(57)【要約】  船舶は、非滑走船体を備え、非滑走船体は、取付けられたフォイルを有し、フォイルは、水面より下方にあり、船体から離隔されている。フォイルは、船舶の船尾端に近接して取付けられ、かつ、水平線に対して０°より大きく約２２°以下で下向きに傾けて向けられて、前向き方向の分力を有した揚力をもたらす。フォイルは、完全に船舶の後方に配置することができ、又は部分的に船舶の船尾船体部分の下方に配置することができ、フォイルの約半分未満が、船体が水を離れる位置の前方となる。後者の場合、好ましくは、船体に凹所を具備する。
2009541117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水体上で動作するための船舶であって、
喫水線と、前方部分、船尾部分及び中央部分を含む縦長方向と、を有するとともに、前記船尾部分での排水量が前記中央部分での排水量に対して少なくなるように構成された非滑走船体と、
前記船尾船体部分の端部付近で前記水面より下方に前記船体から離して位置決めされ、翼弦と、前向き方向に関して前縁及び後縁と、を有するフォイルと、
を備え、
前記フォイルの前記前縁は、水平線に対して下向きの角度で傾けられてなり、
前記前縁は、前記船尾船体部分が前記水面を離れる縦長方向位置から前記翼弦長の約０．５倍以下分だけ前方に位置決めされ、
前記フォイルは、翼弦と外形とを縦長方向断面内に有するとともに揚力をもたらす構成を有し、前記フォイルの傾き角は、前記翼弦に関して測定される、
船舶。
【請求項２】
前記フォイルは、前記喫水線より下方にある、
請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
前記前縁は、前記船尾船体部分が前記水面を離れる縦長方向位置より前記翼弦長の約０．７５倍以下の長さだけ後方に位置決めされた、
請求項１又は２に記載の船舶。
【請求項４】
前記フォイルは、前記船舶の航行中に、前記船尾船体部分の下方の前記水の上昇流中に位置される、
請求項１から３のいずれか一項に記載の船舶。
【請求項５】
前記傾き角度は、ゼロより大きく約２２°以下である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項６】
前記フォイル前縁と前記船体の間の間隔が、前記翼弦長の約０．２倍から約０．５倍である、
請求項１から５のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項７】
前記翼弦長が、前記喫水線における前記船体の縦長方向長さの約２％から約１０％である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項８】
前記船尾船体部分に形成され、前記船尾端から前方に延在する凹所を更に備え、前記船尾船体部分が前記水を離れる前記位置は、前記凹所の垂直投影内に位置し、前記フォイルが、前記凹所の垂直投影内に少なくとも部分的に位置決めされている、
請求項１から７のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項９】
前記船体が、前記船尾部分において前記船体の各側部に配置されたスポンソンを有し、各スポンソンが、前記凹所の少なくとも一方の側部を形成するとともに前記水面下に鉛直に延在し、前記フォイルが、前記水面より下で、前記スポンソンに取付けられ、前記スポンソンの間にある、
請求項８に記載の船舶。
【請求項１０】
前記縦長方向において、前記船尾船体部分が前記水を離れる前記位置から前記翼弦長の約０．５倍以下分だけ前方にくるところから、前記船尾船体部分が前記水を離れる前記位置から前記翼弦長の約０．７５倍分だけ後方にくるところまでに前記前縁を備えて前記フォイルが位置決めされる、
請求項８に記載の船舶。
【請求項１１】
前記船尾端に近い領域内の前記船尾船体部分の底面が、前記船尾端から離れた前記船尾船体部分の前記底面に対して傾斜させられ、かつ水平線と、前記フォイル前縁の前記長手方向位置における垂直平面の前記傾斜領域内の前記船体への接線との間の角度が、約１１°から約２５°である、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項１２】
前記前縁を含む前記フォイルの一部は、前記船尾船体部分が前記水面を離れる前記縦長方向位置の前方で、前記船尾船体部分の下方に延び、かつ、水平線と、前記船尾船体部分が前記水を離れる前記位置における垂直平面での前記船体に対する接線と、の間の前記角度が約８°から約１６°であり、更に前記フォイルの前記傾き角度が約１２°以下である、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項１３】
前記フォイルの前記前縁が、前記水平線に対して、０°より大きく約２２°以下の下向きの角度で傾けられており、
前記翼弦長が、前記喫水線における前記船体の前記縦長方向長さの約２％から約１０％である、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一の船体を備える船舶に関し、その船尾部分は、中間又は中央部分よりも排水量が少なく、水中に横たわる幅がより狭く、喫水線より下方に延在するフォイルが具備されている船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船体の船尾部分の下に配設されたフォイル又は羽根状部材を有する船舶は、従来技術として公知である。特に滑走船は、滑走中に船体が水面となすトリム角が制限されるのを確実化するように、船体の下方に延在するフォイル又はフラップを、端部付近に備えることがある。そのような滑走船は一般に、中間部分から船尾方向へと、実質的に変化しない船体排水量を有する。
【０００３】
そのような構造の例は、米国特許第２，８３２，３０４号、米国特許第４，９１５，０４８号、米国特許第６，５７８，５０６号及び日本国特開昭６２−００８８９３号の要約書に見ることができる。それらの例では、フォイルが船舶の船尾端に配設され、垂直揚力が発生するものである。そのような船舶は、船舶の水面下部分では狭窄されず、即ち、船舶の水面下部分の断面（船舶の運航方向に対して垂直な断面）が、船尾方向には縮小されていない。例えば、米国特許第６，５７８，５０６号において、舵ブレードにフォイルを有した小型帆船が開示されている。フォイルは、喫水線に対して上向きに傾斜している。
【０００４】
逆流を低減させるために１つ又は複数のフォイルを船舶の後方に有する船舶は、公知である。独国特許出願公開第３９２６２８０号には、その艫の後方にフォイルを有する、その種の船舶が開示されている。停止時に、フォイルは喫水線上に設置される。
【０００５】
日本国特開平１１―１８０３７９号では、その艫の後方に２つのフォイルを有する高速船が開示されている。前方フォイルは、その前縁を艫に接触させて取付けられており、両フォイル間の流れが、逆流を低減するために利用される。停止時に、フォイルは喫水線より上に位置する。
【０００６】
更に、いくつかの双胴船には、波の中での船舶の運航を低減するためのフィンが設けられる。そのようなフィンは、常にフォイル形体を有するわけではない。船においてこれらのフィンを使用する例は、米国特許出願公開第３，２０８，４２２号に見られる。
【０００７】
更に、国際公開第２００４／０２０２７６号は、性能を改善するためにフォイルが完全に船舶の船尾部分の下に配置される、本発明者の従前の作品を開示している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、帆船又は発動機船など、非滑走船体を有する船舶に関する。同船舶は、レジャー船舶等の比較的小さな船舶とすることができ、又は、タンカーやコンテナ船等の大型船舶とすることもできる。そのような船舶は、狭窄部を備え、換言すれば、喫水線下の船体断面積が、船尾方向に見て船舶の縦長方向に減少する構成にある。船体断面積のこのような低減は、中速船では、船舶の水面下部分の最大断面積を有する位置に対して少なくとも３分の１から２分の１であり、普通の商船の場合には、最大１００％である。そのような船舶の場合、船尾梁は、水中に沈めることはできないが、喫水線の上方に横たわることができる。狭窄位置では、船舶の前進運航中の水の流れが、上向き及び／又は内向きに方向付けられる。
【０００９】
長さ、幅、喫水線などの用語を、本明細書において使用する。これらの用語は、水中における船舶の位置に関連している。通常の方向に推進される間は、推進方向がこの場合の縦長方向である。
【００１０】
本発明では、国際公開第２００４／０２０２７６号で説明されるような本発明者の従前の設計と同様に、最も大きい流れの狭窄が生じる場所の付近に、フォイルが設けられる。このフォイルは、上向きの揚力の他に、前向きの推進力がもたらされるようにして構成される。同一状態における移動の高速化又は燃費の低減によって、或いはこれら両方によって、この推進力の存在が明らかとなる。
【００１１】
具体的には、本発明の一態様によれば、本発明は、非滑走船体を有する船舶を提供し、その艫又は船尾部分は、船体の中央部分より小さい排水量を有し、その船体は、それからある距離だけ離して取付けられるフォイルを備え、フォイルは、作動中には水面下にあり、前記フォイルは、フォイルの前縁が、最大でもフォイルの翼弦長の半分となる分だけ、船体の船尾端が水を実質的に離れる位置の前方に在るように、船体の船尾端付近に取付けられ、かつ前記フォイルは、その翼弦によって形成されるように、その前縁が水平線に対して下向きに傾けられる。
【００１２】
フォイルが、船舶の船尾体下方に在る水流中で、フォイル自体の抵抗力よりも大幅に、フォイルに（従って船舶に）対して大きな推進力を生じさせることに基づいて、流体力学的抵抗の減少が実現される。この理論は、本特許の保護範囲に何ら影響を及ぼさないことを理解すべきである。
【００１３】
フォイルにかかる推進力を実現する際に重要なことは、船舶の後方部分の下方にある水の上向き傾斜流の方向に対して、フォイルをある角度を成すように指向させることである。これは、一般的には、フォイルの前縁が水平線に対して下向きの傾き角（即ちゼロ°より大きい）を有するように特定することによって達成することができる。
【００１４】
なお、フォイルは、付随流（incident flow）の方向に対して大体、垂直な所要揚力を実現することが、大いに好ましいことに留意すべきである。当業者なら色々なフォイル形体が使用できることは理解できようが、それらの形体としては、周知のＮＡＣＡ空気力学的形体並びにGerman Eppler形状（例えば、Ira H. Abbott及びAlbert E. von Doenhoff著の”Theory of Wing Sections”（ニューヨーク、Dover Publications, Inc.出版）、並びにRichard Epplerによる”Air Foil Design and Data”（ベルリン、Springer-Verlag出版、ＩＳＢＮ  ３−５４０−５２５０５−Ｘ）を参照）等が含まれる。正味の前方スラストを実現するために、場合によっては、湾曲した平坦なプレート又はその他の要素でフォイルを置換することはできようが、そのような手段は好ましくなく、それは、そのような要素が流れの剥離（flow separation）を生み出す傾向と、例えば通常の作動中に船速の変化などによって生じる可能性がある、プレートと付随流との間の約１°〜２°より大きいピッチ角（pitch angle）の結果としてもたらされる高い抵抗力と、によって、非効率性がもたらされるからである。従って、本明細書で使用する「フォイル」という用語は、そのような揚力を上昇させるそのような湾曲プレート又は要素を包含すると解釈されるべきである。
【００１５】
船体に対するフォイルの位置決めに関しては、いくつかの船舶は、平坦なトランサム形の艫を有する。そのような艫を有するほとんどの船舶において、「船体の後部側が実質的に水を離れる位置」は、一般的には、船尾梁が水没させられる場合その底部の縦長方向での位置にあり、又は、船尾梁が水没させられない場合、船尾船体部分付近の底部の点である。船舶の船尾端が凹所を有するか、又は、船舶の後部側にスポンソン又はフロートを具備し、船体が該スポンソンの間で水から離れる船舶の場合、船体が実質的に水を離れる位置は、一般に、前記凹所内又は前記スポンソン間にある船体が水を離れる縦長方向の位置である。
【００１６】
総括すれば、本発明の一態様によれば、フォイルの翼弦の少なくとも半分は、船体が水を離れる位置を通る垂直線の後方にある。
【００１７】
本願では、いくつかの角度及び寸法を、以下の方法で定義した。
【００１８】
船舶の後部における船尾（バトック）線の平均角度αは、水面下にある船体の船尾体への縦長方向接線と、水平線と、の間の角度である。角度αはまた、船舶の船尾体の縦長方向における鉛直断面に対する接線と、水平線と、の間の角度とも言及される。商船を含む近時における従来技術の船舶では、この角度αは、通常約８°から１６°の間となる。
【００１９】
フォイルの前縁の縦長方向位置における、船舶の後部の船尾線への接線（又は縦長方向における鉛直断面への接線）の角度βは、フォイルの前縁の縦長方向位置での水面下の船体への接線と水平線との間の角度である。本発明の実施形態では、βは約１１°から約２５°である。
【００２０】
水平線に対するフォイルの翼弦の角度は、γで言及、図示される。フォイルの翼弦は、フォイルの前縁及び後縁を通る（想像）線である。本明細書で使用する、フォイルの「傾き」は、角度γによって決定される。
【００２１】
この翼弦の長さは、好ましくは、船舶の長さに応じて決まる。本発明の特定の実施形態によれば、フォイルの長さは、通常の喫水で動作している船舶の、喫水線の長さのおよそ２％から１０％の間である。
【００２２】
好ましい実施形態では、船体の後部又は船尾部分が実質的に水を離れる位置を通る鉛直線（又は垂線）が、前縁から測定されたフォイルの翼弦長の約０．５倍以下のところでフォイルと交差するか、その前縁の前にくるように、フォイルが船舶の後部付近に取付けられる。
【００２３】
さらなる実施形態では、前縁は、翼弦長の約０．７５倍以下だけ、船尾船体部分が水面を離れる縦長方向位置の後方にくるように位置決めされる。
【００２４】
本発明のさらなる実施形態では、フォイルの前縁は、下向きに傾けられ、その翼弦は、水平線に対して０°より大きく約２２°までの間の角度γをなす。厳密な角度は、角度βに応じて決まる。一般的には、角度βが大きいと、より大きい下向き傾き角が選択される。
【００２５】
新たに建造される船舶に特に適した、本発明の一実施形態によれば、フォイルは実質的に完全に、船舶の境界（鉛直方向の突出境界）内に配置される。フォイルを既存の船舶に取付けるのに特に適した別の実施形態においては、フォイルの前縁は、船の船尾端の後方に配置される。
【００２６】
新たに建造される船舶に特に適した一実施形態では、船体の船尾（バトック）は、フォイルの前縁の縦長方向位置又はそれより前で、より大きい上向きの勾配又は傾斜を有するように構成され、フォイルより上の船体の最後方部分は、実質的に水面より上方に配置される。この実施形態では、船尾線のより急な勾配は、好ましくは、フォイルの翼弦長の約０．５倍から約１．５倍の間分だけフォイルの前縁の縦長方向位置の前方地点で始まる。
【００２７】
フォイルが実質的に完全に船舶の船尾境界内に配置されるものの変形形態では、本発明の特定の変形形態に依れば、船尾端において船体に凹所を局所的に具備することが提案される。このタイプの凹所の長さは、好ましくは、フォイルの翼弦長の約０．７５倍から約１．５０倍である。
【００２８】
さらなる詳細によれば、フォイルの前縁から船体までの距離は、フォイルの翼弦長の約０．１０倍より大きく、好ましくは、約０．２倍から約０．５倍である。
【００２９】
フォイルは、考えられる限りのどの様な方法で艫に止着するようにしても良い。フォイルが、全体的又は部分的に船体の下方に延在する場合、フォイルを舵のヘッドボックス、即ち船体の下方に延在する舵構造の固定部分に、止着することができる。前記フォイルを更に支持するために、（流線型）ストラットを取付けることも有益となることがある。
【００３０】
本発明の有利なさらなる実施形態によれば、フォイルの最も大きい部分は、船舶の船尾端を超えて延在する構造にある。この後者の構造は、この燃料節約構造を用いて既存の船舶を改造しなければならない場合に、特に重要である。フォイルが、完全に船舶の船尾部分の後方に配置される場合、場合によっては、入港時にフォイルの支持部を上向き及び前方に回転させることができることが望ましい。その場合、フォイル及びフォイル取付け用のフレームは、船舶の甲板上へと回転可能又は折畳み可能とすることができる。
【００３１】
しかしながら、多くの改造例では、フォイルの一部が船舶の下方に延在する構造を具備することが必要となる。新しい構造においては、フォイルの配置場所において船体に凹所を形成し、ある点より後方（即ち船体が実質的に水から離れる点より後方）の船体は水面から上方に延在する、前述の変形形態が好ましい。
【００３２】
さらなる実施形態では、船体は船舶の船尾端付近で、船体の両側にフロート又はスポンソンを備え、その際にフォイルは、両方のスポンソンの間で水面下に延在する。スポンソン間の船体は、少なくとも部分的に、水面より上方に延在する。一実施形態においては、船体は、凹所をスポンソン間における該スポンソンの境界内に備え、実質的に水面より上方に配置される該凹所の前側の後部に配設されている。特に運航中は、その位置で、船体は水面の上方にある。ただしフォイルは、水面下に配置される。
【００３３】
フォイルより上方にある船体の船尾部分が、完全に又は部分的に水面より上方にある本発明では、推進力は、フォイルによってうまく実現され、その位置で船舶の船体に作用する低圧力の不利な効果が相殺される。
【００３４】
フォイルの形状は、好ましくは、（垂直投影内の）フォイルの場所にて、船舶の水没部分の形状に適合させられる。大型船舶では、フォイルの翼幅は、喫水線下の船舶の部分の幅より一般に小さく、即ち、フォイルは好ましくは、理論的には可能であるが、船舶の水没部分を超えて延在することはない。
【００３５】
フォイルの翼弦の角度は、最適の効果を実現するために、運航中に水面に対して調整可能であることが好ましい。
【００３６】
本発明は特に、非滑走船体を有する船舶、即ち好ましくは少なくとも約５０ｍの長さを有する船舶に関する。より具体的には、本発明は、例えば約０．５未満のフルード数に相当する、比較的低い速度を有する船舶に関する。
【００３７】
以下、図面に示される例示的な実施形態を参照しながら、本発明を更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による手段を具備していない船舶を概略的に示す図である。
【図２Ａ】本発明による従前の設計による、フォイルを使用する船舶を示す側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａによる船舶を示す上面図である。
【図２Ｃ】図２Ａによる船舶を示す背面図である。
【図３Ａ】新たに建造される船舶に適した本発明の第１の実施形態を備える船舶の一部を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ａの実施形態を示す背面図である。
【図４Ａ】既存の船舶及び新たに建造される船舶の両方の構造に特に適した、図２Ａ及び図２Ｂに示す構造の改善された変形形態を構成する、本発明の第２の実施形態を示す図である。
【図４Ｂ】図２Ａの構造の改善された代替変形形態を構成する、第３の実施形態を示す図である。
【図５Ａ】スポンソンを使用する更に別の実施形態を後方から示す斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａの実施形態を示す側面図である。
【図５Ｃ】図５Ａの実施形態を示す背面図である。
【図６】満載された船舶で特に生じる、船体底部が比較的急勾配で立ち上がる実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１において、参照番号１は、従来の船舶の全体を示しており、船舶は、中央又は中間部分３を有する船体２を備える。参照番号４は、前方船体部分を示し、前方船体部分は、６で示される球状船首延長部を有する。９で示される船舶の船尾船体部分付近には、艫５まで低圧区域７が配置されており、低圧区域７は、摩擦抗力に加えて、更に流体力学的抵抗を生み出す。
【００４０】
図１には示さないが、船舶の艫又は船尾端５にある船尾梁は、いくつかの帆船及び商船等では喫水線１０の上方に突出することがある。また、船尾船体部分９の底部の、水平線に対する平均角度αを図１に示す。水平線は基本的に、静止状態における船速ゼロでの水面（８で示す）となる。
【００４１】
図２Ａ〜図２Ｃは、フォイルを使用して船舶の性能を向上させるための、本発明者による従前の試みを示す。図２Ａ〜図２Ｃにおいて、船舶１は、中央部分３を有する船体２と、前方部分４と、船尾端５を有する船尾部分９と、を備える。図１に示す貨物船型と対照的な、帆船型である船舶１は、前向き方向の船体速度がゼロの状態で水体の表面８上に示されている。船体２上の水面８を表す線の一部はまた、以下の議論において用いられるように、船舶１の喫水線も示している。
【００４２】
フォイル１７は、水面８より下方で船舶１に取付けられていた。フォイル１７は、１つ又は複数の支持体２６によって、非可動式に船舶に固定されていた。図２Ａの実施形態における、フォイル１７と船体２の間の距離は一定であり、ｄで示されている。ＣＬ（図２Ｂ）で示す軸の位置でのフォイルの長さは、距離ｄとほぼ等しかった。図２Ｂから分かるように、フォイルの長さａは、縦長方向中心軸ＣＬから船舶の側部に向かって減少している。最も長い長さは、図２ＡにＬで指示されており、最も短い長さは、図２ＢにＬ１で指示されている。この長さの減少は、フォイルの後方側が先細にテーパーを有していることによりもたらされる。フォイル（図２Ｃ）の幅ｂは、前記フォイルの長さＬの少なくとも４倍である。
【００４３】
図２Ａから明らかなように、フォイル１７の形体は、いくつかの地点（矢印Ｆによって略示される）、即ち局所流が斜め上方（及び後方）の方向となる地点における局所流速によって、揚力を生み出すことができるような形状であった。以下で決定されるような、いくつかのフォイルの向き及び位置では、この揚力は純粋に垂直ではなく、わずかに前方に方向付けることができる。このことにより、前向き方向の分力が生じる。
【００４４】
上記で説明した構造に勝る改善を構成する本発明によれば、水体上で動作するための船舶は、非滑走船体を備え、非滑走船体は、喫水線と、前方部分、船尾部分及び中央部分を含む縦長方向と、を有し、船体は、船尾部分での排水量が中央部分での排水量より少なくなるように構成され、船体は更にフォイルを有し、フォイルは、船尾船体部分の端部付近及び水面下に、船体から離して位置決めされ、フォイルは、翼弦と、前向き方向に関する前縁及び後縁と、を有し、フォイルの前縁は、水平線に対して下向きの角度に傾けられ、前縁は、翼弦長の約０．５倍以下だけ、船尾船体部分が水面を離れる縦長方向位置の前方位置に位置決めされ、フォイルは、揚力をもたらすための構成を有する翼弦及び外形を縦長方向断面に有し、フォイルの傾き角は、該翼弦に関して測定される。本発明のほとんどの実施形態では、フォイルと船体の間の距離が一定である必要はない。フォイルは直線状にすることができる。
【００４５】
本発明の第１の実施形態が、図３Ａ〜図３Ｃに示されており、これらの図では、船舶が全体的に参照番号１１によって示され、船体が１２によって示されており、フォイル１７が船体１２の下方に取付けられている。フォイル１７は、喫水線における船舶１１の全長の約２％から１０％、好ましくは約２％から４％の翼弦長を有する。フォイル１７の後縁１７ｂは、艫又は船尾梁１５に対する上下方向の接線とほぼ同一面上にある。図面から分かるように、船体１２には、フォイル１７がある場所に凹所１６を具備している。凹所１６は、凹所から離れた船尾船体部分の底部（即ち図３Ａの位置２０）の傾きに対して、より急な勾配を有する部分１８と、水面８より上方にある自由部分１９と、を備える。フォイル前縁１７ａの前方にある部分１８は、例えば商船等において、通常よりも約８°から１６°急である。約１１°から約２５°の傾斜又は「立上り」角度βが、有利な効果を有することが見出された。
【００４６】
上記のより急勾配部分１８の全長は、フォイル１７の前縁１７ａの前で、フォイル１７の全翼弦長の約１．０倍から約１．５倍である。フォイル１７は、水面が船体から離れる地点（図３Ａの位置２１）の前方に、フォイル１７の翼弦長の約０．５倍が位置決めされ、後方に、フォイル１７の翼弦の最大約０．７５倍が位置決めされる。段状の自由部分１９は一般的に、水面の上方で、フォイル１７の翼弦長の約０．２５倍から約０．７５倍の高さを有する。フォイル１７の前縁１７ａは、最良の結果をもたらすために、水平線（図３Ａの水面８）に対して下向きに傾けて方向付けられる。
【００４７】
図３Ａ〜図３Ｃに示す実施形態において、フォイル１７は、舵１４のヘッドボックス１３に止着されている。フォイル１７は、水平線に対して（水面８から）角度γをなし、この角度γは、０°より大きく約２２°以下である。凹所１６から離れた位置２０における船体１２への接線が、２０ａで示されている。線２０ａは、水平線に対して８°から１６°の角度αとなる。
【００４８】
図３Ａ〜図３Ｃに示す構造は、特に、新建造の船舶において実行可能である。凹所１６は、コストをほとんど追加せずに形成することができる。フォイルの位置は、操縦中（例えば入渠中等）の損傷の危険性が、ほとんど又は全くないような位置である。更に、容易に再編成できる技術的諸設備が、船舶の船尾部分に通常配置されるので、この形の構造は、船舶の排水トン数に否定的な影響を及ぼさないことが見出されている。この例で示す構造により、燃費を最大約２０％削減することが可能になる。これは、特に比較的大型の船舶、即ち５０メートルを超える長さを有する船舶の場合に、費用回収の期間が１年未満となることを意味する。
【００４９】
図３Ｂ、即ち船舶１１の背面図では、舵１４の固定された部分（ヘッドボックス）に取付けられたフォイル１７が示されており、追加要素の流線型ストラット２３が、強化用に具備している。
【００５０】
図４Ａは、図２Ａの実施形態と同様のものであるが、それに対して性能特徴が改善された実施形態であるものを示している。図４Ａにおいて、１２で示される船舶の船体は、水面８に向かって延設された艫又は船尾梁１５を備える。フォイルは１７で示され、艫１５付近でほんの部分的に船体の下方に延在し、残りは船舶の外側（後方）にあり、即ち艫１５を越えて外方へ出ている。参照番号２３は、フォイル１７を船舶に止着する流線形のストラットを示す。この実施形態では、フォイル１７の翼弦と水平線（この場合も非運動静止状態における水面８で表す）との間の角度は、０°より大きく約１２°以下である。フォイルの翼弦の長さは、前述の例のように、喫水線における船体の長さの約２％から１０％である。フォイル１７の前縁１７ａは、フォイル１７の翼弦長の０．５倍以下の間隔だけ船体１２が（この場合その船尾梁１５沿いに）水を離れる位置より後方に位置するのが好ましい。フォイルの後部１７ｂは、フォイル１７の翼弦長の０倍から０．７５倍の深さで、水面８の下方に位置しているのが好ましい。
【００５１】
図４に示す変形形態は、新たな構造に適用することができるだけではなく、既存の船舶に引き続いて適用することもできる。この場合もまた、かなり大きな推進力が得られ、船尾船体部分の関連部分にある低圧区域７が大幅に除去されている。
【００５２】
図４Ｂは、既存の船舶に引き続き取付けるために特に適した、別の変形形態を示す。この目的で、フォイル１７が止着される支持部３６が艫３５に取付けられている。このフォイル１７は、船舶１１の垂直投影の完全に外側に延在する。フォイルの長さは、船舶の大きさ寸法に応じて上述の値、即ち船舶の喫水線位置における船体長さの約２％から約１０％に相当するのが好ましい。フォイルの前縁１７ａと船舶の艫３５との間の距離は、フォイル１７の翼弦の長さとほぼ等しい。フォイルの後縁１７ｂの位置における水面８に対する深さは、フォイルの翼弦の長さの約０倍から０．５倍である。前出の実施形態とは対照的に、フォイルは好ましくは、水平線に対してより小さく下向きに傾いている。即ち、フォイル１７の翼弦は、０°より大きく約６°以下の下向き傾き角γとなる。
【００５３】
図４Ｂの実施形態において有利な効果を得るために、フォイルの翼弦は、一般的には、動作（即ち船体１２の前進運航）中に艫の後方の領域で通常生み出される波の頂点が低下するようにして、船体下の水の局所流に対してわずかに上向きの角度となる。その場合フォイル１７は、前向き方向の分力を有した揚力を生じるので、抵抗が低減される。水平線（即ち船体速度ゼロでの水面）に対するフォイル１７の厳密な傾き角は、とりわけ船体後方の流れによって決まる。この実施形態では、翼弦の傾き角は、使用中に最適な効果が得られるように調整可能とすることもできる。
【００５４】
また、図４Ａ及び図４Ｂの実施形態においては、支持体２３、又は、支持体２３及びフレーム３６（図４Ｂ）は、例えば港湾内での船舶の全長を縮小するために、上方に向けて又は船体上方へと持ち上げることができる。それに関して、支持体２３又はフレーム３６に、図４Ｂに示すようなヒンジ３９を具備して、フォイル１７、支持体２３及びフレーム３６のアセンブリ、つまり組体を上方及び甲板上に枢動させることができる。必要に応じて、例えば艫１５又は３５への止着手段を具備することができる。
【００５５】
図５Ａ〜図５Ｃには、特に新建造船舶のために、船舶の後部にて船舶の艫にスポンソン４１、４１’を具備した構成の本発明の実施形態が図示されている。スポンソン間では、船体が急勾配で立ち上がることができ、及び／又は、図３Ａに示すような凹所を船体に具備することができる。好ましくは、スポンソン間の船体は、図３Ａに関して図示及び説明したような断面を有する。
【００５６】
図５Ａには、そのような船舶を概略的に示す後方からの斜視図が示されている。フォイル１７は図示のように、スポンソン４１、４１’上、及びそれらの間に取付けることができる。そのような船舶の縦長方向の断面である図５Ｂに、フォイル１７の位置が示されている。前縁１７ａは、船体が（船体速度ゼロで）水を離れる位置よりも後方にある。この位置は一般に、船体底面４８又は凹所壁２１に沿った位置であり、船荷量によって決まる。また、動作（前進運航）中の船舶の「動的」喫水線が、図５Ｂに参照番号５０によって示されており、フォイル１７付近の上向き及び後向きの局所流を示す。図５Ｃは、横方向断面であり、１つ又は複数のストラット２３及び舵ヘッドボックス１３を含めた可能な取付け用特徴構成を示している。
【００５７】
図６は、低速の浚渫船又は満載されたオイルタンカー等何らかの既存の船舶用の、又は新造船舶用の、本発明のさらなる実施形態を示しており、船舶の船尾端は、急勾配で立ち上がる底部を有する。フォイル１７を伴わないと、流れの分離が生じる。フォイル１７を適切に配置することによって、流れは分離されず、船体底部に追従し続ける。フォイルの後縁が、ここでは翼弦長の最大５０％までの距離だけ船体の下方に来るように位置決めされ、前縁は、（上記で示した実施形態に対して）相対的にはるかに近く位置決めされる。
【００５８】
本発明の着想範囲内で様々な変形形態が可能となることが、上述の例から明らかになるであろう。例えば、図２Ａ〜図２Ｃに示すような本発明者の従前の設計特徴を、本発明と矛盾しない程度に採用することができる。更に、上記で説明したような発明の概念の範囲内でさらなる修正形態が可能であることを、当業者は理解するであろう。添付の特許請求の範囲の範囲内にある、これらの変形形態、修正形態及びそれらのさらなる実施形態の全てを保護することが明らかに求められる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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