JPH0350089A - Hydrofoil depth automatic control device for hydrofoil craft - Google Patents

Hydrofoil depth automatic control device for hydrofoil craft

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JPH0350089A
JPH0350089A JP18328189A JP18328189A JPH0350089A JP H0350089 A JPH0350089 A JP H0350089A JP 18328189 A JP18328189 A JP 18328189A JP 18328189 A JP18328189 A JP 18328189A JP H0350089 A JPH0350089 A JP H0350089A
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flap
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hydrofoil
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Yasuo Saito
斎藤 泰夫
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Abstract

PURPOSE:To perform real-time control to keep the hydrofoil depth at a bow approximately constant even at the time of stormy weather by providing a wave height detecting means, a spectrum analysis arithmetic means, a wave-of- encounter predictive arithmetic means and a flap control signal generating means. CONSTITUTION:In a hydrofoil depth automatic control device FDC, to which a wave height signal from a bow height detector 50, is inputted an arithmetic unit 90 performs real-time spectrum analysis to compute/output the frequency, amplitude and phase of each wave, and on the basis of these time series signals, a wave-of-encounter predictive arithmetic unit 91 computes predictively the wave height of waves-of-encounter met by a front strut in the near future after the set time from the present time. A flap control signal generating means 92 outputs a flap control signal proportional to the height of the waves-of- encounter to a forward flap driving means 80 so as to suppress the fluctuation of the hydrofoil depth of a front hydrofoil. The real-time control is thus performed to keep the hydrofoil depth at the front part approximately constant even at the time of stormy weather.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水中翼船の翼深度自動制御装置に関し、特に
荒天時に近未来に前部ストラットが出会う出会波を予測
して前部フラップを介して翼深度を自動制御するように
したものに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an automatic blade depth control device for a hydrofoil boat, and particularly in stormy weather, predicts waves that the front strut will encounter in the near future and adjusts the front flap. This relates to automatic control of blade depth through

〔従来技術〕[Prior art]

最近、特公昭53−37636号公報に記載されている
ような高速水中翼船が実用化されているが、この水中翼
船では船首部と船尾部とに夫々回動式ストラットを介し
て前部翼と後部翼が設けられ、前部翼には前部フラップ
がまた後部翼には後部フラップが夫々設けられ、船尾部
にはウォータジェット方式の推進装置が設けられ、種々
の検出機器からの検出信号に基いて制御装置によって前
部フラップ駆動装置と後部フラップ駆動装置とラダー(
前部ストラット)を制御するようになっている。
Recently, a high-speed hydrofoil boat as described in Japanese Patent Publication No. 53-37636 has been put into practical use. The front wing is equipped with a front flap and the rear wing is equipped with a rear flap.The stern section is equipped with a water jet type propulsion device, and the stern section is equipped with a water jet type propulsion device, which can be detected by various detection devices. Based on the signal, the control device controls the front flap drive, the rear flap drive and the rudder (
front struts).

上記水中翼船の翼走時、海面の変化が比較的穏やかで波
の波長が大きいときには、フラップ駆動装置の応答遅れ
(約50秒程度)及び船体上下運動の応答遅れが余り問
題とならず、制御装置をコンタ−モードに設定しておけ
ば翼深度設定レバーで設定された設定翼深度となるよう
に制御装置によって前部フラップが自動制御される。し
かし、45ノツトもの高速で航行する関係上、荒天時の
荒海では出会波の波長が小さくなるため上記応答遅れが
問題となってくる。
When the above-mentioned hydrofoil boat runs on its wings, when the changes in the sea surface are relatively gentle and the wavelength of the waves is large, the response delay of the flap drive device (about 50 seconds) and the response delay of the vertical movement of the hull do not pose much of a problem. If the control device is set to the contour mode, the front flap is automatically controlled by the control device so that the set blade depth is set by the blade depth setting lever. However, since the vessel is sailing at a high speed of 45 knots, the wavelength of the encountering waves becomes smaller in rough seas during rough weather, so the response delay described above becomes a problem.

即ち、荒天下の荒海では前部フラップと後部フラップと
を制御装置で自動制御するのみでは翼が水面を割ったり
、船首部船底に出会波の頂部が衝突するなどの現象が起
る。
That is, in rough seas under rough weather, if only the front flap and the rear flap are automatically controlled by the control device, phenomena such as the wing breaking the water surface or the top of the encountering wave colliding with the bottom of the bow section will occur.

そこで、従来では荒天時耐候性能の増強のため操縦者が
約20〜30m前方の出会波の山部又は谷部及び波高の
大小を識別して翼深度設定レバーを操作することにより
、出会波の山部のときには前部フラップを下方へまた谷
部のときには前部フラップを上方へ波高の大小に応じて
制御していた。
Therefore, in the past, in order to enhance the weather resistance performance in stormy weather, the pilot operated the blade depth setting lever by identifying the peaks or troughs of the encountering waves approximately 20 to 30 meters ahead and the size of the wave height. The front flap was controlled downwards during wave crests and upwards during troughs, depending on the wave height.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記のように、荒天時に常時約20〜30m前方の出会
波を凝視しながら波の状況を判別して翼深度設定レバー
を微妙に操作するには多大の労力を要するのみでなく、
十分に熟練した操縦者でないと操縦できないという問題
がある。
As mentioned above, during rough weather, it not only takes a lot of effort to constantly stare at the encountering waves about 20 to 30 meters in front of you, judge the wave situation, and delicately operate the wing depth setting lever.
There is a problem in that only a sufficiently skilled operator can operate it.

しかも、熟練した操縦者であっても時として判断を誤り
やすく、十分な耐候性能が得られないことが起るという
問題がある。
Moreover, there is a problem in that even a skilled operator may sometimes make mistakes in judgment, resulting in failure to obtain sufficient weather resistance.

本発明の目的は、近未来に前部ストラットが出会う出会
波を予測して前部フラップを制御することにより翼深度
を自動制御し得るような水中翼船の大深度自動制御装置
を提供することである。
An object of the present invention is to provide a deep-depth automatic control device for a hydrofoil ship that can automatically control the wing depth by predicting encounter waves that the front strut will encounter in the near future and controlling the front flap. That's true.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る水中翼船の大深度自動制御装置は、船首部
及び船尾部に夫々設けた前部翼及び後部翼と、前部翼に
設けられた前部フラップ及び後部翼に設けられた後部フ
ラップと、前部フラップを駆動する前部フラップ駆動手
段及び後部フラップを駆動する後部フラップ駆動手段と
を備えた水中翼船において、船首部の所定部位から波面
までの距離を検出する波高検出手段と、上記波高検出手
段からの波高信号を受け、最新の過去の所定時間の間の
時系列の波高信号について実時間でスペクトラム解析し
て各波の周波数と振幅と位相とを演算し出力するスペク
トラム解析演算手段と、上記スペクトラム解析演算手段
からの出力を実時間で受けて所定高周波数よりも低周波
数の時系列の波の周波数と振幅と位相とを用いて現在か
ら設定時間後の近未来に前部ストラットが出会う出会波
の波高を予測演算する出会波予測演算手段と、上記出会
波予測演算手段から出会波波高に関する信号を実時間で
受けて前部翼の翼深度の変動を抑制するように出会波波
高に比例したフラップ制御信号を発生し前部フラップ駆
動手段へ出力するフラップ制御信号発生手段とを備えた
ものである。
The deep-depth automatic control device for a hydrofoil boat according to the present invention includes a front wing and a rear wing provided at the bow and a stern, respectively, a front flap provided at the front wing, and a rear wing provided at the rear wing. In a hydrofoil boat equipped with a flap, a front flap drive means for driving the front flap, and a rear flap drive means for driving the rear flap, a wave height detection means for detecting a distance from a predetermined part of the bow section to a wave surface; , Spectrum analysis that receives the wave height signal from the wave height detection means, performs spectrum analysis in real time on the time-series wave height signal during the latest past predetermined time, calculates and outputs the frequency, amplitude, and phase of each wave. A calculation means receives the output from the spectrum analysis calculation means in real time, and uses the frequency, amplitude, and phase of a time series of waves with a frequency lower than a predetermined high frequency to calculate the output from the present to the near future after a set time. an encountering wave prediction calculation means for predicting and calculating the wave height of the encountering waves encountered by the front strut; and a signal regarding the encountering wave height from the encountering wave prediction calculation means is received in real time to calculate changes in the blade depth of the front wing. It is provided with a flap control signal generating means for generating a flap control signal proportional to the height of the encountered wave so as to suppress the wave height, and outputting the generated flap control signal to the front flap driving means.

〔作用〕[Effect]

本発明に係る水中翼船の大深度自動制御装置においては
、スペクトラム解析演算手段は、波高検出手段から波高
信号を受け、最新の過去の所定時間の間の時系列の波高
信号について実時間でスペクトラム解析して各波の周波
数と振幅と位相とを演算し出力する。出会波予測演算手
段は、上記スペクトラム解析により得られた時系列の波
の周波数と振幅と位相に関する信号を受けて所定高周波
数よりも低周波数の波の周波数と振幅と位相とを用いて
現在から設定時間後の近未来に前部ストラットが出会う
出会波の波高を予測演算する。尚、上記設定時間は、例
えば前部フラップ駆動系の応答遅れ時間と船体上下運動
応答の時間数とを加算した時間として決定される。
In the deep automatic control device for a hydrofoil boat according to the present invention, the spectrum analysis calculation means receives the wave height signal from the wave height detection means, and calculates the spectrum in real time for the time-series wave height signal during the latest past predetermined time. It analyzes and calculates and outputs the frequency, amplitude, and phase of each wave. The encountering wave prediction calculation means receives the signal regarding the time series wave frequency, amplitude, and phase obtained by the spectrum analysis, and calculates the current wave frequency, amplitude, and phase using the frequency, amplitude, and phase of the wave having a lower frequency than a predetermined high frequency. The wave height of the encountering wave that the front strut will encounter in the near future after a set time is calculated and predicted. Note that the set time is determined as, for example, the sum of the response delay time of the front flap drive system and the number of hours for response to vertical movement of the hull.

フラップ制御信号発生手段は、出会波予測演算手段から
出会波波高に関する信号を実時間で受けて前部翼の翼深
度の変動を抑制するように出会波波高に比例したフラッ
プ制御信号を発生し前部フラップ駆動手段へ出力する。
The flap control signal generating means receives a signal regarding the encountering wave height from the encountering wave prediction calculation means in real time, and generates a flap control signal proportional to the encountering wave height so as to suppress fluctuations in the blade depth of the front wing. generated and output to the front flap drive means.

その結果、設定時間後に前部ストラットが上記出会波に
出会ったときには既に前部フラップがフラップ制御信号
で制御されて船体が上下方向へ応答開始しているので、
応答遅れなしに前部質の翼深度の変動が自動的に抑制さ
れる。上記大深度自動制御は時々刻々実時間で実行され
るので、常時翼深度の変動が抑制されることになり、水
中翼船の耐候性能が飛躍的に向上するうえ、操縦者には
全熱負担がかからない。
As a result, when the front strut encounters the encounter wave after the set time, the front flap has already been controlled by the flap control signal and the hull has started responding in the vertical direction.
Fluctuations in the blade depth of the forebody are automatically suppressed without response delay. Since the above-mentioned automatic deep-depth control is executed moment by moment in real time, constant fluctuations in blade depth are suppressed, dramatically improving the weather resistance of hydrofoils, and burdening the operator with all the heat. It doesn't cost anything.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明に係る水中翼船の大深度自動制御装置によれば、
上記〔作用〕の項で説明したように、波高検出手段とス
ペクトラム解析演算手段と出会波予測演算手段とフラッ
プ制御信号発生手段とを設けたことにより、水中翼船が
翼走するときに荒天下においても前部の翼深度が略一定
となるように実時間で自動制御することが可能となるこ
と、それにより耐候性能を向上し得ること、操縦者の負
担を解消し得ること、などの効果が得られる。
According to the deep automatic control device for a hydrofoil boat according to the present invention,
As explained in the above [Function] section, by providing the wave height detection means, the spectrum analysis calculation means, the encountering wave prediction calculation means, and the flap control signal generation means, the hydrofoil boat can avoid rough waves when winging. It is possible to automatically control the front wing depth in real time so that it remains approximately constant even under the weather, thereby improving weather resistance and relieving the burden on the operator. Effects can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施例は、通称ジェットフォイルと称する水中翼船に
本発明を適用した場合の一例である。
This embodiment is an example in which the present invention is applied to a hydrofoil boat commonly called a jet foil.

第1図・第2図に示すように、水中翼船JFの船体10
の船首部の下部中央には翼形断面のラダーを兼ねる前部
ストラット12がその上端部において鉛直軸回り及び左
右方向水平軸回りに回動可能に設けられ、前部ストラッ
ト12の下端部には前部質13が設けられ、前部質13
の後縁部には前部フラップ14が設けられている。翼走
時に前部ストラット12は図示のように鉛直に下方へ伸
張されまた艇走時には矢印11方向へ回動して前方へ水
平に起される。
As shown in Figures 1 and 2, the hull 10 of the hydrofoil JF
A front strut 12, which also serves as a rudder with an airfoil cross section, is provided at the center of the lower part of the bow of the ship, and its upper end is rotatable around a vertical axis and a horizontal axis in the left-right direction.The lower end of the front strut 12 is An anterior mass 13 is provided, the anterior mass 13
A front flap 14 is provided at the rear edge. During wing running, the front strut 12 is extended vertically downward as shown, and during boat running, it is rotated in the direction of arrow 11 and raised horizontally forward.

船体lOの船尾部の下部には、左右1対の翼形断面の後
部ストラット20・22がその上端部において左右方向
の水平枢支ピン21を介して回動可能に設けられ、左右
の後部ストラット20・22の中間位置には中間ストラ
ット23がその上端において左右方向の水平枢支ピンを
介して回動可能に設けられ、左舷後部ストラット20と
右舷後部ストラット22の上端部同士に亙って後部質2
4が設けられ、後部M24は中間ストラット23の下端
部にも固着されている。上記後部質24の後縁部には左
舷側2枚及び右舷側2枚計4枚の後部フラップ26〜2
9が設けられている。但し、通常の場合各舷の内側後部
フラップ26・2日と外側後部フラップ27・29とは
同期作動される。
A pair of left and right rear struts 20 and 22 each having an airfoil cross section are rotatably provided at the lower part of the stern part of the hull 1O at their upper ends via horizontal pivot pins 21 in the left and right direction. At an intermediate position between 20 and 22, an intermediate strut 23 is rotatably provided at its upper end via a horizontal pivot pin in the left and right direction, and extends between the upper ends of the port rear strut 20 and the starboard rear strut 22. Quality 2
4 is provided, and the rear M24 is also fixed to the lower end of the intermediate strut 23. At the rear edge of the rear flap 24, there are four rear flaps 26 to 2, two on the port side and two on the starboard side.
9 is provided. However, in normal cases, the inner rear flaps 26 and 2 and the outer rear flaps 27 and 29 of each side are operated synchronously.

上記中間ストラット23及びその上端近傍の船体底部と
に亙ってウォータジェット方式の推進装置(図示路)が
設けられている。但し、これに代えてプロペラ方式の推
進装置を設けることも可能である。翼走時に後部ストラ
ット20・22及び中間ストラット23は図示のように
鉛直に下方へ伸張されまた艇走時に矢印25方向へ回動
して後方へ水平に起される。
A water jet type propulsion device (path shown) is provided over the intermediate strut 23 and the bottom of the hull near its upper end. However, it is also possible to provide a propeller type propulsion device instead. When the boat is running, the rear struts 20 and 22 and the intermediate strut 23 are extended vertically downward as shown in the figure, and when the boat is running, they are rotated in the direction of arrow 25 and raised horizontally rearward.

第2図・第4図に示すように、前部フラップ14と左舷
内側後部フラップ26と左舷外側後部フラップ27と右
舷内側後部フラップ28と右舷外側後部フラップ29と
を夫々回動駆動する油圧式アクチュエータ30・32〜
34が設けられ、また前部ストラッl−12を鉛直軸回
りに回動駆動する油圧式アクチュエータ31が設けられ
、更に前部ストラット12を水平軸回りに前方へ回動駆
動する油圧式アクチュエータ及び後部ストラット20・
22・23を枢支軸21回りに回動駆動する油圧式アク
チュエータも設けられている。但し、上記油圧式アクチ
ュエータ30〜35などの代りに電気式アクチュエータ
を設けることも可能である。
As shown in FIGS. 2 and 4, hydraulic actuators rotate the front flap 14, the port inner rear flap 26, the port outer rear flap 27, the starboard inner rear flap 28, and the starboard outer rear flap 29, respectively. 30.32~
34, and a hydraulic actuator 31 for rotationally driving the front strut 12 about a vertical axis, and a hydraulic actuator 31 for rotating the front strut 12 forward about a horizontal axis, and a rear Strut 20・
A hydraulic actuator for rotationally driving the shafts 22 and 23 around the pivot shaft 21 is also provided. However, it is also possible to provide electric actuators in place of the hydraulic actuators 30 to 35 and the like.

次に、前部質13と後部質24の揚力で船体lOを水面
上に浮上させて航行する翼走時における船体運動につい
て第3図に基いて説明する。翼走時に船体10は水面か
ら浮上状態になるが、前部と後部の翼13・24及び前
部と後部のストラット12・20・22・23が波浪の
影響を受けるので、船体10は鉛直方向にヒービングし
またロール軸40の回りにローリングしまたピッチ軸4
1の回りにピッチングしまたヨー軸42の回りにヨーイ
ングする。翼走時において、前部ストラット12と後部
ストラット20・22・23はローリングを抑制するよ
うに作用するとともに、翼走の方向安定性を増大させる
。一方、前部翼13と前部フラップ14と後部824と
後部フラップ26〜29はピッチングを抑制するように
作用する。
Next, a description will be given of the hull motion during wing running, in which the hull 1O is floated above the water surface by the lifting force of the front mass 13 and the rear mass 24, with reference to FIG. During wing running, the hull 10 floats above the water surface, but the front and rear wings 13 and 24 and the front and rear struts 12, 20, 22, and 23 are affected by waves, so the hull 10 is suspended vertically. Heaving around the roll axis 40 and rolling around the pitch axis 4
1 and yawing about the yaw axis 42. During wing running, the front struts 12 and rear struts 20, 22, and 23 act to suppress rolling and increase the directional stability of wing running. On the other hand, the front wing 13, the front flap 14, the rear part 824, and the rear flaps 26 to 29 act to suppress pitching.

ここで、前部フラップ14を下方へ傾けると前部翼13
と前部フラップ14の揚力が増加して船首側が上方へ移
動しまたその反対に上方へ傾けると船首側が下方へ移動
する。このことは後部フラップ26〜29についても同
様であり、前部フラップ14と後部フラップ26〜29
とを同方向へ傾けることにより水面に対する船体10の
高度(つまり、翼深度)を変えることが出来る。但し、
実際には、前部フラップ14のみを介して船体10の水
面に対する高度を調節するようになっている。また、前
部フラップ14と後部フラップ26〜29を介してピッ
チ角(つまり、トリム)を制御することが出来、また前
部フラップ14と後部フラップ26〜29とをピッチン
グに同期して相互に逆方向へ傾けることによりピッチン
グを抑制することが出来、また左舷の後部フラップ26
・27と右舷の後部フラップ28・29とを相互に逆方
向へ傾けることによりロール角を付与した状態で前部ス
トラット12(ラダー)を鉛直軸回りに回動させること
によりロール方向へ円滑に旋回航行することが出来、ま
た左舷の後部フラップ26・27と右舷の後部フラップ
28・29とをローリングに同期して相互に逆方向へ傾
けることによりローリングを抑制することが出来る。
Here, when the front flap 14 is tilted downward, the front wing 13
When the front flap 14 is tilted upward, the lift force of the front flap 14 increases, causing the bow side to move upward, and conversely, when the front flap 14 is tilted upward, the bow side moves downward. This also applies to the rear flaps 26 to 29, and the front flap 14 and rear flaps 26 to 29
By tilting them in the same direction, the altitude of the hull 10 relative to the water surface (that is, the depth of the wing) can be changed. however,
In fact, the height of the hull 10 relative to the water surface is adjusted only via the front flap 14. In addition, the pitch angle (that is, trim) can be controlled via the front flap 14 and the rear flaps 26 to 29, and the front flap 14 and the rear flaps 26 to 29 can be reversed in synchronization with pitching. Pitching can be suppressed by tilting the rear flap 26 on the port side.
・Turn smoothly in the roll direction by rotating the front strut 12 (rudder) around the vertical axis while giving a roll angle by tilting the rear flap 27 and the starboard rear flaps 28 and 29 in opposite directions. Rolling can be suppressed by tilting the port side rear flaps 26 and 27 and the starboard side rear flaps 28 and 29 in opposite directions in synchronization with the rolling.

次に、船体10の姿勢制御(高度、翼深度、ピッチ角、
トリムなど)とピッチング及びローリングの抑制制御等
に必要な種々の検出信号を得る為の検出器等について説
明する。
Next, the attitude control of the hull 10 (altitude, wing depth, pitch angle,
Detectors and the like for obtaining various detection signals necessary for pitching, rolling, etc.) and pitching/rolling suppression control will be explained.

第2図に示すように、船首部には、水面までの距離を検
出する超音波式の1対の船首高度検出器50と、船首の
水平左右方向加速度を検出する船首横加速度計51と、
船首の上下方向加速度を検出する船首上下加速度計52
が設けられている。
As shown in FIG. 2, the bow section includes a pair of ultrasonic bow altitude detectors 50 that detect the distance to the water surface, and a bow lateral accelerometer 51 that detects the horizontal horizontal acceleration of the bow.
Bow vertical accelerometer 52 that detects vertical acceleration of the bow
is provided.

船尾部の左舷と右舷には上下方向の加速度を検出する左
舷上下加速度計53及び右舷上下加速度計54が夫々設
けられている。操舵室には、ピッチ角を検出するピッチ
ジャイロ55と、ロール角を検出するロールジャイロ5
6と、ヨー運動の速度を検出するヨーレートジャイロ5
7とが設けられている。前部ストラット12の下端近傍
部には船速を検出する船速計が設けられている。
A port vertical accelerometer 53 and a starboard vertical accelerometer 54 for detecting acceleration in the vertical direction are provided on the port and starboard sides of the stern, respectively. In the wheelhouse, there are a pitch gyro 55 that detects pitch angle and a roll gyro 5 that detects roll angle.
6, and a yaw rate gyro 5 that detects the speed of yaw movement.
7 is provided. A ship speed meter for detecting ship speed is provided near the lower end of the front strut 12.

操舵室には、上記種々の検出機器からの検出信号を受け
るコントロールユニットCUと、旋回を指令する舵輪6
0と、前部フラップ14を介して翼13・24の深度(
船体の水面に対する高度)を設定する深度設定レバー6
1と、推進装置を駆動するガスタービンエンジンのスロ
ットル弁を操作するスロットルレバー(図示路)と、そ
の他種々のスイッチ類・計器類が設けられている。
The wheelhouse includes a control unit CU that receives detection signals from the various detection devices described above, and a steering wheel 6 that commands turning.
0 and the depth of the wings 13 and 24 via the front flap 14 (
Depth setting lever 6 for setting the height of the hull relative to the water surface
1, a throttle lever (shown in the figure) for operating the throttle valve of the gas turbine engine that drives the propulsion device, and various other switches and instruments.

次に、上記水中翼船JFの制御系の概要について説明す
る。
Next, an overview of the control system of the hydrofoil JF will be explained.

第4図の制御系のブロック線図に示すように、船首高度
検出器50からの信号HDと深度設定レバー61からの
信号HCとが深度誤差増幅器64へ出力されて両信号の
差(HC−HD)を増幅した制御信号ΔHAが前部フラ
ップサーボアンプ80へ出力され、このサーボアンプ8
0から前部フラップアクチュエータ30へ駆動信号が出
力される。
As shown in the block diagram of the control system in FIG. 4, the signal HD from the bow altitude detector 50 and the signal HC from the depth setting lever 61 are output to the depth error amplifier 64, and the difference between both signals (HC- A control signal ΔHA which is amplified from the signal HD) is output to the front flap servo amplifier 80.
A drive signal is output from 0 to the front flap actuator 30.

舵輪60からの操舵信号WC(又は針路保持回路(図示
路)からの操舵信号)とロールジャイロ56からの信号
RDがロール微分増幅器66へ供給され、両信号の差(
WC−RD)の変化速度を増幅した制御信号ΔRAが左
舷フラップサーボアンプ82・83へ出力され、制御信
号ΔRAを反転器69で反転した信号が右舷フラップサ
ーボアンプ84・85−出力される。そして、左舷フラ
ップサーボアンプ82・83からはフラップアクチュエ
ータ32・33へ夫々駆動信号が供給される。従って、
旋回航行への移行時及び旋回航行中には操舵信号WCで
指令されるロール角となるように且つ旋回内側へ船体1
0がロールするように左舷後部フラップ26・27と右
舷後部フラップ28・29とが相互に逆方向へ駆動され
る。これと同時に、ロールジャイロ56からの信号RD
が増幅器74により制御信号RDAに増幅されて方向舵
サーボアンプ81へ供給され、このサーボアンプ81か
ら前部ストラット旋回用アクチュエータ31へ駆動信号
が出力される。従って、舵輪60からの操舵信号に従っ
て船体lOが旋回方向ヘロールし、そのロール角に従っ
て前部ストラット12が旋回方向へ旋回駆動されること
になる。それ故、船体lOが円滑に旋回するうえ、乗客
と乗組員には小さな慣性力しか作用しない。
The steering signal WC from the steering wheel 60 (or the steering signal from the course keeping circuit (as shown)) and the signal RD from the roll gyro 56 are supplied to the roll differential amplifier 66, and the difference between the two signals (
A control signal ΔRA obtained by amplifying the rate of change of WC-RD is output to the port flap servo amplifiers 82 and 83, and a signal obtained by inverting the control signal ΔRA by an inverter 69 is output from the starboard flap servo amplifiers 84 and 85. Drive signals are supplied from the port side flap servo amplifiers 82 and 83 to the flap actuators 32 and 33, respectively. Therefore,
When transitioning to turning navigation and during turning navigation, the hull 1 is rotated to the inside of the turn so that the roll angle is as commanded by the steering signal WC.
The port side rear flaps 26 and 27 and the starboard side rear flaps 28 and 29 are driven in mutually opposite directions so that the 0 rolls. At the same time, the signal RD from the roll gyro 56
is amplified into a control signal RDA by the amplifier 74 and supplied to the rudder servo amplifier 81, and the servo amplifier 81 outputs a drive signal to the front strut turning actuator 31. Therefore, the hull lO rolls in the turning direction in accordance with the steering signal from the steering wheel 60, and the front strut 12 is driven to turn in the turning direction in accordance with the roll angle. Therefore, the hull lO turns smoothly and only a small inertial force acts on the passengers and crew.

上記旋回時、ヨーレートジャイロ57からヨー軸42回
りの旋回速度に比例する信号YDが増幅器75により制
御信号YDAに増幅されて方向舵サーボアンプ81へ出
力され、この制御信号YDAにより前部ストラット12
の旋回速度が制御される。これと同様に、船首横加速度
計51からの信号LDが増幅器70により制御信号LD
Aに増幅されて方向舵サーボアンプ81へ供給され、旋
回時の船首部の横方向加速度を制限する為に用いられる
During the above turning, a signal YD from the yaw rate gyro 57 that is proportional to the turning speed around the yaw axis 42 is amplified by the amplifier 75 into a control signal YDA and output to the rudder servo amplifier 81.
The rotation speed of the is controlled. Similarly, the signal LD from the bow lateral accelerometer 51 is converted into the control signal LD by the amplifier 70.
A is amplified and supplied to the rudder servo amplifier 81, where it is used to limit the lateral acceleration of the bow section during turning.

次に、ピッチングやローリングを抑制する作用について
説明する。
Next, the effect of suppressing pitching and rolling will be explained.

船首上下加速針52からの信号VDが積分増幅器68へ
供給されるとともに、ロールジャイロ56で検出される
ロール角を2乗した信号RRDがロール2乗回路67か
ら積分増幅器6日へ供給され、両信号VD −RRDを
結合して積分増幅した制御信号VRAが前部フラップサ
ーボアンプ80へ供給される。即ち、船体10のピッチ
ングに応じて船首部の上下加速度が増大するが、ピッチ
ングを打ち消すような制御信号VRAがサーボアンプ8
0へ供給されて前部フラップ14が制御される。更に、
上記信号RRDを積分増幅器68へ供給することにより
、旋回時やローリング時のロール角により発生する上下
加速変分だけ信号VDに対して補正するようになってい
る。
The signal VD from the bow vertical acceleration needle 52 is supplied to the integrating amplifier 68, and the signal RRD obtained by squaring the roll angle detected by the roll gyro 56 is supplied from the roll square circuit 67 to the integrating amplifier 6. A control signal VRA obtained by combining and integrally amplifying the signals VD and RRD is supplied to the front flap servo amplifier 80. That is, although the vertical acceleration of the bow increases in accordance with the pitching of the hull 10, the servo amplifier 8 outputs a control signal VRA that cancels out the pitching.
0 to control the front flap 14. Furthermore,
By supplying the signal RRD to the integrating amplifier 68, the signal VD is corrected by the vertical acceleration variation caused by the roll angle during turning or rolling.

ピッチジャイロ55からの信号PDはピッチ微分増幅器
65へ供給され、ピッチ角の変化速度を増幅した制御信
号ΔPAは左舷及び右舷フラップサーボアンプ82〜8
5へ供給され、また制御信号ΔPAは反転器62で反転
されて前部フラップサーボアンプ80へ供給される。こ
れにより、ピッチングにより船首側が上方へ移動したと
きには前部フラップ14を上方へ傾けて船首部を下げ且
つ後部フラップ26〜29を下方へ傾けて船尾部を上げ
るような制御がなされ、ピッチングが抑制される。
The signal PD from the pitch gyro 55 is supplied to the pitch differential amplifier 65, and the control signal ΔPA, which amplifies the pitch angle change rate, is supplied to the port and starboard flap servo amplifiers 82 to 8.
5, and the control signal ΔPA is inverted by an inverter 62 and supplied to a front flap servo amplifier 80. As a result, when the bow side moves upward due to pitching, control is performed to tilt the front flap 14 upward to lower the bow and tilt the rear flaps 26 to 29 downward to raise the stern, thereby suppressing pitching. Ru.

船体10がローリングするときには、ロール角の変化速
度に相当する制御信号ΔRAを介して左舷後部フラップ
26・27と右舷後部フラップ28・29とが相互に逆
方向へ且つローリングを抑制する方向へ駆動されてロー
リングが抑制される。
When the hull 10 rolls, the port rear flaps 26 and 27 and the starboard rear flaps 28 and 29 are driven in mutually opposite directions and in a direction that suppresses rolling via a control signal ΔRA corresponding to the rate of change of the roll angle. rolling is suppressed.

一方、左舷上下加速度計53からの信号LVDは増幅器
71により制御信号LVAに増幅されて左舷フラップサ
ーボアンプ82・83へ供給され、また右舷上下加速度
計54からの信号RVDは増幅器73により制御信号R
VAに増幅されて右舷フラップサーボアンプ84・85
へ供給される。
On the other hand, the signal LVD from the port vertical accelerometer 53 is amplified by the amplifier 71 to the control signal LVA and supplied to the port flap servo amplifiers 82 and 83, and the signal RVD from the starboard vertical accelerometer 54 is amplified by the amplifier 73 to the control signal RVA.
Amplified by VA and starboard flap servo amplifier 84/85
supplied to

こうして、例えば左舷側へローリングしたときには左舷
後部フラップ26・27を下方へ傾は且つ右舷後部フラ
ップ28・29を上方へ傾けてローリングが抑制される
。尚、第4図のコントロールユニットCUは実際にはコ
ンピュータと複数のA/D変換器・増幅器類・複数のD
/A変換器などで構成されている。
In this way, for example, when rolling to the port side, the port rear flaps 26, 27 are tilted downward and the starboard rear flaps 28, 29 are tilted upward, thereby suppressing rolling. The control unit CU in Figure 4 actually includes a computer, multiple A/D converters, amplifiers, and multiple D
/A converter etc.

次に、第5図〜第8図を参照しながら、上記水中翼船の
制御系に組込まれる大深度自動制御装置FDCの構成及
び作・用について説明する。
Next, with reference to FIGS. 5 to 8, the configuration and operation of the deep automatic control device FDC incorporated into the control system of the hydrofoil boat will be explained.

この大深度自動制御装置FDCは、船首部が出会った過
去の波高データを解析してナーボ系の応答及び船体上下
運動応答の応答遅れ時間だけ近未来の出会波波高を予測
して前部フラップ14及び後部フラップ26〜29を翼
深度が一定となるように自動制御するものである。
This deep-depth automatic control device FDC analyzes past wave height data encountered by the bow, predicts the near future wave height of encountered waves by the response delay time of the navigation system response and hull vertical movement response, and adjusts the front flap. 14 and the rear flaps 26 to 29 are automatically controlled so that the blade depth is constant.

この大深度自動制御装置FDCは、船首高度検出器50
から船首部の所定部位から海面までの距離をリアルタイ
ムで検出する前記船首高度検出器50と、この検出器5
0から波高信号としての高度信号HDを受けるスペクト
ラム解析演算装置90と、このスペクトラム解析演算装
置90の出力を受けて近未来に前部ストラット12が出
会う出会波を予測演算する出会波予測演算装置91と、
この出会波予測演算装置91から出会波波高に関する信
号を受けて前部フラップサーボアンプ80及び左舷及び
右舷フラップサーボアンプ82〜85へ夫々フラップ制
御信号を出力するフラップ制御信号発生器92とを備え
ている。
This deep depth automatic control device FDC has a bow altitude detector 50
The bow altitude detector 50 detects the distance from a predetermined part of the bow section to the sea surface in real time, and this detector 5
A spectrum analysis calculation device 90 that receives an altitude signal HD as a wave height signal from 0, and an encounter wave prediction calculation that receives the output of this spectrum analysis calculation device 90 and predicts and calculates an encounter wave that the front strut 12 will encounter in the near future. A device 91;
A flap control signal generator 92 receives a signal regarding the wave height of the encountered wave from the encountered wave prediction calculation device 91 and outputs flap control signals to the front flap servo amplifier 80 and the port and starboard flap servo amplifiers 82 to 85, respectively. We are prepared.

上記船首高度検出器50は、超音波を下方の海面に向け
て発射しその反射波を検出することにより海面までの距
離を検出し、その高度信号HDを時々刻々出力する。上
記スペクトラム解析演算装置90は、高度信号HDをA
/D変換するA/D変換器及びマイクロコンピュータ等
からなる既存周知のスペクトラム解析演算装置90であ
って、最新の過去の所定時間tP(第7図参照)の間の
高度信号HDについてリアルタイムで高速フーリエ変換
処理にてスペクトラム解析することにより、その高度信
号HDに含まれる時系列の全ての波について周波数と振
幅と位相を演算する。このスペクトラム解析の過程で得
られるスペクトラム分布は第8図のように例示される。
The bow altitude detector 50 detects the distance to the sea surface by emitting ultrasonic waves toward the sea surface below and detecting the reflected waves, and outputs the altitude signal HD every moment. The spectrum analysis calculation device 90 converts the altitude signal HD into
An existing well-known spectrum analysis calculation device 90 consisting of an A/D converter that performs /D conversion, a microcomputer, etc., performs high-speed real-time analysis of the altitude signal HD during the latest past predetermined time tP (see Fig. 7). By performing spectrum analysis using Fourier transform processing, the frequency, amplitude, and phase of all waves in the time series included in the altitude signal HD are calculated. The spectrum distribution obtained in the process of spectrum analysis is illustrated as shown in FIG.

上記出会波予測演算装置91は、マイクロコンピュータ
とD/A変換器等からなり、スペクトラム解析演算装置
90から上記演算結果として得られた時系列の波の周波
数と振幅と位相のデータを受けて所定の高周波数ω、1
 (第8図参照)より低周波数の時系列波のデータを用
いてフーリエ逆変換により時間tをパラメータとして含
む波高関数H(t)を求める。但し、上記波高関数H(
t)は別途演算して求められる平均海面LOを零レベル
として求めるものとする(第7図参照)。この波高関数
H(t)は1>0の範囲で高度検出器50のセンシング
領域93に入ってくる未来波を与えるものであるが、上
記センシング領域93と前部ストラット12は至近距離
にあり水中翼船JFは45ノツトもの高速で航行するの
で、上記波高関数H(t)は1>0の範囲で前部ストラ
ット12に出会う未来の出会波を与えるものとすること
が出来る。一方、前部ストラット12が出会った波に後
部ストラッ1−20・22が出会うまでの所要時間をΔ
L(これは、前後部ストラット間距離/船速で得られ、
船速を一定すると一定値である)とすると、波高関数H
(t−Δt)は(を−Δt)〉0の範囲で後部ストラッ
ト20・22が出会う未来の出会波を与えるものである
The encountered wave prediction calculation device 91 is composed of a microcomputer, a D/A converter, etc., and receives time-series wave frequency, amplitude, and phase data obtained as the calculation results from the spectrum analysis calculation device 90. Predetermined high frequency ω,1
(See FIG. 8) A wave height function H(t) including time t as a parameter is determined by inverse Fourier transform using data of a time-series wave of a lower frequency. However, the above wave height function H(
t) shall be determined using the mean sea level LO, which is calculated separately, as the zero level (see Figure 7). This wave height function H(t) gives future waves entering the sensing region 93 of the altitude detector 50 in the range of 1>0, but the sensing region 93 and the front strut 12 are close to each other and underwater. Since the winged ship JF travels at a high speed of 45 knots, the wave height function H(t) can be set to give a future encountering wave that will encounter the front strut 12 in the range of 1>0. On the other hand, the time required for the rear struts 1-20 and 22 to meet the wave that the front strut 12 encountered is Δ
L (This is obtained by the distance between the front and rear struts/ship speed,
If the ship speed is constant, the wave height function H
(t-Δt) gives the future encounter waves at which the rear struts 20 and 22 meet in the range of (−Δt)>0.

ところで、前部フラップ駆動系(サーボアンプ80とア
クチュエータ30)の応答遅れ時間をtl、船体10の
上下運動応答の応答遅れ時間をt2、tr’= (tl
+t2)とすると、上記応答遅れ時間tFがあるので荒
天下の荒海などでは波高を検出して直ちにフラップ制御
信号を出力しても間に合わず、常に応答遅れ時間tFだ
け近未来の出会波に適合するフラップ制御信号を出力す
ることが必要である。
By the way, the response delay time of the front flap drive system (servo amplifier 80 and actuator 30) is tl, the response delay time of vertical movement response of the hull 10 is t2, tr'= (tl
+t2), there is the response delay time tF, so in rough seas under rough weather, even if the flap control signal is output immediately after detecting the wave height, it will not be in time, and the response delay time tF will always adapt to the encountering waves in the near future. It is necessary to output a flap control signal to

そこで、前記出会波予測演算装置91は、波高関数H(
t)を用いてt=tFにおける波高H6=H(tF)を
リアルタイムで演算するとともに、H(t−Δt)を用
いてt=tFにおける波高H、=H(tF−Δt)をリ
アルタイムで演算し、これらをD/A変換してフラップ
制御信号発生器92ヘリアルタイムで出力する。即ち、
波高H,は時間tFだけ近未来に前部ストラッ)12が
出会う出会波の波高であり、波高HAは時間tFだけ近
未来に後部ストラット20・22が出会う出会波の波高
である。
Therefore, the encountering wave prediction calculation device 91 uses the wave height function H(
t) to calculate the wave height H6=H(tF) at t=tF in real time, and use H(t-Δt) to calculate the wave height H at t=tF, =H(tF-Δt) in real time. These signals are then D/A converted and output to the flap control signal generator 92 in real time. That is,
The wave height H, is the wave height of the encountering wave where the front struts 12 meet in the near future by time tF, and the wave height HA is the wave height of the meeting wave where the rear struts 20 and 22 meet in the near future by time tF.

上記フラップ制御信号発生器92は、上記波高H1の信
号と波高HAの信号とをリアルタイムで受けて、波高H
,に基く前部フラップ制御信号HFAと波高HAに基く
後部フラップ制御信号f(AAとを発生し、前部フラッ
プ制御信号HFAを前部フラップサーボアンプ80ヘリ
アルタイムで出力し、また後部フラップ制御信号HAA
を後部フラップサーボアンプ82〜85ヘリアルタイム
で出力する。但し、上記前部フラップ制御信号HFAは
、波高Hrに比例し且つH,>Oのときには前部フラッ
プ14を下方へまたH、<0のときには前部フラップ1
4を上方へ夫々傾動させるような信号である。また、後
部フラップ制御信号HAは、波高HAに比例し且つHA
〉0のときには後部フラップ26〜29を下方へまたH
o〈0のときには後部フラップ26〜29を上方へ夫々
傾動させるような信号である。
The flap control signal generator 92 receives the signal with the wave height H1 and the signal with the wave height HA in real time, and
, generates a front flap control signal HFA based on the pulse height HA and a rear flap control signal f (AA) based on the wave height HA, outputs the front flap control signal HFA to the front flap servo amplifier 80 in real time, and outputs the rear flap control signal HFA to the front flap servo amplifier 80 in real time. HAA
is output to rear flap servo amplifiers 82 to 85 in real time. However, the front flap control signal HFA is proportional to the wave height Hr, and moves the front flap 14 downward when H,>O, and moves the front flap 14 downward when H,<0.
This is a signal that causes each of the signals 4 and 4 to tilt upward. Further, the rear flap control signal HA is proportional to the wave height HA and
〉When 0, move the rear flaps 26 to 29 downward and H
When o<0, the signal causes each of the rear flaps 26 to 29 to tilt upward.

従って、制御信号HFAにより前部フラップ14が傾動
駆動されて船体10が応答開始した時点で前部ストラッ
ト12がこの制御信号HFAに対応した波高の波に出会
い、また制御信号HAAにより後部フラップ26〜29
が傾動されて船体10が応答開始した時点で後部ストラ
ット20・22がこの制御信号HAAに対応した波高の
波に出会うことになるので、前部翼13の翼深度及び後
部翼24の翼深度が前記深度設定レバー61で設定され
た設定翼深度となるようにリアルタイムで自動制御され
ることになる。
Therefore, when the front flap 14 is tilted and driven by the control signal HFA and the hull 10 starts responding, the front strut 12 encounters a wave with a wave height corresponding to the control signal HFA, and the control signal HAA causes the rear flap 26 to 29
is tilted and the hull 10 starts responding, the rear struts 20 and 22 will encounter waves with a wave height corresponding to this control signal HAA, so the blade depth of the front wing 13 and the blade depth of the rear wing 24 will be The blade depth is automatically controlled in real time to the set blade depth set by the depth setting lever 61.

第1変形例として、大深度自動制御装置FDCを簡単化
するため、波高関数H(を−ΔL)を演算するのを省略
し、左舷及び右舷のフラップサーボアンプ82〜85ヘ
フラツプ制御信号を出力するのを省略してもよい。
As a first modification, in order to simplify the deep automatic control device FDC, calculation of the wave height function H (-ΔL) is omitted, and flap control signals are output to the port and starboard flap servo amplifiers 82 to 85. may be omitted.

第2変形例として、第9図〜第11図に示すように、船
首高度検出器50からの高度信号HDと船首上下加速度
52からの信号VDとピッチジャイロ55からの信号P
Dとロールジャイロ56からの信号RDとを受ける高度
信号補正装置94が設けられ、高度信号補正装置94か
ら前記スペクトラム解析演算装置90へ補正された高度
信号HDmが出力される。
As a second modification, as shown in FIGS. 9 to 11, the altitude signal HD from the bow altitude detector 50, the signal VD from the bow vertical acceleration 52, and the signal P from the pitch gyro 55
An altitude signal correction device 94 is provided which receives the signal RD from the roll gyro 56 and the altitude signal correction device 94, and outputs a corrected altitude signal HDm from the altitude signal correction device 94 to the spectrum analysis calculation device 90.

上記高度信号補正装置94は、信号HD・VD・PD 
−RDをA/D変換するA/D変換器とマイクロコンピ
ュータなどからなる。第10図のように、高度信号補正
装置94は、船体10のピッチ角θ、のとき補正高度信
号HDm−高度信号HDXCO5θ、とし、船体のロー
ル角θ、のとき補正高度信号HDm=高度信号HDXC
OSθ、として高度信号を補正する。更に、高度信号補
正装置94は出港して犬走へ移行後に船首上下加速度に
起因する船首部の上下移動量の累積値ΔHDをリアルタ
イムで演算し、これを高度信号HDに加算(ΔHD<O
のとき減算)することにより上下加速度に起因する補正
を施す。尚、この場合、高度信号補正装置94からスペ
クトラム解析演算装置90ヘデイジタルの信号が出力さ
れるので、スペクトラム解析演算装置90のA/D変換
器は省略される。
The altitude signal correction device 94 is configured to control the signal HD/VD/PD.
- It consists of an A/D converter for A/D converting the RD, a microcomputer, etc. As shown in FIG. 10, when the pitch angle θ of the hull 10, the altitude signal correction device 94 sets the corrected altitude signal HDm−altitude signal HDXCO5θ, and when the roll angle θ of the hull 10, the altitude signal correction device 94 sets the corrected altitude signal HDm=altitude signal HDXC.
The altitude signal is corrected as OSθ. Furthermore, the altitude signal correction device 94 calculates in real time the cumulative value ΔHD of the amount of vertical movement of the bow caused by the vertical acceleration of the bow after leaving port and moving to Inuzashi, and adds this to the altitude signal HD (ΔHD<O
(subtraction) to perform corrections due to vertical acceleration. In this case, since a digital signal is output from the altitude signal correction device 94 to the spectrum analysis calculation device 90, the A/D converter of the spectrum analysis calculation device 90 is omitted.

尚、上記スペクトラム解析演算装置9oと出会波予測演
算装置91とフラップ制御信号発生器92はこれら単独
で或いはその他の機器とともにコンピュータを主体にし
て構成することが出来、高度信号補正装置94について
も同様である。
The spectrum analysis calculation device 9o, the encounter wave prediction calculation device 91, and the flap control signal generator 92 can be configured using a computer as a main component, either alone or together with other devices, and the altitude signal correction device 94 can also be configured by The same is true.

上記のように、ピッチ角θ、やロール角θえや上下加速
度を用いて高度信号HDを補正することにより、精度の
高い波高データが得られ、大深度自動制御の精度を高め
ることが出来る。
As described above, by correcting the altitude signal HD using the pitch angle θ, roll angle θ, and vertical acceleration, highly accurate wave height data can be obtained, and the accuracy of deep automatic control can be improved.

以上説明したように、この大深度自動制御装置FDCに
よれば、最新の過去所定時間の間の波高検出値から近未
来の出会波を予測して、その出会波に先立ってそれに対
応したフラップ制御信号を出力し、前部フラップ14と
後部フラップ26〜29とを制御することにより、応答
遅れの影否なく翼深度を最適かつ精度よく自動制御する
ことが出来る。
As explained above, according to this deep-depth automatic control device FDC, encountering waves in the near future are predicted from the wave height detection values during the latest past predetermined time, and the system takes measures to deal with the encountering waves in advance of the encountering waves. By outputting the flap control signal and controlling the front flap 14 and the rear flaps 26 to 29, the blade depth can be automatically controlled optimally and precisely without any influence of response delay.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は水中翼船
の右側面図、第2図は水中翼船の検出機器等の配置を示
す概略斜視図、第3図は水中翼船の運動の軸を説明する
概略斜視図、第4図は制御系の要部ブロック図、第5図
は翼深度自動制j111装置のブロック図、第6図は水
中翼船の翼走状態の説明図、第7図は検出波高と予測波
高のタイムチャートである、第8図は最新の過去所定時
間の間に検出された波のスペクトラム分布図、第9図は
第2変形例に係る大深度自動制御装置の要部ブロック図
、第10図はピッチ角による波高補正の説明図、第11
図はロール角による波高補正の説明図である。 JF・・水中翼船、  13・・前部翼、14・・前部
フラップ、 24・・後部翼、26〜29・・後部フラ
ップ、  30・32〜35・・フラップサーボアンプ
、  50・・船首高度検出器、  90・・スペクト
ラム解析演算装置、91・・出会波予測演算装置、 9
2・・フランプ制御信号発生器。 特 許 出 願 人 川崎重工業株式会社
The drawings show an embodiment of the present invention, and Fig. 1 is a right side view of a hydrofoil, Fig. 2 is a schematic perspective view showing the arrangement of detection equipment, etc. of the hydrofoil, and Fig. 3 is a hydrofoil. Fig. 4 is a block diagram of the main parts of the control system, Fig. 5 is a block diagram of the automatic blade depth control J111 device, and Fig. 6 is an explanation of the wing running state of the hydrofoil boat. Figure 7 is a time chart of detected wave height and predicted wave height, Figure 8 is a spectrum distribution diagram of waves detected during the latest past predetermined time, and Figure 9 is a deep depth diagram according to the second modification. A block diagram of the main parts of the automatic control device, Fig. 10 is an explanatory diagram of wave height correction by pitch angle, Fig. 11
The figure is an explanatory diagram of wave height correction based on roll angle. JF... Hydrofoil boat, 13... Front wing, 14... Front flap, 24... Rear wing, 26-29... Rear flap, 30, 32-35... Flap servo amplifier, 50... Bow. Altitude detector, 90... Spectrum analysis calculation device, 91... Encountering wave prediction calculation device, 9
2. Flap control signal generator. Patent applicant Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)船首部及び船尾部に夫々設けた前部翼及び後部翼
と、前部翼に設けられた前部フラップ及び後部翼に設け
られた後部フラップと、前部フラップを駆動する前部フ
ラップ駆動手段及び後部フラップを駆動する後部フラッ
プ駆動手段とを備えた水中翼船において、 船首部の所定部位から波面までの距離を検出する波高検
出手段と、 上記波高検出手段からの波高信号を受け、最新の過去の
所定時間の間の時系列の波高信号について実時間でスペ
クトラム解析して各波の周波数と振幅と位相とを演算し
出力するスペクトラム解析演算手段と、 上記スペクトラム解析演算手段からの出力を実時間で受
けて所定高周波数よりも低周波数の時系列の波の周波数
と振幅と位相とを用いて現在から設定時間後の近未来に
前部ストラットが出会う出会波の波高を予測演算する出
会波予測演算手段と、上記出会波予測演算手段から出会
波波高に関する信号を実時間で受けて前部翼の翼深度の
変動を抑制するように出会波波高に比例したフラップ制
御信号を発生し前部フラップ駆動手段へ出力するフラッ
プ制御信号発生手段とを備えたことを特徴とする水中翼
船の翼深度自動制御装置。
(1) A front wing and a rear wing provided at the bow and stern, respectively, a front flap provided on the front wing, a rear flap provided on the rear wing, and a front flap that drives the front flap. In a hydrofoil boat equipped with a drive means and a rear flap drive means for driving a rear flap, a wave height detection means for detecting a distance from a predetermined part of the bow section to a wave surface, and receiving a wave height signal from the wave height detection means, spectrum analysis calculation means for performing spectrum analysis in real time on a time-series wave height signal during a predetermined time period in the latest past and calculating and outputting the frequency, amplitude, and phase of each wave; and an output from the spectrum analysis calculation means. is received in real time and uses the frequency, amplitude, and phase of a time series of waves with a frequency lower than a predetermined high frequency to predict and calculate the wave height of the encountering wave that the front strut will encounter in the near future after a set time from the present. and a flap proportional to the height of the encountering wave so as to suppress fluctuations in the blade depth of the front wing by receiving a signal regarding the height of the encountering wave from the encountering wave prediction calculation means in real time. An automatic blade depth control device for a hydrofoil boat, comprising: flap control signal generation means for generating a control signal and outputting it to a front flap drive means.
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