JPH0829745B2 - 水中翼船の最適姿勢探索装置 - Google Patents

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最適姿勢探索装置に関し、特に最
大船速となるような水面に対する船体の高度（つまり、
翼深度）を探索する探索装置に関する。

〔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、前部翼には前記フラップ装置
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。

ところで、上記水中翼船の翼走中、翼深度つまり水面
に対する船体高度に応じて抵抗が変動することから、艇
走から翼走へ移行後最大船側が得られるような翼深度に
設定することが望ましい。但し、海象条件や積荷・乗員
の重量が一定でないことから、翼深度を一律に設定する
ことは出来ない。

そこで、従来では翼走への移行後操縦者が深度設定レ
バーを操作して前部フラップのフラップ角を調節し、そ
の調節に伴う船速（船速計より目視にて判る）の増減を
判別するのを数回繰返すことにより経験と勘を頼りに試
行錯誤的に最大船速が得られる翼深度（つまり船首高
度）を設定していた。

一方、船体のトリムによっても抵抗が変動することか
ら、前部フラップ装置と後部フラップ装置を介して最大
船速が得られるトリムに設定することが望ましいが、ト
リムは約１゜前後の設定値を保持するような制御が採用
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のように操縦者が経験と勘を頼りに試行錯誤的に
翼深度を調節する方法では、翼深度の調節後その影響が
船速に現われるまでに約２分程度要し、その調節を複数
回繰返さなければ最適な翼深度を知ることが出来ないの
で、約10〜20分程度の時間を要しその間燃費が悪化する
こと、最適な翼深度を精度よく決定できないこと、熟練
した操縦者でなければ実行できないこと、などの問題が
ある。

そこで、これを自動化するため、前部フラップ駆動装
置と後部フラップ駆動装置とに摂動信号（正舷波信号）
を付加して船速の変動を検知し、最大船速となる最適翼
深度を探索する摂動探索方法を採用することが考えられ
る。

しかしながら、上記摂動信号の摂動周期は船体上下運
動応答の時定数よりも十分に長く設定して応答遅れを小
さくする必要があるが、この場合探索に長時間を要し実
用性に欠けるという問題がある。加えて、検出される船
速信号や翼深度に相当する高度信号に波浪等の外乱が付
加されることから、船速信号や高度信号からノイズを除
去する必要があるという問題がある。

本発明の目的は、短時間で且つ高精度に探索できるよ
うな摂動探索技術を採用した水中翼船の最適姿勢探索装
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最適姿勢探索装置は、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
ラップ装置と、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、船速を検出して船速信号を出力する船速検出手段
と、水面に対する船体の高度を検出して高度信号を出力
する高度検出手段とを備えた水中翼船において、 船体上下運動応答の時定数に近い短周期の摂動信号を前
部フラップ駆動手段と後部フラップ駆動手段とに供給す
るとともに摂動信号と同周期の同期パルスを出力する摂
動信号発生手段と、上記船速信号と同期パルスとを設
け、船速信号を同期パルス毎に分割して得られる複数の
周期単位船速信号を加算平均した平均船速信号を出力す
る船速信号平均化手段と、上記高度信号と同期パルスと
を受け、高度信号を同期パルス毎に分割して得られる複
数の周期単位高度信号を加算平均した平均高度信号を出
力する高度信号平均化手段と、上記平均船速信号を受け
てその調和成分を演算し、高度に対する船速の所定の位
相遅れ修正を施して船速の振幅と位相とを演算する船速
調和解析手段と、上記平均高度信号を受けてその調和成
分を演算し、高度の振幅と位相とを演算する高度調和解
析手段と、上記船速の振幅及び位相と高度の振幅及び位
相を受け、上記両位相の位相差を演算し、その位相差に
基いて船速増加の為に高度を増減すべき増減方向を判別
し且つ高度の振幅に基いて所定の演算式で高度の増減量
を決定する比較判別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最適姿勢探索装置において
は、水中翼船が翼走している状態において、摂動信号発
生装置から前部フラップ駆動手段と後部フラップ駆動手
段とに摂動信号を供給すると、両フラップ装置が同期し
て同方向へ作動し、船体がピッチングすることなく上下
に摂動運動する。船速信号平均化手段は摂動信号の周期
と同周期の同期パルス毎に船速信号を分割して得られる
複数の周期単位船速信号を加算平均してノイズが除去さ
れた平均船速信号を出力する。同時に、高度信号平均化
手段は同期パルス毎に高度信号を分割して得られる複数
の周期単位高度信号を加算平均してノイズが除去された
平均高度信号を出力する。

船速調和解析手段は、平均船速信号を例えば高速フー
リエ変換処理することによりその調和成分を演算し、更
にその調和成分に高度に対する船速の所定の位相遅れ修
正を施して船速の振幅と位相とを演算する。同様に、高
度調和解析手段は平均高度信号を上記同様に処理してそ
の調和成分を演算し、高度の振幅と位相とを演算する。

比較判別手段は、船速と高度の位相差を演算し、その
位相差に基いて船速増加の為に高度を増減すべき増減方
向を判別し且つ高度の振幅に基いて所定の演算式で高度
の増減量を決定する。例えば、船速の位相と高度の位相
差が−90゜〜90゜のときには同相として高度を増加すべ
きと判定し、また位相差が90゜〜270゜のときには逆相
として高度を減少すべきと判定する。

ここで、上記摂動信号の周期は船体上下運動応答の時
定数に近い小さな値なので、加算平均化処理に供する複
数周期に亙る船速信号及び高度信号を短時間で得ること
が出来、短時間で比較判別手段の結果を得ることが出来
る。一方、摂動信号の周期が上記のように小さいので高
度に対して船速には位相遅れが発生するが船速調和解析
手段において上記位相遅れを修正する為所定の位相遅れ
修正が施されるのである。

船速信号平均化手段や高度信号平均化手段において、
複数の周期単位船速信号や周期単位高度信号を加算平均
することによりノイズが確実に除去されることになる。

比較判別手段で決定された高度の増減方向と増減量
は、直接前部フラップ駆動手段及び後部フラップ駆動手
段へ自動的に供給してもよいし、操縦者の近くのディス
プレイ装置などに供給して表示させ、操縦者の為の情報
として活用してもよい。

〔発明の効果〕

本発明に係る水中翼船の最適姿勢探索装置によれば、
以上説明したように、摂動信号発生装置、船速信号平均
化手段及び船速調和解析手段、高度信号平均化手段及び
高度調和解析手段、比較判別手段を設けたことにより、
船速増加の為に高度を増減すべき増減方向と高度の増減
量を自動的に求めることが出来ること、それらを短時間
で精度よく求め得ること、それにより短時間で精度よく
高度を最適化することが可能となり、船速及び燃費の向
上を図り得ること、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づいて説明す
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、前部ストラップ12
の下端部には前部翼13が設けられ、前部翼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10の船首部の下部には、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の下端部同士に亙って後部翼24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26〜29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。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。

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。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）を代えることが出来る。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・276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
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56と、
ヨー運動の速度を検出するヨーレードジャイロ57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。

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60
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61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。

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下（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、このアーボアンプ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。

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−R
D）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へ
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10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10
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。

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。これと同時に、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LDA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。

船首上下加速度計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VDB・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80へ供給されて前部フラップ1
4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。

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Δ
PAは左舷及び右舷フラップサーボアンプ82〜85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RVA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は実際にはコンピュータと増幅器類
などで構成されている。

次に、第５図以降の図を参照しながら、上記水中翼船
の制御系に組込まれる最適姿勢探索装置SAについて説明
する。

先ず、この最適指定探索装置SAは、艇走状態から翼走
状態へ移行したとき或いは翼走状態のときに、最大船速
が得られるような船体高度（船首高度）つまり翼深度を
短時間の間に探索する為のものである。

第５図により説明すると、摂動信号発生装置90は、船
体10の上下運動応答の時定数（例えば、約10秒）に近い
短周期の摂動信号SS（正弦波信号）を発生し、その摂動
信号SSを前部フラップサーボアンプ80と左舷及び右舷フ
ラップサーボアンプ82〜85へ供給し、摂動信号発生器90
の同期パルス発生部90aは摂動信号の周期と同周期で且
つ同期した同期パルスPSを船速加算平均器92と高度加算
平均器94へ夫々出力する。

上記摂動信号SSがフラップサーボアンプ80・82〜85へ
供給され、前部フラップ14と後部フラップ26〜29が同期
して摂動的に駆動されると、船首高度は摂動的に増減
し、この船首高度の増減に応じて船速が位相遅れを伴な
って摂動的に増減する（第６図参照）。

船速加算平均器92は、船速計58からの船速信号VDと同
期パルスPSとを受け、第６図・第７図に示すように船速
信号VDを同期パルスPS毎に分割して得られる複数の周期
単位船速信号VD1・VD2・VD3を加算平均してノイズを除
去した平均船速信号VSを出力する（第８図参照）。

高度加算平均器94は、船首高度検出器50からの高度信
号HDと同期パルスPSを受け、上記と同様に高度信号HDを
同期パルスPS毎に分割して得られる複数の周期単位高度
信号を加算平均してノイズを除去した平均高度信号HSを
出力する（第９図参照）。尚、第６図〜第９図におい
て、船速と高度には実際には時間平均値に相当するバイ
アス量が含まれているが、説明の簡単化の為これらバイ
アス量を含めずに変動量のみで示してある。

船速調和解析器93は、船速加算平均器92から平均船速
信号VSを受けて、高速フーリエ変換処理により平均船速
信号VSの調和成分VSHを演算してその振幅Ａと位相θ_Ｖ
とを求める。

これにより、同期パルスPSの周期に対応する角周波数
ωを用いて平均船速調和成分VHSは次式のように得られ
る。

VSH＝A sin（ωｔ−θ_Ｖ） （１） ところで、探索時間の短縮化のため摂動信号SSの周期
を船体10の上下運動応答の時定数に近い小さな値に設定
したことから、船体10の上下運動に対する船体10の質量
に起因する船速の応答遅れΔθが船速信号VDに現われて
いない。そこで、この応答遅れΔθを実験的に求めてお
いて位相遅れ修正信号入力器91から船速解析器93へ入力
し或いは予め入力して記憶しておいて、この船速調和解
析器93において上記平均船速調和成分VSHに上記位相遅
れの修正を次式のように施す。

VSH_m＝A sin（ωｔ−θ_Ｖ−Δθ） （２） 上記（２）式のように得られた修正平均船速調和成分
VSH_mの振幅Ａ及び位相（θ_Ｖ＋Δθ）を表わす信号が船
首高度増減量演算装置96へ出力される。

高度調和解析器95は、高度加算平均器94から平均高度
信号HSを受けて、高速フーリエ変換処理にして平均高度
信号HSの調和成分HSHを演算してその振幅Ｂと位相θ_Ｈ
とを求める。これにより、平均高度調和成分HSHは次式
のように得られる。

HSH＝B sin（ωｔ−θ_Ｈ） （３） 上記平均高度調和成分HSHの振幅Ｂ及び位相θ_Ｈを表
わす信号が船首高度増減量演算装置96へ出力される。

船首高度増減量演算装置96は、船速の位相（θ_Ｖ＋Δ
θ）と高度の位相θ_Ｈとを比較し、両者の位相差が−90
゜〜90゜のときには概算的に同相（高度が増加すれば船
速が増加する状態）なので高度を増加すべきであると判
別し、また上記位相差が−90゜〜90゜以外（つまり、90
゜〜270゜）のときには概算的に逆相（高度が増加すれ
ば船速が減少する状態）なので高度を減少すべきである
と判別する（第10図・第11図参照）。

更に、船首高度増減量演算装置96は、同相のときには
高度増加量ΔＨをまた逆相のときには高度減少量ΔＨを
演算するが、第11図に示すように船首高度Ｈと船速Ｖと
の相関曲線において最大船速の付近では高度Ｈの増減に
対して船速Ｖの増減は僅少になることに鑑みて船速Ｖの
振幅Ａが非常に小さな所定値Ｋ（例えば、Ｋ＝0.05ノッ
ト）以下になったか否か判定し、Ａ≦Ｋのときには船速
Ｖが略最大値の付近になっているので高度Ｈの増減不要
（ΔＨ＝０）と決定し、またＡ＞Ｋのときには高度Ｈの
増減量を同相のときには例えばΔＨ＝0.5B（但し、Ｂは
高度Ｈの振幅）、逆相のときにはΔＨ＝−0.5Bと決定す
る。その後、船首高度増減量演算装置96は、Ａ≦Ｋのと
きには「ΔＨ＝０」に相当する信号をまた同相のときに
は「ΔＨ＝0.5B」に相当する信号をまた逆相のときには
「ΔＨ＝0.5B」に相当する信号を船首高度出力装置97へ
出力する。

船首高度出力装置97は、操舵室に設けられたCRT表示
装置であり、そのCRTディスプレイに「ΔＨ＝０」また
は「ΔＨ＝0.5B」又は「ΔＨ＝−0.5B」が表示される。
従って、操縦者はその探索結果を視てΔＨ＝０以外のと
きには深度設定レバー91を介してΔＨだけ翼深度を増減
操作することが出来る。上記のような１回当りの探索は
約１分程度で完了するので、この探索及び深度の増減操
作を３〜４回実行することによりＡ≦Ｋとなり最大船速
が得られる。

尚、船首高度増減量演算装置96は、高度Ｈの増減方向
と増減量ΔＨを決定するようにしたが、深度設定レバー
からの信号HCを受けて次に設定すべき高度設定量（HC＋
ΔＨ）をも演算して出力するようにしてもよく、この高
度設定値（HC＋ΔＨ）の信号を深度設定レバー61からの
信号として深度誤差増幅器64へ自動的に供給するように
構成してもよい。

尚、上記実施例においては、最大船速が得られる船首
高度を探索する探索装置について説明したが、最大船速
が得られるピッチ角（或いは、トリム）を探索する為、
第５図のようにピッチ角加算平均器98とピッチ角調和解
析器99とピッチ角増減演算器100とが設けられている。
但し、基本的な探索の技術思想は前記と同様なので詳し
い説明を省略する。

【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
は最適姿勢探索装置のブロック図、第６図は摂動信号と
船速信号のタイムチャート、第７図は周期単位船速信号
のタイムチャート、第８図は平均船速信号のタイムチャ
ート、第９図は平均高度信号のタイムチャート、第10図
は平均高度調和成分と平均船速調和成分のタイムチャー
ト、第11図は船首高度と船速との関係を示す線図であ
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…
…アクチュエータ、50……船首高度検出器、58……船速
計、80・82〜85……フラップサーボアンプ、90……摂動
信号発生器、90a……周期パルス発生部、92……船速加
算平均器、93……船速調和解析器、94……高度加算平均
器、95……高度調和解析器、96……船首高度増減量演算
装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、前記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、船速を検出して船速信号を出力す
   る船速検出手段と、水面に対する船体の高度を検出して
   高度信号を出力する高度検出手段とを備えた水中翼船に
   おいて、 船体上下運動応答の時定数に近い短周期の摂動信号を前
   部フラップ駆動手段と後部フラップ駆動手段とに供給す
   るとともに摂動信号と同周期の同期パルスを出力する摂
   動信号発生手段と、 上記船速信号と同期パルスとを設け、船速信号を同期パ
   ルス毎に分割して得られる複数の周期単位船速信号を加
   算平均した平均船速信号を出力する船速信号平均化手段
   と、 上記高度信号と同期パルスとを受け、高度信号を同期パ
   ルス毎に分割して得られる複数の周期単位高度信号を加
   算平均した平均高度信号を出力する高度信号平均化手段
   と、 上記平均船速信号を受けてその調和成分を演算し、高度
   に対する船速の所定の位相遅れ修正を施して船速の振幅
   と位相とを演算する船速調和解析手段と、 上記平均高度信号を受けてその調和成分を演算し、高度
   の振幅と位相とを演算する高度調和解析手段と、 上記船速の振幅及び位相と高度の振幅及び位相を受け、
   上記両位相の位相差を演算し、その位相差に基いて船速
   増加の為に高度を増減すべき増減方向を判別し且つ高度
   の振幅に基いて所定の演算式で高度の増減量を決定する
   比較判別手段とを備えたことを特徴とする水中翼船の最
   適姿勢探索装置。