は図2の実施形態の前面図である
【図8】図8は図4の実施形態の平面図である
【図9】図9は図4の実施形態の側面図である
【図10】図10は図4の実施形態の前面図である
【図11】図11は本発明の非対称浮揚体の開発を理解を援助するための図3の実施形態の前面分割図である
【図12】図12は本発明の非対称浮揚体の開発を理解を補助するための図5の実施形態の前面分割図である
【図13】図13は本発明の非対称浮揚体の開発を理解を補助するための図4の実施形態の前面分割図である
【図14】図14は図11に示される分割浮揚体の上面図である
【図15】図15は図12に示される分割浮揚体の上面図である
【図16】図16は図13に示される分割浮揚体の上面図である
【図17】図17は図11及び14に示されるような浮揚体の左半分及び図12及び15に示される浮揚体の右半分を用いる、本発明にしたがって構成される非対称浮揚体の平面図である
【図18】図18は図17に示される非対称浮揚体の前面図である
【図19−1】図19は図12及び15に示される浮揚体の左半分及び図13及び16に示される浮揚体の右半分を用いて構成される非対称浮揚体の平面図である
【図19−2】図19Aは図19の実施形態の前面図である
【図20−1】図20は相異なる放物曲線で形成される、図15に示されるような2つの浮揚体の右半分及び左半分を用いる、本発明にしたがって構成される非対称浮揚体の平面図である
【図20−2】図20Aは図20の実施形態の前面図である
【図21】図21は図17の実施形態にしたがって構成され、非対称前縁部分の第1の側を船体側にして配置される没水浮揚体を備える単胴船の底面図である
【図22】図22は図17の実施形態にしたがって構成され、非対称前縁部分の第2の側を船体側にして配置される没水浮揚体を備える単胴船の底面図である
【図23】図23は図19の実施形態にしたがって構成され、浮揚体が舳先方向においてほぼ船体から開くように配置される没水浮揚体を備える単胴船の、図21及び22と同様の底面図である
【図24】図24は図19の実施形態にしたがって構成され、浮揚体が舳先方向においてほぼ船体に向けて閉じるように配置される没水浮揚体を備える単胴船の、図21及び22と同様の底面図である
【図25−1】図25Aは非対称浮揚体が支持水中翼への浮揚体の複合翼体連結部によって船体に連結される、図23と同様の底面図である
【図25−2】図25Bは図25Aの線25B−25Bに沿ってとられた断面図である
【図25−3】図25Cは水中翼がどのように浮揚体形状に複合されるかを示すための、線25C−25Cに沿ってとられた図25Aに示される右浮揚体の前面図である
【図26−1】図26Aは図25Aと同様であるが、鶴翼型複合水中翼を示す図である
【図26−2】図26Bは図26Aの線26−26に沿ってとられた断面図である
【図27】図27は本発明の一実施形態にしたがって構成される大型船の側面図である
【図28−1】図28は図27の船の底面図である
【図28−2】図28Aは図28の実施形態の船首浮揚体としての使用のための、複合翼及び複合翼を船体に連結するための支材の形態で用いる、浮揚体の別の形態を示す
【図28−3】図28Bは図28Aの線28B−28Bに沿ってとられた断面図である
【図29】図29は図21と同様であるが、単胴船の両舷側に直接固定された図15の分割体の半分によって形成されて用いられる非対称浮揚体を示す図である。
【図30】図30は双胴船体の内舷側に直接固定された図16の分割体の半分によって形成される非対称浮揚体を有する双胴船の図29と同様の図である。
【図31】図31は特定の単胴船体及び船体の船首に配置された浮揚体によってつくられる表面波形状の略図である
【図32】図32は船体に対する浮揚体の特定の可能な位置を示す略図である
【図33】図33は単胴船体の船首に対する浮揚体の直接修正を示す斜視図である
【符号の説明】
【0070】
22a,22b 浮揚体区画
30 非対称浮揚体
33 浮揚体軸
【図1】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
没水状態で動作させる3次元低抗力水中浮揚体において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で、前記前後方向の軸線の第1の側において頂点が前記前後方向の軸線上にある第1の放物曲線に合同であり、前記軸の第2の側において頂点が同じく前記前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線に合同であって、平面図上で前記放物曲線が合せて前記浮揚体に対する前縁を定め、(b)前記前後方向の軸線に平行な縦断面において、前記第1及び第2の放物曲線によって定められる前記前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、対称であって凸尾状でほぼ放物線形の水中翼曲線に合同であり、前記放物翼の形の縦断面の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記前縁にかけて減少することを特徴とする低抗力水中浮揚体。
【請求項2】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項1に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項3】
前記浮揚体が前記前後方向の軸線に沿うあらかじめ定められた長さを有し、前記軸の前記第1の側において前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められる尾部を有することを特徴とする請求項2に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項4】
前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する前記縦断面のそれぞれにおける前記浮揚体の前記実質的に水中放物線形の翼形状は前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの縦断面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項3に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項5】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記浮揚体の前記前後方向の軸線に平行な断面において、前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項2に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項6】
前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切り、前記前後方向の軸線の第1の側にある、第3の放物曲線の線分によって定められることを特徴とする請求項5に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項7】
前記浮揚体が、前記前後方向の軸線の両側に左側浮揚体区画及び右側浮揚体区画を有し、前記第2の放物曲線によって定められる前記浮揚体区画が回転放物体の半分の形につくられていることを特徴とする請求項1に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項8】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項2に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項9】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項8に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項10】
没水状態で動作させる3次元低抗力水中浮揚体において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で、前記前後方向の軸線の第1の側において頂点が前記前後方向の軸線上にある第1の放物曲線に合同であり、前記軸の第2の側において頂点が同じく前記前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線に合同であって、前記放物曲線が合せて平面図上で前記浮揚体に対する前縁を定め、(b)前記前後方向の軸線に平行な縦断面において、前記第1及び第2の放物曲線によって定められる前記前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、対称であって凸尾状でほぼ放物線形の翼曲線に合同であり、前記放物翼の形の縦断面の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記前縁にかけて減少し、前記浮揚体が、舳先及び艫、並びに前記舳先から前記艫まで延びるあらかじめ定められた長さを有し、前記第1の放物曲線の幅が前記舳先から前記艫にかけて増大し、前記艫が、前記第1の放物曲線の最大幅部分から前記軸まで延び、前記浮揚体の前記長さを横切る、第3の放物曲線の線分によって定められることを特徴とする抵抗力水中浮揚体。
【請求項11】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項10に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項12】
前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する前記縦断面のそれぞれにおける前記浮揚体の前記実質的に放物線形の翼形状は前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの縦断面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記中心線である前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項11に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項13】
前記浮揚体が、前記前後方向の軸線の両側に左側浮揚体区画及び右側浮揚体区画を有し、前記第2の放物曲線によって定められる前記浮揚体区画が回転放物体の半分の形につくられていることを特徴とする請求項11に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項14】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が前記浮揚体の前記前後方向の軸線に平行な断面において前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項11に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項15】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項11に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項16】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項15に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項17】
没水状態で動作させる3次元低抗力水中浮揚体において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で前記浮揚体に対する前縁及び(b)縦断面において、前記浮揚体の前記前縁上にあって、前記前後方向の軸線に平行な平面にある頂点を有する、対称であってほぼ放物線形の翼曲線によって定められ、前記浮揚体が前記前後方向の軸線の両側に第1の浮揚体区画及び第2の浮揚体区画並びに、前記第1の浮揚体区画と前記第2の浮揚体区画の間にあって、前記前後方向の軸線の第1の側に配置される中央区画を有し、前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画が、平面図上でそれぞれの頂点が前記中央区画の両側で前記前縁上にある相異なる第1の放物曲線及び第2の放物曲線に合同であり、前記中央区画が、縦断面において前記中央区画の幅にわたって前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画の間で前記前後方向の軸線に平行な平面で一様である放物翼形状を有し、前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画の前記翼形状の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記縁にかけて減少していることを特徴とする低抗力水中浮揚体。
【請求項18】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項17に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項19】
前記浮揚体が、舳先及び艫並びに前記前後方向の軸線に沿うあらかじめ定められた長さ及び、前記軸の前記中央区画とは逆の側で前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められる、尾部を有することを特徴とする請求項18に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項20】
前記前後方向の軸線を横切って延びる艫部分を前記中央区画に有することを特徴とする請求項19に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項21】
前記前後方向の軸線に平行な前記平面のそれぞれにおける前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画における前記浮揚体の前記実質的に放物線形の翼形状は前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの平面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記中心線である前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項20に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項22】
前記浮揚体の前記中央区画を含む側の前記浮揚体区画が、放物線方程式が前記中央区画の放物線方程式と同じである、回転放物体の半分の形につくられることを特徴とする請求項21に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項23】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記浮揚体の前記前後方向の軸線に平行な断面において、前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項18に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項24】
前記艫が、前記前後方向の軸線の前記中央区画とは逆の側で、前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線によって定められることを特徴とする請求項23に記載の抵抗力水中浮揚体。
【請求項25】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項18に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項26】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項25に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項27】
第1の船体を備える船であって、前記第1の船体が、表面水線、前記第1の船体から懸垂する少なくとも1つの支材及び前記船の運航中に前記水線の下で前記支材に固定されている3次元没水浮揚体を有する、船において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で、前記前後方向の軸線の第1の側において頂点が前記前後方向の軸線上にある第1の放物曲線に合同であり、前記前後方向の軸線の第2の側において頂点が同じく前記前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線に合同であって、前記放物曲線が合せて平面図上で前記浮揚体に対する前縁を定め、(b)前記前後方向の軸線に平行な縦断面において、前記第1及び第2の放物曲線によって定められる前記前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、対称であって凸尾状でほぼ放物線形の翼曲線に合同であり、縦断面での前記放物翼の形の縦断面の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記前縁にかけて減少することを特徴とする船。
【請求項28】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項27に記載の船。
【請求項29】
前記浮揚体が前記前後方向の軸線に沿うあらかじめ定められた長さを有し、前記前後方向の軸線の前記第1の側において前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められる尾部を有することを特徴とする請求項28に記載の船。
【請求項30】
前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する前記縦断面のそれぞれにおける前記浮揚体の前記実質的に放物線形の翼形状は前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの縦断面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項29に記載の船。
【請求項31】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記浮揚体の前記前後方向の軸線に平行な断面において前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項28に記載の船。
【請求項32】
前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められることを特徴とする請求項31に記載の船。
【請求項33】
前記浮揚体が、前記前後方向の軸線の両側に左側浮揚体区画及び右側浮揚体区画を有し、前記第2の放物曲線によって定められる前記浮揚体区画が回転放物体の半分の形につくられることを特徴とする請求項27に記載の船。
【請求項34】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項27に記載の船。
【請求項35】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項34に記載の船。
【請求項36】
前記第1の船体から懸垂する少なくとも2つの支材及び、それぞれが前記支材に固定された、一対の前記3次元没水浮揚体を備えることを特徴とする請求項27に記載の船。
【請求項37】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線が前記船の船首方向で互いに対して開いていることを特徴とする請求項36に記載の船。
【請求項38】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線が前記船の船首の方向で互いに向けて閉じていることを特徴とする請求項36に記載の船。
【請求項39】
前記浮揚体に連結している翼形状の水平翼を備えることを特徴とする請求項37に記載の船。
【請求項40】
前記翼形水平翼が複合翼体として前記浮揚体に結合され、前記浮揚体との結合部における前記翼形水平翼の厚さが前記結合部における前記浮揚体の厚さと実質的に同じであることを特徴とする請求項39に記載の船。
【請求項41】
前記船が船首及び船尾を有し、前記浮揚体が前記船尾の前方で前記船の後部に取り付けられることを特徴とする請求項37に記載の船。
【請求項42】
前記船首の後方で前記船の前部に取り付けられた3次元対称低抗力水中浮揚体を備えることを特徴とする請求項41に記載の船。
【請求項43】
前記船の中央部に取り付けられた第2の対の浮揚体を備えることを特徴とする請求項41に記載の船。
【請求項44】
前記船が舳先−艫キールを備える単胴船であり、前記第2の対の浮揚体がそれぞれ翼形支持横桁部材によって前記キールに隣接して前記船の前記船体に連結されていることを特徴とする請求項43に記載の船。
【請求項45】
第1の船体を備える船であって、前記第1の船体が、表面水線、前記第1の船体から懸垂する少なくとも1つの支材及び前記船の運航中に前記水線の下で前記支材に固定された3次元没水浮揚体を有する船において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で、前記前後方向の軸線の第1の側において頂点が前記前後方向の軸線上にある第1の放物曲線に合同であり、前記前後方向の軸線の第2の側において頂点が同じく前記前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線に合同であって、前記放物曲線が合せて平面図上で前記浮揚体の前縁を定め、(b)前記前後方向の軸線に平行な縦断面において、前記第1及び第2の放物曲線によって定められる前記前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、対称であって凸尾状でほぼ放物線形の翼曲線に合同であり、前記放物翼の形の縦断面の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記前縁にかけて減少しており、前記浮揚体が、舳先及び艫、並びに前記舳先から前記艫まで延びるあらかじめ定められた長さを有し、前記第1の放物曲線の幅が前記舳先から前記艫にかけて増大し、前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められ、前記第1の放物曲線の最大幅部分にあることを特徴とする船。
【請求項46】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項45に記載の船。
【請求項47】
前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する前記縦断面のそれぞれにおける前記浮揚体の前記実質的に放物線形の翼形状は前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの縦断面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記中心線である前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項46に記載の船。
【請求項48】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記浮揚体の前記前後方向の軸線に平行な断面において前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項46に記載の船。
【請求項49】
前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線によって定められることを特徴とする請求項48に記載の船。
【請求項50】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項46に記載の船。
【請求項51】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項50に記載の船。
【請求項52】
前記第1の船体から懸垂する少なくとも2つの支材及び、それぞれが前記支材に固定された、一対の前記3次元没水浮揚体を備えることを特徴とする請求項48に記載の船。
【請求項53】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線が前記船の船首の方向で互いに対して開いていることを特徴とする請求項52に記載の船。
【請求項54】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線が前記船の船首の方向で互いに向けて閉じていることを特徴とする請求項52に記載の船。
【請求項55】
前記浮揚体に連結している翼形状の水平翼を備えることを特徴とする請求項53に記載の船。
【請求項56】
前記翼形水平翼が複合翼体として前記浮揚体に結合され、前記浮揚体との結合部における前記翼形水平翼の厚さが前記結合部における前記浮揚体の厚さと実質的に同じであることを特徴とする請求項55に記載の船。
【請求項57】
前記船が船首及び船尾を有し、前記浮揚体が前記船尾の前方で前記船の後部に取り付けられることを特徴とする請求項53に記載の船。
【請求項58】
前記船首の後方で前記船の前部に取り付けられた3次元対称低抗力水中浮揚体を備えることを特徴とする請求項57に記載の船。
【請求項59】
前記船の中央部に取り付けられた第2の対の前記浮揚体を備えることを特徴とする請求項57に記載の船。
【請求項60】
前記船が舳先−艫キールを備える単胴船であり、前記第2の対の浮揚体がそれぞれ翼形支持横桁部材によって前記キールに隣接して前記船の前記船体に連結されていることを特徴とする請求項59に記載の船。
【請求項61】
船首において前記船の前部に取り付けられた3次元対称低抗力水中浮揚体を備えることを特徴とする請求項60に記載の船。
【請求項62】
前記対称低抗力水中浮揚体が舳先部分及び艫部分を有し、前記第1の船体の船首が前記対称低抗力浮揚体の前記舳先部分に固定されていることを特徴とする請求項61に記載の船。
【請求項63】
単胴船体を備える船であって、前記単胴船体が、表面水線及び、前記船の運航中に前記水線の下で前記単胴船体の船首に固定された3次元没水浮揚体を有する船において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で、前記前後方向の軸線の第1の側において頂点が前記前後方向の軸線上にある第1の放物曲線に合同であり、前記軸の第2の側において頂点が同じく前記前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線に合同であって、前記放物曲線が合せて平面図上で前記浮揚体の前縁を定め、(b)前記前後方向の軸線に平行な縦断面において、前記第1及び第2の放物曲線によって定められる前記前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、対称であって凸尾状でほぼ放物線形の翼曲線に合同であり、前記放物翼の形の縦断面の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記前縁にかけて減少し、前記浮揚体が、舳先及び艫、並びに前記舳先から前記艫まで延びるあらかじめ定められた長さを有し、前記第1の放物曲線の幅が前記舳先から前記艫にかけて増大し、前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められ、前記第1の放物曲線の最大幅部分にあり、前記浮揚体の前記艫が前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線によって定められ、前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあり、艫側の前記浮揚体が前記単胴船体の船尾の下で前記単胴船体に固定されることを特徴とする船。
【請求項64】
第1の船体を備える船であって、前記第1の船体が、表面水線、前記第1の船体から懸垂する少なくとも1つの支材及び前記船の運航中に前記水線の下で前記支材に固定された3次元没水浮揚体を有する船において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で前記浮揚体に対する前縁及び(b)縦断面において、前記浮揚体の前記前縁上にあって、前記前後方向の軸線に平行な平面上にある頂点を有する、対称であってほぼ放物線形の翼曲線によって定められれ、前記浮揚体が前記前後方向の軸線の両側に第1浮揚体区画及び第2の浮揚体区画並びに、前記第1の浮揚体区画と前記第2の浮揚体区画の間にあって、前記前後方向の軸線の第1の側に配置される中央区画を有し、前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画が、平面図上でそれぞれの頂点が前記中央区画の両側で前記前縁上にある相異なる第1の放物曲線及び第2の放物曲線に合同であり、前記中央区画が、縦断面において前記中央区画の幅にわたって前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画の間で前記前後方向の軸線に平行な平面上で一様である放物翼形状を有し、前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画の前記翼形状の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記縁にかけて減少することを特徴とする船。
【請求項65】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項64に記載の船。
【請求項66】
前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する前記縦断面のそれぞれにおける前記浮揚体の前記実質的に放物線形の翼形状は前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの縦断面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記中心線である前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項65に記載の船。
【請求項67】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記浮揚体の前記前後方向の軸線に平行な断面において前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項65に記載の船。
【請求項68】
前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められることを特徴とする請求項67に記載の船。
【請求項69】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項65に記載の船。
【請求項70】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項69に記載の船。
【請求項71】
前記第1の船体から懸垂する少なくとも2つの支材及び、それぞれが前記支材に固定された、一対の前記3次元没水浮揚体を備えることを特徴とする請求項67に記載の船。
【請求項72】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線が前記船の船首の方向で互いに対して開いていることを特徴とする請求項71に記載の船。
【請求項73】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線が前記船の船首の方向で互いに向けて閉じていることを特徴とする請求項71に記載の船。
【請求項74】
前記浮揚体に連結している翼形状の水平翼を備えることを特徴とする請求項72に記載の船。
【請求項75】
前記翼形水平翼が複合翼体として前記浮揚体に結合され、前記浮揚体との結合部における前記翼形水平翼の厚さが前記結合部における前記浮揚体の厚さと実質的に同じであることを特徴とする請求項74に記載の船。
【請求項76】
前記船が船首及び船尾を有し、前記浮揚体が前記船尾の前方で前記船の後部に取り付けられることを特徴とする請求項72に記載の船。
【請求項77】
前記船首の後方で前記船の前部に取り付けられた3次元対称低抗力水中浮揚体を備えることを特徴とする請求項76に記載の船。
【請求項78】
前記船の中央部に取り付けられた第2の対の前記浮揚体を備えることを特徴とする請求項76に記載の船。
【請求項79】
前記船が舳先−艫キールを備える単胴船であり、前記第2の対の浮揚体がそれぞれ翼形支持横桁部材によって前記キールに隣接して前記船の前記船体に連結されることを特徴とする請求項78に記載の船。
【請求項80】
少なくとも1つの船体を備える船であって、前記船体が表面水線及び前後方向の軸線及び没水状態における動作のために前記水線より下で前記船体に固定された3次元低抗力水中浮揚体を有する船において、前記浮揚体が、平面図上で、前記船体に対して前記前後方向の軸線方向に延び、前記船体に固定されている第1の側を有し、前記浮揚体が前縁及び外側浸水面を有し、前記外側浸水面の形状が、(a)平面図上で前記浮揚体の前記第1の側の最前部が前記船体に結合する場所に頂点がおかれる第1の放物曲線の線分に合同であり、(b)前記船体の前記前後方向の軸線に平行な縦断面において、前記浮揚体の前記前縁上にある頂点を有し、艫方向にあらかじめ定められた距離まで延びる、対称であって凸尾状でほぼ放物線形の翼曲線に合同であり、前記放物翼の形の縦断面の厚さが前記浮揚体の前記第1の側から前記浮揚体の前記前縁にかけて減少していることを特徴とする船。
【請求項81】
前記船体の前記前後方向の軸線を横切る方向での前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項80に記載の船。
【請求項82】
前記浮揚体が、前記前後方向の軸線方向にあらかじめ定められた長さを有し、前記浮揚体の前記長さを横切る第2の放物曲線の線分によって定められ、前記船体から延びる、尾部を有することを特徴とする請求項81に記載の船。
【請求項83】
前記船体の前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する前記縦断面のそれぞれにおける前記浮揚体の前記実質的に放物線形の翼形状は前記船体の前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの縦断面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項82に記載の船。
【請求項84】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記船体の前記前後方向の軸線に平行な断面において前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項81に記載の船。
【請求項85】
前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切第2の放物曲線の線分によって定められ、前記船体から延びることを特徴とする請求項84に記載の船。
【請求項86】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項81に記載の船。
【請求項87】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項86に記載の船。
【請求項88】
それぞれの前記浮揚体の前記第1の側に沿って前記船体の両側に固定された一対の前記浮揚体を備えることを特徴とする請求項80に記載の船。
【請求項89】
表面水線及び前後方向の軸線を有する一対の横方向に隔てられた平行な船体及び、それぞれの前記浮揚体の前記第1の側に沿って前記船体にそれぞれ固定され、互いに向かって延びる、少なくとも一対の前記浮揚体を備えることを特徴とする請求項80に記載の船。
【請求項90】
前記浮揚体が回転放物体の半分の形につくられることを特徴とする請求項89に記載の船。
【請求項91】
少なくとも1つの船体を備える船であって、前記船体が表面水線及び前後方向の軸線及び没水状態における動作のために前記水線より下で前記船体に固定された3次元低抗力水中浮揚体を有する船において、前記浮揚体が、平面図上で、前記船体に対して前記前後方向の軸線の方向に延び、前記船体に固定された、第1の側を有し、前記浮揚体が外側浸水面を有し、前記外側浸水面の形状が、(a)平面図上で前記浮揚体の前縁及び(b)縦断面において、前記浮揚体の前記前縁上にあって、前記前後方向の軸線に平行な平面にある頂点を有する、対称でほぼ放物線形の翼曲線によって定められ、前記浮揚体が第1及び第2の区画を有し、前記第1の区画は、平面図上で、頂点が前記前縁の前部に頂点がある第1の放物曲線の線分に合同であり、前記第1の区画に結合された前記第2の区画は縦断面において前記第2の区画の幅にわたり前記前後方向の軸線に平行な平面において一様である放物翼形状を有し、前記第2の区画は前記浮揚体の前記第1の側を含み、前記第1の区画の前記放物曲線の厚さは、前記第1の区画の幅に沿い前記第1の区画の縁端にかけて減少していることを特徴とする船。
【請求項92】
前記船体の前記前後方向の軸線を横切る方向での前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項91に記載の船。
【請求項93】
前記前後方向の軸線を横切る方向に延びる前記浮揚体の前記第2の区画に尾部を備えることを特徴とする請求項92に記載の船。
【請求項94】
前記浮揚体の前記第1の区画が、放物線方程式が前記第2の区画の放物線方程式と同じである、回転放物体の形につくられることを特徴とする請求項93に記載の船。
【請求項95】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記浮揚体の前後方向の軸線に平行な断面において前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項92に記載の船。
【請求項96】
前記支材が翼の形につくられ、前記支材のそれぞれがそれぞれに関係付けられる浮揚体に複合翼体として結合され、前記浮揚体との結合部における前記翼の厚さが前記接合部における前記浮揚体の厚さと実質的に同じであることを特徴とする請求項36に記載の船。
【請求項97】
前記翼形横桁部材のそれぞれがそれぞれに関係付けられる浮揚体に複合翼体として結合されることを特徴とする請求項44に記載の船。
【請求項98】
請求項55に記載の船において、少なくとも1つの船体を備え、前記船体が表面水線及び前後方向の軸線及び没水状態で動作させる前記水線より下で前記船体に固定された3次元低抗力水中浮揚体を有し、前記浮揚体が、平面図上で、前記船体に対して前記前後方向の軸線の方向に延び、前記船体に固定された、第1の側を有し、前記浮揚体は外側浸水面を有し、前記外側浸水面の形状が、(a)平面図上で前記浮揚体に対する前縁及び(b)縦断面において、前記浮揚体の前記前縁上にあって、前記前後方向の軸線に平行な平面にある頂点を有する、対称でほぼ放物線形の翼曲線によって定められ、前記浮揚体が第1及び第2の区画を有し、前記第1の区画は、平面図上で、頂点が前記前縁の前部にある第1の放物曲線の線分に合同であり、前記第1の区画に結合された前記第2の区画は縦断面において前記第2の区画の幅にわたり前記前後方向の軸線に平行な平面において一様である放物翼形状を有し、前記第2の区画は前記浮揚体の前記第1の側を含み、前記第1の区画の前記第1の放物曲線の厚さは、前記第1の区画の幅に沿い前記第1の区画の縁端にかけて減少していることを特徴とする船。
【請求項99】
前記船浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る方向での前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項60に記載の船。
【請求項100】
前記船浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る方向での前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項74に記載の船。
【請求項101】
前記船浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る方向での前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項79に記載の船。
【請求項1】
没水状態で動作させる3次元低抗力水中浮揚体において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で、前記前後方向の軸線の第1の側において頂点が前記前後方向の軸線上にある第1の放物曲線に合同であり、前記軸の第2の側において頂点が同じく前記前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線に合同であって、平面図上で前記放物曲線が合せて前記浮揚体に対する前縁を定め、(b)前記前後方向の軸線に平行な縦断面において、前記第1及び第2の放物曲線によって定められる前記前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、対称であって凸尾状でほぼ放物線形の水中翼曲線に合同であり、前記放物翼の形の縦断面の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記前縁にかけて減少することを特徴とする低抗力水中浮揚体。
【請求項2】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項1に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項3】
前記浮揚体が前記前後方向の軸線に沿うあらかじめ定められた長さを有し、前記軸の前記第1の側において前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められる尾部を有することを特徴とする請求項2に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項4】
前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する前記縦断面のそれぞれにおける前記浮揚体の前記実質的に水中放物線形の翼形状は前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの縦断面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項3に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項5】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記浮揚体の前記前後方向の軸線に平行な断面において、前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項2に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項6】
前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切り、前記前後方向の軸線の第1の側にある、第3の放物曲線の線分によって定められることを特徴とする請求項5に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項7】
前記浮揚体が、前記前後方向の軸線の両側に左側浮揚体区画及び右側浮揚体区画を有し、前記第2の放物曲線によって定められる前記浮揚体区画が回転放物体の半分の形につくられていることを特徴とする請求項1に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項8】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項2に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項9】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項8に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項10】
没水状態で動作させる3次元低抗力水中浮揚体において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で、前記前後方向の軸線の第1の側において頂点が前記前後方向の軸線上にある第1の放物曲線に合同であり、前記軸の第2の側において頂点が同じく前記前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線に合同であって、前記放物曲線が合せて平面図上で前記浮揚体に対する前縁を定め、(b)前記前後方向の軸線に平行な縦断面において、前記第1及び第2の放物曲線によって定められる前記前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、対称であって凸尾状でほぼ放物線形の翼曲線に合同であり、前記放物翼の形の縦断面の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記前縁にかけて減少し、前記浮揚体が、舳先及び艫、並びに前記舳先から前記艫まで延びるあらかじめ定められた長さを有し、前記第1の放物曲線の幅が前記舳先から前記艫にかけて増大し、前記艫が、前記第1の放物曲線の最大幅部分から前記軸まで延び、前記浮揚体の前記長さを横切る、第3の放物曲線の線分によって定められることを特徴とする抵抗力水中浮揚体。
【請求項11】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項10に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項12】
前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する前記縦断面のそれぞれにおける前記浮揚体の前記実質的に放物線形の翼形状は前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの縦断面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記中心線である前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項11に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項13】
前記浮揚体が、前記前後方向の軸線の両側に左側浮揚体区画及び右側浮揚体区画を有し、前記第2の放物曲線によって定められる前記浮揚体区画が回転放物体の半分の形につくられていることを特徴とする請求項11に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項14】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が前記浮揚体の前記前後方向の軸線に平行な断面において前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項11に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項15】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項11に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項16】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項15に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項17】
没水状態で動作させる3次元低抗力水中浮揚体において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で前記浮揚体に対する前縁及び(b)縦断面において、前記浮揚体の前記前縁上にあって、前記前後方向の軸線に平行な平面にある頂点を有する、対称であってほぼ放物線形の翼曲線によって定められ、前記浮揚体が前記前後方向の軸線の両側に第1の浮揚体区画及び第2の浮揚体区画並びに、前記第1の浮揚体区画と前記第2の浮揚体区画の間にあって、前記前後方向の軸線の第1の側に配置される中央区画を有し、前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画が、平面図上でそれぞれの頂点が前記中央区画の両側で前記前縁上にある相異なる第1の放物曲線及び第2の放物曲線に合同であり、前記中央区画が、縦断面において前記中央区画の幅にわたって前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画の間で前記前後方向の軸線に平行な平面で一様である放物翼形状を有し、前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画の前記翼形状の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記縁にかけて減少していることを特徴とする低抗力水中浮揚体。
【請求項18】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項17に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項19】
前記浮揚体が、舳先及び艫並びに前記前後方向の軸線に沿うあらかじめ定められた長さ及び、前記軸の前記中央区画とは逆の側で前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められる、尾部を有することを特徴とする請求項18に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項20】
前記前後方向の軸線を横切って延びる艫部分を前記中央区画に有することを特徴とする請求項19に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項21】
前記前後方向の軸線に平行な前記平面のそれぞれにおける前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画における前記浮揚体の前記実質的に放物線形の翼形状は前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの平面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記中心線である前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項20に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項22】
前記浮揚体の前記中央区画を含む側の前記浮揚体区画が、放物線方程式が前記中央区画の放物線方程式と同じである、回転放物体の半分の形につくられることを特徴とする請求項21に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項23】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記浮揚体の前記前後方向の軸線に平行な断面において、前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項18に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項24】
前記艫が、前記前後方向の軸線の前記中央区画とは逆の側で、前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線によって定められることを特徴とする請求項23に記載の抵抗力水中浮揚体。
【請求項25】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項18に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項26】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項25に記載の低抗力水中浮揚体。
【請求項27】
第1の船体を備える船であって、前記第1の船体が、表面水線、前記第1の船体から懸垂する少なくとも1つの支材及び前記船の運航中に前記水線の下で前記支材に固定されている3次元没水浮揚体を有する、船において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で、前記前後方向の軸線の第1の側において頂点が前記前後方向の軸線上にある第1の放物曲線に合同であり、前記前後方向の軸線の第2の側において頂点が同じく前記前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線に合同であって、前記放物曲線が合せて平面図上で前記浮揚体に対する前縁を定め、(b)前記前後方向の軸線に平行な縦断面において、前記第1及び第2の放物曲線によって定められる前記前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、対称であって凸尾状でほぼ放物線形の翼曲線に合同であり、縦断面での前記放物翼の形の縦断面の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記前縁にかけて減少することを特徴とする船。
【請求項28】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項27に記載の船。
【請求項29】
前記浮揚体が前記前後方向の軸線に沿うあらかじめ定められた長さを有し、前記前後方向の軸線の前記第1の側において前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められる尾部を有することを特徴とする請求項28に記載の船。
【請求項30】
前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する前記縦断面のそれぞれにおける前記浮揚体の前記実質的に放物線形の翼形状は前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの縦断面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項29に記載の船。
【請求項31】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記浮揚体の前記前後方向の軸線に平行な断面において前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項28に記載の船。
【請求項32】
前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められることを特徴とする請求項31に記載の船。
【請求項33】
前記浮揚体が、前記前後方向の軸線の両側に左側浮揚体区画及び右側浮揚体区画を有し、前記第2の放物曲線によって定められる前記浮揚体区画が回転放物体の半分の形につくられることを特徴とする請求項27に記載の船。
【請求項34】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項27に記載の船。
【請求項35】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項34に記載の船。
【請求項36】
前記第1の船体から懸垂する少なくとも2つの支材及び、それぞれが前記支材に固定された、一対の前記3次元没水浮揚体を備えることを特徴とする請求項27に記載の船。
【請求項37】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線が前記船の船首方向で互いに対して開いていることを特徴とする請求項36に記載の船。
【請求項38】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線が前記船の船首の方向で互いに向けて閉じていることを特徴とする請求項36に記載の船。
【請求項39】
前記浮揚体に連結している翼形状の水平翼を備えることを特徴とする請求項37に記載の船。
【請求項40】
前記翼形水平翼が複合翼体として前記浮揚体に結合され、前記浮揚体との結合部における前記翼形水平翼の厚さが前記結合部における前記浮揚体の厚さと実質的に同じであることを特徴とする請求項39に記載の船。
【請求項41】
前記船が船首及び船尾を有し、前記浮揚体が前記船尾の前方で前記船の後部に取り付けられることを特徴とする請求項37に記載の船。
【請求項42】
前記船首の後方で前記船の前部に取り付けられた3次元対称低抗力水中浮揚体を備えることを特徴とする請求項41に記載の船。
【請求項43】
前記船の中央部に取り付けられた第2の対の浮揚体を備えることを特徴とする請求項41に記載の船。
【請求項44】
前記船が舳先−艫キールを備える単胴船であり、前記第2の対の浮揚体がそれぞれ翼形支持横桁部材によって前記キールに隣接して前記船の前記船体に連結されていることを特徴とする請求項43に記載の船。
【請求項45】
第1の船体を備える船であって、前記第1の船体が、表面水線、前記第1の船体から懸垂する少なくとも1つの支材及び前記船の運航中に前記水線の下で前記支材に固定された3次元没水浮揚体を有する船において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で、前記前後方向の軸線の第1の側において頂点が前記前後方向の軸線上にある第1の放物曲線に合同であり、前記前後方向の軸線の第2の側において頂点が同じく前記前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線に合同であって、前記放物曲線が合せて平面図上で前記浮揚体の前縁を定め、(b)前記前後方向の軸線に平行な縦断面において、前記第1及び第2の放物曲線によって定められる前記前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、対称であって凸尾状でほぼ放物線形の翼曲線に合同であり、前記放物翼の形の縦断面の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記前縁にかけて減少しており、前記浮揚体が、舳先及び艫、並びに前記舳先から前記艫まで延びるあらかじめ定められた長さを有し、前記第1の放物曲線の幅が前記舳先から前記艫にかけて増大し、前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められ、前記第1の放物曲線の最大幅部分にあることを特徴とする船。
【請求項46】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項45に記載の船。
【請求項47】
前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する前記縦断面のそれぞれにおける前記浮揚体の前記実質的に放物線形の翼形状は前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの縦断面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記中心線である前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項46に記載の船。
【請求項48】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記浮揚体の前記前後方向の軸線に平行な断面において前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項46に記載の船。
【請求項49】
前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線によって定められることを特徴とする請求項48に記載の船。
【請求項50】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項46に記載の船。
【請求項51】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項50に記載の船。
【請求項52】
前記第1の船体から懸垂する少なくとも2つの支材及び、それぞれが前記支材に固定された、一対の前記3次元没水浮揚体を備えることを特徴とする請求項48に記載の船。
【請求項53】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線が前記船の船首の方向で互いに対して開いていることを特徴とする請求項52に記載の船。
【請求項54】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線が前記船の船首の方向で互いに向けて閉じていることを特徴とする請求項52に記載の船。
【請求項55】
前記浮揚体に連結している翼形状の水平翼を備えることを特徴とする請求項53に記載の船。
【請求項56】
前記翼形水平翼が複合翼体として前記浮揚体に結合され、前記浮揚体との結合部における前記翼形水平翼の厚さが前記結合部における前記浮揚体の厚さと実質的に同じであることを特徴とする請求項55に記載の船。
【請求項57】
前記船が船首及び船尾を有し、前記浮揚体が前記船尾の前方で前記船の後部に取り付けられることを特徴とする請求項53に記載の船。
【請求項58】
前記船首の後方で前記船の前部に取り付けられた3次元対称低抗力水中浮揚体を備えることを特徴とする請求項57に記載の船。
【請求項59】
前記船の中央部に取り付けられた第2の対の前記浮揚体を備えることを特徴とする請求項57に記載の船。
【請求項60】
前記船が舳先−艫キールを備える単胴船であり、前記第2の対の浮揚体がそれぞれ翼形支持横桁部材によって前記キールに隣接して前記船の前記船体に連結されていることを特徴とする請求項59に記載の船。
【請求項61】
船首において前記船の前部に取り付けられた3次元対称低抗力水中浮揚体を備えることを特徴とする請求項60に記載の船。
【請求項62】
前記対称低抗力水中浮揚体が舳先部分及び艫部分を有し、前記第1の船体の船首が前記対称低抗力浮揚体の前記舳先部分に固定されていることを特徴とする請求項61に記載の船。
【請求項63】
単胴船体を備える船であって、前記単胴船体が、表面水線及び、前記船の運航中に前記水線の下で前記単胴船体の船首に固定された3次元没水浮揚体を有する船において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で、前記前後方向の軸線の第1の側において頂点が前記前後方向の軸線上にある第1の放物曲線に合同であり、前記軸の第2の側において頂点が同じく前記前後方向の軸線上にある異なる第2の放物曲線に合同であって、前記放物曲線が合せて平面図上で前記浮揚体の前縁を定め、(b)前記前後方向の軸線に平行な縦断面において、前記第1及び第2の放物曲線によって定められる前記前縁上にある頂点を有し、艫側にあらかじめ定められた距離まで延びる、対称であって凸尾状でほぼ放物線形の翼曲線に合同であり、前記放物翼の形の縦断面の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記前縁にかけて減少し、前記浮揚体が、舳先及び艫、並びに前記舳先から前記艫まで延びるあらかじめ定められた長さを有し、前記第1の放物曲線の幅が前記舳先から前記艫にかけて増大し、前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められ、前記第1の放物曲線の最大幅部分にあり、前記浮揚体の前記艫が前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線によって定められ、前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあり、艫側の前記浮揚体が前記単胴船体の船尾の下で前記単胴船体に固定されることを特徴とする船。
【請求項64】
第1の船体を備える船であって、前記第1の船体が、表面水線、前記第1の船体から懸垂する少なくとも1つの支材及び前記船の運航中に前記水線の下で前記支材に固定された3次元没水浮揚体を有する船において、前記浮揚体が前後方向の軸線及び外表面を有し、前記外表面の形状が、(a)平面図上で前記浮揚体に対する前縁及び(b)縦断面において、前記浮揚体の前記前縁上にあって、前記前後方向の軸線に平行な平面上にある頂点を有する、対称であってほぼ放物線形の翼曲線によって定められれ、前記浮揚体が前記前後方向の軸線の両側に第1浮揚体区画及び第2の浮揚体区画並びに、前記第1の浮揚体区画と前記第2の浮揚体区画の間にあって、前記前後方向の軸線の第1の側に配置される中央区画を有し、前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画が、平面図上でそれぞれの頂点が前記中央区画の両側で前記前縁上にある相異なる第1の放物曲線及び第2の放物曲線に合同であり、前記中央区画が、縦断面において前記中央区画の幅にわたって前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画の間で前記前後方向の軸線に平行な平面上で一様である放物翼形状を有し、前記第1の浮揚体区画及び前記第2の浮揚体区画の前記翼形状の厚さが前記浮揚体の前記前後方向の軸線から前記浮揚体の前記縁にかけて減少することを特徴とする船。
【請求項65】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項64に記載の船。
【請求項66】
前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する前記縦断面のそれぞれにおける前記浮揚体の前記実質的に放物線形の翼形状は前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの縦断面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記中心線である前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項65に記載の船。
【請求項67】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記浮揚体の前記前後方向の軸線に平行な断面において前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項65に記載の船。
【請求項68】
前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切る第3の放物曲線の線分によって定められることを特徴とする請求項67に記載の船。
【請求項69】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項65に記載の船。
【請求項70】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項69に記載の船。
【請求項71】
前記第1の船体から懸垂する少なくとも2つの支材及び、それぞれが前記支材に固定された、一対の前記3次元没水浮揚体を備えることを特徴とする請求項67に記載の船。
【請求項72】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線が前記船の船首の方向で互いに対して開いていることを特徴とする請求項71に記載の船。
【請求項73】
前記浮揚体の前記前後方向の軸線が前記船の船首の方向で互いに向けて閉じていることを特徴とする請求項71に記載の船。
【請求項74】
前記浮揚体に連結している翼形状の水平翼を備えることを特徴とする請求項72に記載の船。
【請求項75】
前記翼形水平翼が複合翼体として前記浮揚体に結合され、前記浮揚体との結合部における前記翼形水平翼の厚さが前記結合部における前記浮揚体の厚さと実質的に同じであることを特徴とする請求項74に記載の船。
【請求項76】
前記船が船首及び船尾を有し、前記浮揚体が前記船尾の前方で前記船の後部に取り付けられることを特徴とする請求項72に記載の船。
【請求項77】
前記船首の後方で前記船の前部に取り付けられた3次元対称低抗力水中浮揚体を備えることを特徴とする請求項76に記載の船。
【請求項78】
前記船の中央部に取り付けられた第2の対の前記浮揚体を備えることを特徴とする請求項76に記載の船。
【請求項79】
前記船が舳先−艫キールを備える単胴船であり、前記第2の対の浮揚体がそれぞれ翼形支持横桁部材によって前記キールに隣接して前記船の前記船体に連結されることを特徴とする請求項78に記載の船。
【請求項80】
少なくとも1つの船体を備える船であって、前記船体が表面水線及び前後方向の軸線及び没水状態における動作のために前記水線より下で前記船体に固定された3次元低抗力水中浮揚体を有する船において、前記浮揚体が、平面図上で、前記船体に対して前記前後方向の軸線方向に延び、前記船体に固定されている第1の側を有し、前記浮揚体が前縁及び外側浸水面を有し、前記外側浸水面の形状が、(a)平面図上で前記浮揚体の前記第1の側の最前部が前記船体に結合する場所に頂点がおかれる第1の放物曲線の線分に合同であり、(b)前記船体の前記前後方向の軸線に平行な縦断面において、前記浮揚体の前記前縁上にある頂点を有し、艫方向にあらかじめ定められた距離まで延びる、対称であって凸尾状でほぼ放物線形の翼曲線に合同であり、前記放物翼の形の縦断面の厚さが前記浮揚体の前記第1の側から前記浮揚体の前記前縁にかけて減少していることを特徴とする船。
【請求項81】
前記船体の前記前後方向の軸線を横切る方向での前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項80に記載の船。
【請求項82】
前記浮揚体が、前記前後方向の軸線方向にあらかじめ定められた長さを有し、前記浮揚体の前記長さを横切る第2の放物曲線の線分によって定められ、前記船体から延びる、尾部を有することを特徴とする請求項81に記載の船。
【請求項83】
前記船体の前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する前記縦断面のそれぞれにおける前記浮揚体の前記実質的に放物線形の翼形状は前記船体の前記前後方向の軸線に平行な平面において前記浮揚体の前記形状に相似であるが、前記それぞれの縦断面における前記翼形状は前記それぞれの縦断面の位置が前記浮揚体の前記前後方向の軸線から離れるほど小さくなることを特徴とする請求項82に記載の船。
【請求項84】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記船体の前記前後方向の軸線に平行な断面において前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項81に記載の船。
【請求項85】
前記艫が、前記浮揚体の前記長さを横切第2の放物曲線の線分によって定められ、前記船体から延びることを特徴とする請求項84に記載の船。
【請求項86】
前記浮揚体の最大厚が前記浮揚体の前記長さの10%と33%の間にあることを特徴とする請求項81に記載の船。
【請求項87】
前記浮揚体が10%から150%のアスペクト比を有することを特徴とする請求項86に記載の船。
【請求項88】
それぞれの前記浮揚体の前記第1の側に沿って前記船体の両側に固定された一対の前記浮揚体を備えることを特徴とする請求項80に記載の船。
【請求項89】
表面水線及び前後方向の軸線を有する一対の横方向に隔てられた平行な船体及び、それぞれの前記浮揚体の前記第1の側に沿って前記船体にそれぞれ固定され、互いに向かって延びる、少なくとも一対の前記浮揚体を備えることを特徴とする請求項80に記載の船。
【請求項90】
前記浮揚体が回転放物体の半分の形につくられることを特徴とする請求項89に記載の船。
【請求項91】
少なくとも1つの船体を備える船であって、前記船体が表面水線及び前後方向の軸線及び没水状態における動作のために前記水線より下で前記船体に固定された3次元低抗力水中浮揚体を有する船において、前記浮揚体が、平面図上で、前記船体に対して前記前後方向の軸線の方向に延び、前記船体に固定された、第1の側を有し、前記浮揚体が外側浸水面を有し、前記外側浸水面の形状が、(a)平面図上で前記浮揚体の前縁及び(b)縦断面において、前記浮揚体の前記前縁上にあって、前記前後方向の軸線に平行な平面にある頂点を有する、対称でほぼ放物線形の翼曲線によって定められ、前記浮揚体が第1及び第2の区画を有し、前記第1の区画は、平面図上で、頂点が前記前縁の前部に頂点がある第1の放物曲線の線分に合同であり、前記第1の区画に結合された前記第2の区画は縦断面において前記第2の区画の幅にわたり前記前後方向の軸線に平行な平面において一様である放物翼形状を有し、前記第2の区画は前記浮揚体の前記第1の側を含み、前記第1の区画の前記放物曲線の厚さは、前記第1の区画の幅に沿い前記第1の区画の縁端にかけて減少していることを特徴とする船。
【請求項92】
前記船体の前記前後方向の軸線を横切る方向での前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項91に記載の船。
【請求項93】
前記前後方向の軸線を横切る方向に延びる前記浮揚体の前記第2の区画に尾部を備えることを特徴とする請求項92に記載の船。
【請求項94】
前記浮揚体の前記第1の区画が、放物線方程式が前記第2の区画の放物線方程式と同じである、回転放物体の形につくられることを特徴とする請求項93に記載の船。
【請求項95】
前記浮揚体が、舳先及び艫、平面図上の側縁、あらかじめ定められた長さ及び尾部を有し、前記尾部が、前記浮揚体の前後方向の軸線に平行な断面において前記前後方向の軸線に平行に前記浮揚体と交差する面のそれぞれにおける、前記それぞれの面の前記側縁との交点から前記長さ寸法の約2/3にある点から前記艫にかけて漸次減少する高さ寸法を有することを特徴とする請求項92に記載の船。
【請求項96】
前記支材が翼の形につくられ、前記支材のそれぞれがそれぞれに関係付けられる浮揚体に複合翼体として結合され、前記浮揚体との結合部における前記翼の厚さが前記接合部における前記浮揚体の厚さと実質的に同じであることを特徴とする請求項36に記載の船。
【請求項97】
前記翼形横桁部材のそれぞれがそれぞれに関係付けられる浮揚体に複合翼体として結合されることを特徴とする請求項44に記載の船。
【請求項98】
請求項55に記載の船において、少なくとも1つの船体を備え、前記船体が表面水線及び前後方向の軸線及び没水状態で動作させる前記水線より下で前記船体に固定された3次元低抗力水中浮揚体を有し、前記浮揚体が、平面図上で、前記船体に対して前記前後方向の軸線の方向に延び、前記船体に固定された、第1の側を有し、前記浮揚体は外側浸水面を有し、前記外側浸水面の形状が、(a)平面図上で前記浮揚体に対する前縁及び(b)縦断面において、前記浮揚体の前記前縁上にあって、前記前後方向の軸線に平行な平面にある頂点を有する、対称でほぼ放物線形の翼曲線によって定められ、前記浮揚体が第1及び第2の区画を有し、前記第1の区画は、平面図上で、頂点が前記前縁の前部にある第1の放物曲線の線分に合同であり、前記第1の区画に結合された前記第2の区画は縦断面において前記第2の区画の幅にわたり前記前後方向の軸線に平行な平面において一様である放物翼形状を有し、前記第2の区画は前記浮揚体の前記第1の側を含み、前記第1の区画の前記第1の放物曲線の厚さは、前記第1の区画の幅に沿い前記第1の区画の縁端にかけて減少していることを特徴とする船。
【請求項99】
前記船浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る方向での前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項60に記載の船。
【請求項100】
前記船浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る方向での前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項74に記載の船。
【請求項101】
前記船浮揚体の前記前後方向の軸線を横切る方向での前記浮揚体の最大幅が、前記最大幅及び前記前後方向の軸線に垂直な方向の厚さ以上であることを特徴とする請求項79に記載の船。
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【公表番号】特表2006−525192(P2006−525192A)
【公表日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−514237(P2006−514237)
【出願日】平成16年4月30日(2004.4.30)
【国際出願番号】PCT/US2004/013683
【国際公開番号】WO2005/023634
【国際公開日】平成17年3月17日(2005.3.17)
【出願人】(505407542)ナヴァテック リミテッド (3)
【氏名又は名称原語表記】NAVATEK, LTD.
【公表日】平成18年11月9日(2006.11.9)
【国際特許分類】
【出願日】平成16年4月30日(2004.4.30)
【国際出願番号】PCT/US2004/013683
【国際公開番号】WO2005/023634
【国際公開日】平成17年3月17日(2005.3.17)
【出願人】(505407542)ナヴァテック リミテッド (3)
【氏名又は名称原語表記】NAVATEK, LTD.
[ Back to top ]