JPH0354091A - Center of gravity position optimizing device for hydrofoil craft - Google Patents
Center of gravity position optimizing device for hydrofoil craftInfo
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- JPH0354091A JPH0354091A JP18953589A JP18953589A JPH0354091A JP H0354091 A JPH0354091 A JP H0354091A JP 18953589 A JP18953589 A JP 18953589A JP 18953589 A JP18953589 A JP 18953589A JP H0354091 A JPH0354091 A JP H0354091A
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Abstract
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重心位M最適化装置に関し、特に推
進抵抗が最小となるように重心前後方向位置を最適化す
るものに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to an apparatus for optimizing the center of gravity M of a hydrofoil, and particularly to an apparatus for optimizing the longitudinal position of the center of gravity so that propulsion resistance is minimized.
(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
装置がまた後部翼には後部フラップ装置が夫々設けられ
、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装置と後部フラップ装置とラダー(
前部ストラット〉を制御するようになっている。(Prior Art) Recently, a high-speed hydrofoil boat as described in Japanese Patent Publication No. 53-37636 has been put into practical use, but this hydrofoil boat has rotating struts at the bow and stern, respectively. The front wing is provided with a front wing and the rear wing, the front wing is provided with a front flap device, the rear wing is provided with a rear flap device, and the stern is provided with a water jet type propulsion device. The front flap device, the rear flap device, and the rudder (
It is designed to control the front struts.
上記水中翼船の重心位置前後方向位置(以下重心位置と
いう)は、乗客の人数や載荷の重量及び積付状態・によ
り各航海毎に大きく変動するうえ、45ノットもの高速
で航行する関係上燃料消費量が多いことから各航海にお
いても重心位置はかなり変動する。The longitudinal position of the center of gravity (hereinafter referred to as the center of gravity) of the above-mentioned hydrofoil varies greatly for each voyage depending on the number of passengers, the weight of the cargo, and the loading condition. Due to the large amount of fuel consumed, the center of gravity varies considerably during each voyage.
ところで、上記制御装置は、重心位置に応じてピッチ角
が変動するのを抑制し、ピッチ角を常に略設定値(例え
ば、1〜2゜)に保持するように後部フラップのフラッ
プ角を制御するようになっている。前部フラップ角及び
後部フラップ角により推進抵抗は大きく変動することか
ら、水中翼船の推進抵抗は重心位置に大きく依存してい
る。By the way, the above-mentioned control device controls the flap angle of the rear flap so as to suppress fluctuation of the pitch angle depending on the position of the center of gravity and always maintain the pitch angle at approximately a set value (for example, 1 to 2 degrees). It looks like this. Since the propulsion resistance varies greatly depending on the front flap angle and the rear flap angle, the propulsion resistance of a hydrofoil is largely dependent on the position of the center of gravity.
従って、推進抵抗が最小となる最適重心位置は、船速や
載荷重量・積付状態や海象条件によって決ってくる。Therefore, the optimal position of the center of gravity where the propulsion resistance is minimized is determined by the ship's speed, payload, loading condition, and sea conditions.
従来の水中翼船では、重心位置を推進抵抗が最小となる
ような最適重心位置に調整する手段は全く備えておらず
、上述のように専らピッチ角が略設定値となるように後
部フラップ角を制御しまた翼深度が一定となるように前
部フラップ角を制御するように構成されていたので、前
部フラップと後部フラップとでかなりの抵抗増加が発生
し、船速の低下及び推進用エンジンの燃費の悪化が避け
られなかった。Conventional hydrofoil boats do not have any means to adjust the center of gravity to the optimum position where propulsion resistance is minimized, and as mentioned above, they only adjust the rear flap angle so that the pitch angle is approximately at the set value. In addition, since the front flap angle was controlled so that the blade depth was constant, a considerable increase in resistance occurred between the front flap and the rear flap, resulting in a reduction in ship speed and a reduction in propulsion. Deterioration in engine fuel efficiency was unavoidable.
ここで、前記水中翼船には、前部フラップの前部フラ・
νプ角を検出する前部フラップ角検出器及び後部フラッ
プの後部フラップ角を検出する後部フラップ角検出器と
が設けられているので、検出された前部フラップ角と後
部フラップ角とを参考にして操縦者が重心位置を推定し
、パラストウォータポンプを介してパラストウォータを
移動させることにより、水中翼船の重心位置を調整する
ことも不可能ではないが、燃料の消費に応じて重心位置
が刻々変動するのでこのように手動操作で重心位置を調
整することは大変困難でかつ煩しく殆んど実施不可能で
ある。Here, the hydrofoil includes a front flap of a front flap.
Since a front flap angle detector that detects the ν flap angle and a rear flap angle detector that detects the rear flap angle of the rear flap are provided, the detected front flap angle and rear flap angle are used as a reference. It is not impossible for the pilot to estimate the center of gravity position and adjust the center of gravity position of the hydrofoil by moving palast water via the palast water pump, but the center of gravity position may change depending on fuel consumption. Since the position of the center of gravity varies from moment to moment, it is very difficult and cumbersome to adjust the position of the center of gravity manually in this way, and it is almost impossible to carry out.
本発明の目的は、推進抵抗が最小となるように重心位置
を最適化し得るような水中翼船の重心位置最適化装置を
提供することである。An object of the present invention is to provide a center-of-gravity position optimization device for a hydrofoil that can optimize the center-of-gravity position so that propulsion resistance is minimized.
本発明に係る水中翼船の重心位置最適化装置は、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
、ピッチ角を検出するピッチ角検出手段と、ピッチ角検
出手段からの検出ピッチ角に基いてピッチ角が略設定値
となるように少なくとも後部フラップ駆動手段を制御す
るピッチ角制御手段とを備えた水中翼船において、船速
と前部フラップ角と後部フラップ角とをパラメータとし
て、水中翼船の重心前後方向位置と前後部の翼の合計揚
力と推進抵抗との特性データを予め入力格納した特性デ
ータ記憶手段と、船速を検出する船速検出手段と、前部
フラップ角を検出する前部フラップ角検出手段及び後部
フラップ角を検出する後部フラップ角検出手段と、上記
3つの検出手段で夫々検出された検出船速と検出前部フ
ラップ角と検出後部フラップ角とに対応する特性データ
を特性データ記憶手段から受けて重心前後方向位置及び
推進抵抗が最小となる最適重心前後方向位置を演算し、
上記重心前後方向位置から最適重心前後方向位置への重
心移動量と移動方向とを演算する重心位置演算手段と、
上記重心位置演算手段からの重心移動量と移動方向とに
基いて重心前後方向位置が最適重心前後方向位置となる
ように調整する重心位置調整手段とを備えたものである
。The apparatus for optimizing the center of gravity position of a hydrofoil boat according to the present invention includes a front wing and a rear wing provided at the bow and the stern, respectively, a front flap provided at the front wing, and a rear wing provided at the rear wing. a flap, a front flap drive means for driving the front flap, a rear flap drive means for driving the rear flap, a pitch angle detection means for detecting a pitch angle, and a pitch angle detection means based on the detected pitch angle from the pitch angle detection means. In a hydrofoil ship equipped with a pitch angle control means for controlling at least the rear flap drive means so that the angle becomes approximately a set value, the pitch angle control means for controlling at least the rear flap drive means is used. a characteristic data storage means in which characteristic data of the longitudinal position of the center of gravity, the total lift of the front and rear wings, and propulsion resistance are input and stored in advance; a ship speed detecting means for detecting the ship speed; and a front section for detecting the front flap angle. The flap angle detection means, the rear flap angle detection means for detecting the rear flap angle, and the characteristic data corresponding to the detected ship speed, the detected front flap angle, and the detected rear flap angle respectively detected by the above three detection means are characterized. Based on the data storage means, calculate the longitudinal position of the center of gravity and the optimum longitudinal position of the center of gravity where the propulsion resistance is minimized;
A center of gravity position calculation means for calculating the amount and direction of movement of the center of gravity from the longitudinal position of the center of gravity to the optimum longitudinal position of the center of gravity;
The center of gravity position adjusting means adjusts the position of the center of gravity in the longitudinal direction based on the amount of movement of the center of gravity and the direction of movement from the center of gravity position calculation means so that it becomes the optimal longitudinal position of the center of gravity.
本発明に係る水中翼船の重心位置最適化装置においては
、特性データ記憶手段には、船速と前部フラップ角と後
部フラップ角とをパラメータとして、水中翼船の重心前
後方向位置と前後部の翼の合計揚力と推進抵抗との特性
データが予め入力格納されている。重心位置演算手段は
、船速検出手段からの検出船速と前部フラップ角検出手
段からの検出前部フラップ角と後部フラップ角検出手段
からの検出後部フラップ角とに対応する特性データを特
性データ記憶手段から受けて重心前後方向位置及び推進
抵抗が最小となる最適重心前後方向位置を演算し、上記
重心前後方向位置から最適重心前後方向位置への重心移
動量と移動方向とを演算する。重心位置調整手段は、例
えばパラストウォータや燃料油を移動させる手段からな
り、重心位置演算手段で演算された重心移動量と移動方
向とに基いて重心前後方向位置が最適重心前後方向位置
となるように調整する.
このように、重心前後方向位置が調整さると、ピッチ角
制御手段によってピッチ角が略設定値となるように前部
フラップ及び後部フラップが制御され、その結果推進抵
抗が最小になる。In the apparatus for optimizing the center of gravity position of a hydrofoil boat according to the present invention, the characteristic data storage means stores the longitudinal position of the center of gravity of the hydrofoil boat, the longitudinal position of the hydrofoil boat, the front and rear flap angles, and the ship speed, the front flap angle, and the rear flap angle. Characteristic data of the total lift and propulsion resistance of the wings are input and stored in advance. The center of gravity position calculation means converts characteristic data corresponding to the detected ship speed from the ship speed detection means, the detected front flap angle from the front flap angle detection means, and the detected rear flap angle from the rear flap angle detection means into characteristic data. The center of gravity longitudinal position and the optimal longitudinal position of the center of gravity where the propulsion resistance is minimized are calculated from the storage means, and the amount and direction of movement of the center of gravity from the longitudinal center of gravity position to the optimum longitudinal position of the center of gravity are calculated. The center of gravity position adjusting means includes means for moving palast water or fuel oil, for example, and adjusts the center of gravity longitudinally to the optimum center of gravity longitudinally based on the amount and movement direction of the center of gravity calculated by the center of gravity position calculating means. Adjust to In this way, when the longitudinal position of the center of gravity is adjusted, the pitch angle control means controls the front flap and the rear flap so that the pitch angle becomes substantially the set value, and as a result, the propulsion resistance is minimized.
本発明に係る水中翼船の重心位置最適化装置によれば、
以上説明したように、特性データ記憶手段と重心位置演
算手段と重心位置調整手段などを設けたことにより、重
心前後方向位置を推進抵抗が最小となる最適重心前後方
向位置に調整し、ピッチ角制御手段による前部フラップ
及び後部フラップの制御を介して推進抵抗を最小にする
ことが出来、これにより船速の改善及び燃費の改善を実
現出来る。According to the hydrofoil center of gravity position optimization device according to the present invention,
As explained above, by providing the characteristic data storage means, the center of gravity position calculation means, the center of gravity position adjustment means, etc., the center of gravity can be adjusted to the optimal longitudinal position where the propulsion resistance is minimized, and the pitch angle can be controlled. Through the control of the front and rear flaps by the means, propulsion resistance can be minimized, thereby improving ship speed and fuel efficiency.
加えて、上記重心前後方向位置の調整をリアルタイム又
は所定時間毎に自動的に行なうことが出来るので、常に
推進抵抗が最小となる状態で運航することが出来る。In addition, since the longitudinal position of the center of gravity can be adjusted automatically in real time or at predetermined time intervals, the vessel can always operate in a state where propulsion resistance is minimized.
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l図・第2図に示すように、水中翼船JFの船体IO
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l2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
}!2の下端部には前部翼13が設けられ、前部翼l3
の後縁部には前部フラップl4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l1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
の水平枢支ビン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の下端部同士に亙って後部翼2
4が設けられ、後部翼24は中間ストラット23の下端
部にも固着されている。上記後部翼24の後緑部には左
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・28と外側後部フラップ27・29とは
同期作動される。As shown in Figures 1 and 2, the hull IO of the hydrofoil JF
At the center of the lower part of the bow of the ship, a front strut l2 which also serves as a rudder with an airfoil cross section is provided at its upper end so as to be rotatable around a vertical axis and a horizontal axis in the left and right directions. A front wing 13 is provided at the lower end of the front wing l3.
A front flap l4 is provided at the rear edge of the vehicle. When the boat is running, the front strut 12 is extended vertically downward as shown in the figure, and when the boat is running, it is rotated in the direction of arrow l1 and raised horizontally forward. 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 through 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-right direction, and extends between the lower ends of the port rear strut 20 and starboard rear strut 22. wings 2
4, and the rear wing 24 is also fixed to the lower end of the intermediate strut 23. The rear green part of the rear wing 24 has four rear flaps 26 to 2, two on the port side and two on the starboard side.
9 is provided. However, normally, the inner rear flaps 26 and 28 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(図示略)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 (not 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l4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、また前部ストラット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l2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・2
2・23を枢支軸21回りに回動駆動する油圧式アクチ
ュエー夕も設けられている。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 l4, 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 around a vertical axis,
Furthermore, a hydraulic actuator and rear strut 20.2 drive the front strut 12 to rotate forward about the horizontal axis.
A hydraulic actuator for rotationally driving the shafts 2 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、前部翼13と後部翼24の揚力で船体10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lO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41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と後部翼
24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, referring to FIG. 3, a description will be given of the movement of the hull during wing running, in which the hull 10 is floated above the water surface by the lifting force of the front wings 13 and the rear wings 24. During wing running, the hull 10 rises 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 in the vertical direction. It heaves, rolls around the roll axis 40, pitches around the pitch axis 41, and yawing around the yaw axis 42. During wing flight, the front strut 12
The 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 wing 24, 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l3
と前部フラップl4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l4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lO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l4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
リムなと)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l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5l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。Here, when the front flap 14 is tilted downward, the front wing l3
When the front flap 14 is tilted upward, the lift force of the front flap l4 increases and the bow side moves upward, and on the other hand, when the front flap l4 is tilted upward, the bow side moves downward. The same applies to the rear flaps 26 to 29, and the front flap l4 and the rear flaps 26 to 29
By tilting the two in the same direction, the altitude of the hull lO relative to the water surface (that is, the wing depth) 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 l4 and the rear flaps 26 to 29 can be set in opposite directions 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 rear flaps 26 and 27 and the starboard rear flaps 28 and 29 in opposite directions in synchronization with the rolling. Next, a description will be given of detectors and the like for obtaining various detection signals necessary for attitude control of the hull 10 (altitude, wing depth, pitch angle, trim, etc.) and pitching and rolling suppression control. As shown in FIG. 2, the bow section includes a pair of ultrasonic bow altitude detectors 50 for detecting the distance to the water surface, and a bow lateral accelerometer 5l for detecting horizontal left-right 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58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 58 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1゜4を介して翼l3・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
6l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(図示略)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, a depth setting lever 6l that sets the depth of the blades l3 and 24 (height of the hull relative to the water surface) via the front flap 1°4, and a throttle lever that operates the throttle valve of the gas turbine engine that drives the propulsion device. (not shown) and
Various other switches and instruments are also provided.
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i?s50からの信号HDと深度設定レバー6l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80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。Next, an overview of the control system of the hydrofoil JF will be explained. As shown in the block diagram of the control system in Figure 4, the bow altitude detection i? The signal HD from s50 and the signal HC from the depth setting lever 6l are output to the depth error amplifier 64, and a control signal ΔHA obtained by amplifying the difference between the two signals (HC-HD) is output to the front flap servo amplifier 80. A drive signal is output from this servo amplifier 80 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
略)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ブ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
ーポアンプ84・85へ出力される。そして、左舷フラ
ップサーポアンブ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l
O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8lへ供給され、このサーボアンプ8l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が旋回方向へロールし、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10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 (not 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 to 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 ship's body l is rotated to the inside of the turn so that the roll angle is as commanded by the steering signal WC.
The port rear flaps 26 and 27 and the starboard rear flaps 28 and 29 are driven in opposite directions so that the O 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 8l, and a drive signal is output from the servo amplifier 8l 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 10 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ブ8l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。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 8l, which is used to limit the lateral acceleration of the bow when turning. Next, the effect of suppressing pitching and rolling will be explained.
船首上下加速計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68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8oへ供給される。即ち、船体lO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
80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
下加速度分だけ信号VDに対して補正するようになって
いる。The signal VD from the bow vertical accelerometer 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 68. VD-RRD
A control signal VRA obtained by integrating and amplifying the signals is supplied to the front flap servo amplifier 8o. That is, although the vertical acceleration of the bow increases in accordance with the pitching of the hull lO, a control signal VRA that cancels out the pitching is supplied to the servo amplifier 80 to control the front flap 14. Further, by supplying the signal RRD to the integrating amplifier 68, the signal VD is corrected by the amount of vertical acceleration 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ブ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l4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 l4 upward to lower the bow and tilt the rear flaps 26 to 29 downward to raise the stern, thereby suppressing pitching. Ru.
更に、ピッチ微分増幅器65内には、翼走モードのとき
に、ピッチジャイロ55からの信号PDで与えられる検
出ピッチ角に基いて船体1oのピッチ角が略設定値(1
’〜2゜)となるように、後部フラップ26〜29を制
御するピッチバイアス角制御回路が含まれている。この
ピッチバイアス角制御回路は、図示外の系統にて指令さ
れる翼走モードのとき、その制御回路内に固定的に設定
された設定ピッチ角(例えば、l’)と検出ピッチ角と
の偏差及び高度信号HDの変動分を積分制御することに
よりピッチ角を設定ピッチ角に近づけるようなピッチバ
イアス角信号を図示外の系統にてフラップサーボアンブ
82〜85へ出力するようになっている。Furthermore, in the pitch differential amplifier 65, the pitch angle of the hull 1o is approximately set to a set value (1
A pitch bias angle control circuit is included for controlling the rear flaps 26-29 so that the pitch angle is 2 degrees. This pitch bias angle control circuit detects a difference between a set pitch angle (for example, l') fixedly set in the control circuit and a detected pitch angle when the wing running mode is commanded by a system not shown. A pitch bias angle signal that brings the pitch angle closer to the set pitch angle is output to the flap servo amplifiers 82 to 85 through a system not shown by integrally controlling the variation of the altitude signal HD.
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7l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RVAに増幅されて右舷フラップサ
ーボアンブ84・85へ供給される。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. On the other hand, the signal LVD from the port vertical accelerometer 53 is amplified by the amplifier 7l into 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 LVA. The signal is amplified and supplied to the starboard flap servo amplifiers 84 and 85.
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を下方へ傾け且つ右舷後部フラ
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A
/D変換器類とコンピュータと増幅器類などで構戒され
ている。In this way, for example, when rolling to the port side, the rolling is suppressed by tilting the port rear flaps 26 and 27 downward and the starboard rear flaps 28 and 29 upward. Furthermore, the control unit CU in Fig. 4 is actually A.
/D converters, computers, amplifiers, etc. are under scrutiny.
次に、上記制御系に組込まれる重心位置最適化装置GP
Dの構成及び作用について第5図・第6図に基いて説明
する。尚、以下の説明において重心位置とは重心前後方
向位置を意味し、最適重心位置とは最適な重心前後方向
位置を意味するものである。Next, the center of gravity position optimization device GP incorporated in the control system
The structure and operation of D will be explained based on FIGS. 5 and 6. In the following description, the term "center of gravity position" means the position of the center of gravity in the front-rear direction, and the term "optimal center of gravity position" means the optimal position of the center of gravity in the front-rear direction.
上記重心位置最適化装置GPDは、前記船速計58と、
前記ピッチジャイロ55と、前部フラップ角検出器90
と、後部フラップ角検出器91と、特性データ記憶装置
92と、重心位置最適化演算装置93と、ポンプ制御信
号発生器94と、パラストウォータ移送用のポンプユニ
ット96を制御するポンプ制御装置95と、弁類を含む
ボンブユニット96と前部パラストウォータタンク97
と後部パラストウォータタンク98と配管系99とを含
むパラストウォータ系統100と、表示装置101とを
備えている.
上記船速計58は、電磁ログからなり水中翼船JFの対
水船速を検出して船迷信号SDを出力するものであり、
上記ピッチジャイロ55は既述の如く船体10のピッチ
角を検出してピッチ角信号PDを出力するものである。The center of gravity position optimization device GPD includes the ship speedometer 58,
The pitch gyro 55 and the front flap angle detector 90
, a rear flap angle detector 91, a characteristic data storage device 92, a center of gravity position optimization calculation device 93, a pump control signal generator 94, and a pump control device 95 that controls a pump unit 96 for transferring palast water. , bomb unit 96 including valves and front palast water tank 97
A palast water system 100 including a rear palast water tank 98 and a piping system 99, and a display device 101 are provided. The ship speed meter 58 is made of an electromagnetic log and detects the speed of the hydrofoil JF relative to water and outputs a ship stray signal SD.
As described above, the pitch gyro 55 detects the pitch angle of the hull 10 and outputs a pitch angle signal PD.
上記前部フラップ角検出器90は、前部フランブ14を
駆動する油圧アクチュエータ30の出力ロンドの作動ス
トローク(これは、前部フラップl4の傾動角に比例す
る)を検出するリニアボテンシッメー夕からなり、前部
フラップ14の傾動角を表わす前部フラップ角信号FD
を出力する。The front flap angle detector 90 is connected to a linear potentiometer that detects the operating stroke of the output cylinder of the hydraulic actuator 30 that drives the front flange 14 (which is proportional to the tilt angle of the front flap l4). and a front flap angle signal FD representing the tilting angle of the front flap 14.
Output.
上記後部フラップ角検出器9lは、左舷後部フラップ2
6・27及び右舷後部フラップ28・29を夫々駆動す
る4組の油圧アクチュエータ32〜35の各出力ロンド
の作動ストローク(これは、後部フラップ26〜29の
傾動角に比例する)を検出する4組のリニアボテンショ
メー夕などからなり、4枚の後部フラップ14の平均傾
動角を表わす後部フラップ角信号ADを出力する.上記
特性データ記憶装置92は、マイクロコンピュータから
なり、そのROMには、第6図に示すような船速Sとピ
ッチ角θ,と前部フラップ角α,と後部フラップα.と
をパラメータとする前部翼13・前部フラップl4・後
部翼24・後部フラップ26〜29の合計揚力と翼走時
の推進抵抗と重心位置と最小推進抵抗線の特性データが
マップやテーブルにて予め入力格納されている。The rear flap angle detector 9l is the port rear flap angle detector 9l.
4 sets of hydraulic actuators 32 to 35 that drive the rear flaps 28 and 27 and the starboard rear flaps 28 and 29, respectively. It consists of a linear potentiometer, etc., and outputs a rear flap angle signal AD representing the average tilt angle of the four rear flaps 14. The characteristic data storage device 92 consists of a microcomputer, and its ROM stores the ship speed S, pitch angle θ, front flap angle α, rear flap α, etc. as shown in FIG. The characteristic data of the total lift of the front wing 13, front flap l4, rear wing 24, and rear flaps 26 to 29, propulsion resistance during wing running, center of gravity position, and minimum propulsion resistance line with parameters as parameters are shown in maps and tables. are input and stored in advance.
ここで、第6図の特性データは例えば船速S=40ノッ
ト、ピッチ角θF=1@の場合のものであり、ピッチ角
θ,=l@のとき船速Sについては例えば5ノット間隔
(20、25、30、35、40、45ノット)で第6
図のような特性データが格納され、ピッチ角θ,につい
ては例えば0.5゜間隔で上記の船速Sの分割間隔で第
6図のような特性データが格納されている。揚力一定線
Li(i=1、2、3・・・・)についてはiの増大に
応じて揚力は増大し、推進抵抗一定線Ri(i冨1、2
、3・・・・)についてはiの増大に応じて抵抗が増大
する。尚、最小推進抵抗線Mは各揚力一定線Ll−L6
上で推進抵抗が最小となる・点を結んで得られたもので
ある。Here, the characteristic data in Fig. 6 is for the case, for example, when the ship speed S = 40 knots and the pitch angle θF = 1@, and when the pitch angle θ, = l@, the ship speed S is, for example, at intervals of 5 knots ( 6th at 20, 25, 30, 35, 40, 45 knots)
Characteristic data as shown in the figure is stored, and as for pitch angle θ, characteristic data as shown in FIG. 6 is stored at division intervals of the above-mentioned ship speed S, for example, at intervals of 0.5°. Regarding the constant lift line Li (i = 1, 2, 3...), the lift increases as i increases, and the constant propulsion resistance line Ri (i = 1, 2)
, 3...), the resistance increases as i increases. In addition, the minimum propulsion resistance line M is each constant lift line Ll-L6
This is obtained by connecting the points where the propulsion resistance is minimum.
前部フラップ角αv0で後部フラップ角α.。の状態は
、抵抗極小の位置であり、前部フラップ14も後部フラ
ップ26〜29も下方へl゜以下の初期設定角α,。・
α.。たけ傾いた位置である。Front flap angle αv0 and rear flap angle α. . The state is the minimum resistance position, and both the front flap 14 and the rear flaps 26 to 29 move downward at an initial setting angle α of less than 1°.・
α. . It is in a tilted position.
尚、特性データ記憶装置92のROMには、上記の特性
データに加えて演算装置93から船速Sとピッチ角θ,
と前部フラップ角αFと後部フラップ角α.とのデータ
が入力されたときに、これらに対応する特性データを読
出して演算手段93へ出力する制御プログラムも格納さ
れている。In addition to the above-mentioned characteristic data, the ROM of the characteristic data storage device 92 also stores ship speed S, pitch angle θ,
, front flap angle αF, and rear flap angle α. A control program for reading characteristic data corresponding to these data and outputting it to the calculation means 93 when the data is input is also stored.
上記重心位置最適化演算装置93は、検出器類55・5
8・90・91からの信号PD − SD・FD・AD
をA/D変換するA/D変換器とマイクロコンピュータ
とD/A変換器などで構戒され、そのマイクロコンピュ
ータのROMには、特性データ記憶装置92から供給さ
れた第6図に示すような特性データを用いて検出前部フ
ラップ角α,,と検出後部フラップ角αADとで決定さ
れる点Aを通る揚力一定線Lを補間にて求めるサブルー
チンと、点Aを通る重心位置一定線GAを補間にて求め
るサブルーチンと、揚力一定線Lと最小推進抵抗線Mと
の交点Bを求めるサブルーチンと、点Bを通る重心位置
一定線G,を補間にて求めるサブルーチンと、重心位置
一定線GA上の現在の重心位置から重心位置一定線G.
上の最適重心位置ヘ水中翼船の重心を移動させる重心移
動量GLと移動方向とを求めるサブルーチンと、その重
心移動量GLと移動方向とに基いて前部バラストタンク
97から後部バラストタンク98へ或いはその反対に移
動させるパラストウオータの体積と移動方向とを演算す
るサブルーチンとからなる制御プログラムが格納されて
いる。The center of gravity position optimization calculation device 93 includes detectors 55 and 5.
Signal PD from 8/90/91 - SD/FD/AD
The microcomputer has an A/D converter, a microcomputer, a D/A converter, etc., which A/D converts the data, and the ROM of the microcomputer stores data as shown in FIG. 6 supplied from the characteristic data storage device 92. A subroutine that uses characteristic data to interpolate a constant lift line L passing through a point A determined by the detected front flap angle α, , and the detected rear flap angle αAD, and a constant center of gravity position line GA passing through the point A. A subroutine to find the intersection point B between the constant lift line L and the minimum propulsion resistance line M, a subroutine to find the constant center of gravity line G passing through point B, and a subroutine to find the constant center of gravity line GA on the constant center of gravity line GA. From the current center of gravity position to the constant center of gravity line G.
A subroutine that calculates the center of gravity movement amount GL and movement direction to move the center of gravity of the hydrofoil to the above optimum center of gravity position, and from the front ballast tank 97 to the rear ballast tank 98 based on the center of gravity movement amount GL and movement direction. Alternatively, a control program consisting of a subroutine for calculating the volume and movement direction of the parastowater to be moved in the opposite direction is stored.
即ち、演算装置93においては、信号SD−PD−FD
−ADから得られる検出された船速S511とピッチ角
θ,.と前部フラップ角αFDと後部フラップ角αAD
のデータを特性データ記憶装置92へ出力し、これらの
データに対応する第6図のような特性データを受けて、
前部及び後部フラップ角αF1αA0で決まる点Aを求
め、次に補間により揚力一定線Lを求め、次に揚力一定
vALと最小推進抵抗線Mとの交点Bを求め、次に点A
を通る重心位置一定線GAと点Bを通る重心位置一定線
G8を求め、点Aから点Bへの重心移動量GLと移動方
向を求め、次に重心位置一定線G,の重心位置とするた
めにパラストウォータのモーメント計算により移動すべ
きパラストウォータの体積と移動方向とを演算し、これ
らパラストウォータの体積と移動方向のデータをD/A
変換した信号をポンプ制御信号発生器94へ出力する。That is, in the arithmetic unit 93, the signals SD-PD-FD
-Detected ship speed S511 obtained from AD and pitch angle θ, . , front flap angle αFD and rear flap angle αAD
output the data to the characteristic data storage device 92, and receive characteristic data as shown in FIG. 6 corresponding to these data.
Find the point A determined by the front and rear flap angles αF1αA0, then find the constant lift line L by interpolation, then find the intersection B between the constant lift vAL and the minimum propulsion resistance line M, and then find the point A.
Find the constant center of gravity line GA that passes through GA and the constant center of gravity line G8 that passes through point B, find the amount of movement GL of the center of gravity from point A to point B, and the direction of movement, and then set the constant center of gravity line G. In order to do this, the volume and direction of movement of the palast water to be moved are calculated by calculating the moment of palast water, and the data on the volume and direction of movement of the palast water are D/A.
The converted signal is output to the pump control signal generator 94.
尚、演算装置93から、現在の重心位置、最適重心位置
、移動すべきパラストウォータの体積及び移動方向など
のデジタルデータが表示装置10lのコントローラへ出
力され、これらのデータは表示装置101のCRTに数
字で又は数字と図で表示される。Incidentally, the calculation device 93 outputs digital data such as the current center of gravity position, the optimum center of gravity position, the volume of palust water to be moved, and the direction of movement to the controller of the display device 10l, and these data are sent to the CRT of the display device 101. Displayed by numbers or numbers and diagrams.
上記ポンプ制御信号発生器94は、タイマを含むアナロ
グ回路からなり、演算装置93からの指令信号を受けて
上記体積のパラストウォータを移動させるのにポンプユ
ニット96を作動させる時間を計時しつつその時間の間
上記指令された移動方向へポンプユニット96を作動さ
せるボンブ制御信号をボンブ制御装置95へ出力する。The pump control signal generator 94 is composed of an analog circuit including a timer, and receives a command signal from the arithmetic unit 93 and measures the time it takes to operate the pump unit 96 to move the volume of palast water. During this period, a bomb control signal for operating the pump unit 96 in the commanded movement direction is output to the bomb control device 95.
ボンブ制御装置95はポンプ制御信号に従ってポンプユ
ニット96を作動させる。Bomb control device 95 operates pump unit 96 according to the pump control signal.
これにより、前部バラストタンク97から後部バラスト
タンク98へ或いはその反対に、指令された体積だけの
パラストウォータが指令された方向へ移送されて、水中
翼船JFの重心位置が重心位置一定線GIlの重心位置
となる。As a result, the commanded volume of palast water is transferred from the front ballast tank 97 to the rear ballast tank 98 or vice versa in the commanded direction, and the center of gravity of the hydrofoil JF is moved to the constant center of gravity line GI1. The center of gravity is the position of the center of gravity.
この重心位置の変動に応じてピッチ角θ,が変動すると
、第4図の制御系のピッチ微分増幅器65内のピッチバ
イアス角制御回路によってピッチ角θ,を設定ピッチ角
に近づけるように、後部フラップ26〜29が制御され
るので後部フラップ角α,は点Bの位置の後部フラップ
角となり、深度誤差増幅器64によって前部フラップl
4が制御されて前部フラップ角α,は概ね点Bの位置の
前部フラップ角となる。尚、航行中は燃料が消費される
ので重心位置は刻々変動することから、上記重心位置最
適化制御は所定時間(例えば、20分)間隔で自動的に
実行され、重心位置が所定時間毎に最適重心位置へ自動
的に調整されることになる。When the pitch angle θ changes in accordance with the change in the center of gravity position, the pitch bias angle control circuit in the pitch differential amplifier 65 of the control system shown in FIG. 26 to 29 are controlled, the rear flap angle α becomes the rear flap angle at the position of point B, and the depth error amplifier 64 adjusts the front flap l.
4 is controlled so that the front flap angle α, becomes approximately the front flap angle at the position of point B. Since fuel is consumed during navigation, the center of gravity position changes every moment, so the above-mentioned center of gravity optimization control is automatically executed at predetermined time intervals (for example, 20 minutes), and the center of gravity position changes every predetermined time. The center of gravity will be automatically adjusted to the optimal position.
以上説明したように、検出された船速SADとピンチ角
θ,,と前部フラップ角α,Dと後部フラップ角αAD
とに対応する特性データを用いて、現在の重心位置と推
進抵抗が最小となる最適重心位置とを求め、パラストウ
ォータ系統100を制御して水中翼船JFの重心位置を
最適重心位置へ移動させるので、不適切な重心位置でも
って前部フラップ14及び後部フラップ26〜29によ
り抵抗増加を招くことがなくなる。As explained above, the detected ship speed SAD, the pinch angle θ, , the front flap angle α,D, and the rear flap angle αAD
Using the characteristic data corresponding to the current center of gravity position and the optimum center of gravity position where the propulsion resistance is minimized, the parastwater system 100 is controlled to move the center of gravity position of the hydrofoil JF to the optimum center of gravity position. Therefore, the front flap 14 and the rear flaps 26 to 29 do not cause an increase in resistance due to an inappropriate center of gravity position.
これにより、船速Sの高速化或いは推進用エンジンの燃
料消費率を改善することが出来る。上記重心位置最適化
制御により特に高速域における著しい抵抗減少を図るこ
とが出来る。Thereby, it is possible to increase the ship speed S or improve the fuel consumption rate of the propulsion engine. The above-mentioned center of gravity position optimization control makes it possible to achieve a significant reduction in resistance, especially in high-speed ranges.
尚、上記実施例ではパラストウォータ系統100を介し
て重心位置を調整するように構戒したが、燃料系統を制
御して燃料油を前部タンクから後部タンクへ或いはその
反対に移動させることによっても重心位置を調整するこ
とが出来る。In the above embodiment, the center of gravity position is adjusted via the parast water system 100, but it is also possible to adjust the center of gravity by controlling the fuel system to move fuel oil from the front tank to the rear tank or vice versa. The center of gravity can be adjusted.
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
は重心位置最適化装置のブロック図、第6図は特性デー
タの説明図である。
13・・前部翼、 l4・・前部フラップ、24・・
後部翼、 26〜29・・後部フラップ、30・32〜
35・・アクチュエー夕、 55・・ピッチジャイロ
、 58・・船速計、 65・・ピッチ微分増幅器、
80・82〜85・・ フラップサーボアンブ、
90・・前部フラップ角検出器、 91・・後部フラ
ップ角検出器、 92・・特性データ記憶装置、 9
3・・重心位置最適化演算装置、 94・・ポンプ制御
信号発生器、95・・ボンブ制御装置、 96・・ボン
ブユニット、 97・・前部バラストタンク、 98・
・後部ハラストタンク、 99・・配管系、100・
・パラストウォータ系統、 GPD・・重心位置最適化
装置。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 gravity center position optimization device, and FIG. 6 is an explanatory diagram of characteristic data. 13...Front wing, l4...Front flap, 24...
Rear wing, 26~29... Rear flap, 30, 32~
35...actuator, 55...pitch gyro, 58...ship speedometer, 65...pitch differential amplifier,
80, 82-85... Flap servo amplifier,
90... Front flap angle detector, 91... Rear flap angle detector, 92... Characteristic data storage device, 9
3. Center of gravity position optimization calculation device, 94. Pump control signal generator, 95. Bomb control device, 96. Bomb unit, 97. Front ballast tank, 98.
・Rear hallast tank, 99・・Piping system, 100・
・Palast water system, GPD... Center of gravity position optimization device.
Claims (1)
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、ピッチ角を検出するピッチ角検出手段と
、ピッチ角検出手段からの検出ピッチ角に基いてピッチ
角が略設定値となるように少なくとも後部フラップ駆動
手段を制御するピッチ角制御手段とを備えた水中翼船に
おいて、 船速と前部フラップ角と後部フラップ角とをパラメータ
として、水中翼船の重心前後方向位置と前後部の翼の合
計揚力と推進抵抗との特性データを予め入力格納した特
性データ記憶手段と、船速を検出する船速検出手段と、 前部フラップ角を検出する前部フラップ角検出手段及び
後部フラップ角を検出する後部フラップ角検出手段と、 上記3つの検出手段で夫々検出された検出船速と検出前
部フラップ角と検出後部フラップ角とに対応する特性デ
ータを特性データ記憶手段から受けて重心前後方向位置
及び推進抵抗が最小となる最適重心前後方向位置を演算
し、上記重心前後方向位置から最適重心前後方向位置へ
の重心移動量と移動方向とを演算する重心位置演算手段
と、上記重心位置演算手段からの重心移動量と移動方向
とに基いて重心前後方向位置が最適重心前後方向位置と
なるように調整する重心位置調整手段とを備えたことを
特徴とする水中翼船の重心位置最適化装置。(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. a rear flap drive means for driving the drive means and the rear flap; a pitch angle detection means for detecting a pitch angle; In a hydrofoil ship equipped with a pitch angle control means for controlling the drive means, the longitudinal position of the center of gravity of the hydrofoil ship and the total lift of the front and rear wings are calculated using the ship speed, front flap angle, and rear flap angle as parameters. characteristic data storage means in which characteristic data of and propulsion resistance are input and stored in advance; ship speed detection means for detecting ship speed; front flap angle detection means for detecting a front flap angle; and rear flap angle detection means for detecting a rear flap angle. Flap angle detection means receives characteristic data corresponding to the detected ship speed, detected front flap angle, and detected rear flap angle respectively detected by the above three detection means from the characteristic data storage means, and determines the longitudinal position of the center of gravity and propulsion. a center of gravity position calculating means for calculating an optimum longitudinal position of the center of gravity at which resistance is minimized, and calculating an amount and direction of movement of the center of gravity from the longitudinal position of the center of gravity to an optimum longitudinal position of the center of gravity; A center of gravity position optimization device for a hydrofoil boat, comprising: a center of gravity position adjusting means for adjusting the longitudinal position of the center of gravity to an optimal longitudinal position of the center of gravity based on the amount of movement of the center of gravity and the direction of movement.
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| JP18953589A JPH0832528B2 (en) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | Center of gravity position optimization device for hydrofoil ships |
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