(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主ハルおよび前記主ハルの各側の少なくとも１つの側ハルであって、各ハルが船首および船尾を有している、主ハルおよび少なくとも１つの側ハルと、波によって生じた運動に対して減衰をもたらすための運動制御手段であって、前記ハルの１つの前記船首に隣接して配置された前部運動減衰装置および前記ハルの他の少なくとも１つの前記船尾に隣接して配置された後部運動減衰装置を備えている、運動制御手段と、を備えている多胴船において、前記多胴船の浮心周りの平面図における前記前部運動減衰装置の断面二次モーメントは、前記多胴船の水線面の断面二次モーメントの５％から１５％の間にあり、前記多胴船の中心線周りの平面図における前記後部運動減衰装置の各々の断面二次モーメントは、前記多胴船の水線面の横方向断面二次モーメントの２％から６％の間にある、多胴船。
【請求項２】
各減衰装置は、波によって生じた運動に抵抗し、これによって、減衰効果をもたらすように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の多胴船。
【請求項３】
前記前部運動減衰装置は、前記主ハルの前記船首に隣接して配置されており、前記後部運動減衰装置は、前記側ハルの少なくとも１つの前記船尾に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の多胴船。
【請求項４】
２つの後部運動減衰装置が設けられており、各後部運動減衰装置は、前記主ハルの両側の２つの側ハルの各１つの前記船尾に隣接して配置されていることを特徴とする請求項３に記載の多胴船。
【請求項５】
各減衰装置は、水中翼から構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の多胴船。
【請求項６】
各水中翼は、前記ハルのそれぞれに装着されたストラットの下端に取り付けられた水平方向に配置された翼片を含むＴ字状翼を備えていることを特徴とする請求項５に記載の多胴船。
【請求項７】
各水中翼は、抗力を減少させるために、向かってくる流れ方向に対して名目上ゼロの抑え角を有しており、また抗力を減少させる流線型の形状を有していることを特徴とする請求項５または６に記載の多胴船。
【請求項８】
各水中翼は、前記多胴船が海上に浮いている間に保守または修理のためにアクセス可能になるように、前記ハルのそれぞれに関して配置されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の多胴船。
【請求項９】
各水中翼は、前記ハルから容易に取外し可能になっていることを特徴とする請求項８に記載の多胴船。
【請求項１０】
各側ハルの前記船尾における前記水中翼は、前記ハルから手動操作するために容易にアクセス可能な位置に選択的に上方に移動するように適合されていることを特徴とする請求項８に記載の多胴船。
【請求項１１】
アルミニウム構造を有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の多胴船。
【請求項１２】
主ハルおよび前記主ハルの各側の少なくとも１つの側ハルであって、各ハルが船首および船尾を有している、主ハルおよび少なくとも１つの側ハルと、波によって生じた運動に対して減衰をもたらすための運動制御手段であって、前記主ハルの前記船首に隣接して配置された前部運動減衰装置および前記主ハルの各側の少なくとも１つの側ハルの前記船尾に隣接して配置された後部運動減衰装置を備えている、運動制御手段と、を備えている多胴船において、前記多胴船の浮心周りの平面図における前記前部運動減衰装置の断面二次モーメントは、前記多胴船の水線面の断面二次モーメントの５％から１５％の間にあり、前記多胴船の中心線周りの平面図における前記後部運動減衰装置の各々の断面二次モーメントは、前記多胴船の水線面の横方向断面二次モーメントの２％から６％の間にある、多胴船。
【請求項１３】
主ハルおよび２つの側ハルであって、各々が船首および船尾を有している、主ハルおよび２つの側ハルと、波によって生じた運動に対して減衰をもたらすための運動制御手段であって、前記主ハルの前記船首に隣接して配置された前部運動減衰装置およびそれぞれの側ハルの前記船尾に隣接して配置された２つの後部運動減衰装置を備えている、運動制御手段と、を備えているトリマランにおいて、前記トリマランの浮心周りの平面図における前記前部運動減衰装置の断面二次モーメントは、前記トリマランの水線面の断面二次モーメントの５％から１５％の間にあり、前記トリマランの中心線周りの平面図における前記後部運動減衰装置の各々の断面二次モーメントは、前記トリマランの水線面の横方向断面二次モーメントの２％から６％の間にある、トリマラン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中心に配置された主ハルおよび２つの側ハルを備えるトリマラン（trimaran）として構成された多胴船に関する。さらに詳細には、本発明は、望ましくない船の運動、典型的には、波によって生じた運動に対して減衰をもたらす運動制御装置を組み込んでいるトリマランに関する。
【０００２】
本発明は、特に、必ずしもこれのみに制限されるものではないが、高速の商用船および軍用船、例えば、車両輸送を含む、乗客および貨物輸送用フェリーとして構成されたトリマランを考案したものである。
【背景技術】
【０００３】
背景技術の以下の検討は、本発明の理解を容易にすることのみを意図している。これらの検討は、参照した資料のいずれかがこの出願の優先日に一般的な知識の一部であるか、または、あったことを承認または認知するものではない。
【０００４】
海上航行船が高速用に設計されている場合、効率の理由から、長く、かつ、細いハル（船体）を有することが一般的に望ましい。しかし、これによって、安定性に欠け、船が転覆しやすくなる可能性がある。従って、多くの高速船は、長く、かつ、細い、または、長く、かつ、狭い２つ以上のハルを有するように設計されており、改良された安定性をもたらすように配置されている。このような船の典型的な例は、双胴式のカタマランおよび三胴式のトリマランである。
【０００５】
長く、かつ、細いハルは、設置された動力源に対して望まれる高速度推進効率を実現するが、波によって影響されやすく、船の運動が不必要に過剰になることがある。この理由は、船の水線面の面積および慣性モーメントに関連している。水線面の面積および慣性モーメントが大きい船は、水線面の面積および慣性モーメントが小さい船よりも容易に運動に対して抗することになる。
【０００６】
比較的細いハルを有する船は、水線面の面積および慣性モーメントがより小さく、その結果、このような船は、波によって生じる運動の影響をより受けやすいことになる。
【０００７】
しかし、波によって生じた運動に容易に引き込まれる船は、逆に、波によって生じた運動の方向、一般的には垂直方向と直交して取り付けられた面を加えることによって、このような運動を容易に抑えることができる。
【０００８】
長く、かつ、細い、主ハルおよび（船の全体が転覆するのを阻止するのに必要な安定性をもたらす）２つのより小形の、長く、かつ、細い側ハル（アマ、浮木）を有する高速フェリーとしてトリマランを構成することが知られている。トリマランの縦揺れは、種々のカタマランの船首に取り付けられた能動水中翼と同じように、主ハルの船首に取り付けられた同様の能動水中翼によって垂直力を生じさせることによって制御可能である。トリマラン船が受ける波の横揺れを抑えるために、横揺れ防止フィンが主ハルの両側に装着されるようになってきている。これらの横揺れ防止フィンは、より一般的な単胴船に装着されている対応する装置と同じように、本質的に可動水中翼である。
【０００９】
横揺れ防止フィンは、横揺れを減少させるのに有効であるが、船が横揺れしているときに望ましくない方向にも力を生じさせる点において、具体的には、船を選択された経路から外れて移動させる船首揺れおよび小さい左右揺れの成分を生じさせることがあるという点において、望ましくない副次的な悪影響をもたらすものである。船首揺れ力および左右揺れ力は、水平でないフィンの必然的な結果によるものである。何故なら、船が横揺れしたときに調整された非水平フィンによって生じる揚力は、（横揺れを減少させる）垂直成分および（船首揺れおよび左右揺れを大きくする）水平成分を有しているからである。
【００１０】
横揺れを減少させるために、フィンを横揺れの作用線と直交させて位置付けると有利であることが知られているが、その結果、通常、横揺れ防止フィンは、水平面から外れて取り付けられることになる。
【００１１】
望ましくない船首揺れ力は、船が横揺れするたびに、操舵士による操縦経路の修正を必要とすることになるが、これは、明らかに望ましくない。
【００１２】
本発明は、この背景技術ならびに関連する問題および困難さに対して、開発されたものである。
【発明の概要】
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、主ハルおよび主ハルの各側の少なくとも１つの側ハルであって、各ハルが船首および船尾を有している、主ハルおよび少なくとも１つの側ハルと、波によって生じた運動に減衰をもたらすための運動制御手段であって、ハルの１つの船首に隣接して配置された前部運動減衰装置およびハルの他の少なくとも１つの船尾に隣接して配置された後部運動減衰装置を備えている、運動制御手段と、を備えている多胴船において、多胴船の浮心周りの平面図における前部運動減衰装置の断面二次モーメントは、多胴船の水線面の断面二次モーメントの５％から１５％の間にあり、多胴船の中心線周りの平面図における後部運動減衰装置の各々の断面二次モーメントは、多胴船の水線面の横方向断面二次モーメントの２％から６％の間にある、多胴船が提供されている。
【００１４】
好ましくは、前部運動減衰装置は、主ハルの船首に隣接して配置されており、後部運動減衰装置は、側ハルの少なくとも１つの船尾に隣接して配置されている。
【００１５】
好ましくは、２つの後部運動減衰装置が設けられており、各後部運動減衰装置は、主ハルの両側の２つの側ハルの各１つの船尾に隣接して配置されている。
【００１６】
好ましくは、多胴船は、主ハルの両側に２つの側ハルを有するトリマランとして構成されている。
【００１７】
好ましくは、各減衰装置は、船の波によって生じる運動に抵抗し、これによって、減衰効果をもたらすように構成されている。
【００１８】
減衰効果は、波によって生じる任意の１つ以上の運動、例えば、制限されるものではないが、縦揺れ、横揺れ、および船首揺れに対するものであるとよい。
【００１９】
各減衰装置は、水中翼から構成されているとよいが、勿論、他の減衰構成も可能である。
【００２０】
各水中翼は、ハルのそれぞれに装着されたストラットの下端に取り付けられた水平方向に配置された翼片を含むＴ字状翼を備えていてもよい。
【００２１】
典型的には、各水中翼は、抗力を減少させるために、向かってくる流れ方向に対して名目上ゼロの抑え角を有している。
【００２２】
好ましくは、各水中翼は、抗力を減少させる流線型の形状を有している。
【００２３】
典型的には、水中翼は、向かってくる流れ方向に対して抑え角を定めることによる揚力の生成によって、波によって生じた運動と逆の付加的な力を生じさせることを意図していない。むしろ、水中翼は、波によって生じた運動に対する抵抗力を生じさせることを意図している。しかし、用途によっては、水中翼は、揚力を生じるように用いられもよい。
【００２４】
水中翼は、好ましくは、固定されており、可動部品を有していないが、用途によっては、状況の変化に応じて調整を容易にするために、能動制御、例えば、制御システムに応答する能動面の設置による能動制御が行われてもよい。このような構成では、水中翼を利用して、揚力をもたらし、および／または操縦制御機能または方向性制御機能をもたらすようになっているとよい。
【００２５】
各水中翼は、トリマランが海上に浮いている間に保守または修理のためにアクセス可能になるように、それぞれのハルに関して配置されていてもよい。一構成では、水中翼は、ハルから容易に取外し可能になっていてもよい。他の構成では、水中翼は、ハルから取り外すことなく、保守または修理のためにアクセス可能になっていてもよい。後者の構成では、各側ハルの船尾の水中翼は、ハルから手動操作するために容易にアクセス可能な位置に選択的に上方に移動可能になるように適合されているとよい。このようにして、船の乾ドッキングを必要とすることなく、水中翼の保守作業を行なうことができる。
【００２６】
典型的には、水平面内の運動減衰装置の大きさは、前進速度に対する過剰な抵抗力をもたらすことなく多胴船を十分に減衰させるのに必要な大きさに折衷的に決められるものである。多胴船の運動を十分に減衰させるのに必要な大きさは、多胴船の水線面の断面二次モーメントに対する平面図における運動減衰装置の断面二次モーメントの比率によって与えられる。長手方向運動（縦揺れ）を考える場合、船の浮心周りの前部運動減衰装置の断面二次モーメントは、多胴船の水線面の断面二次モーメントの５％から１５％の間にある。横方向運動（横揺れ）を考える場合、多胴船の中心線周りの後部運動減衰装置の各々の断面二次モーメントは、多胴船の水線面の横方向断面二次モーメントの２％から６％の間にある。
【００２７】
本発明の第２の態様によれば、主ハル、および主ハルの各側の少なくとも１つの側ハルであって、各ハルが船首および船尾を有している、主ハル、および、少なくとも１つの側ハルと、波によって生じた運動に対して減衰をもたらすための運動制御手段であって、主ハルの船首に隣接して配置された前部運動減衰装置および主ハルの各側の少なくとも１つの側ハルの船尾に隣接して配置された後部運動減衰装置を備えている、運動制御手段と、を備えている多胴船において、多胴船の浮心周りの平面図における前部運動減衰装置の断面二次モーメントは、多胴船の水線面の断面二次モーメントの５％から１５％の間にあり、多胴船の中心線周りの平面図における後部運動減衰装置の各々の断面二次モーメントは、多胴船の水線面の横方向断面二次モーメントの２％から６％の間にある、多胴船が提供されている。
【００２８】
本発明の第３の態様によれば、主ハル、および、２つの側ハルであって、各々が船首および船尾を有している、主ハル、および、２つの側ハルと、波によって生じた運動に減衰をもたらすための運動制御手段であって、主ハルの船首に隣接して配置された前部運動減衰装置およびそれぞれの側ハルの船尾に隣接して配置された２つの後部運動減衰装置を備えている、運動制御手段と、を備えているトリマランにおいて、トリマランの浮心周りの平面図における前部運動減衰装置の断面二次モーメントは、トリマランの水線面の断面二次モーメントの５％から１５％の間にあり、トリマランの中心線周りの平面図における後部運動減衰装置の各々の断面二次モーメントは、トリマランの水線面の横方向断面二次モーメントの２％から６％の間にある、トリマランが提供されている。
【００２９】
好ましくは、運動減衰装置は、横揺れに対して減衰効果を有するその特徴部が水平方向に配置され、これによって、船が横揺れしているときに、船首揺れ力が実質的に低減するように（典型的にはゼロになるように）、取り付けられている。
【００３０】
本発明は、添付の図面に示されている特定の一実施形態の以下の説明を参照することによって、さらに良く理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】主ハルおよび２つの側ハルを有するトリマランとして構成された実施形態による多胴船の略後面図である。
【図２】特定の運動減衰装置を示す、主ハルおよび２つの側ハルの略平面図である。
【図３】船の略側面図である。
【図４】船の略正面図である。
【図５】船のさらに他の後面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図面に示されている実施形態は、トリマラン１０として構成された多胴船に向けられている。この実施形態によるトリマラン１０は、旅客用フェリーおよび貨物輸送用、特に車両輸送用フェリーとして稼働する商業用高速海上航行船であり、または軍用船として用いられるものである。典型的には、トリマランは、８０ｍから１３０ｍ程度の大きさを有しているが、勿論、これに制限されるものではない。
【００３３】
トリマラン１０は、下部構造１１および上部構造１３を備えている。この実施形態では、下部構造１１および上部構造１３のいずれも、主にアルミニウムによって建造されているが、勿論、どのような他の適切な建造材料が用いられてもよい。下部構造１１に関連する喫水線は、図１，２，３において、参照番号１４によって示されている。トリマランの中心線は、参照番号１２によって示されている。
【００３４】
下部構造１１は、中心に配置された主ハル１５および２つの横方向に離間した側ハル１７を備えている。側ハルは、「アマ（浮木）」として一般的に知られている。
【００３５】
下部構造１１は、主ハル１５および２つの側ハル１７を相互接続している２つの一体ブリッジ構造１９をさらに備えている。ブリッジ構造１９およびハル１５，１７は、協働してデッキ面２１をもたらしており、該デッキ面２１上に上部構造１３が位置している。ブリッジ構造１９およびハル１５，１７は、協働して主ハル１５の両側に２つのトンネル２３をもたらしている。
【００３６】
主ハル１５は、船首２５で終端している前端、およびトランサム２９として構成された船尾２７で終端している後端を有している。同様に、各側ハル１７は、船首３１で終端している前端、およびトランサム３５として構成された船尾３３で終端している後端を有している。
【００３７】
主ハル１５に推進力を送る推進システム（図示せず）が設けられている。この推進システムは、主ハル１５の船尾２７に操縦可能な水噴射装置４２のような推進装置を備えている。
【００３８】
トリマラン１０は、波によって生じた運動に対して減衰をもたらし、これによって、乗心地制御をもたらすための運動制御手段４０を備えている、
【００３９】
運動制御手段４０は、主ハル１５の船首２５に隣接して配置された前部運動減衰装置４１と、それぞれの側ハル１７の船尾３３に隣接して配置された２つの後部減衰装置４３と、を備えている。この構成では、運動減衰装置４１，４３の１つは、図２において参照番号４４によって示されているように、トリマラン１０の概念的な三角形状の包絡線の各頂点またはその近くに配置されている。
【００４０】
各運動減衰装置４１，４３は、トリマランの波によって生じる運動に抵抗し、これによって、減衰効果をもたらすように構成されている。減衰効果は、全体として、縦揺れの減衰、横揺れの減衰、および船首揺れの減衰を含んでいる。
【００４１】
この実施形態では、各運動減衰装置４１，４３は、水中翼４５から構成されているが、勿論、他の減衰構成も可能である。
【００４２】
各水中翼４５は、それぞれのハルに装着されたストラット４８の下端に取り付けられた水平方向に配置された翼片４７を有するＴ字状翼を備えている。翼片４７は、ＮＡＣＡ翼型と同様に構成されており、ストラット４８は、典型的に遭遇する、あらゆる海の状況下において翼片４７を確実に喫水線の下方に保持するために、比較的長くなっている。
【００４３】
図示されている構成では、水中翼４５は、それぞれの翼片４７が、図４において参照番号５０が付された破線によって示されているように、共通の深さに位置するようにハル１５，１７に位置決めされている。他の構成では、主ハル１５の水中翼４５の翼片４７は、側ハル１７の水中翼４５の翼片４７と異なる深さに位置していてもよい。
【００４４】
各水中翼４５は、抗力（drag）を低減させるために、向かってくる流れ方向に対して名目上ゼロの抑え角を呈するように調整され、かつ配置されており、また抗力を減少させる流線形の形状を有している。
【００４５】
各水中翼４５は、トリマラン１０が海上に浮いている間に保守または修理のためにアクセス可能になるように、それぞれのハル１５，１７に関して配置されている。一構成では、水中翼４５は、それぞれのハル１５，１７から容易に取外し可能になっている。他の構成では、各側ハル１７の船尾３３の水中翼４５は、ハルから手動操作するために容易にアクセス可能な位置に選択的に揺動するように適合されている。
【００４６】
この構成では、水平面内の各水中翼４５の大きさは、前進速度に対して過剰な抵抗をもたらすことなくトリマラン１０の垂直運動を十分に減衰させるのに必要な大きさに折衷的に決められるものである。トリマランの運動を十分に減衰させるのに必要な大きさは、トリマランの水線面の断面二次モーメントに対する平面図における水中翼４５の断面二次モーメントの比率によって与えられる。
【００４７】
長手方向運動（縦揺れ）に関して、船の浮心周りの前部運動減衰装置４１として機能する水中翼の断面二次モーメントは、トリマランの水線面の断面二次モーメントの５％から１５％の間である。
【００４８】
横方向運動（横揺れ）に関して、トリマランの中心線周りの後部運動減衰装置４３の１つとして機能する各水中翼の断面二次モーメントは、トリマランの水線面の横方向断面二次モーメントの２％から５％の間である。
【００４９】
以上の説明から、本実施形態が、波によって生じた運動を減衰させるための簡単ではあるが、極めて効果的な構成をもたらすことが明らかである。各運動減衰装置は、受動状態で機能し、トリマランの波によって生じた運動に単純に抵抗し、これによって、波によって生じる運動に対して減衰効果をもたらすことになる。
【００５０】
本発明の範囲は、記載されている実施形態の範囲に制限されるものではないこと、および本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形および修正がなされてもよいことを理解されたい。
【００５１】
一例として、記載されている実施形態では、運動減衰装置４１，４３が、向かってくる流れ方向に対する抑え角による揚力の生成によって、波によって生じた運動と逆の付加的な力を生じさせることは、意図されていない。むしろ、運動減衰装置４１，４３は、単純に、波によって生じた運動に対する抵抗力を生じさせることが意図されている。しかし、他の実施形態では、運動減衰装置４１，４３は、揚力を生じさせるように用いられてもよい。
【００５２】
さらに、記載されている実施形態では、運動減衰装置４１，４３は、固定されており、可動部品を有していない。しかし、他の実施形態では、運動減衰装置４１、４３は、状況の変化に応じて調整を容易にするために、能動制御、例えば、制御システムに応答する能動面の設置による能動制御を行うように、構成されていてもよい。具体的には、後部運動制御装置４３は、操縦可能な水噴射装置４２によってもたらされる操縦機能を向上させるために、操縦制御機能または方向制御機能をもたらす能動面を備えていてもよい。
【００５３】
図示され、かつ記載されている実施形態では、前部運動減衰装置４１は、主ハル１５の船首２５に隣接して配置されており、２つの後部減衰装置４３は、各側ハル１７の船尾３３に隣接して配置されている。しかし、他の構成も可能である。例えば、２つの前部運動減衰装置４１が、それぞれの側ハル１７の船首３１に隣接して配置され、１つの後部減衰装置４３が、主ハル１５の船尾２７に隣接して配置されていてもよい。
【００５４】
明細書および請求項の全体を通して、文脈に他の指示がない限り、「comprise（〜を備える）という用語または「comprises」または「comprising」のような変形は、記述された完全体または完全体の群を含んでいるが、どのような他の完全体または完全体の群も排除するものではないことを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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