JPH0350089A - 水中翼船の翼深度自動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

〔従来技術〕

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。

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。

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。

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。

〔発明が解決しようとする課題〕

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。

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。

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。

〔課題を解決するための手段〕

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。

〔作用〕

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。

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。

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。

〔発明の効果〕

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。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、上記水中翼船ＪＦの制御系の概要について説明す
る。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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。