JPS58218499A - 空気クツシヨンヴイ−クル - 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２つの平行な船体と、該船体を相互接続する中
央翼と、前記船体間の中央翼下側に形成された前方に開
いた空間と、前記中央翼の後方で船体を相互接続する尾
構造物と、前記中央翼の下側にかかる過剰圧力（ｏｖｅ
ｒｐｒｅｓｓｕｒｅ　）による中央翼の揚力中心の後方
に側翼の揚力中心があるよう充分船尾側に位置した側翼
とを有する空気クッションヴイークル又はエーロフオイ
ルボートに関する。

空気クッションヴイークルの大きな問題点は地面又は水
面からの高さに応じて揚力中心がヴイークル縦方向に大
きく変動することである。

低速で地面又は水面からの距離が非常に短い場合、揚力
の大部分は翼下側に働く圧力により生じ、揚力の作用点
は翼弦中心付近にある。速度と高度が増すにつれて、揚
力中心は前方に移動し翼前端から　１／４買弦長さだけ
接方に位置するようになる。即ち、低所から高所へ低速
から高速へと移る間に、空気クッション６ヴイークル【
よ水平横軸線に関し不安定になる。従って、このような
空気クッションヴイークルはジャイロスタビライヂを用
いた胃降舵により人工的に安定させねばならないと考え
られるが、これは複雑で傷を受１ノやすいシステムであ
る。

上記した種類のエーロフオイルボートを開示している米
国特許第３，６６１，１１１号においてこの問題が言及
されでいる。この特許の１−ロフオイルボートは水プロ
ペラ推進装置を有し中央翼ど側翼が水面に近接するよう
設けられており、速度増加につれて中央翼に働く空気力
学的揚力によりボート前部が過度に浮揚するのを防ぐた
め、中央買上側に働く空気力学的揚力が故意に破壊され
る。これに対して本発明の空気クッションヴイークルは
荒海等の荒れた水面でも航行できるよう設計されており
、推進には空気ファン又はプロペラを有する１つ又は複
数のエンジンによって行なわれる。本廃明の空気クツシ
ョー　“Ｉ ンヴイークルの速度は水プロペラによる推進で得られる
速度の数倍であり、１′この速度はライ−クルを水の外
に、更には又、空気クッションの作用する範囲外に浮揚
されるのに利用されて、ヴイークルが高波、中州、岩礁
等を避けることができる。

このような空気クッションヴイークルを設計するのには
いくつかの問題がある。例えば、荒海等の荒れた水面を
航行できるよう、低速で充分な揚力を提供しヴイークル
が充分に浮揚するまでその揚力を保持することは簡単で
はない。

又、水平横軸線を初めとする全軸線に関するヴイークル
の制御も前述したように問題となる。

更には又、買の揚力の空気力学的中心が宵の下側に働く
過剰圧力による揚力の中心より前方にあるのを補償する
ことも一部問題である。安定度は主として速度と高度に
応じて変化するので、この制御を行なうには比較的充分
な時間が掛かる。しかしながら、′：詳細に制御するこ
とも波の、′□ 衝撃等の急激に作用する影響による不安定性を、：： 正Ｊために必要でア、、る。低速においてヴイーク７，
４良好、制御ｔ　’ｌｙ　’−とも特、狭い水路。場合
に重要である。

本発明による空気クッションヴイークルの航行高さは通
常は水上に浮んだ位置から水面上数メートルまで変化す
るが、特別の目的のためには短期間約２０〜３０ｍの上
空を航行することも可能である。

米国特許第４，１５１，８９３号によれば、ジェットエ
ンジンから放出された空気流は買上側に導い］Ｐｉ下側
に圧力を蓄積することが公知である。

この特許の場合、翼外端は端板で限定されて翼先端での
圧力損失が防がれ、Ｎｍ端には後側から空気流が逃げる
のを防ぐフラップが設けられる。

本発明の空気クッションヴイークルは低速Ｃも高速でも
所望の特性を有する。これは特許請求の範囲第１項に述
べられている４ｆ４造的特徴の組合わせによるものであ
る・。特に次のような特徴が含まれる。

（ａ）　　中央翼後端で少なくとも部分的に前記空間を
閉じ得るよう中央翼後端に買フラップを設けたこと。

山）　前記空間に過剰圧力を生じさせるため１ンジンか
ら放出された滑り流（ｓｌｉｄｅ　ｆｌｏｗ）を前記空
間に流入させるよう空気ファン又はプロペラを有する１
つ又は複数のエンジンを配置したこと。

ｆｃ）　　空気クッションヴイークルが充分な速度に達
して中央翼と側部に大きな空気力学的揚力が生じるまで
前記空間の側部を閉止続けるよう充分に大ぎな鉛直面を
有する鋭い竜骨部を各船体に設けたこと。

＋ｄ＋　　主に空気力学的揚力がそしてわずかに空気ク
ッション効果が働くよう側翼を水面よりかなり上方とな
るよう配置したこと。

各エンジンは、空気ファン又はプロペラの滑り流の下側
に、湾曲したエーロフオイル（ａｉｒｆｏｉｌ　）が設
けられるのが好ましい。この１−ロフオイルはエーロフ
オイル上側に２次空気流を起して、滑り流に対するエー
ロフオイルの位置に応じて変化する上向きの空気力学的
力を生み出し、それによりこのエーロフオイルの位置を
水平横軸線に関するヴイークルの制御に用いることがで
きる。

又、荒海でもヴイークルを航行できるよう、中央翼は・
肉面より充分上りに位置させるべきである。好ましくは
、ヴイークルが凪の海に浮んでいるときに中央翼（そし
て側翼）は翼弦の少なくとも１／６の長さだけ水面から
離れている。

エンジンは中央翼の先端から下側へと到るダクト内に設
けることもできる。しかしながら、好ましくは、船体の
間且つ中央翼の前方に配置し且つ水平横軸線のまわりに
傾動可能とし、即ちエンジンを、エンジンから出た滑り
流が前記前方に開いた空間に前方から流入して空間内に
過剰圧力を生むとともにエンジンの推力がほぼ上向きの
成分を有するエンジン位置から、滑り流が中央翼の上側
を吹６．ｓで中央翼の空気力学的揚力を増加させるエン
ジン位置へと傾動可能と１１− す　る　。　　　　　　　　　　　　　　　　　脳、り
好ましくは、エンジンは、両船体の前部の間に設けられ
水平横軸線を中心に傾動可能なカナード翼に取付けられ
る。

側翼を傷つ番ノる虞なしにライ−クルが停泊できるよう
側翼はじゃまにならぬように尾構造物の一部として形成
してもよい。しかしながら、各船体の外側に配置した方
が好ましい。

ヴイークルが浮んでいる状態で竜骨部の抗力が大きづぎ
浅瀬での航行ができなくなってしまうのを防ぐため、ヴ
イークルが浮んでいる状態で竜骨部を折りたたみ得るよ
う各竜骨部が水平縦軸線まわりに旋回可能にヒンジされ
てもよい。

竜骨部を浮体で構成すればこのような折りたたみを自動
にすることができる。好ましくは、竜骨部は折りたたん
だ位置で固定可能であり、又、竜骨部が折りたたまれた
状態でヴイークルが地上を走行し得るよう車輪を担持す
る。

本発明の空気クッションヴイークルのその他の特徴は添
付−面を参照した以下の実施例の説：′ 明により明らかとなるであろう。

、′：、 第１図〜第３１′１図に示す如く本発明の空気クッショ
ンヴイークルは、主として、２つの平行な船体１．２と
、船体１．２を相互接続する中央Ｈ３ど、２つの側５１
１！４．５と、船体１．２の後端を相互接続する尾構造
物６とから成る。空気クッションヴイークルは更に船体
１．２の前部間にカナード８７を有する。このカナード
翼７はヴイークルの横方向に延びる水平軸線８を中、心
に傾動可能である。カナード［７にはターボファンエン
ジン９が固定取付けされ、従って両者は一緒に傾動する
。好ましくは、カナード翼１とターボファンエンジン９
は第５図に示した水平位置と第４図に示した約３０°の
傾斜位置との間を傾動可能である。後者の傾斜位置は離
着水の時に用いられ、この位置においては滑り流が中央
翼３の下側に吹き、全所要揚力の８０％を提供する上向
きの過剰圧力を中央翼３の下側に生ずる。この揚力の他
にエンジン９の推力、１７の鉛直成分１６による直接揚
力も与えられる。これらにより、空気クッションヴイー
クルはほぼ第４図に示す位置に水上浮揚する。この位置
においては各船体１．２の内側に沿って延びる比較的薄
くて鋭い竜骨部１０のみが水に浸かり、従って中央翼３
下側の空間を側方から閉じるので過剰圧力の損失を防ぐ
ことができる。その他は各船体１．２は縦方向中央平面
に関しほぼ対称になっているのでヴイークルにかかる力
を減少させるこ−とができる。

空気クッションヴイークルの重心は第４図に参照番号１
１で示されており、矢印１３は中央翼３の下側に生じる
過剰圧力による揚力を示している。中央翼３は後端に翼
フラップ１４．１５を有しており、これらの翼フラップ
１４．１５が中央翼３接端で下側の空間をほぼ閉じて過
剰圧力の損失を防ぐことができる。第４図から明らかな
ように重心１１は揚力１３の作用点より前方にあり、空
気クッションライ−クルはエンジン９の推力１７の鉛直
成分１６により横方向軸線に関し釣り合わされる。

空気クッションヴイークルの速度が増すにつれて１エン
ジン９は第５図に示される如き水平−位置に戻される。

すると、エンジン９からの滑り流は中央翼３の上側を吹
くので矢印１８で示された空気力学的揚力が生じる助け
となる。空気クッションにより中央Ｈ３の下側には依然
として揚力１３′　があるが、この揚力１３′　は前記
した揚力１３よりも大幅に小さいものである。エンジン
９の推力の鉛直成分１６はもはやなく、側翼４゜５には
空気力学的揚力１９が生じるが、カナード！！７による
小さな揚力２０が働き、ヴイークル船首も浮揚する。

第６図はヴイークル速度に応じた揚力と高度の変動を概
略的に示すものぐあって、図中Ａは全揚力、Ｂは過剰圧
力による揚力、Ｃは中央翼と側翼の空気力学的揚力、Ｅ
とＦはエンジン勾配を示し、そのうちＥは一定（３０°
）、Ｆは１０°への減少を示す。

低速では側ｊｉ４，５に設置−Ｊられた普通のエルロン
は所望の効果を生じない□。その替わりに、フラップ１
４．１５を低速でのエルロンとして用いることができ、
これらのフラップ１４．１５を個々に制御することによ
り揚力１３を側方向に変位させることがぐきる。これに
関し生じる船体に働く摩擦力の変化を利用してヴイーク
ルを旋回させることができる。更に又、普通の舵を低速
での旋回に利用することができる。この舵２６の下部２
６ａは縦方向に割れていてもよく、そうすれば舵２６の
これら２つに割れた部分を同時に相反方向に回すことに
より、ヴイークル旋回用に舵２６に対する水の抗力を増
加さけることがＣきる。

本発明の空気クッションヴイークルは第４図に示す位置
に保持Ｃきるが、この場合竜骨部１０のみが水に浸かり
、中央翼３とエンジン９は翼弦の少なくとも１／３に相
当する距離だけ海面より上方に位置づるので、比較的荒
海や、低速−で狭い水路を航行する場合でも充分な保護
が得られる。　　　　゛ 低速から高速に移る際にヴイークルの水平横軸線に関す
る安定１はエンジン９の勾配を制御１：１：１Ｌ することにより確保できるが、この制御方法では極端に
急速な制御動作を行なうことができない。何故なら、急
速に行なうと大きなジャイロ力（ｇｙｒｏｒｏｒｃｅ　
）が生じるので望ましくないからである。従って、特に
速度があまり高くない離着水時における波の衝撃等の突
然な影響に関し急速に制御を行なうため、本発明の空気
クッションヴイークルはエンジン９の空気ファン又はブ
Ｕペラから出る滑り流に関連して作用づる特別なエーロ
フオイルを有する。このｉ−Ｄフォイルの配置は第７図
及び第８図に承り如くであって、ターボファンエンジン
９のファン２１はシュラウド２２で囲繞される。シュラ
ウド２２の直上後方には円弧状に湾曲したエーロフオイ
ル２３（第７図参照）が設けられる。■−ロフオイル２
３はシュラウド２２から出る空気流がエーロフオイル２
３の内側に触れるよう配置される。縦方向においてはエ
ーロフオイル２３は飛行機買の輪郭を有しく第８図）、
シュラウド２２から出た空気流と、シュラウド２２とエ
ーロフオイル２３との間の隙間に吸い込まれる空気流は
■−ロフオイル２３の上側に実質的な過小圧力（ｕｎｄ
ｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ　）を生じ、■−ロフオイル２３
に鉛直な揚力を提供づる。エーロフオイル２３は水平軸
線２５まわりに旋回可能に取付けられ、■−ロフオイル
２３に働く揚力はエーロフオイル２３の位置により大き
く左右される。このようにして、エーロフオイル２３を
旋回させることにより非常に急速に変化し得る揚力を得
ることができる。

勿論、こと原理は舵としても適用できる。

第９図は船体底部の変更例を示すもので、この場合竜骨
部が船体１部に折りたたまれ得るヒンジ取付（プされた
竜骨フラップ１０′　として形成される。この竜骨フラ
ップ１０′　は各極端位置で固定可能である。坐骨フラ
ップ１０′が浮体を含むよう構成すれば、これは竜骨フ
ラップ１０′　を留め付ける一助となるとともにライ−
クルが海面に浮かんでいるときに竜骨フラップ１０′　
が旋回して船体底部に折りたたまれるよう水中での浮力
も与える。

このように構成する目的は空気クッションライ−クルが
浅瀬を航行できるようにすることＣある。

第９図に示すように、車輪２７を竜骨フラップ１０′　
に取付けＣもよい。これらによれば地上をヴイークルが
走行できるので、ヴイークルを船上に引−［げたり地面
から離陸させるのに役立つ。

車輪２１の替わりにランチ、スキー等を設けＣもよい。

竜骨フラップ１０′　には更に縦方向の控えリブ２８を
設けてもよい。これら控えリブ２８は、特に離陸時に中
央翼下側の空気クッションが船体下側側部から漏れるの
を減少させる効果を持つ。

竜骨フラップ１０′　の外端２９には低摩擦係数と大強
度を有する特殊プラスチック材から成る摩耗リムを設け
てよい。竜骨フラップ１０′の先端は、竜骨フラップ１
０′　が水中を移動する場合に船体下側へと側方に旋回
し易いような形状にしてもよ５゛・　　　　　　　、１

【図面の簡単な説明】

１、。 第１図は本発明によ葛空気りッションヴイー、１１．： クルの平面図、第２図は第１図の■−■線断面図、第３
図は第１図及び第２図の正面図、第４図及び第５図はそ
れぞれ低速及び通常空気クッション位置にお番）る本発
明の空気クッションヴイークルに働く力を概略的に示す
図、第６図番よヴイークル速度に応じた揚力と高度の変
動を概略的に示１図、第７図及び第８図は水平横軸線に
関するヴイークルの急速制御のため空気ファンまたはプ
ロペラから出る滑り流に関連して用いられる制御用の１
−ロフ瀘イルの原理を概略的に示す図、そして第９図は
折りたたみ可能な竜骨部の例を概略的に示す図である。 １．２・・・船体、３・・・中央翼、４．５・・・側翼
、６・・・尾構造物、７・・・カナ−１’＊、８−・・
水平横軸線、９・・・ターボファンエンジン、１０・・
・竜骨部、１０′・・・竜骨フラップ、１１・・・重心
、１３．１３’・・・退寮１圧力による揚力、１４．１
５・・・買フラップ、１６・・・推力・、：１゜ の鉛直成分、１ｌｌｌ’ｌ　８　、１９・・・空気力学
的揚力、２１・・・空）：、１．．１ 気フ１ン又ＧＱ−７０ベラ、２３・・・１−ロフオイル
、２６・・・舵、２６ａ、・・１舵の下部、２７・・・
車輪。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）２つの平行な船体と、該船体を相互接続する中央翼
   と、前記船体間の中央翼下側に形成された前方に開いた
   空間と、前記中央翼の後方Ｃ船体を相互接続する尾構造
   物と、前記中央翼の下側に働く過剰圧力による中央翼の
   揚力中心の後方に側翼の揚力中心があるよう充分船尾側
   に位置した側翼とを有する空気クッションヴイークルに
   おいて、 （ａ）　　中央翼後端で少なくとも部分的に前記空間を
   閉じ得るよう中央翼後端に買フラップを設けたこと、 山）　前記空間に過剰圧力を生じさせるためエンジンか
   ら放出された滑り流を前記空間に流入させるよう空気フ
   ァン又はプロペラを有する１つ又は複数のエンジンを配
   置したこと、 （Ｃ）　　空気クッションヴイークルが充分な速度に達
   しで中央翼と側翼に大きな空気力学的揚力が生じるまで
   前記空間の側部を閉止続けるよう充分に大きな鉛直面を
   有する鋭い竜骨部を各船体に設けたこと、 （小　主に空気力学的揚力がそしてわずかに空気クッシ
   ョン効果が働くよう側翼を水面よりかなり上方となるよ
   う配置したこと、を特徴とする空気クッションヴイーク
   ル。 ２）　各エンジンにおいて空気ファン又はプロペラの滑
   り流の下側に、湾曲したエーロフオイルを設けることに
   より、エーロフオイルの上側に２次空気流を起こして滑
   り流に対するエーロフオイルの位置に応じて変化する上
   向きの空気力学的力を生み出し、前記エーロフオイルの
   位置を水平横軸線に関する空気クッションヴイークルの
   位置の制御に利用することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の空気クッションヴイークル。 ３）　空気クッションヴイークルが凪の海に浮んでいる
   ときに中央翼と側翼が翼弦の少なくとも１／６の長さ水
   面からの距離があることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載の空気クッションヴイークル。 ４）　　ｉンジンを船体の間且つ中央翼の前方に配置し
   且つ水平横軸線のまわりに傾動可能とし、エンジンが、
   エンジンから出た滑り流が前記前方に開いた空間に前方
   から流入して空間内に過剰圧力を生むと共にエンジンの
   推力がほぼ上向きの成分を有するエンジン位置から、滑
   り流が中央翼の上側を吹いて中央翼の空気力学的揚力を
   増加させるエンジン位置へと傾動可能であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか記載
   の空気クッションヴイークル。、１ ５）　両船体の前部の間に：峠けられ水平横軸線を中心
   に傾動可能なカナ：、・・１≠ド翼にエンジンが取付け
   られることを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の空
   気クッションヴイークル。 ６）　側翼が各船体の外側に配置されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか記載の空
   気クッションヴイークル。 ７）重心が、中央翼の下側に働く過剰圧力による中央翼
   の揚力中心よりも前方、且つ、中央翼の上側に働く空気
   力学的過小圧ノｊによる揚力中心よりも後方に位置する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第６項のい
   ずれか記載の空気クッションヴイークル。 ８）　船体の内側延長部どして下方に延びる鋭い竜骨部
   を除き、水面に浮かんでいる状態での各船体の没水部分
   は縦方向中央平面に関しほぼ対称であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれが記載の空
   気クッションヴイークル。 □ ９）　竜骨部のｔ＊Ｇａ１１．、に舵が設けられ、該舵
   が組方１＼ 向に分割されて、、これら２つの部分が同時に相反方向
   に回されもことにより、ヴイークル旋回用に舵に対する
   水の抗力が増加させられることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項乃至第８項のいずれか記載の空気クッション
   ヴイークル。 １０）空気クッションヴイークルが水面に浮んだ状態に
   あるとき竜骨部を折りたたみ得るよう、各竜骨部が水平
   縦軸線まわりに旋回可能にヒンジされることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第９項のいずれか記載の空
   気クッションヴイークル。 １１）水中で自動的に折りたたみ得るよう竜骨部が浮体
   から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記載
   の空気クッションヴイークル。 １２）竜骨部が所要位置で固定可能であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１１項又は第１２項記載の空気ク
   ッションヴイークル。 １３）竜骨部が折りたたまれた場合ヴイークルが地上を
   走行できるよう竜骨部が車輪を担持することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１０項乃至第１２項のいずれか記載
   の空気クッションヴイークル。