(57)【要約】  本発明は、操縦中に水面上で滑走しないように設計され、操縦中に喫水線（３）を示し、前部、後部および中央部を有する船体（２）であって、船体（２）は、中央部の排水量よりも後部の排水量が小さくなるように構成された船体（２）と、一つ又はそれ以上の連結部材（７）によって船体後部に固定された一次後部フォイル（６）とを備え、一次後部フォイルは、操縦中、喫水線の下に位置し、かつ船体から離れており、前方に関してスパン、翼弦、プロフィール、先端縁（８）、及び後端縁（９）を有し、後部フォイルに接続された調整手段（１０）を備え、調整手段は、後部フォイルの翼弦の入射角を調整するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操縦中に水面上で滑走しないように設計され、操縦中に喫水線を示し、前部、後部および中央部を有する船体であって、船体は、中央部の排水量よりも後部の排水量が小さくなるように構成された船体と、
一つ又はそれ以上の連結部材によって船体後部に固定された第１の後部フォイルとを備え、
第１の後部フォイルは、操縦中、喫水線の下に位置し、かつ船体から離れており、
第１の後部フォイルは、前方に関してスパン、翼弦、プロフィール、先端縁、及び後端縁を有し、前方に向けられた推力成分を有する揚力を発生させるのに適切な構成を備える後部フォイルを備える船舶において、
後部フォイルに接続された調整手段を備え、当該調整手段は、後部フォイルの２５％翼弦位置で、又はその付近で前記後部フォイルを圧力中心の位置で回転させるように配置され、前記後部フォイルの翼弦の入射角を、前記船体の下の後部フォイルの上流の流入流の推定され、又は測定された入射角に調整するように構成され、前記後部フォイルから可能な限り最大の推力を得ることを特徴とする船舶。
【請求項２】
前記後部フォイルは、前記後部フォイルの圧力中心で、前記後部フォイルの幅方向に延びる軸受け内に配置されたシャフトを備え、前記調整手段は、前記シャフト回りで前記後部フォイルを回転させるように構成されている、請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
前記調整手段は、周期的パターンに従って前記後部フォイルの翼弦の入射角を制御することを可能にするように構成された制御システムに接続され、これにより前記後部フォイルは前記船舶を推進するためのフラッピング運動をすることができる、請求項１又は２に記載の船舶。
【請求項４】
前記調整手段は、前記翼弦の最小、及び最大入射角を制限するための停止装置を備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項５】
二次フォイルが、接続装置によって、前記後部フォイルの上流側で前記後部フォイルに接続されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項６】
前記二次フォイルは、当該二次フォイルが接続された前記後部フォイルの翼弦の入射角に関係なくその入射角を維持することを可能にするように構成された接続装置によって前記後部フォイルに接続される請求項５に記載の船舶。
【請求項７】
前記二次フォイルは、前記後部フォイルよりも小さいスパン、及び／又はより小さい翼弦長を有する、請求項５又は６に記載の船舶。
【請求項８】
前記調整手段は、前記後部フォイルに接続された作動機構を備える、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項９】
前記調整手段は、前記二次フォイルに接続された作動機構を備える、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項１０】
前記作動機構が、１つ以上のロッド型アクチュエータ、又は１つ以上のピストン／シリンダ型アクチュエータを含む、請求項８又は９に記載の船舶。
【請求項１１】
請求項６に従属する場合、後部フォイル、及び／又は二次フォイルが対称フォイル部分を有する、請求項１から１０のいずれか１項に記載の船舶。
【請求項１２】
前記船舶の横方向に分離された２つの後部フォイルを含み、各後部フォイルは別々の調整手段を備えている、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の船舶。
【請求項１３】
前記接続装置が、前記二次フォイル上の揚力を測定するための力、又はひずみゲージを備える、請求項５に記載の船舶。
【請求項１４】
前記後部フォイルの２５％翼弦位置又はその近くで、前記後部フォイルを圧力中心の周りで回転させるために前記調整手段を動作させ、前記後部フォイルの翼弦の入射角を、前記船体の下の後部フォイルの上流の流入流の推定され、又は測定された入射角に調整するように構成され、前記後部フォイルから可能な限り最大の推力を得るステップを備える、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の船舶の運転方法。
【請求項１５】
前記二次フォイルに作用する揚力から前記後部フォイルの上流側の前記流入流の入射角を決定するステップを含み、前記揚力は、前記流入流の入射角に直接関係する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
周期的パターンに従って前記後部フォイルの翼弦の入射角を制御することを可能にするように前記制御システムを動作させるステップを含み、それによって前記後部フォイルが船舶を推進させるためのフラッピング運動を実行できる、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水域で作動する船舶に関し、
操縦中に水面上で滑走しないように設計され、操縦中に喫水線を示し、前部、後部、及び中央部を有する船体であって、船体は、中央部の排水量よりも後部の排水量が小さくなるように構成された船体と、
一つ又はそれ以上の連結部材によって船体後部に固定された一次後部フォイルとを備え、
一次後部フォイルは、操縦中、喫水線の下に位置し、かつ船体から離れており、
一次後部フォイルは、前方に関してスパン、翼弦、プロフィール、先端縁、及び後端縁を有し、前方に向けられた推力成分を有する揚力を発生させるのに適切な構成を備える後部フォイルをもたらす。
【０００２】
本出願人によるＷＯ２００４０２０２７６Ａ１、ＷＯ２００７１４８９６６Ａ２、及び／又はＷＯ２０１６０１０４２３Ａ１に記載されているような、船体の下に水平に配向された静止後部フォイルは、スラストを生じさせるために、流れに存在するエネルギーを適切に利用しない。後部フォイルが船に取り付けられている場所（船の船尾近く）では、流れは後方かつ上方に傾斜している。後部フォイルがこの流れの中に配置されると、その水平成分がスラスト力を構成するように、それに対して直角に揚力が発生する。上記特許公報に開示されているような後部フォイルは、現在、船舶が穏やかな水中で動作するときに存在する流れに対して最適化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００４／０２０２７６号
【特許文献２】国際公開第２００７／１４８９６６号
【特許文献３】国際公開第２０１６／０１０４２３号
【０００４】
しかし、船舶は静止した水の中ではめったに動作しない。船が採用するルートに沿ってほぼ常に存在する波は、船に縦揺れを生じさせ、船を持ち上げ、かつ船に横揺れを生じさせる。後部フォイルへの流入角に対するその影響は顕著であり、入射角に大きな変動を引き起こす。水面下の後部フォイルの深さが減少すると（後部フォイルの上に波の谷が存在するとき）、流れは、入射角を減少させる追加の下向き速度成分を経験し、水面下の後部フォイルの深さが増加すると（波のピークがある場合）、流れは入射角を増加させる追加の上向き速度成分を経験する。
【０００５】
例えば、長さ１００ｍの船が海上で５秒間のピッチング運動を示す場合、後部フォイルの位置で水面に平均１ｍのうねりが生じ、流入量の水平成分が７ｍ／ｓ（船速約１５ノットの場合）のとき、入射角の変動は約±３．３度となり、うねりが２ｍのとき、約±６．６度となる。実際には、垂直方向の速度成分は１つの波の期間中一定ではなく、正弦関数又は余弦関数に似ているので、この変動は約６０％大きい。さらに、船が純粋なピッチング運動を示すことはめったにない。通常、船はまた上下動し、これらの動きはまた船の船尾の近くの流入の方向に影響を与える。したがって、常に後部フォイルから最良の揚抗比、または最大推力（どちらの場合でも）を得るには、フォイルの迎角を常に船体の下方向の流入方向に合わせる必要がある。したがって、本発明の目的は、前方に向けられた推力成分を有する揚力を発生させ、フォイルの迎角を、船体の下の流入方向に（常に）適応させることができる後部フォイルを有する前述の船舶を提供することである。
【発明の概要】
【０００６】
これに関して、本発明によれば、船は、後部フォイルに接続され、後部フォイルの翼弦の入射角（β０，ａｆ）を調整するように構成された調整手段によって特徴付けられる。
【０００７】
上述の調整手段を設けることにより、流入流が後部フォイルと出会う迎角が有利に影響され、後部フォイルが最適な揚力対抗力の比、又は最大推力を達成することが可能になる。
【０００８】
本出願の文脈において、「入射角」とは、船舶の長手方向軸と整列した水平面に対する（それぞれの）フォイルの翼弦の角度、又は船舶の水平面に対する入射流の角度を指す。「迎角」という表現は、流入流と（それぞれの）フォイルの翼弦との間の角度であると解釈されるべきである。
【０００９】
「推定」という表現は、後部フォイルの上流の流入流の入射角が、多かれ少なかれ間接的な手段によって、すなわち（直接）測定の代わりに、例えばピッチング運動の期間のような船の振動を考慮し、船舶の振動運動に基づいて、後部フォイルの上流側への流入流の入射角を、例えば計算によって、後部フォイルから可能な限り高い推力を船舶の振動に基づいて得るために導出または推定することができることを意味する。
【００１０】
特に、後部フォイルの翼弦の入射角が周期的パターンに従って変化する場合、後部フォイルにフラッピング運動が要求されるとき、後部フォイルの上流の流入流の入射角の正確な推定又は測定が最適な推進性能を得るために極めて重要であることが証明されている。
【００１１】
国際公開第９６／４０５４７号パンフレットは、調整手段を備えた１つまたは複数の水中翼によって支持されている滑走船体を備えた高速水中翼船を開示していることに留意されたい。ハイドロフォイルクラフトは非常に高速で作動して水中フォイル上でキャビテーションを引き起こし、フォイルによって船体に与えられる性能の低下および垂直加速度をもたらし、それが乗客の快適性を低下させる。水中翼の迎角を調整することによって、キャビテーションの発生が少ないと述べられている。国際公開第９６／４０５４７号パンフレットが対処しようとしている問題は、水面上に持ち上げられた水中翼船に関するものであり、これは本発明が対処する問題とは異なる。
【００１２】
ドイツ特許出願公開第３９３６２８０Ａ１は、推進力を向上させるため、又は波の動きを低減させるために船の航跡に沈められる後部フォイルを有する船を開示している。この公報によれば、後部フォイルの入射角を変えることができる。しかしながら、刊行物はこれを行う方法を開示していない。
【００１３】
特開平１１−１８０３７９号公報には、船尾逆洗の高さを減少させる目的で、特定の調整不可能な迎角で船体の背後に直列に配置された２つ以上のフォイルを備えた船舶が記載されている。一実施形態では、後部フォイルの翼弦の４分の１の位置、又はその近くで、圧力の中心の周りで後部フォイルを回転させるように構成されている、前述の船舶に関する。後部フォイルにかかる揚力が回転中心の周りにモーメントを生じないように、後部フォイルがこの圧力中心の位置の周りを回転するように調整手段を配置することが好ましい。この位置は、いわゆる（各位置で確認される）２５％翼弦点である。
【００１４】
一実施形態は、後部フォイルが、後部フォイルの圧力中心を通って、後部フォイルのスパン方向に延びるベアリング内に整列されたシャフトを備え、調整手段は、後部フォイルをシャフト周りで回転するように構成されている。前の段落を参照すると、シャフトの中心軸の位置で揚力がこのシャフトの周りにモーメントを生じないように、シャフトを後部フォイルの圧力中心の位置に取り付けることが好ましい。シャフトは、船舶のトランサムに固定された支柱にしっかりと固定されても良い。
【００１５】
一実施形態は、調整手段が、周期的なパターンに従って後部フォイルの翼弦の入射角（β０，ａｆ）の制御を可能にし、船を推進するためのフラッピング運動を実行するように構成された制御システムに接続される前述の船舶に関する。そのような実施形態は、「動力付き直接揚力制御構造」と呼ぶことができ、後部フォイルの迎角が流入入射角の値とは無関係に制御されるべきときに採用することができる。後部フォイルのフラッピング運動はその推力をかなり増大させるであろう。
【００１６】
一実施形態は前述の船舶に関し、調整手段は、後部フォイルの翼弦の最小および最大入射角（β０，ａｆ−ｍｉｎ、β０，ａｆ−ｍａｘ）を、例えば−２度及び＋２度に制限するための停止装置を備えている。そのような停止装置を取り付けることによって、最小、及び最大の迎角を制御することができる（上記の−２、及び＋２度の値は、電力供給構成ではなく自律構成に関連することに留意されたい）。
【００１７】
一実施形態は、二次フォイルが、接続装置によって、後部フォイルの上流側で後部フォイルに接続されている、上述の船舶に関する。本発明者は、後部フォイルから可能な限り高い推力を得ることの難しさは必ずしも後部フォイルのある横軸周りの回転を含む問題ではなく、後部フォイルが適用されるべき向きの流入角度の決定を含む問題であることを見出した。（例えばピトー管のような装置によって）特定の位置で直接測定することは困難ではないが、空間的意味での流入角の相当な変化のため、後部フォイルの寸法に対応する領域では、一点での直接測定は、有効流入角を全く表していない。その問題は、後部フォイルの前に二次フォイルを採用することによって克服することができる。この二次フォイルの揚力は有効流入角に直接関連しており、有効流入角を表している。二次フォイル上の揚力は、後部フォイルの迎角の値を設定するためのガイド又はセンサとして有利に使用することができる。同時に、この二次フォイルは、後部フォイルの能動的（動力付き）制御を可能にする作動機構の取り付けを可能にする。関連する原理は、文献において「直接揚力制御」として知られている技術に関連しており、所望の揚力を得るためにフォイルの迎角を能動的に調整することに基づいている。二次フォイルを後部フォイルに結合し、後部フォイルに取り付けられたシャフトと同様に、例えば二次フォイル内で横向きに、軸受け内で整列したシャフトで取り付けることにより、後者は、二次フォイルへの上向きの持ち上げが上向きの動きにつながるときに、前縁によって上向きに回転できる。さらなる作動機構が使用されないとき（すなわち、後部フォイル及び／又は二次フォイルが駆動又は動力供給されない場合）、この実施形態は「自律直接リフト制御構成」と呼ばれることができる。
【００１８】
その原理は、単に流入が後方かつ上方に向けられるとき、例えば後部フォイルの停止装置によって制御されるように、二次フォイルがその最大設定まで上方に押されることである。同様に、二次フォイルが下方への揚力を受けるような流入角であるとき、二次フォイルはその最小（下方）設定に移動して後部フォイルを同様に強制する。これらの設定は、より細かい調整を可能にする機構と比較して妥協であるが、この配置は、特に流入角が規則的に負になるとき、後部フォイルが流入角の大きな変化から利益を得ることを可能にする。その別の利点は、その機構が単純で完全に信頼できることである。
【００１９】
一実施形態は、二次フォイルが接続された後部フォイルの翼弦の入射角（βｃ，ａｆ）に関係なく、二次フォイルの翼弦が入射角（βｃ，ｓｆ）、好ましくは約０度の入射角（すなわち、水平面と整列している）を維持することを可能にするように構成された接続装置の手段によって後部フォイルに接続される前述の船舶に関する。したがって、二次フォイルは、流入角が負になるとすぐに（すなわち、後方及び下方に向けられて）下向きの力を受ける。上述の「自律直接リフト制御構成」は、停止調整の範囲内の流入角の範囲（例えば、０度から±２度の間）では望み通りに機能しないので、これは好ましい。この問題に対する解決策は、例えば、二次フォイルが後部フォイルの迎角に関係なくその水平姿勢を維持できる、二重ヒンジ装置を二次フォイルに取り付けることで求められる。
【００２０】
一実施形態は、二次フォイルが後部フォイルよりも小さいスパン、及び／又はより小さい翼弦長を有する、前述の船舶に関する。本発明者は、後部フォイルの迎角を制御するために二次フォイルには比較的小さい揚力しか必要とされないことを見出した。
【００２１】
一実施形態は、調整手段が後部フォイルに接続された作動機構を含む、前述の船舶に関する。そのような実施形態は「動力直接リフト制御構成」を構成し、ここで、例えば、二次フォイル上のリフトは、例えば、後部フォイル又は二次フォイルに直接取り付けられた油圧式又は電気的に作動するピストンによって後部フォイルの最適時変姿勢を制御するために利用される。
【００２２】
したがって別の実施形態は前述の船舶に関し、調整手段は後部フォイルの代わりに二次フォイルに接続された上記のような作動機構を含む。
【００２３】
一実施形態は、作動機構が１つ若しくは複数のロッド型アクチュエータ、又は１つ若しくは複数のピストン／シリンダ型アクチュエータを含む前述の船舶に関する。そのような作動機構は、高度の機械的信頼性及び精度を可能にし、好ましくは船舶の後部船体部分に配置されたモーター、ポンプなどによって容易に動力を供給し得る。
【００２４】
一実施形態は、後部フォイル、及び／又は二次フォイルが対称フォイル部分を有する、前述の船舶に関する。後部フォイルが、流入角に大きな変動が発生したときに最適に機能するためには、フォイル部分が対称的で反りを持たないことが必要である。二次フォイルについても同様である。
【００２５】
一実施形態は、船の横方向に分離された（すなわち、左舷及び右舷部分を含む）２つの後部フォイルを含み、各後部フォイルが別々の調整手段を備える、前述の船舶に関する。別々の後部フォイルがそれぞれ作動機構によって動力を与えられる場合、後部フォイルは好ましくは作動機構によって独立して作動されて船舶のピッチ運動とロール運動の両方を減衰させる。船舶がロール運動するとき、流入角はもはや左舷と右舷に対称的に配置されないので、左舷側と右舷側は別々の作動を必要とする。しかしながら、主に穏やかな水中での動作のために、後部フォイルは船舶の幅をまたぐ単一のフォイルとして構成することができる。同様に、二次フォイルは船舶の中心線に取り付けることができる。
【００２６】
一実施形態は、後部フォイルと二次フォイルとの間の接続装置が、二次フォイル上の揚力を測定するための力又はひずみゲージを備える、前述の船舶に関する。関連する信号は、後部フォイルの所望の迎角、及び関連するピストンの関連する長さを計算し、この信号を、例えばピストンを展開する作動機構に送る電子制御装置に供給することができる。この場合の後部フォイルのシャフト上での停止は、例えば迎角を許容しないという点で安全性の特徴に過ぎず、例えば流れの剥離につながる。この場合の停止調整は、±１０度以上の高さになる可能性がある。
【００２７】
本発明の別の態様は、後部フォイルの翼弦の入射角（βｃ，ａｆ）を制御するための調整手段を動作させるステップを含む、前述の船舶の動作方法に関する。
【００２８】
一実施形態は、船体の下で、後部フォイルの翼弦の入射角（βｃ，ａｆ）を、後部フォイルの上流側の流入流の推定または測定された入射角（βｉｆ）に適合させるステップを含む前述の方法に関する。
【００２９】
一実施形態は、二次フォイルに及ぼされる揚力から、後部フォイルの上流の流入流の入射角（βｉｆ）を決定するステップを含む前述の方法に関し、揚力は、流入流の入射角（βｉｆ）に直接関連する。
【００３０】
一実施形態は、周期的パターンに従って後部フォイルの翼弦の入射角（βｃ，ａｆ）を制御することを可能にするように制御システムを動作させるステップを含み、それによって後部フォイルが、船を推進するためのフラッピング運動を実行できる前述の方法に関する。
【００３１】
本発明は、本発明による船舶及び方法の例示的な実施形態を参照しながら、また図面を参照しながら以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】自律揚力制御構成の概略側断面図を示す。
【図２】停止装置の概略側断面図を示す。
【図３ａ】二重ヒンジ構成を備えた接続装置によって接続されている後部フォイル、及び二次フォイルの側断面図を示す。
【図３ｂ】二重ヒンジ構成を備えた接続装置によって接続されている後部フォイル、及び二次フォイルの側断面図を示す。
【図４ａ】ピストン／円型バー配置の形態の作動機構を有する後部フォイルの概略側断面図を示し、作動機構は、シャフトの後方の位置で後部フォイルに接続されている。
【図４ｂ】ピストン／円型バー配置の形態の作動機構を有する後部フォイルの概略側断面図を示し、作動機構は、シャフトの後方の位置で後部フォイルに接続されている。
【図４ｃ】ピストン／円型バー配置の形態の作動機構を有する後部フォイルの概略側断面図を示し、作動機構は、シャフトの後方の位置で後部フォイルに接続されている。
【図５】図４ａ〜４ｃによる作動機構の概略横断平面図を示す。
【図６ａ】ピストン／円型バー配置の形態の作動機構を有する後部フォイルの概略断面側面図を示し、作動機構は、シャフトの前方の位置で後部フォイルに接続されている。
【図６ｂ】ピストン／円型バー配置の形態の作動機構を有する後部フォイルの概略断面側面図を示し、作動機構は、シャフトの前方の位置で後部フォイルに接続されている。
【図６ｃ】ピストン／円型バー配置の形態の作動機構を有する後部フォイルの概略断面側面図を示し、作動機構は、シャフトの前方の位置で後部フォイルに接続されている。
【図７】ピストン／円型バー配置の形態の作動機構を有する後部フォイル、及び二次フォイルの概略側断面図を示し、作動機構は二次フォイルに接続している。
【図８ａ】ピストン／円型バー配置の形態の作動機構を有する二次フォイルの概略側断面図を示す。
【図８ｂ】ピストン／円型バー配置の形態の作動機構を有する二次フォイルの概略側断面図を示す。
【図９】二次支柱に嵌め込まれたピストン／円型バー配置を有する後部フォイル、及び二次フォイルの概略平面図を示す。
【図１０】後部フォイルと二次フォイルの概略平面図を示し、後部フォイルは左舷部分と右舷部分で分離されて調整手段によって別々に作動される。
【図１１ａ】本発明の主な例示的実施形態を要約する。
【図１１ｂ】本発明の主な例示的実施形態を要約する。
【図１１ｃ】本発明の主な例示的実施形態を要約する。
【図１１ｄ】本発明の主な例示的実施形態を要約する。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、自律リフト制御構成の概略側面断面図を示す。図１は、より詳細には、喫水線３を有する水域での運転中の、帆走ヨット、若しくはボート、又はモーター駆動の船舶などの船舶１を示す。好ましくは、本発明による非滑走船舶１は、０．４未満など、０．５未満のフルード数に対応する（比較的低い）速度レジームで動作する。先端縁８と後端縁９とを有する一次後部フォイル６は、例えば図に示すように後方に掃引できる一つ、又はそれ以上の支柱２２のような１つ、又はそれ以上の適切な接続部材７を用いて、トランサム２１のような船体２の後部５に接続される。後部フォイル６は、動作中に喫水線３の下になるように構成され、船体２から離れている。船体２は、滑走しないように構成されており、水平面４において前方方向を有している。すなわち、運転中、水平面４は通常、船舶１及び喫水線３の前方方向と位置合わせされる。後部５はさらに、船舶１の中央部分の排水量に対して小さい排水量を有する。後部フォイル６は、前方を向いたスラスト成分を有する揚力（Ｌａｆ，Ｌ´ａｆ）を発生させるのに適した構成を有する。支柱２２は、圧力の中心で、すなわち後部フォイル６の先端縁８から約１／４Ｌｃ，ａｆの距離で後部フォイル６に接続する。運転中、船舶１が前方に移動しているとき、船体２の下方に流れが生じる。入ってくる流れ２０，２０´は、水平面４に対してある入射角βｉｆ，β´ｉｆを有する。後部フォイル６の翼弦ｃａｆは、水平面４に対して入射角βｃ，ａｆ、β´ｃ，ａｔで配向されている（図１では０度である）。
【００３４】
後部フォイル６の上流側には、接続装置１４によって後部フォイル６の先端縁８に接続された二次フォイル１３を含む調整手段１０が設けられている。調整手段１０は、後部フォイル６に接続され、後部フォイル６の翼弦の入射角（βｃ，ａｆ、β´ｃ，ａｔ）、したがって後部フォイル６の迎角を調整するように構成される。二次フォイル１３を備える調整手段１０は、後部フォイル６の圧力中心を中心に、好ましくは後部フォイル６の２５％翼弦位置で後部フォイル６を回転させるように配置される。それに加えて、後部フォイル６は、後部フォイル６の圧力の中心で、後部フォイル６のスパン方向に（すなわち、図面の平面に垂直に）延びるシャフト１１を備えている。次いで、二次フォイル１３は、シャフト１１の周りに後部フォイル６を回転させるように構成される。
【００３５】
流入力２０、２０´によって二次フォイル１３に揚力Ｌｓｆ，Ｌ´ｓｆが発生する。その大きさ及び方向は、入ってくる流れの速度および入射角βｉｆ，β´ｉｆに依存する。この二次フォイル１３上の揚力Ｌｓｆ，Ｌ´ｓｆは直接関係しており、有効流入角（βｉｆ，β´ｉｆ）を表す。図１に示す実施形態では、二次フォイル１３上の揚力Ｌｓｆ，Ｌ´ｓｆは、入射角の値、したがって後部フォイル６の迎角の値を設定するためのガイド、又はセンサとして有利に使用することができる。含まれる原理は、文献において「直接揚力制御」として知られている技術に関連しており、それは所望の揚力を得るためにフォイルの迎角を能動的に調整することに基づいている。二次フォイル１３を後部フォイル６に結合することにより、そして例えば後部フォイル６内で横向きに、軸受け内で整列したシャフト１１に嵌合することにより、後者は、二次フォイル１３への上方への持ち上げにより上方への動き（後部フォイル６をモーメントＭ又はＭ´にさらす）となったとき先端縁８によって上向きに回転し、二次フォイル１３への下方への持ち上げにより下方への動きとなったとき先端縁８によって下向きに回転する。図１に示されるような構成は、「自律型直接リフト制御構成」と呼ぶことができる。性能を最適化するために、後部フォイル６の先端縁８と二次フォイル１３の後端部とは、好ましくは、二次フォイル１３の翼弦長Ｌｃ，ｓｆの１．０倍〜８．０倍、より好ましくは１．０倍〜４．０倍の距離で離される。
【００３６】
好ましくは、二次フォイル１３は、後部フォイル６よりも小さいスパン（ｂｓｆ）、及び／又はより小さい翼弦長（Ｌｃ、ｓｆ）、例えば後部フォイル６のスパンｂｃ，ａｆの０．１〜０．５倍、例えば０．２〜０．４倍のスパンｂｓｆ、及び／又は後部フォイル６の翼弦長Ｌｃ，ａｆの０．１〜０．５倍の弦長Ｌｃ、０．２〜０．４倍の弦長Ｌｃを有する。好ましくは、後部フォイル６、及び／又は二次フォイル１３は、対称的な流線型フォイル部分を有する。接続装置１４はまた、二次フォイル１３にかかる揚力を測定するための力、又はひずみゲージ１９を備えてもよい。流入流の入射角を測定、又は推定するための他の測定手段または推定手段も考えられる。
【００３７】
最適な精度のために、そのような測定、又は推定手段は、船体２の後方の細い部分／狭窄部５の下の位置など、船体２の下方の後部フォイル６の上流に配置されることが好ましい。好ましくは、そのような手段は、後部フォイル６の翼弦長Ｌｃ，ａｆの１．０〜４．０倍、より好ましくは１．０〜２．０倍の後部フォイル６の先端縁８から上流側の距離に配置される。あるいは、推定（手段）は、例えば制御システムによるなどの、船舶の振動運動に基づく流入流の入射角の（間接的な）導出、又は計算を含んでもよい。
【００３８】
支柱２２の位置は、シャフト１１の強度、及び剛性要件に応じて変わり得る。特別な支柱構成は、それによって支柱２２が後部フォイル６の先端に配置され、それ以外の場合には後部フォイル６のスパンが大きすぎる場合（または別の場合には第３支柱が後部フォイル６の対称面内に位置する）である。後部フォイルの左舷部と右舷部は別々に作動させる必要がある。特定の２本の支柱構成は、それによってシャフト１１内の曲げ荷重が最小化されることであり、それは支柱２２が後部フォイル６の先端から特定の位置で内側に位置することを必要とする。
【００３９】
図２は、停止装置１２の概略側断面図を示す。停止装置１２は、後部フォイル６の非回転（非シャフト）部分に配置されたカム２３を含むことができる。そこでは、カム２３はシャフト１１の凹部２４の内側に配置され、凹部はシャフト１１の円周に沿って円周方向に延びる。周方向凹部２４の長さは、シャフト１１に許容される最大回転範囲に基づき、例えば、後部フォイル６の翼弦ｃａｆに対して−２〜＋２度の間であり得る。原則として、カム２３と凹部２４の組み合わせは、シャフト１１の円周上のどこにでも配置することができるが、翼弦Ｃａｆに近い位置が好ましい。
【００４０】
このシステムの欠点は、二次フォイル１３がいったんその最高位置、又は最低位置（、及び後部フォイル６がそれぞれ最大迎角、最小迎角）になると、二次フォイル１３が適切な位置を採用する前に、流れがかなりの角度だけ方向を変える必要がある。これは、次の例で説明できる。流入角が水平方向に対して後方、及び上方へ５度であると仮定する。 次に、二次フォイル１３を上方に向けて持ち上げると、二次フォイル１３が上方に押されて後部フォイル６に瞬間的にモーメントを作用させ、二次フォイル１３を先端縁８によって上方に傾斜させる。そのシャフト上の停止装置１２が＋２度の迎角設定を可能にする場合、シャフト１１が圧力の中心および摩擦の位置を通過し、シャフト１１のベアリングの摩擦が相当量ないときに、後部フォイル６は＋２度の迎角を採用する。二次フォイル１３の迎角も水平に対して＋２度である。その結果、二次フォイルがより低い位置を採用するためには、流入角が７度を超えて（＋５度から上方向に−２度未満の角度まで）変化する必要があることになる。
【００４１】
図３ａ〜図３ｂは、二重ヒンジ構成２５を有する接続装置によって接続されている後部フォイル６、及び二次フォイル１３の側断面図を示す。二重ヒンジ装置２５は、（自発的な）回転を防止するために、二次フォイル１３上に（二次フォイル１３の翼弦ｃｓｆに垂直な方向に、例えば翼弦ｃｓｆの両側に）離れた２つのヒンジ点を有することによって働く。また、その逆も同様であり、後部フォイル６の回転の結果として平行リンク機構を動かすことができ、それによって二次フォイル１３を回転させる。
【００４２】
図４ａ〜４ｃは、ピストン／円型バー配置の形態の後部フォイル作動機構１５（図１１ｂ、及び１１ｄ参照）を有する後部フォイル６の概略側断面図を示す。作動機構１５は、シャフト１１の後ろの位置で後部フォイル６に接続する。作動機構１５は、１つ以上のロッド型アクチュエータ、１つ以上のピストン／シリンダ型アクチュエータ、又はそれらの組み合わせを含み得る。図４ａに示されるように、ピストン２６、及び円型バー２７を含むピストン／円型バー配置は、（１つ、又は複数の）流線形支柱２２内に配置される。円型バー２７の下端には、ピン２９が後部フォイル６のスロット２８と係合するように配置されている。円型バー２７をその長さ方向に移動させることにより、後部フォイル６の向きを調整することができる。流線形の支柱２２は後方に掃引され、その結果、円型バー２７は垂直に対してある角度で延びる。
【００４３】
図５は、図４ａによる作動機構の概略横断平面図を示す。
【００４４】
図６ａ〜図６ｃは、ピストン／円型バー配置の形態の作動機構１５を有する後部フォイル６の概略側断面図を示し、作動機構１５はシャフト１１の前方の位置で後部フォイル６に接続する。図４ａ〜図４ｃおよび図５に示す実施形態とは対照的に、円型バー２７はここで垂直方向に延びる（そして移動するように配置される）。
【００４５】
図７は、ピストン／円型バー配置の形態の二次フォイル作動機構１６（図１１ｃ参照）を有する後部フォイル６、及び二次フォイル１３の概略側断面図を示す。機構１６は二次フォイル１３に接続する。作動機構１６は、後退式支柱３０内に配置されており、前述のように後部フォイル作動機構１５と全く同様である。作動機構１６は、二次フォイル１３を回転させ、その結果、後部フォイル６をシャフト１１の周りに回転させるために使用される。
【００４６】
図８ａは、図６によるピストン／円型バー配列の形態の作動機構１６を有する二次フォイル１３の概略断面側面図を示し、二次フォイル１３の３つの異なる姿勢（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）を示す。ここで、二次フォイル１３への接続はピン／スロット接続の形態であり、ピン３４は二次フォイル１３の翼弦ｃｓｆに沿って二次フォイル１３の付随するスロット３３内で前後に摺動することができる。別の変形例が図８ｂに示されており、バー３２は垂直方向に延びている（ここでも二次フォイル１３の３つの姿勢（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）が示されている）。
【００４７】
図９は、図７及び図８ａによる二次支柱３０にピストン／円型バー配置を嵌合させた後部フォイル６及び二次フォイル１３の概略平面図を示す。
【００４８】
図１０は、図８ｂによる二次ストラット３０に取り付けられたピストン／円型バー配置を有する後部フォイル６、及び二次フォイル１３の概略平面図を示し、船舶の横方向に分離された一対の二次フォイル１３を含む（船舶１の対称面３５の一方の側に１つしか示されていない）。同様に、関連する一対の後部フォイル６が設けられ、各後部フォイル６には個別の二次フォイル１３の形態の個別の調整手段１０が設けられている。シャフト１１の長さに沿って間隔を置いた位置でシャフト１１を支持するための複数のシャフトベアリング３６が示されている。好ましくは、ベアリング３６は支柱２２の近くで支柱２２間の中間位置（例えば中間）に配置される。
【００４９】
図９および図１０に示す寸法は単なる例示であることに留意すべきである。
【００５０】
図１１ａ〜１１ｄは、本発明の主な例示的実施形態の概要を示す。上から下に向かって、「自律型直接リフト構成」が図１１ａに示されている。「動力式リフト制御構成」を図１１ｂ、及び図１１ｃに示し、図１１ｄに「動力式リフト制御構成」の例示的な実施形態を示し、ここで調整手段１０を制御システムに接続する。後部フォイル６の翼弦の入射角（βｃ、ａｆ）を周期的なパターンに従って調整することを可能にし、それによって後部フォイル６は船舶１を推進するためのフラッピング運動を実行することができる。その場合、二次フォイル１３は省略され、前述の作動機構１５は原則的に後部フォイル６を回転させるために使用することができる。
【００５１】
上記の説明は、本発明の好ましい実施形態の動作を説明することを意図しており、本発明の保護範囲を縮小することを意図していないことは明らかである。上記説明から出発して、本発明の発明概念および保護範囲内で当業者には多くの実施形態が考えられるであろう。
【図１】
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【図２】
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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４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【国際調査報告】
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