(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船尾（１２）の領域内および船首（１１）の領域内に水中翼アセンブリ（２０、３０）を有する船体（１０）を有する船舶であって、
前記水中翼アセンブリ（２０、３０）は、前記船体（１０）の両側に配置されている水中翼（２１、３１）を有する船舶において、
前記船首側水中翼および／または前記船尾側水中翼（２１、３１）がそれぞれ、個々に高さ調整可能であり、
前記水中翼アセンブリ（２０、３０）は、前記船首側水中翼アセンブリ（２０）および前記船尾側水中翼アセンブリ（３０）がそれぞれ、少なくとも部分的に個々に高さ調整可能であるであるように、少なくとも１つの調整ユニット（２２、３２）に結合され、また
前記船体（１０）に船舶駆動部（１３）が割り当てられており、前記船舶駆動部（１３）は推力ユニット、特に船用プロペラ（１３．１）またはジェット推進機構を有すること、前記船舶駆動部（１３）または前記船舶駆動部（１３）の少なくとも一部分は、前記船体（１０）に垂直調整可能に接続されていること、ならびに
作動ユニット（４１）が、前記水中翼および／または前記水中翼アセンブリ（２１、３１）の前記調整ユニット（２２、３２）と同期されていることを特徴とする、船舶。
【請求項２】
各水中翼（２１、３１）に調整ユニット（２２、３２）が割り当てられており、前記調整ユニット（２２、３２）は、垂直調整のための駆動部（２３、３３）を有することを特徴とする、請求項１に記載の船舶。
【請求項３】
前記船首側水中翼および／もしくは前記船尾側水中翼（２１、３１）または前記水中翼アセンブリ（２０、３０）の前記調整ユニット（２２、３２）は、レバー機構を介して前記船体（１０）に接続されていることを特徴とする、請求項２に記載の船舶。
【請求項４】
前記レバー機構は、４ピボットシステムおよび／またはレールシステムであるか、または、該システムを有することを特徴とする、請求項３に記載の船舶。
【請求項５】
前記作動ユニット（４１）は、前記推力ユニットの前記船体（１０）に対する高さ配分（Ｖ１）および前記推力ユニットの角位置（Ｖ４）の両方が調整可能であるように設計されていることを特徴とする、請求項１に記載の船舶。
【請求項６】
前記作動ユニット（４１）は、４ピボットシステムを備えるか、または、測地高度において延伸する少なくとも１つの非線形ガイド受け入れスロット（４３）を有するガイド、もしくは、２つの平行でない線形ガイド受け入れスロットを有するガイドを形成し、エンジンマウント（４２）が前記非線形ガイド受け入れスロット（４３）上で調整可能に案内されることを特徴とする、請求項１または５のいずれか一項に記載の船舶。
【請求項７】
前記船首側水中翼および／もしくは前記船尾側水中翼（２１、３１）は貫入型もしくは非貫入型水中翼アセンブリ（２０、３０）の一部分であること、または、前記船首側水中翼および／または前記船尾側水中翼（２１、３１）は連続した水中翼アセンブリを形成するために互いに結合されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の船舶。
【請求項８】
前記船体（１０）にセンサシステムが割り当てられており、前記センサシステムは特に前記船舶の正面、下および／もしくは後ろで移動方向において、前記船体付近の水位を決定すること、ならびに／または
前記センサシステムが１つもしくは複数の水中翼（２１、３１）に対して作用する揚力を間接的もしくは直接的に検出する歪みゲージを備えること、ならびに／または
前記センサシステムが空間における前記船体（１０）の少なくとも一部分の位置および／もしくは加速度および／もしくは速度を検出すること、ならびに
前記センサシステムによって検出される少なくとも１つの測定値に基づいて、制御ユニットが、前記水中翼アセンブリ（２０、３０）および／もしくは前記水中翼（２１、３１）の垂直調整を制御することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶。
【請求項９】
少なくとも１つの前記水中翼アセンブリ（２０、３０）または少なくとも１つの水中翼（２１、３１）は水中翼領域（２１．２）を有し、前記水中翼領域（２１．２）は、前記水中翼アセンブリ（２０、３０）もしくは前記水中翼（２１、３１）の２つの構成要素、特に前記水中翼アセンブリ（２０、３０）もしくは前記水中翼（２１、３１）の水中翼区画（２１．１、２１．３）を互いに接続し、または、前記水中翼アセンブリ（２０、３０）もしくは前記水中翼（２１、３１）の少なくとも一端を形成すること、ならびに
前記水中翼領域（２１．２）は、ある負荷方向における負荷によって作用されると、前記負荷方向と一致しない調整位置への前記水中翼アセンブリ（２０、３０）または前記水中翼（２１、３１）の少なくとも一部分の調整を実行するように設計されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の船舶。
【請求項１０】
前記水中翼領域（２１．２）は層状要素として形成され、前記層（２１．４）は繊維材料から形成されていること、ならびに
少なくとも２つの隣接する層（２１．４）の前記繊維材料の主繊維方向は互いから異なることを特徴とする、請求項９に記載の船舶。
【請求項１１】
前記水中翼領域（２１．２）は不連続な断面プロファイルを有することを特徴とする、請求項９または１０のいずれか一項に記載の船舶。
【請求項１２】
前記水中翼領域（２１．２）はコア構成要素（２１．５）を有し、その両側に層（２１．４）が付着されており、
前記コア構成要素の弾性率は前記層（２１．４）の弾性率と異なることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の船舶。
【請求項１３】
前記水中翼アセンブリ（２０、３０）または前記水中翼（２１、３１）に調整可能アクチュエータが割り当てられており、前記調整可能アクチュエータは、調整中に前記負荷方向における負荷を課すことを特徴とする、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各々が船尾の領域内および船首の領域内に水中翼アセンブリを有する船体を有する船舶に関し、水中翼アセンブリは各々、船体の両側に配置されている水中翼を有する。
【０００２】
このタイプの船舶は、従来技術においては水中翼船としても知られている。駆動速度が増大すると、これらの船舶は、少なくとも部分的に水面下に沈んでいる水中翼によって持ち上げられる。水上競技産業において、ほとんどの水中翼は剛性であるように設計される、すなわち、自然変形が最小限に抑えられるか、または、小程度に制限される。そのような事例において、デザイン設計は変形した幾何形状にもとづき、変形した幾何形状が水中翼を最適化するための基礎として使用される。その結果、剛性または堅固なものであるとして特徴化できる水中翼がもたらされる。
【０００３】
水中での水中翼船の位置を安定させるために、可動要素を有する剛性水中翼を提供することが好都合である。１つのそのような水中翼アセンブリが、国際公開第２０１１／０７５０５３号パンフレットに記述されている。ここでは、非貫入型水中翼が、旋回可能な支柱を介して水中翼船に接続されている。船が、結果として水中翼船が水面に対して横方向に動くようにするロール角の外乱を受けると、支柱が水中翼船に対して旋回する。これによって、水中翼の揚力が、水中翼船の横方向の動きに反作用するように横方向にシフトされ、それによって、水中翼船が安定する。この目的のために、水中翼船はまた、調整可能要素をも有することができる。しかしながら、当該文献に記載されている手段は、非貫入型水中翼を有する水中翼船の横方向の安定化のみに関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、広範囲の条件下で良好な乗り物の動態を維持しながら、水中での安定した位置が達成される、上述したタイプの多用途船舶を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１の特徴によって達成される。上記請求項によれば、水中翼アセンブリは、船首側水中翼アセンブリおよび船尾側水中翼アセンブリが各々、少なくとも部分的に個々に高さ調整可能であるであるように、少なくとも１つの調整ユニットに結合されている。
【０００６】
この垂直調整によって、船舶は、水中翼アセンブリが完全に後退している滑走船から、水中翼アセンブリが延伸している水中翼船へと変換されることが可能である。垂直調整は、静止時または移動しているときに行うことができ、それによって、状況に応じて、船舶の移動中の高さを、様々な動作および負荷条件に対していつでも調整することができる。これによって、たとえば、凪いだまたは荒れた水の上での低速または高速での移動中の調整が可能である。少なくとも部分的に個々に垂直調整することによって、所与の航行条件に必要とされる運動量および力の平衡を柔軟に調整することが可能である。水中翼アセンブリが完全に後退することによって、たとえば、トレーラ上でのスペースが最適化された格納が可能であり、浅い浜に船舶を揚げること、または、浅水域を低速で航行することが容易になる。
【０００７】
有利な変形形態は、船首側および／または船尾側水中翼を各々、個々に垂直に調整可能とすることを可能にする。水中翼の傾斜角度を操作可能にすることも可能である。たとえば、船舶のトリム（長手方向または横方向）を調整することができ、そのコーナリングを改善することができ、かつ／または、その駆動動態の特性を増大もしくは低減することさえできる。
【０００８】
容易で個別的な操作を保証するために、垂直調整のための駆動部を有する調整ユニットが、各水中翼に割り当てられることが有利である。
【０００９】
加える力に関して最適化され、船体に対して適合されている垂直調整のために、船首側および／または船尾側の水中翼あるいは水中翼アセンブリの調整ユニットは、レバー機構を介して船体に取り付けられることが好都合である。
【００１０】
４ピボットシステムおよび／またはレールシステムとして具現化されるレバー機構によって、単純な調整を達成することができる。
【００１１】
船舶駆動部が船体に割り当てられることが有利であり、船舶駆動部は、推力ユニット、特に、船用プロペラまたはジェット推進機構を有し、船舶駆動部または船舶駆動部の少なくとも一部分は、エンジンが垂直に調整可能であるように船体に取り付けられており、作動ユニットが、水中翼および／または水中翼アセンブリのために調整ユニットと同期されている。船舶駆動部の少なくとも一部分が垂直に調整可能であることによって、船舶駆動部が最大沈水深さを超えることが防止される。加えて、これによって、モーメントの平衡が可能であり、したがって、始動、加速、移動および減速のような様々な動作および負荷条件下で船体の安定した位置調整が可能である。モーメントの平衡は、水中翼アセンブリおよび水中翼の流体力学的な力によっても影響を受けるため、船舶駆動部を調整するための作動ユニットと、水中翼および／または少なくとも１つの水中翼アセンブリのための調整ユニットとを同期させることが好都合である。この文脈における同期とは、船舶駆動部の調整と、水中翼アセンブリおよび／または水中翼の調整とを連動させることを指す。これは、問題の要素の高さまたは調整経路を参照し得、連動は、同じまたは反対の方向において実行される。たとえば、調整経路ｘだけ後方水中翼アセンブリを垂直に調整することによって、ｌｘだけ船舶駆動部の垂直調整を自動的にトリガすることができる。ｌは比例係数を表す。
【００１２】
作動ユニットはまた有利には、推力ユニットの船体に対する高さ配分および推力ユニットの角位置の両方を調整することができるように構成することもできる。推力ユニットの角位置の変化も同様に、モーメントの平衡に影響を与える。したがって、有利な変形形態において、推力ユニットの角位置も、水中翼アセンブリおよび／または水中翼の調整と少なくとも部分的に連動される。代替的に、推力ユニットの高さ配分および角位置は同様に連動されてもよく、または、互いから独立して実施されてもよい。
【００１３】
推力ユニットの垂直および角度調整の汎用性のある連動のために、作動ユニットが、４ピボットシステムを備えるか、または、測地高度において延伸する少なくとも１つの非線形ガイド受け入れスロットを有するガイド、もしくは、２つの平行でない線形ガイド受け入れスロットを有するガイドを形成し、エンジンマウントがガイド受け入れスロット上で調整可能に案内されることが有利である。代替的に、推力ユニットの垂直調整および角位置は互いに連動されなくてもよい、すなわち、互いから独立して実行されてもよい。
【００１４】
連続した水中翼アセンブリを形成するために、貫入型もしくは非貫入型水中翼アセンブリの部分として船首側および／もしくは船尾側水中翼の設計、または、互いに結合されているものとしての船首側および／もしくは船尾側水中翼の設計は、船舶を高度に汎用性のあるものにし、個々の要件を満たすようにカスタマイズ可能にする。貫入型または非貫入型のいずれかである連続した水中翼アセンブリを使用することもできる。
【００１５】
船舶の上述した調整可能構成要素は、センサシステムが船体に割り当てられ、センサシステムは船舶の正面、下および／もしくは後ろで移動方向において、船体付近の水位を検出するという点、ならびに／または、センサシステムが１つもしくは複数の水中翼に対して作用する揚力を間接的もしくは直接的に検出する歪みゲージを備えるという点、ならびに／または、センサシステムが空間における船体の少なくとも一部分の位置および／もしくは加速度および／もしくは速度を検出するという点、ならびに、センサシステムによって検出される少なくとも１つの測定値に基づいて、制御ユニットが、水中翼アセンブリおよび／もしくは水中翼の垂直調整を制御するという点において、様々な動作および負荷条件に対して最適化されるように調整される。たとえば、少なくとも１つの検出される測定値に基づいて、その後、前方水中翼の調整のような特定の制御動作をトリガするアルゴリズムを定義することができる。たとえば、乗客の移動によって、様々な負荷条件が誘発される可能性がある。乗客が移動し、したがって、船体１０の重心からの乗客の距離が変化することによって、モーメントの平衡が変化し、これも同様にセンサシステムによって検出される可能性がある。
【００１６】
少なくとも１つの水中翼アセンブリまたは少なくとも１つの水中翼が水中翼領域を有し、水中翼領域が、水中翼アセンブリもしくは水中翼の２つの構成要素、特にウィング部分を互いに接続し、または、水中翼アセンブリもしくは水中翼の少なくとも一端を形成するという点において、単純化された構造が達成される。この事例において、水中翼領域は、ある負荷方向における負荷によって作用されると、その負荷方向と一致しない調整位置への水中翼アセンブリまたは水中翼の少なくとも一部分の調整を実行するように設計されている。無論、負荷方向にある調整位置または２つの調整の組み合わせも考えられる。これによって、的を絞った変形または応答が可能である。これらには、揚力面の組み合わせおよび／または揚力面が所望の位置および形状へと調整されるように、流体力学的な力およびモーメント、または、機構、たとえば、アクチュエータによって導入される力およびモーメントによって選択的に影響を与えることができる。変形力またはモーメントが低減する結果として、対応する復元がもたらされる。これによって、変形に必要とされるジョイントおよびバネ機構の数を低減することができる。加えて、独立して変形することが可能であることによって、乗り物の動態が増強される。特に、コーナリングまたは対角波交差のような非対称条件下での良好な安定化も達成される。これは、特に非対称な力が可撓性水中翼領域の非対称な変形を引き起こすからである。これらは、有利には、水中翼の揚力も同様に非対称に分散されるようにすることができ、それによって、船舶を安定させる。貫入型水中翼を有する船舶において、たとえば、コーナリング中、求心力が、水中の水中翼の位置を、船舶の曲線に面する側に対する水中翼の実効揚力面が増大する一方で、曲線から外方に面する側の実効揚力面が低減するようなものにする。この結果として、船舶のロール運動に反作用する揚力がもたらされ、それによって、船舶が安定する。実効揚力面の変化は、水中翼の変形によって引き起こすことができるが、それらの沈水部分および沈水角度によっても引き起こすことができ、ただし、ほとんどの事例においては、これらの要因の組み合わせによって引き起こされる。
【００１７】
水中翼領域が層状要素として具現化され、その層が繊維材料から作られ、少なくとも２つの隣接する層の繊維材料の主繊維方向が互いから異なる設計は、同時に高い安定性をもたらしながら、特定の変形特性をもたらすことを可能にする。
【００１８】
同じことが、水中翼領域が不連続な断面プロファイルを有する設計変形形態によって達成される。
【００１９】
以下において、図面セットを参照しながら、実施形態例の文脈において本発明をより詳細に記述する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】船舶の斜視図である。
【図２】図１の船舶の後面図である。
【図３】船尾に位置づけられている連続した水中翼アセンブリを有する船舶の斜視図である。
【図４】図３の船舶の側面図である。
【図４ａ】時計回りに揺動する並列揺動要素を有する船舶の船尾の部分概略図である。
【図４ｂ】反時計回りに揺動する並列揺動要素を有する船舶の船尾の部分概略図である。
【図５】図３の船舶の後面図である。
【図６】船首側水中翼アセンブリの斜視図である。
【図７】船尾側水中翼アセンブリおよび船舶駆動部の斜視図である。
【図８】水平力によって船舶に対して作用するモーメントの概略側面図である。
【図９】垂直力によって図８の船舶に対して作用するモーメントの概略側面図である。
【図１０】完全に延伸した水中翼アセンブリを有する船舶の概略図である。
【図１１】部分的に延伸した水中翼アセンブリを有する図１０の船舶の概略側面図である。
【図１２】後退した水中翼アセンブリを有する図１０の船舶の概略側面図である。
【図１３】船舶駆動部を有する船舶の船尾の部分概略図である。
【図１４】作動ユニットの側面図である。
【図１５】作動ユニットの斜視図である。
【図１６】作動ユニットの側面図である。
【図１７】水中翼の概略図である。
【図１８】作動ユニットの斜視図および側面図である。
【図１９】水中翼の変形の斜視図である。
【図２０】水中翼領域の部分斜視図である。
【図２１】水中翼領域の部分斜視図である。
【図２２】先細り断面を有する水中翼領域の斜視図である。
【図２３】ねじれを受けている図２２の水中翼領域の図である。
【図２４】偏向を受けている図２２の水中翼領域の図である。
【図２５】平坦な断面を有する水中翼領域の斜視図である。
【図２６】偏向を受けている図２５の水中翼領域の図である。
【図２７】ねじれを受けている図２６の水中翼領域の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、船首１１および船尾１２を有する船体１０を有する船舶を示す。船首領域にある水中翼アセンブリ２０および船尾側にある水中翼アセンブリ３０は、力を水中翼アセンブリ２０、３０から船体１０へと伝達することを可能にするように、船体１０に接続されている。この接続は、直接的に、または、たとえば、船舶駆動部１３のマウント４０を介して間接的に行うことができる。水面下に沈むように設計されている水中翼アセンブリ２０、３０の終端部には、水中翼２１、３１が、船体１０の両側に１つずつ配置されている。水中翼は、互いに接続されていないＣウィングである。他の形態も可能である。水中翼２１、３１は、たとえば、調整ユニット２２、３２を介して船体１０に可動に結合されている。
【００２２】
船体１０の船尾端には、船舶駆動部１３が、マウント４０を用いて配置されている。本実施形態において、このマウントは船外モータでるが、船内モータのような別のエンジン構成も考えられる。マウント４０には、船尾側水中翼アセンブリ３０も取り付けられる。
【００２３】
図２から明らかであるように、マウント４０は、作動ユニット４１と、船舶駆動部１３が、たとえば、ネジを用いて堅固に、ただし取り外し可能に接続されるエンジンブラケット４２とを有する。船用プロペラ１３．１が、船舶駆動部１３上の推力ユニットとしての役割を果たす。しかしながら、ジェット推進機構のような他の推力ユニットも考えられる。
【００２４】
図３は、船尾側水中翼アセンブリ３０が連続的であるように形成されている船体１０を有する船舶を示す。これは、水面下に沈んでいる側で水中翼３１を互いに直接的に結合することによって達成される。
【００２５】
図３に示す船舶の側面図が図４に示されている。図５は、後方から見た図を示す。図５から明らかであるように、船首側水中翼アセンブリ２０の水中翼２１は、船体１０の長手方向中心面（ｘｚ平面、ｘ軸プロファイル、図４参照）に対して斜めに位置合わせされている。対照的に、互いに結合されている水中翼３１は、船体１０の長手方向中心面にほぼ垂直に延伸している。それらの水中翼は、ほぼｚ方向に延伸する水中翼構成要素３５を介して調整ユニット３２に接続されている。
【００２６】
船首側水中翼アセンブリ２０の詳細は図６に示されており、船尾側水中翼アセンブリの詳細は図７に示されている。図６は、水中翼２１および調整ユニット２２を有する船首側水中翼アセンブリ２０を示す。水面から外方に面する側において、両側に１つずつ配置されている揚力ウィング２０の各々に駆動部２３が設けられており、各駆動部は、それぞれのブラケット２４に取り付けられている。ブラケット２４は、ｙ方向に延伸するブリッジ２５に取り付けられており、それによって、ブリッジは両側に配置されている要素を接続する。調整ユニット２２が、ブラケット２４に可動に取り付けられている。調整ユニットには、ジョイントおよびトランジションピースを介して互いに旋回可能に接続されている平行レバー２２．１および２２．２が設けられている。これによって、調整ユニット２２上に配置されている水中翼２１が高さ調整されることが可能である。水中翼２１の傾きも変更可能である。
【００２７】
水中翼３１および調整ユニット３２を有する、図７に示す船尾側水中翼アセンブリ３０は、各水中翼の駆動部３３を有し、各駆動部は、ブラケット３４に取り付けられている。ブラケット３４は、船舶駆動部１３のマウント４０の２辺に取り付けられている。調整ユニット３２が、ブラケット３４に可動に取り付けられている。調整ユニットには、ジョイントおよびトランジションピースを介して互いに旋回可能に接続されている平行レバー３２．１および３２．２が設けられている。これによって、調整ユニット３２上に配置されている水中翼３１が調整されることが可能になる。
【００２８】
図４〜図７において、レバー２２．１および２２．２ならびにレバー３２．１および３２．２は、ｘ軸を中心として旋回可能である。しかしながら、レバー２２．１および２２．２ならびにレバー３２．１および３２．２が、図４ａおよび図４ｂにおいおて設計変形形態として示されているように、ｙ軸を中心として旋回可能であることも考えられる。このタイプのレバー機構は、特に維持するのに手がかからず、必要とされる構造的複雑度が低い。
【００２９】
図１〜図７に示す実施形態は、個々の水中翼２１、３１および／または個々の水中翼アセンブリ２０、３０が、水中翼２１、３１の各々に設けられているそれぞれの駆動部２３、３３を用いて個々に調整されることを可能にする。駆動部２３、３３は、設計において電気式、機械式または液圧式とすることができ、または、手動で操作することもできる。加えて、船舶駆動部１３は、作動ユニット４０を用いて、高さ調整可能とすることができ、かつ／または、その角位置を変更することができる。これらの構成要素を調整することによって、力およびモーメントの平衡が変化し、それによって、種々の動作および負荷条件に適合することが可能である。たとえば、船舶のトリム（長手方向および横方向）を調整することができ、コーナリングおよび／または波の上での移動を改善することができる。水中翼アセンブリ２０、３０および／または水中翼２１、３１の調整は、連動して実行されてもよい。モーメントの平衡のために、船舶駆動部１３の位置を船尾側水中翼アセンブリ３０の調整と連動させることが特に有用であり、連動は、同じまたは反対の方向において実行される。
【００３０】
図８および図９は、水中翼２１、３１が完全に延伸した状態で船舶の重心Ｍに対する水中で支配的であるモーメントを可視化している。モーメントは、アクティブな水中翼２１、３１および船舶駆動部、ならびに、そのレバーアームｌ１〜ｌ８からもたらされる力Ｆ１〜Ｆ８から生じる。図８は、結果として生じる水平力、すなわち、重力に対して直交して作用する力の影響を示す。図９は、重力の方向に作用する垂直力を示す。力の矢印の長さはそれらの値に比例しないことが留意されるべきである。Ｆ１は、船舶駆動部１３の駆動力を表し、Ｆ２〜Ｆ４は船舶駆動部１３および水中翼２１、３１の牽引力を表し、Ｇは重力を表し、Ｆ６〜Ｆ８は、重力に反作用する船舶駆動部１３および水中翼２１、３１の揚力を表す。垂直および角度調整によって、アクティブなレバーアームｌ１〜ｌ８はこのとき、少なくとも部分的に調整することができ、アクティブな力Ｆ１〜Ｆ８の方向および量は少なくとも部分的に変更することができる。この結果として、モーメントの平衡に影響を与え、それによって、水中での船舶の位置に影響を与えるための、多種多様な選択肢がもたらされる。それらのモーメントが互いに反作用する、駆動力Ｆ１および結果として生じる船尾側水中翼アセンブリ３０の揚力Ｆ７は、全体的な平衡の大きな割合を占める。後方水中翼アセンブリは、総揚力の６５％を超える力を占めることが有利である。したがって、所望の比をもたらすようにこれらのモーメントの調整を連結することによって、モーメントの平衡、および、船体の位置に伴う重心のシフトが、最適な量の力を加えて制御されることが可能である。
【００３１】
図１０〜図１２は、調整可能構成要素、すなわち、水中翼アセンブリ２０、３０および船舶駆動部１３．１の様々な延伸状態、ならびに、水中での船体１０の関連付けられる位置を示す。この一連の延伸状態は、高速移動からの移行に一般的なものであり、この移行において、構成要素は完全に延伸し（図１０）、構成要素が部分的に後退する減速段階を経て（図１１）、構成要素が完全に後退する停止に至る（図１２）。船体１０の様々な位置は、駆動状態に従って調整される力およびモーメントの結果としてもたらされる。関連図面において、垂直調整が、ｙ軸を中心とした旋回によってもたらされる。Ｖ１〜Ｖ３は、水中翼アセンブリ２０、３０および／または船舶駆動部１３．１を垂直に調整するための選択肢を示し、Ｖ４は、船舶駆動部１３．１の角度調整のための選択肢を示す。
【００３２】
図１０において、構成要素が完全に延伸している事に起因して、船体１０は水面と接しておらず、船舶は水中翼船として機能している。このとき、図８および図９に示す力Ｆ１〜Ｆ８はそれに従って作用している。これらの構成要素が部分的に後退した状態にあるとき（図１１）、船体１０は水面と接しており、または、水面に部分的に貫入しており、それゆえ、さらなる揚力（Ｆ９）および牽引力（Ｆ１０）が、船体１０の水中にある部分を介して発揮される。構成要素が完全に後退すると（図１２）、さらなる力Ｆ３〜Ｆ８は水中翼２１、３１を介して導入されず、船舶は滑走船体として機能する。
【００３３】
図１３〜図１６は、図１３に示す調整選択肢を高さ（Ｖ１）および角度（Ｖ４）に関して実施することができるような、船舶駆動部１３を調製するための可能な設計変形形態を詳述している。単純な変形形態（図１４）において、作動ユニット４１は、２つの平行レバーアーム４６を有し、これを介して、たとえば、ジョイントを介して調整することができるように、エンジンマウント４２が船体１０上に配置される。調整は、たとえば、液圧式に操作することができるアクチュエータ４４を介して実行される。しかしながら、機械式、電気的または手動の操作も可能である。高さおよび角度調整を同時に実行することができるように、レバーアームを伸縮するものとして設計することが考えられる。
【００３４】
図１５および図１６は、エンジンマウント４２がガイド受け入れスロット４３を介して案内される作動ユニット４１の変形形態を示す。この目的のために、エンジンマウント４２は、ガイド要素４５を介してガイド受け入れスロット４３と結合される。垂直調整のためにアクチュエータ４４が設けられている。ガイド受け入れスロット４３の動作が図１６に示されており、図１６は、エンジンマウント４２を複数の異なる位置（４２、４２’、４２’’）において示している。特定の形状のガイド受け入れスロット４３を介して達成される垂直および角度調整の連結が、明瞭に示されている。複数の異なる形態のガイド受け入れスロット４３によって、垂直および角度調整の複数の異なる連結を達成することが可能である。
【００３５】
図１７は、可撓性水中翼２１を有する水中翼アセンブリ２０を示しており、その可撓性水中翼領域２１．２は、後続の図１８〜図２７においてより詳細に説明される。図１７において、水中翼２１は、調整ユニット２２を介して船体１０に可動に接続することができる。調整ユニット２２は、ジョイント２２．３〜２２．６を介して旋回することができる、平行に延伸するレバー２２．１および２２．２を有する。調整ユニット２２、および、したがって、その上に配置されている水中翼２１は、アクチュエータ２３を介して高さ調製することができる。力の状態が調整の結果として変化すると、水中翼は、それらの可撓性によって選択的に変形される。可撓性水中翼２１は、負荷の結果として、負荷方向に対応しない調整位置がもたらされるように設計することができる。船舶に対して作用する外力によって引き起こされる受動的変形に加えて、可撓性水中翼領域２１．１は、アクチュエータによって変形することができる。
【００３６】
図１８は、可撓性として設計されている水中翼２１の例示的な変形形態を示す。図面は、水中翼の正面からの斜視図、非調整位置にある水中翼の側面図、および、力によって調整されている位置にある水中翼２１の側面図を示している。水中翼２１は、水中翼領域２１．２によって互いに接続されている２つの水中翼区画２１．１および２１．３を有する。力は、（側面図に関して）左から、水中翼２１の長手方向中心軸（斜視図参照）に対して、特に水中翼区画２１．３に対して作用している。このとき、可撓性水中翼領域２１．２は、右に向けての偏向を可能にするだけでなく、負荷方向と一致しないねじれ運動をも受ける。これによって、揚力が、長手方向中心軸に関する１つの水中翼区画２１．３の角度の変化と、傾斜角度の変化、したがって、実効揚力表面積の変化の両方をもたらすことが可能である。しかしながら、図１９から明らかであるように、可撓性水中翼領域２１．２はまた、単純に曲げ変形するように設計されてもよい。変形力が低減するかまたはなくなると、変形はそれに従って逆になる。可撓性水中翼領域２１．２はまた、水中翼２１全体にわたって延伸し得、単一の可撓性要素になる。その事例において、それは複数の異なる度合いの可撓性を有する領域を有することができる。
【００３７】
図２０および図２１は、可撓性水中翼領域２１．２の一般的な構成を示す。これらの領域は、その平坦な表面上（図２０）に、またはその周囲全体（図２１）にわたって、層２１．５を少なくとも部分的に被覆されている可撓性コア構成要素２１．５を備える。個々の層は、タフティング、縫い付けなどのような異なる製造方法によって生成されてもよい。適切な材料は、たとえば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、玄武岩、天然繊維タイプを含む。これらの材料の各々が異なる利点をもたらすため、組み合わせも可能である。たとえば、炭素繊維は高い安定性を提供するが、コストがかかる。ガラス繊維は軽量であり、アラミドは裂けにくく、玄武岩は塩水中で科学的に安定性である、すなわち、特別な処理を必要としない。層および厚さ、スタイル、ならびに／または層の向きが、負荷を受けた可撓性水中翼領域２１．２の応答を決定づける。最も単純な事例において、可撓性水中翼領域２１．２全体が、固体の同位体材料から作られ得る。
【００３８】
所望の偏向の度合いに応じて、可撓性コア要素２１．５は、図２２〜図２４に示すように、先細りにすることができる。これらの図面は、異なる負荷を受けての先細り可撓性水中翼領域２１．２の応答を示す。代替的に、平坦なコア構成要素２１．５が使用されてもよい。異なる負荷条件を受けた平坦な可撓性水中翼領域２１．２の応答が、図２５〜図２７に示されている。
【００３９】
可撓性水中翼領域２１．２は、使用されるジョイントおよびバネの数を低減することを可能にし、それによって、船舶の構造が単純を単純にし、機能不全になりにくくすることができる。加えて、可撓性水中翼領域２１．２は、衝撃および振動の一定程度の減衰を可能にすることができる。
【００４０】
本発明による船舶の上記の実施形態は、その幅広い多様性からもたらされる多用途性を実証している。たとえば、様々な異なる調整選択肢があることによって、多種多様な条件下での良好な駆動動態を同時に保証しながら、水中での安定した位置が維持されることが可能である。
【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４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７−１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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