JPH07506549A - 荒海での高速航行のための高速海洋船舶 - 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】 本発明は、一般に、高速海洋船舶（ｒＡＭＶ」）に関し、特に、荒海で高速航行 可能な水中翼船及び地上効果翼を有する（ｒＷＩＧＪ）エアクラフトに関する。

発明の背景 力学的に支持された高速海洋船舶ｒＡＭＶＪでは、荒海での高速航行は容易では ない。かようなｒＡＭＶＪの例としては、エアクッション艇、水上用ホバークラ フト、ＷＩＧエアクラフト、水中翼船等が挙げられる。

水中翼船は、典型的には、多少の慣用的な浮上性艇体を有し、艇体の真下から水 中に延びる１以上の垂直支柱を有する。各垂直支柱は、典型的には、少な（とも １つの水中翼を備える。水中翼船が水を切る十分な速度にまで加速される際には 、水中翼により生じる揚力が艇体を水面上に上昇させるので、艇体の抵抗を排除 する。

対照的に、ＷＩＧエアクラフトは、非常にまれに生じる場合を除いて、飛行中の 水との接触を避けるように、まさに波頭上を巡航する「飛行艇」である。ＷＩＧ エアクラフトは、多少の翼を所有しており、該翼は一般に水中翼船の水中翼より も３倍程度大きい。ＷＩＧエアクラフトが、水を切るに十分な速度まで加速され る際に、これらの翼により生じる空力学的揚力が、水から完全に出るようにエア クラフトを上昇させる。ＷＩＧエアクラフトを水表面に近接して維持することに より、より高い位置で遭遇するよりも顕著に少ない抵抗に遭遇することになる。

これは、空力学的揚力による抵抗が、より高水位での抵抗よりも、水表面にもっ と近接しているからである。

水中翼船は、しばしば、変動する波の状態を横切って、客人及び貨物を輸送する ために用いられる。しかしながら、水中翼船は、その動作が不快であること及び 艇体の水中でのクラッシュを引き起こす完全な揚力の失墜を起こすかもしれない ことから、荒海では低速でのみ用いられるのが典型的である。ＷＩＧエアクラフ トは、まだ市販されていない。

水中翼船が、結果的に不快な乗船となることなく、いかにして、荒海にて高速航 行可能となるかを決定するために、船にかかる実際の力を連続時間間隔で計算す る「時間−変数分析」を行った。これらの計算から、空間での船の動作を決定す ることができた。

時間−変数コンピュータ分析を行い、時間及び空間の関数として、ランダムな波 表面の詳細な形状（すなわち、ランダムな波のパターン）を再構築した。実際に 経験する実在のランダムな波は、多（のシヌソイダル要素波（ｓｉｎｕｓｏｉｄ ａｌ　ｃａｍｐｏｎｅｎｔ　ｗａｖｅｓ）の合計として考えることができる。こ こで、個々の波要素は、独自の軌道速度を有する。かようなランダムな波の再構 築は、Ｐｒｊｎｃｊｐｌｃｓ　ｏｆ　Ｎａｖａｌａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ、　 ５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｎａｖａｌ　ａｎｄ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｓ、　Ｃｈｐ、　８（１９９O）に記載さ れている方法での等缶周波数の波要素を用いるよりも、むしろ等価エネルギーの 波要素を用いることにより得ることができる。結果的に得られるランダムな海路 は、Ｃａｒｔｖｒｉｇｈｔ、　Ｄ、Ｅ、及びＬｏｎｇｕｅｔ−１１ｉｇｇｉｎｓ 、　Ｍ、　Ｓ、のＴｈｅ　５ｔａｔｉｓｔｉｃａｌ　Ｄｉｓ狽窒奄ｂ■ ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍａｘｉｍａ　ｏｆ　ａ　Ｒａｎｄｏｍ　Ｆｕｎｃｔ ｉｏｎ″、Ｐｒｏｃ、　Ｒａｙ、　Ｓｏｃ、、Ｓｅｒ、＾、@Ｖｏｌ、　２ ３７、　ｐｐ、２１２−２３２　（＋９５６）にて仮定された統計理論に従って 見出された。

一度、実際のランダムな波が計算できれば、水の動き及び水面下の速度を研究す ることができる。この研究の間、ある海路での水の速度は、同じ平均の波高及び 波長のンヌソイダル波列の期待値に典型的に近似することがわかった。しかしな がら、定期的に個々の波成分は合成され、成分の集合は、単一のンヌソイダル波 の場合よりも、非常に速いか若しくは非常に遅い垂直速度を結果的に生じる。

これらの非常に偶発的な水の垂直速度は、特に偶発的な水の垂直速度が下方向へ の突然の変化である場合には、荒海で水中翼船が経験する不快な航行また時には 傷つくかもしれない航行の原因となる。水中翼が水中で水平に動いている際に、 かような下方向への突然の変化に遭遇する際に、水中翼から見れば、この下方向 への突然の変化の効果は、水中翼が瞬時に上方向に持ち上げられるのと同じであ る。別の場合において、水中翼の衝突の角度が減少すること（揚力を減少させる ）に加えて、水中翼近くの水の「負荷質量」は、水中翼にかかる下方向に作用す る大きな追加的な負荷を有する。

「負荷１ｔｌＪの意味は、少なくとも２世紀にわたり水力学的には知られている が、はとんどのエンジニアに十分に理解されているわけではない。Ｆｉｓｈｅｒ ｇａｔｅ。

Ｉｎｖ、、　２５２１　Ｒｉｖａ　Ｒｏａｄ、＾ｎｎａｐｏｌｉｓ、　ＭＤ　２ １４０１から出版されている私の著書である”Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｌｌ１ｇ１ ＋　５ｐｅｅｄ　Ｂｏａｔｓ：　Ｖｏｌｕｍｅ　１．ｒ’ｌａｎｉｎｇ”第１章 及び第２章において、この現象をいくらか詳細に説明している。

大まかに言えば、水を切って動く没水本体（水中翼等）は、その航路により水を 局部的に変位させる。水は、水中翼に押されて側方に動かされ、次いで、水中翼 が通過した後で、多少戻る。水中翼が一定の速度で動くならば、水中翼近（の水 のこの動きは、水中翼の動きにいかなる抵抗も引き起こさないであろう。存在す る抵抗は、水の粘性によるものである。

しかしながら、水中翼が高速に加速する際に、水の側方へのこの動きは、加速に 対する追加の抵抗を与える。我々は、この効果を「負荷質量」と呼ぶ。水の大き な粘性により、空気中にあるよりも水中の方が３倍程度大きな負荷質量があるの で、与えられた推進力は、空気中におけるよりも遅（、水中にて水中翼を推進さ せる。逆に言えば、水が加速するならば、水中翼に作用する水力は、一定の速度 抵抗よりも大きい。

非常に大まかには、水中翼のような高いアスペクト比本体の「負荷質量」は、水 中翼のスパンに等しい長さと、動きの方向に対して直角に測定した水中翼の厚み もしくは幅に等しい直径と、を有する円形シリンダの水の質量に等しい。ゆえに 、水中翼がスパン１０フイート、コード４フイート及び厚さ０．３フイートであ れば、コードに平行な動きの負荷質量は、下記式のようになる。

一方、動きがコードに対して直角であるならば、負荷質量は、下記のようになる 。

ゆえに、「負荷質量」は、水中翼のコードに対する大まかに平行な通常の動きに とっては重要ではないけれども、この概して水平方向の動きに重ね合わされるで あろう垂直方向の動きには多大な影響を与える。負荷質量は、水中翼の上下方向 推進に抵抗する。逆に言えば、水が垂直方向に加速度１０　ｆｔ／ｓｅｃ”で推 進される場合には、水中翼上にかかる垂直方向の力は「負荷質量」のみであるの で、下記のようになる。

２５１．３Ｘ１０＝２．５１３ボンド （質量）×（加速度）＝（力） この効果は、水の相対的な流れに衝突する水中翼の角度に何の影響も与えず、よ って流れに対し水中翼の角度を変化させることにより、顕著に影響されるもので はないことに注意されたい。

したがって、水中翼船が下方向への突然の変化に遭遇し、揚力を増加させるよう に水中翼の入射角を変化させることで、この下方向への突然の変化を補償しよう とする場合には、水の負荷質量による実質的な下方向へのインパルスを解消する ために、この水中翼自身による補償は十分ではない。換言すれば、水中翼の入射 角を単に変化させただけでは、水の下方向への突然の変化により、該変化に遭遇 する以前よりもさらに氷表面の下に、強制的に下げられることを防止することは できない。水中翼が剛体である慣用の垂直支柱に取り付けられている場合には、 水の下方向への突然の変化は、必然的に水中翼船の艇体並びに水中翼を低くする 。水の下方向への突然の変化が十分に大きいならば、水中翼船の艇体は、艇体が 氷表面（「プラウ−インＪ　（ｐｌｏｕｇｈ−ｉｎ））に衝突するほど十分に下 げられるが、これは快適でなく且つ時折危険を伴うものである。この影響により 、水中翼の商用便（ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ　５ｅｒｖｉｃｅ）においては、多数 の死亡者が生じている。

米国特許第３．４１７，７２２号明細書（０’Ｎｅ１ｌｌ）、第２．７７１．０ ５１号明細書（Ｖｏｎ　５ｃｈｅｒｔｅｌ）及び第３．１４１，４３７号明細書 （Ｂｕｓｈ等）は、荒海で高速にて航行可能な水中翼船を作するための先行の試 作例である。しかしながら、これら３つの特許では、単に、波の軌道速度の変化 を補償するために、水中翼の入射角を変化させることで、この問題を解決しよう とした。先に言及したように、垂直方向に移動する水の「負荷質量」効果を考慮 していないので、これらの試みは成功しなかった。さらに、単に［波に衝突する 接触角を基本的に一定に維持するべく　［水中翼の入射角］を変化させることは 、自滅的な方法である。

［なぜなら］総合的な装置の先天的な遅れが、実用的に不可能とするからである 。

Ｊ　Ｅｌｌｓｖｏｒｔｈ、　Ｗ、　、　”Ｔｌｙｄｒｏｆｏｉｌ　Ｄｅｖｅｌｏ ｐｍｅｎｔ−Ｉｓｓｕｅｓ　ａｎｄ　Ａｎｓｗｅｒｓ、　”@Ａｌ＾＾／ＳＮＡ ＭＥ　Ａｄ ｖａｎｃｅｄ　Ｍａｒｉｎｅ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、　Ｐａ ｐｅｒ　Ｎｏ、　７４−３０６（１９７４）。

米国特許第３．４５６．６１１号明細書（Ｊｏｈｎｓｏｎ）及び第２．　９３０ ．　３３８号明細書（Ｆｌｏ鴎ｅｎｈｏｆｔ）もまた、ばねもしくはシリンダを 水中翼船の垂直支柱に取り付けることにより、スムーズに航行できる水中翼船を 創作しようとしている。しかしながら、これらの特許のいずれも、負荷質量によ り生じる問題に言及していない。Ｊｏｈｎｓｏｎは、「平衡装置」　（船を安定 化させるために）として垂直支柱及びショックアブソーバを用いている。一方、 Ｆｌｏ＋ａｅｎｈｏｆｔは、「良好なりッンヨン性」のために支柱を用いている 。ゆえに、荒海にて高速で航行可能とするように、水の「負荷質量」効果を補償 することが可能な水中翼船を考案することは、非常に困難であることが証明され ている。

ＷＩＧエアクラフトに関しては、エアクラフトは水と接触しないので、水の軌道 速度は重要ではない。しかしながら、ＷＩＧエアクラフトは、翼の揚力での多く の変化の影響を受けやすい。波頂が翼の下を通過する際に、波頂の近接により、 翼の揚力が増加しく定速度及び一定のピッチ角度にて）、その後の波の谷により 揚力が減少する。さらに、逆風及び順風は、波の輪郭に従い、各波頂に向かって 上方向に且つ６波の谷に向かって下方向に移動する。風が強く吹いているならば 、速度の垂直成分もまた揚力の増加及び減少を引き起こす。

例えば、２００フイートの波長を有する水上を５００ノツトで航行するＷＩＧエ アクラフトは、およそ せる、あるいは翼の後縁フラップを周期的に移動させるだけでは、この周波数の 垂直振動を最小化することはできないということは明らかである。ＥＩＬｓｖｏ ｒｔｈ、　ｆ、　。

”Ｈｙｄｒｏｆｏｉｌ　Ｄｅｖｅｌｏｐｅｍｅｎｔ　−ｌ５ｓｕｅｓ　ａｎｄ　 Ａｎｓｗｅｒｓ、　”＾１＾＾／ＳＮＡＭＥ　Ａｄｖａｎｃ■п@ｌ１ａｒｉｎ ｅ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ、　Ｐａｐｅｒ　Ｎｏ、　７４−３ ０６　（１９７４）、参照。ゆえに、水中翼船と同様に、ＷＩＧエアクラフトは 、海上への近接により、また逆風及び順風により生じる揚力の変化ゆえに、粗暴 な航行を蒙りやすい。

したがって、当業界にて、水中翼の周りのランダムな水速度の上下方向への突然 の変化を補償することができ、且つ水中翼上の艇体が荒海にて高速でもスムーズ に航行可能となるよう、はぼ一定の揚力を維持することができる水中翼船が必要 とされている。さらに、当業界にて、水面直上で快適に飛行することができるよ う、翼の揚力でのランダムな変化を補償することができるＷＩＧエアクラフトが 必要とされている。

発明の概要 本発明は、水中翼の周りの水のランダムな上下方向への突然の変化を補償するこ とができ、荒海での高速航行を可能とし、且つほぼ一定の揚力を維持することが できる水中翼船を提供することを目的とする。

さらに本発明は、翼の揚力でのランダムな変化を補償することができ、またスム ーズに航行可能で且つ効率的に氷表面に近付くことができるＷＩＧエアクラフト を提供することを目的とする。

本発明によれば、少なくとも１つの艇体、該艇体から氷表面に向かって下方に延 びる少なくとも１つの支持アーム、該支持アームを該艇体に連結する連結手段、 及び該支持アームのそれぞれに取り付けられた少な（とも１つの水中翼を備え、 水中翼の周りに位置する水速度の垂直上下方向への突然の変化に協調して支持ア ーム及び水中翼を動かし、水中翼をほぼ一定の揚力に維持することができる水中 翼船が提供される。

さらに、本発明によれば、胴体、該胴体から延びる少なくとも１つの支持アーム 、該支持アームを該胴体に連結する連結手段、及び少なくとも１つの支持アーし て該支持アーム及び翼を動かし、該翼をほぼ一定の揚力に維持することができる ＷＩＧエアクラフトが提供される。

図面の簡単な説明 図１は、水中翼の周りの水速度の上下方向への突然の変化に協調して、該水中翼 を動かすことができる手段を備える本発明独特の水中翼船を示す側面立面部分概 略図である。

図２は、本発明の独特な水中翼船を示す底面平面図である。

図３は、水中翼の周りの水速度の上下方向への突然の変化に協調して、水中翼船 の艇体から角度をもって下方に延びる支持アームが動く道程を示す概略図である 。

図４は、水中翼の周りの水速度の変化に協調して、垂直に下方に延びる支持アー ムが動く道程を示す概略図である。

図５は、水中翼の周りの水速度の変化に協調して、可撓性支持アームが動く道程 を示す概略図である。

図６は、ヒンジドフラップを具備する水中翼を示す側面立面図である。

図７は、前方水中翼により安定化されている船尾タンデムフォイル装置を示す斜 視図である。

図８は、船尾水中翼により安定化されているタンデムフォイルを示す斜視図であ る。

図９は、高速での水中翼抵抗を減少させるべく用いることができる二重水中翼装 置の両方の水中翼を示す斜視図であり、両方の水中翼は下向きの位置にある。

図１０は、一方の水中翼を水の外に持ち上げることにより、水中の水中翼抵抗を 減少させるべく用いることができる二重水中翼装置を示す斜視図である。

図１１は、水中翼船の艇体から垂直方向に下方に延びる弾性体の支持アームに取 り付けられた水中翼が近接する水に遭遇する入射角度が、ヒンジドリンクの使用 により調節される道程を示す側面立面図である。

図１２は、本発明の適用を示す実施聾様の頂面斜視図である。

図１３は、図１２の側面立面図である。

図１４は、図１２の底部艇首を示す斜視図である。

図１５は、図１２の背面立面図である。

図１６ａ及び図１６ｂは、翼の周りの垂直速度の変化に協調して、翼を動かすこ とができる可動手段を具備する本発明独特のＷＩＧエアクラフトを示す側面立面 図であり、該可動手段は、緩衝支柱／支持アーム／翼装置からなる。

図１７ａ及び図１７ｂは、翼の周りの垂直速度の変化に関して、翼を動かすこと ができる可動手段を具備する本発明独特のＷＩＧエアクラフトを示す側面立面図 であり、該可動手段は、可撓性支持アームである。

図１８８及び図１８ｂは、翼の周りの垂直速度の変化に関して、翼を動かすこと ができる可動手段を具備する本発明の特異なＷＩＧエアクラフトを示す側面立面 図であり、該可動手段は、入れ子式特性の垂直支持アームである。

好ましい実施態様の詳細な説明 独特の水中翼船１０は、荒海において、高速で操作可能である。水中翼船１０は 、所望の形状の少なくとも１つの艇体１２を有する。艇体１２は、大きな加速度 を体験することな（、荒海の高波を切り抜けることができる形状であることが、 好ましい。かような艇体形状の例は、我々の米国特許第３．７６３．８１０号明 細書にて開示されており、本願に参照として記載されている。

本発明において、少なくとも１つの支持アーム１６が好ましくは底部にてもしく は底部近くにて、艇体１２に取り付けられている。支持アーム１６は、艇体１２ の底部の平面から、水中まで下方に延びるように、取り付けられている。好まし くは、支持アーム１６は、図３の実施態様に示されるように、艇体１２から水中 まで、角度をもって下方に延びる。しかしながら、支持アーム１６は、艇体１２ から水中まで、垂直に下方に延びることもできる。二の垂直移動は、図４に示さ れるように、バネ偏倚された入れ子式機構により得られる。図１及び図２は、艇 体１２に取り付けられている２つの支持アーム１６を示す。１つの支持アーム１ ６ａは、艇体１２の後方に向かって配置されており、他方の支持アーム１６ｂは 、艇体１２の前方に向かって配置されている。図９、図１２、図１３及び図１４ は、１つのヒンジ付けされた支持アーム、剛体である船尾翼を示す。

各支持アーム１６は、連結点すなわち結合点１８にて、艇体１２の底部あるいは 底部近くに取り付けられている。艇体１２の底部あるいは底部近くでの各支持ア ーム１６の連結点は、枢動可能であるか若しくは堅く固定されている。連結点す なわち結合点１８において堅（固定されている場合には、各支持アーム１６は少 なくとも部分的に可撓性である。すなわち、各支持アーム１６は、図５に示され るように、全長を貫通して曲がるように均一に可撓性であるか、若しくは単に部 分的に可撓性である（例えば、支持アーム１６がより薄くなっており、支持アー ム１６をこの薄い区域でのみ曲げることが可能な連結点すなわち結合点１８近く を除いて、支持アーム１６が堅く固定されていてもよい。）。これらの可撓性支 持アームは、ファイバーグラスあるいはスチール等の強い弾性材料から作ること ができる。

さらに、連結点すなわち結合点１８が堅く固定されており、各支持アーム１６が 少なくとも部分的に可撓性ではない場合には、図４及び図６に示すように、各支 持アーム１６は水中翼船１０の艇体１２から垂直に下方に向かって延びていなけ ればならず、且つ入れ子式特性でなければならない。これらの入れ子式支持アー ム１６は、円筒状であり、水中翼２０の回りの局所的な水速度の変化に対応して 、上方及び下方に移動する。これらの支持アーム１６の入れ子式特性により、水 上のほぼ一定の高度での通路にて、水中翼船１０の艇体１２を移動させながら、 局所的な水速度の変化に協調して水中翼２０を移動可能とする。

対比して、連結点すなわち結合点１８が枢動可能である場合には、各支持アーム １６は前述の態様のように少なくとも部分的に可撓性であってもよいが、各支持 アーム１６は堅（固定されていることが好ましい。さらに、この枢動可能な連結 は、当該技術分野で公知の手段でよい。

さらに、各支持アーム１６は水中翼２０に取り付けられている。２つの支持アー ム１６が艇体１２に取り付けられいる実施態様において、艇体１２の長手方向の 重心（Ｃ，Ｇ、　）近（に配設されている支持アーム１６ａに取り付けられる主 水中翼２０ａを有することが好ましい。該主水中翼２０ａにより、艇体の大部分 を支持する。一方、小さな水中翼２０ｂは、艇体１２の前方若しくは後部の下に 配設された支持アーム１６ｂに取り付けられている。

図３に示されるように、水中翼船１０の操作中、水中翼２０は水表面近くに位置 する。水中翼２０が、氷表面上に、ボートの艇体１２を持ち上げるために必要な 揚力を生ずる。当該技術分野で知られているように、水中翼は、水中翼が近接す る水と遭遇する入射角により、必要な揚力を生じる。

本発明によれば、水中翼２０は、水中翼２０が近接する水と遭遇する入射角を有 することにより、水中翼船１０の艇体１２を水表面の上に持ち上げるために必要 な揚力を生ずることができる。ここで、該入射角は、多くの方法、例えばヒンジ ドフラップを有する水中翼３０（図６）、あるいはタンデムフォイル４０（図７ ）もしくは５０（図８）を用いる方法により調節されるが、これらに限定される ものでなはい。図６は、ヒンジドフラップを備える水中翼３０を示す。水中翼３ ０は、支持アーム１６に堅固に取り付けられた水中翼３０の主要部分３２を有す る。後部フラップ３４は、当該技術分野で公知の手段、好ましくはヒンジにより 、枢動可能な連結点すなわち接続側３６にて、水中翼３０の主要部分３２に枢動 可能に取り付けられている。

水中翼３０が水の垂直速度の上下方向への突然の変化に遭遇する際に、後部フラ ップ３４は、枢動し且つ方向を変化させ、水中翼３０が近接する水に遭遇する効 果的な入射角を調節する。

図７は、船首水中翼４６により安定化されているタンデムフォイル付属装置４０ を示す。タンデムフォイル付属装置４０は、連結構造体４４に取り付けられた船 尾水中翼４２と、連結構造体４４に取り付けられた船首水中翼４６と、を有する 。タンデムフォイル付属装ｆｔ４０は、当該技術分野で公知の手段、好ましくは ピンチヒンジにより、枢動可能な連結点すなわち接続側４８にて、支持アーム１ ６に枢動可能に取り付けられている。タンデムフォイル付属装置４０が水の垂直 速度の変化に遭遇する際に、船首水中翼４６が近接する水に衝突する角度は、船 尾水中翼４２が近接する水に衝突する角度よりも大きい。したがって、船首水中 翼４６により生じる揚力は、タンデムフォイル付属装置４０を、新しい相対的な 水流方向に対して本来の入射角に戻す。

図８は、船尾水中翼５６により安定化されているタンデムフォイル付属装置５０ を示す。タンデムフォイル付属装置５０は、船首水中翼５２を有する。該船首水 中翼５２は、連結点すなわち接続側５８にて、当該技術分野で公知の手段、好ま しくはピッチヒンジにより、支持アーム１６に枢動可能に取り付けられている。

船首水中翼５２は、連結構造体５４に取り付けられ、次いで、船尾水中翼５６に 取り付けられている。この船尾水中翼５６は、タンデムフォイル付属装置４０の 船首水中翼４６が作用すると同じ方法で作用する。すなわち、タンデムフォイル 付属装置５０が水の垂直速度の変化に遭遇する際に、船尾水中翼５６により生じ る揚力がタンデムフォイル付属装置５０を、新しい相対的な水流方向に対して本 来の入射角に戻す。

艇体１２が、非常に細長い形状を有する場合には、慣用の水中翼船で典型的に見 られる水中翼よりも、水中翼２０は小さいことが好ましい。これらの小さい水中 翼は、細長い艇体と組み合わせて用いることができる。なぜなら、細長い艇体が 水との基準接点に維持され、「離陸」の前に、慣用の艇体で可能なよりも高速に スピードをあげることができるからである。水中翼を小さくできるので、この現 象は、水中翼船の巡航効率を増加させることができる。

本発明の一つの特徴によれば、艇体１２から水中に角度をもって下方に延び、且 つ少なくとも部分的に可撓性ではない支持アーム１６（図３）が、緩衝支柱２２ により角度をもって下方向の位置に保持されている。該緩衝支柱２２は、枢動可 能な連結具２６により支持アーム１６に連結され、且つ艇体１２の底部もしくは 底部近くにて、枢動可能な連結点すなわち接続側２４により、図１及び図３に示 すような公知の手段により連結されている。これらの緩衝支柱２２は、水中翼２ ０の周りの水速度の変化に協調して、支持アーム１６及び水中翼２０を移動させ ることができる可動手段を備える。適当な緩衝支柱２２は、機械的な圧縮ばね、 水圧シリンダ及び空気圧シリンダを含んでもよいが、これらに限定されるもので はない。シリンダが緩衝支柱２２として用いられる場合には、当該技術分野で公 知のように、シリンダに協調してアキュムレータが典型的に用いられ、シリンダ の特性である弾性率すなわち変化を減少させる。

図３に示されているように、緩衝支柱２２は、水中翼の周りに位置する波におけ る水の垂直速度での変化（上下方向への突然の変化）に協調して、支持アーム１ ６、ゆえに水中翼２０を動かすことができる。水中翼２０の周りの水の速度が、 ２０　（ｃ）の場合のように、局部的に下降（下方向への突然の変化）するなら ば、水中翼の揚力が減少し、緩衝支柱２２が水に協調して、はとんど瞬時に、強 制的に下げるように水中翼２０を移動させる。他方、２０　（ａ）の場合のよう に、水の速度が局部的に上昇（上方向への突然の変化）するならば、水中翼の揚 力は増加し、緩衝支柱２２が水中翼２０をほとんど瞬時に引き上げる。ゆえに、 緩衝支柱２２は、水速度の局部的な上下方向への変化に応答して、水中翼２０を ほとんど瞬時に動かすことができる。支持アーム１６は枢動可能であり、艇体１ ２に堅固に取り付けられてはいないので、この瞬間的な水中翼移動は、ポート艇 体１２の動きに影響を与えない。すなわち、水中翼２０は、ボートの艇体１２と は独立して動（。したがって、この支持アーム１６／緩衝支柱２２／水中翼２０ からなる構成により、水中翼２０を水速度の局部的な上下方向への突然の変化に 協調して動かしながら、ボートの艇体１２が木表面上のほぼ一定の高さに航路を とることができる。よって、ボートの艇体１２を荒海でもスムーズに航行させる ことができる。

さらに、支持アーム１６／緩衝支柱２２／水中翼２０からなる装置は、高速で主 水中翼２０ａの大きさを減少させることができる、つまり高速での水中翼１０の 抵抗を減少させることができる。図９に示されるように、２つの「主水中翼」が 低速で水中に下げられる。すなわち、低速操作用の１つの大きな水中翼２０と、 高速操作用の小さな水中翼２１と、である。低速にて、これらの水中翼は、−緒 にネストされ、あるいはタンデムにすることができる。小さな水中翼２１が水中 翼船１０の重量を支持可能なほど十分な高速に達したならば、大きな水中翼２０ は水の外に持ち上げられる。図１０に示されるように、すでに大きな水中翼２０ を下方に保持している緩衝支柱２２を引き込むことにより、艇体１２の底部に対 して、もしくは近接して、大きな水中翼２０を静止させる。好ましくは、支持ア ームに関して前縁の近（にヒンジ結合され、水中翼２０力号１き込まれた際に、 大きな水中翼２０は、相対水流に向かい合う。次いで、艇体１２の全重量が、支 持アーム１６を下方に保持する緩衝支柱２２により運ばれる。該支持アーム１６ は、小さな水中翼２１に取り付けられている。

高速での水中翼船１０の抵抗を大きく減少させることに加えて、この方法によれ ば、低速及び高速で用いられるべき異なるタイプの水中翼が可能となる。低速水 中翼は、典型的には、高い揚力係数を効果的に発生させることができる［サブキ ャビィティティングフォイル」として知られる丸型前縁を具備する飛行機の翼と 同様の断面形状を有する。一方、高速用の小さい水中翼２１は、典型的には、上 部表面の上に空気で充填されたキャビティを備えて操作されるように設計された ［スーパーキャビィティティングｊタイプである。

大きな水中翼２０に取り付けられた支持アーム１６は、好ましくは慣用の流線断 面を有する。例えば、支持アーム１６は、支持アーム１６の中心よりも狭い前縁 及び復縁を有するので、周囲の空気は、支持アーム１６を下降し、水中翼２０の 上部表面に逃げることができないので、その揚力を減少させる。他方、小さな水 中翼２１に取り付けられた支持アーム１６は、好ましくは短い大針状の後縁を有 し、周囲の空気が支持アーム１６を容易に下降する経路を与え、小さな水中翼２ １の上部表面に該空気を逃がすことができる。

本発明によれば、水中翼２０が近接する水に接触する入射角は、水中翼２０が下 方向への突然の変化に遭遇する際に揚力の減少を最小化し、水中翼２０が上方向 への突然の変化に遭遇する際に揚力の増加を最小化するように、自動的に調節さ れる。この自動調節は、当該技術分野で公知の手段もしくは既述の手段により、 なすことができる。

好ましくは、近接する水が水中翼２０と接触する入射角は、水中翼２０の動きを 調節すると同じ手段により調節される。すなわち、入射角は、支持アーム１６／ 緩衝支柱２２／水中翼２０からなる装置により調節される。水中翼２０が近接す る水に衝突する入射角と、水中翼２０の周りに位置する波での水の垂直速度の変 化に協調して支持アーム１６を移動させることによる水中翼２０の位置と、の両 者の同時調節は、支持アーム１６に堅固に連結されている水中翼２０に影響され る。ゆえに、水中翼が支持アームに堅固に取り付けられているので、水中翼船１ ０が下方向への突然の変化に遭遇する際に、水中翼２０は水と共に下降する。

水中翼２０が水と接触する入射角は、揚力の減少を最小化するように必然的に調 節される。逆に、水中翼船１０が上方向への突然の変化に遭遇する際に、水中翼 ２０は水と共に上昇し、水中翼２０が近接する水と接触する入射角は、揚力の増 加を最小化するように自動的に調節される。この装置により、水中での水中翼の 位置のみでなく、水中翼が近接する水と接触する入射角も、瞬時に調節され、ゆ えにボートの艇体１２が荒海でもスムーズな航行が可能となる。したがって、好 ましい実施聾様において、水中翼を装備した制御機構は必要ではない。

本発明の一つの特徴によれば、支持アーム１６／緩衝支柱２２／水中翼２０から なる装置での水中翼２０は、ヒンジドフラップを具備した水中翼３０でもよい。

好ましくは、ヒンジラインは、水中翼３０の前縁に近接している。この位置にヒ ンンドフラップを具備する水中翼３０を用いることにより、水中翼３０が水の垂 直速度の下方向への突然の変化に遭遇する際には、相対水流中にヒンジドフラッ プを「フェザリング」させ、水中翼３０が水の垂直速度の上方向への突然の変化 に遭遇する際には、ヒンジドフラップを停止位置に保持することができるので、 水中翼２０が引き込まれた位置にある際に水中翼２０の抵抗を最小化することが できる。

本発明の別の特徴によれば、艇体１２から水中に角度をもって下方に延び、且つ 少なくとも部分的に可撓性である支持アーム１６は、堅固である取付具すなわち 連結具１８により、下方向に角度をもった位置に保持される。支持アーム１６の 可撓性により、支持アーム１６は、水中翼２０の周りの水速度の変化に応答して 、はぼ瞬時に曲げられ、ゆえに、水速度の局部的な上下方向への突然の変化に協 調して移動可能である。可撓性支持アームが、水中翼２０の周りの水の垂直速度 の変化に応答して曲がることにより、瞬時の動きはボートの艇体の動きに影響せ ず、ゆえに水中翼船の艇体はスムーズに航行可能となる。さらに、水中での水中 翼２０の位置を調節する同様な機構が、好ましくは、水中翼２０が近接する水と 衝突する入射角をも調節する。前述したように、水中翼２０が近接する水と接触 する入射角は、好ましくは、水中翼２０を可撓性支持アームに堅固に取り付ける ことにより調節され、水中翼２０が近接する水と接触する入射角は、水中翼２０ の動きを調節すると同じ手段により調節される。入射角を調節する手段として、 いくつかの手段が既述されているが、あるいは当該技術分野で公知の手段を用い ることもできる。

さらに本発明の別の特徴によれば、少なくとも部分的に（まったく）可撓性では な（、且つ艇体１２の低部から水中に下方向に垂直に延びる入れ子式支持アーム １６を用いることもできる。これらの支持アーム１６の入れ子式特性により、図 １１に示されるように、水中翼の周りの水の垂直速度の変化に協調して、水中翼 ２０を動かすことができるので、水中翼船１０の艇体１２をスムーズに航行させ ることができる。再び、水中にて水中翼２０の位置を調節すると同じ機構により 、水中翼２０が近接する水に衝突する入射角を調節することが好ましい。入射角 を調節する手段として、既述された手段あるいは当該技術分野で公知の手段を用 いることができるが、水中翼２０が近接する水と接触する入射角は、水中翼２０ 及び支持アーム１６に、それぞれ枢動可能な取付位置すなわち連結位置６２及び ６４にてヒンジドリンク６０を枢動可能に取り付けることにより、調節されるの が好ましい。図１１に示されるように、水中翼２０が水の垂直速度の変化に遭遇 する際には、支持アーム１６の入れ子式特性により、水中翼２０は水に協調して 動き、一方、支持アーム１６の動きに従って水中翼２０の位置を変化させるヒン ジドリンク６０により、水中翼２０が近接する水と遭遇する入射角は自動的に調 節される。

本発明の水中翼船ｌＯが有する別の利点は、水中翼２０の周りに位置する水ある いは空気の垂直速度の変化に協調して水中翼２０を上下に動かすことができるの で、水中翼船１０をスーパーキャビィティティングフォイルとして使用できると いうことである。スーパーキャビィティティングフォイルは、高速時に、水中翼 の上部表面に接触する水流がないような水中翼であり、水中翼の上にキャビティ を生ずるものである。穏やかな水上での高速時には、このキャビティは、非常に 低圧の水蒸気だけを含む。スーパーキャビィティティングフォイルが、効率的な （低抵抗）操作のために十分に低い入射角にあるならば、蒸気で満たされたキャ ビティは不安定であり、水中翼にかかる力は非常にランダムで、強烈である。か ような水中翼が水面に非常に近接するならば、蒸気で満たされたキャビティの低 い圧力は、水中翼の揚力を生じる周囲の空気を吸収し、スーパーキャビィティテ ィング値の約１／３を失う。Ｃｏｎｏｌｌｙ、＾Ｊａｎ、　”Ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｓ　Ｆｏｒ　Ｖｅｒｙ　ｌｌｉｇｈ　５ｐｅｅｄ　ｆｌｙｄｒｏｆｏｉｌｓ、” 　Ｍａｒｉｎｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、　Ｖｏｌｕｍｅ　１２．　Ｎｏ、　４ ．　ｐｐ、３６７−３７７（１９７５j参照。ス ーパーキャビィティティングフォイルが氷表面に非常に近接する際に、揚力が突 然減少するので、今日では、かようなスーパーキャビィティティングフォイルは 実用的ではない。しかしながら、キャビティの不安定さにより引き起こされる揚 力の迅速な変化が、単に、水中翼２０の入射角を減少もしくは増加させるように 、水中翼船１０に取り付けられた支持アーム１６を適当に上下動させ、揚力を維 持し、水中翼船１０の艇体１２をスムーズに航行させるので、かようなスーパー キャビィティティングフォイルを本発明の水中翼船１０にて用いることができる 。

さらに、支持アーム１６が水中翼船１０から水中に角度をもって下方向に延びる 場所では、支持アーム１６が傾斜する角度ゆえに、周囲の空気が連続的に水中翼 の上にキャビティを与えるので、かようなスーパーキャビィティティングフォイ ルのある揚力に対する抵抗は、最小化される。図３に示されるように、支持アー ム１６を垂直に対する角度θにて傾斜させることにより、抗力、したがって支持 アーム１６に接触する水の動圧による抵抗を顕著に減少させる。例えば、θ＝６ ０°　（θとしての典型的な値）の場合にはＣＯＳθ＝０５であり、したがって 、比率 傾斜した支持アームの抗力 垂直な支持アームの効力 （ｃｏｓ２θにほぼ等しい）は、およそ０．２５：よって、角度をもって下方向 に延びる支持アーム１Ｇに接触する水により生じる圧力抗力（抵抗）は、０．２ ５に過ぎない。すなわち水に接触する垂直な支持アームにより生じる圧力抗力の ２５％に過ぎない。したがって、艇体１２がら角度をもって下方に延びる支持ア ーム１６は、等価な効力を受けながら、垂直な支持アームの４倍の幅とすること ができる。また角度をもって下方向に研びる支持アーム１６の背後のキャビティ の断面積は、垂直な支持アームの１６倍の大きさとすることができる。よって、 傾斜した支持アームの背後に１６倍も多い空気を流下することができる。

さらに、本発明においては、水中翼２０をその旧縁によりもしくは前縁近くにて 、傾斜した支持アーム１６に取り付けることができる。したがって、空気が注ぎ 込むべきキャビティの上流側に既にあるので、傾斜した支持アーム１６の後を流 下する周囲の空気を水の流れに対して無理に進ませる必要はない。さらに、水中 翼の上にキャビティがない場合には、支持アームの後を流下するこの周囲の空気 が、水中翼の前縁に到達するやいなや、キャビティを形成する。

好ましい実施態様において、緩衝支柱２２／支持アーム１６／水中翼２０からな る装置の弾力性及び減衰特性を、スイッチを軽く押す（フリップ）だけで、水中 翼船１０の繰船室から瞬時に変えることができる。これらの特性を変えることに より、変化する波の状態において、ポートの艇体１２に快適な乗り心地を与える ことができる。緩衝支柱２２／支持アーム１６／水中翼２０からなる装置の特性 を変えることができる態様は、この装置の特定の実施態様に従う。

例えば、緩衝支柱２２が水圧フリンゾである場合には、水圧シリンダに連結され ているアキュムレータでのガスの圧力を減少させることで乗り心地をソフトとす ることができ、逆に増加させることで乗り心地を硬くすることができる。この調 節は、水中翼船１０の繰船室から容易に制御することができる。

さらに好ましい実施態様において、緩衝支柱２２／支持アーム１６／水中翼２０ からなる装置を繰船室から制御することができ、スイッチを軽（押すだけで、こ の装置を艇体１２に近接させて保管することができ、水中翼２０を艇体１２の底 部に対して小さく取り付けることができる。水中翼２０が艇体１２に対して小さ く保管される際には、水中翼船１０を低速にて減少した抗力で操作することがで きる。

本発明によれば、スクリュー組立体２８（ｌ］１）を水中翼船１０の上であれば どこにでも載置することができる。好ましくは、スクリュー組立体２８を少なく とも１つの水中翼２０の上もしくは背部に載置し、さらに好ましくは、スクリュ ー組立体２８を主水中翼２０ａの上に載置する。なぜなら、主水中翼が、はぼ全 時間にわたり明かに水と接触する水中翼船１０の部分であるからである。しかし ながら、これは、慣用のスクリュー装着よりもコストがかかり、よって経済的に は望ましいことではない。

スクリュー組立体２８は、油圧モータの出力部材に取り付けられた少なくとも１ つのスクリューを含む。該油圧モータの出力部材は、水中翼２０の上もしくは背 部に位置するボッド２９に載置される。油圧モータよってスクリューは、水中翼 船１０のエンジンに載置された油圧ポンプからの加圧された流体により駆動され る。一方の端部にて油圧モータに取りイ」けられており、他方の端部にて油圧ポ ンプに取り付けられている２つの油圧ラインは、加圧された流体を油圧モータ及 び油圧ポンプの間で前後に運搬する。水中翼の周りの水速度の変化に協調して、 ボッド及び油圧モータが取り付けられている水中翼を動かすことができるように 、油圧ラインは可撓性であるかもしくは機械的なビン継手と協働する必要がある 。

好ましくは、水中翼船１０のエンジンの上に載置されている油圧ポンプは、可変 容量型ポンプである。該可変容量型ポンプは、作動油を一定のパワーレベルにて 加圧するので、モータがスクリューに負荷された大きなトルクにより緩慢になる ことにより流れが減少する場合には、流体圧力が増加する。理想的には、流速を 何することで圧力を倍増する。ゆえに、ボートが低速の際は、スクリューが緩慢 に回転し、トルクが高くなり、流体圧力も高くなる場合に、油圧により得られる トルクが最大となる。総合的な効果は、エンジンとスクリューの間の可変ギア比 率の効果である。

別の実施態様において、スクリュー組立体２８は、水中翼２０の上に位置するボ ッドに載置されている電気モータの出力部材に取り付けられた歩な（とも１つの スクリューを含む。回転継手を通る電流を伝達するための装置は、当該技術分野 で知られているいかなる装置でもよいが、水中翼船１０のエンジンの上に載置さ れた発電機により生成される電流を電気モータに伝達し、電気モータよってスク リューを駆動するために用いることができる。好ましくは、可撓性ワイヤもしく はヒンジ１」！２流子のいずれかが電流を伝達し、水中翼２０の周りの水速度の 変化に協調して、ボッドに取り付は可能な水中翼を動かすことができる。

最後に、スクリュー組立体２８は、機械的伝達手段に取り付けられた少なくとも １つのスクリューを含むことができる。スクリューが水中翼２０に載置される場 所では、スクリューを駆動するに必要な機械的トルクは、（エンジンから）イン プットシャフトを通して及び（水中翼へ）アウトプットシャフトを通して、エン ジンからスクリューに伝達される。該インプットシャフト及びアウトプットシャ フトは、継ぎ手すなわちリンク機構により連結されている。該継ぎ手すなわちリ ンク機構は、水中翼２０の周りの水の垂直速度の変化に協調して水中翼２０を移 動させることができるように、水中翼２０の上下方向移動をなすことができる。

例えば、水中翼２０／支持アーム１６ヒン／のヒンジ軸中心線と一致するフック スジヨイント、恒速度継ぎ手、もしくは可撓性のゴム継ぎ手等を、インプットシ ャフト及びアウトプットシャフトを連結させるために、用いることができる。好 ましくは、アウトプットシャフトを水中翼２０／支持アーム１６ヒンジ中心線と 一致する水平軸の周りを旋回可能とするギヤボックスを用いる。ギヤボックスの 例として、互いに対面する２つのベベルギヤを有し、氷表面に直交するギヤボッ クスがある。駆動ビニオンが、ベベルギヤと相互に影響し合い、且つ係合する。

一方の駆動ビニオンがシャフトに取り付けられ、次に水中翼船のエンジンに取り 付けられる。この駆動ビニオンは、水中翼船のエンジンからギヤボックスへのエ ネルギーの機械的伝達を可能とする。他方の駆動ビニオンが、ベベルギヤボック スから、スクリュー近くに位置する下部ギヤボックスへ延びるシャフトに、取り 付けられる。このシャフトにより、ベベルギヤボックスから下部ギヤボックスへ のエネルギーの機械的な伝達が可能となる。上部ギヤボックスからのシャフトは 、氷表面に対して３０°の角度であり、この角度にて下部ギヤボックスに入る。

下部ギヤボックスは、氷表面に対しておおよそ長手方向であるか、もしくは平行 であるアウトプットシャフトを有する。ゆえに、この例において、下部ギヤボッ クスのインプットシャフト及びアウトプットシャフトの間の角度もまた、３０° である。次に、下部ギヤボックスからのアウトプットシャフトは、水中翼２０上 に位置する少な（とも１つのスクリューに取り付けられる。

図１２から図１５には、本発明の実用的な実施態様が示されている。疾走時に、 艇体（１１２）は、主に単一の水中翼１２０の揚力、水中翼により得られ、一対 のヒンジ１２１にて艇体に伝達されている垂直方向に作用する揚力、及び衝撃吸 収ばねすなわち水圧シリンダ１２２により支持される。

この実施態様において、船は、垂直支柱１３１の底部に載置された一対の後部水 中翼１３０により、ピンチにて安定化される。方向舵様に作用し、且つ船を旋回 させるために、水圧シリンダ１３２により、該支柱１３１は片描れ可能である。

該支柱はまた、後部水中翼１３０の傾斜角を変化させ、また船のトリム角を変化 させるために、水圧／リンダ１３３により、ヒンジ軸１３４に対して、船首及び 船尾に傾斜可能である。

例えば、両方の垂直支柱１３１が、水圧シリンダ１３３を適当量延ばすことによ り５度後方に傾斜され、次いで後部水中翼１３０の傾斜角が５度減少するならば 、ボートの船首を上昇させる大きな下方向への作用力を生じる。逆に、シリンダ １３３を引き込むことにより、垂直支柱１３１を前方に傾斜させ、後部水中翼１ ３０の入射角が増加することにより、垂直揚力が増加するので、ポートの船尾を 上昇させる。

垂直支柱１３１が、一方は前方に又他方は後方に差動的に傾斜されるならば、前 者の揚力は増加し、また後者の揚力は減少する。よって、後部水中翼揚力が減少 される側に向かって、ポートを回転させるべく、回転モーメントを与える。この 際、シリンダ１３２が垂直支柱を適当な方向に片揺れさせると同時に、ポートは 反転方向に旋回し且つバンクするであろう。

図１２から図１５の実施態様において、スクリュー１４１は、艇体内側のエンジ ンにより駆動されるシャフト１４０により、回転させられる。スクリュー推力は 、ベアリングハウジング１４２内側の推力ペアリングにより再度賦活され、スク リュー支持支柱１４３を介してポート艇体に伝達される。

スクリューの上半分は、スクリュー支持支柱１４３の一体部分とすることができ る中空の７ユラウド１４５によりカバーされる。スクリュー１４１が回転する際 に、スクリューの前方の水中の圧力減少が生じる。該圧力減少により、スクリュ ー支持支柱１４３の頂部にて、大気が開口１４６を通して下方に吸引され、開口 １４７を通してスクリューディスク内に吸引される。シュラウド１４５は、スク リューの吸引を強調し、下方に吸引された空気がスクリューディスクを通して流 れることを確実にする。この正味の効果は、スクリューを駆動するために要求さ れる力が、スクリューが表面近くにあるいは深く浸水した場合のいずれかに、は ぼ同じになるということである。すなわち、表面が図１５のＢ−Ｂにありスクリ ューが「水面貫通」であるか、もしくはＡ−Ａにありスクリューが深く浸水して いる場合に、前記力がほぼ同じである。

図示された実施態様において、ボートが静置されているがもしくは水上を緩やか に移動する場合に、ボートのドラフト（通風）を減少させるように、記述された 要素の全てが引き込み可能である。持ち上げられている主水中翼は、水圧シリン ダ１２２を延ばすことにより、引き込まれる。垂直支柱１３１は、水圧シリンダ １３３を延ばすことにより、ヒンジ線１３４に対して後部に且つ上部に引き込ま れる。スクリュー支持支柱１４３は、ガイドレール１４９に沿って移動するシリ ンダ１４８により、垂直方向に引き込まれる。この際、スクリュー駆動シャフト １４０は、フェアリング１５０内側のカートン（ｃａｒｄｏｎ）継ぎ手（もしく はホック継ぎ手）にて、曲がる。

ＷＩＧエアクラフト 本発明の別の特徴によれば、水中翼２０を局部的な水の垂直速度の変化に協調し て移動可能とする前述の可動支持アーム装置を、図１６から図１８に示されるよ うに、ＷＩＧエアクラフト７０に同じ（適用することができる。可動支持アーム 装置をＷＩＧエアクラフト７０に適用した場合と、水中翼船１０に適用した場合 との違いは、ＷＩＧエアクラフト７０においては、支持アーム１６が水中翼２０ よりむしろ翼７２に取り付けられているということである。それでもなお、揚力 生成区域、すなわち水中翼２０及び翼７２が同様に機能し二側者が近接する流体 、すなわち空気もしくは水に衝突する角度により揚力を生成するので、同じ支持 アーム装置をＷＩＧ７０及び水中翼１０に用いることができる。

翼７２の氷表面への近接により、あるいは逆風もしくは順風により生じる揚力の ランダムな変化に協調して、これらの支持アーム装置により翼７２を移動するこ とができるので、これらの支持アーム装置を用いることで、ＷＩ０７０をほぼ一 定の揚力に維持することができる。よって、これらの支持アーム装置を用いるこ とで、ＷＩ０７０は、快適に且つ効率的に、水面直上を飛行することができる。

好ましくは、図１６から図１８に示すように、２つの支持アームが１つの翼に取 り付けられる。さらに、図１６から図１８に示すように、胴体７４の底部もしく は底部近く、あるいは胴体７４の頂部もしくは頂部近く、のいずれかに、支持ア ーム１６を取り付けることができる。

以上のように、本発明は、水中翼船及びＷＩＧクラフトを荒海において、あるい は荒海上を高速にて操作する特異な方法を提供する。さらに、本発明の水中翼船 及びＷＩＧクラフトは、水中翼または翼の周りの流体（すなわち、水または空気 ）の垂直速度の変化に協調して、主本体区域（すなわち、艇体または胴体）から 延びる支持アームに取り付けられた水中翼または翼を移動させることができる独 特の装置を含む。

ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、１０ □ ＦＩＧ、　ｔａｂ 補正置の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　６年　６月２０は偽

Claims (42)

【特許請求の範囲】
1. １．下記の構成を備えることを特徴とする船（ａ）主本体区域； （ｂ）該主本体区域から延びる少なくとも１つの支持アーム；（ｃ）該主本体区 域にて、もしくは該主本体区域近くに、該支持アームを連結する連結手段； （ｄ）該支持アームに取り付けられた少なくとも１つの揚力生成区域；及び（ｅ ）前記船がほぼ一定の揚力を維持可能とするように、該揚力生成区域の周りに位 置する流体の垂直速度の変化に協調して、該支持アーム及び揚力生成区域を移動 可能とする可動手段。
2. ２．前記支持アームが、前記主本体区域の底部にて、もしくは前記主本体区域の 底部近くに枢動可能に連結されており、且つ前記船体から流体内に角度をもって 下方に向かって延びていることを特徴とする請求項１の船。
3. ３．前記流体の垂直速度の変化が、上下方向への突然の変化であり、前記主本体 区域が船体であり、前記揚力生成区域が翼であることを特徴とする請求項１の船 。
4. ４．さらに、支持アーム毎に少なくとも１つの緩衝支柱を備え、該緩衝支柱は、 前記船体を支持アームに枢動可能に連結し、翼の周りに位置する流体速度の上下 方向への突然の変化に協調して支持アーム及び翼を移動可能とし、前記船をほぼ 一定の揚力に維持することを可能とすることを特徴とする請求項３の船。
5. ５．前記緩衝支柱が、空気圧シリンダであることを特徴とする請求項４の船。
6. ６．前記緩衝支柱が、水圧シリンダであることを特徴とする請求項４の船。
7. ７．前記緩衝支柱が、機械的な圧縮ばねであることを特徴とする請求項４の船。
8. ８．前記支持アームが、前記船体の底部にて、もしくは前記船体の底部近くに、 堅固に連結されており、且つ前記船体から流体内に角度をもって下方に向かって 延びていることを特徴とする請求項３の船。
9. ９．前記支持アームが、少なくとも部分的に可撓性であることを特徴とする請求 項８の船。
10. １０．前記翼が近接する流体に接触する入射角が、翼を流体速度の垂直な上下方 向の突然の変化に協調して移動可能とする手段と同じ手段により、調節されるこ とを特徴とする請求項３の船。
11. １１．さらに、船首トランサムを備え、完全な船首没水を防ぐことを特徴とする 請求項３の船。
12. １２．前記船が水中翼船であり、且つ前記船体が細長い艇体であり、該水中翼船 が大きな垂直方向の加速度を要せずに、高波を切り抜けることができることを特 徴とする請求項３の船。
13. １３．前記支持アームが、前記翼に堅固に連結されていることを特徴とする請求 項１０の船。
14. １４．前記船に、動力伝達手段が取り付けられていることを特徴とする請求項１ の船。
15. １５．前記動力伝達手段が、少なくとも１つの揚力生成区域にて、もしくは少な くとも１つの揚力生成区域の近くに、取り付けられた推進機であることを特徴と する請求項１４の船。
16. １６．前記翼が、スーパーキャビィティティングフォイルであることを特徴とす る請求項３の船。
17. １７．前記支持アームに、翼の前縁が取り付けられていることを特徴とする請求 項１５の船。
18. １８．前記翼が、船体の船尾の前方に位置された水中翼であり、且つ船尾に隣接 して位置された少なくとも１つの尾翼を含むことを特徴とする請求項３の船。
19. １９．船尾に隣接して且つ尾翼に隣接して配置された打ち柱を含み、該打ち柱が 、シュラウドにより取り囲まれており、且つ空気を吸引する開口を有する支柱に より支持されていることを特徴とする請求項１８の船。
20. ２０．尾翼に連結された垂直支柱と、該支柱を片揺れさせ且つ傾斜させる手段を 含むことを特徴とする請求項１８の船。
21. ２１．前方翼及び尾翼を備えるタンデムフォイル装置であって、該前方翼が近接 する水に衝突する角度が、該尾翼が近接する水に衝突する角度よりも大きく、し たがって、タンデムフォイル装置が水の垂直速度の変化に遭遇する際に、前方翼 により生成される揚力により、タンデムフォイル装置を新しい相対的な水流れ方 向に対する本来の入射角に戻すことを特徴とするタンデムフォイル装置。
22. ２２．尾翼及び前方翼を備えるタンデムフォイル装置であって、該尾翼が近接す る水に衝突する角度が、該前方翼が近接する水に衝突する角度よりも大きく、し たがって、タンデムフォイル装置が水の垂直速度の変化に遭遇する際に、前方翼 により生成される揚力により、タンデムフォイル装置を新しい相対的な水流れ方 向に対する本来の入射角に戻すことを特徴とするタンデムフォイル装置。
23. ２３．下記の構成を備えることを特徴とするＷＩＧエアクラフト（ａ）胴体； （ｂ）該胴体より延びる少なくとも１つの支持アーム；（ｃ）該胴体にてもしく は該胴体の近くに、該支持アームを連結する連結手段；（ｄ）該支持アームに取 り付けられた少なくとも１つの翼；及び（ｅ）ＷＩＧエアクラフトをほぼ一定の 揚力に維持可能とするように、該支持アーム及び翼を翼の周りに位置される垂直 速度の変化に協調して移動可能とする可動手段。
24. ２４．前記支持アームは、前記胴体の底部にて、もしくは前記胴体の近くに、枢 動可能に連結されており、且つ前記胴体から水に向かって、角度をもって下方に 延びていることを特徴とする請求項２３のＷＩＧエアクラフト。
25. ２５．さらに、支持アーム毎に少なくとも１つの後衛支柱を備え、該緩衝支柱は 前記胴体を前記支持アームに枢動可能に連結しており、水中翼船をほぼ一定の揚 力に維持可能とするように、該緩衝支柱が前記支持アーム及び前記翼を翼の周り に位置される垂直速度の変化に協調して移動可能とすることを特徴とする請求項 ２４のＷＩＧエアクラフト。
26. ２６．前記緩衝支柱は、空気圧シリンダであることを特徴とする請求項２５のＷ ＩＧエアクラフト。
27. ２７．前記緩衝支柱は、水圧シリングであることを特徴とする請求項２５のＷＩ Ｇエアクラフト。
28. ２８．前記緩衝支柱は、機械的な圧縮ばねであることを特徴とする請求項２５の ＷＩＧエアクラフト。
29. ２９．前記支持アームは、前記胴体の頂部にて、もしくは前記頂部の近くに、枢 動可能に連結されており、且つ前記胴体から角度をもって上方に、水から離れる ように延びていることを特徴とする請求項２３のＷＩＧエアクラフト。
30. ３０．さらに、支持アーム毎に少なくとも１つの緩衝支柱を備え、該緩衝支柱は 前記胴体を前記支持アームに枢動可能に連結しており、水中翼船をほぼ一定の揚 力に維持可能とするように、該緩衝支柱が前記支持アーム及び前記翼を翼の周り に配置される垂直速度の変化に協調して移動可能とすることを特徴とする請求項 ２９のＷＩＧエアクラフト。
31. ３１．前記緩衝支柱は、空気圧シリンダであることを特徴とする請求項３０のＷ ＩＧエアクラフト。
32. ３２．前記緩衝支柱は、水圧シリンダであることを特徴とする請求項３０のＷＩ Ｇエアクラフト。
33. ３３．前記緩衝支柱は、機械的な圧縮ばねであることを特徴とする請求項３０の ＷＩＧエアクラフト。
34. ３４．前記支持アームは、前記胴体の底部にて、もしくは前記胴体の近くに、堅 固に連結されており、且つ前記胴体から水に向かって、角度をもって下方に延び ていることを特徴とする請求項２３のＷＩＧエアクラフト。
35. ３５．前記支持アームは、少なくとも部分的に可撓性であることを特徴とする請 求項３４のＷＩＧエアクラフト。
36. ３６．前記支持アームは、前記胴体の頂部にて、もしくは前記頂部の近くに、堅 固に連結されており、且つ前記胴体から角度をもって上方に、水から離れるよう に延びていることを特徴とする請求項２３のＷＩＧエアクラフト。
37. ３７．前記支持アームは、少なくとも部分的に可撓性であることを特徴とする請 求項３６のＷＩＧエアクラフト。
38. ３８．前記翼が近接する大気に接触する入射角は、垂直速度の変化に協調して翼 を移動可能とする可動手段と同じ手段により調節されることを特徴とする請求項 ２３のＷＩＧエアクラフト。
39. ３９．前記支持アームは、前記翼に堅固に連結されていることを特徴とする請求 項３８のＷＩＧエアクラフト。
40. ４０．下記の工程を備えることを特徴とする流体の上下方向への突然の変化を補 償することにより船をほぼ一定の揚力に維持する方法；（ａ）前記船上に少なく とも１つの支持アームを載置する工程；（ｈ）該支持アームに、少なくとも１つ の揚力生成区域を取り付ける工程；（ｃ）前記船をほぼ一定の揚力に維持可能と するために、該揚力生成区域の周りの流体の垂直速度の上下方向への突然の変化 に協調して、該支持アーム及び該揚力生成区域を移動させる工程。
41. ４１．前記揚力生成区域が近接する流体に接触する入射角の角度を調節する工程 を含むことを特徴とする請求項４０の方法。
42. ４２．前記支持アーム及び揚力生成区域を移動させる工程が、支持アーム毎に少 なくとも１つの緩衝支柱を備えることにより達成されることを特徴とする請求項 ４０の方法。