(57)【要約】船並びに関連する形成法及び統制法。典型的な実施形態では、船は、別の船容へ取り付けるための船容を備える。該船容は、該船容の前方部から該船容の後方部まで延び、該船容の浮遊時の空洞を画する第１及び第２の平行側面を含むカタマラン・ハルを備えることが可能で、該ハル上にデッキを形成することも可能である。第１接続コンポーネントを該前方部に沿って配置し、第２接続コンポーネントを該後方部に沿って配置することが可能であり、該第２コンポーネントは、同様の第２コンポーネントが別の船容上に形成される場合、該同様の第２コンポーネントを該第１コンポーネントにつないで２つの船容間の接続を行うことができるように連結可能な設計となっている。該別の船容上に形成された該同様な第２コンポーネントが該第１コンポーネントにつながれるときに、該空洞内の気圧を保持するために配置された、第１コンポーネントに沿ったシールが提供されてもよい。【選択図】  図１
2010506776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船を統制する方法であって、
船容の前方部と船容の後方部との間に延びる空洞を画するハルセクションをそれぞれに有し、該ハルセクションに係る部分は右舷側及び左舷側に沿って延びて水中へ延びる壁を画するとともに空洞に沿って対向する第１及び第２の壁を画し、該空洞は船容の前方部に沿って位置するハルセクションの第１開口部及び船容の後方部に沿って位置するハルセクションの第２開口部まで延びる、多数の船容を水上に提供し、
船容の第１に係るハルセクションにおける第１開口部を、船容の第２に係るハルセクションにおける第２開口部に連結することにより空洞間に１つのチャンバを提供する方法。
【請求項２】
複数の船容のうちの１つの第１開口部の周囲にシールを提供し、複数の船容のうちの別のものの第２開口部の周囲にシールを提供し、該チャンバを実質的に囲むために該チャンバの対向する端部にそれらのシールを配置することをさらに含む請求項１の方法。
【請求項３】
１つの空洞へガス状の流体の流れを提供し、その流れが複数の空洞開口部の１又は２以上にわたって広がることを可能にすることをさらに含む請求項１の方法。
【請求項４】
該ガス状の流れの提供が、該空洞の２又は３以上において該ハルセクションの外側の気圧に対して正圧に帰着する請求項３の方法。
【請求項５】
２又は３以上の船容は、全般的に、トリムレベルにある場合、該ガス状の流体の流れがない状態では第１の喫水を、前記２又は３以上の船容の空洞において正圧が存在するときは第２の喫水を占める請求項３の方法。    
【請求項６】
所与のトリムについて、該船容の２又は３以上は、全般的に該ガス状の流体の流れがない状態で第１の喫水を占め、前記２又は３以上の船容の空洞において正圧が存在するときは第１の喫水よりも小さい第２の喫水を占める請求項３の方法。
【請求項７】
各船容は、各別の船容と共に、表面効果船として統制され、集合的に、すべての船容は同一の操舵および操縦の下で水上を移動可能である請求項１の方法。
【請求項８】
各船容は軸のまわりに単一の回転自由度を有するカップリングによって別の船容にフレキシブルに連結されており、船容の各々は、ピッチにおける変化をし、各関連するカップリング軸のまわりでヒーブ振動をすることが可能である請求項１の方法。
【請求項９】
水上を移動するためにタンデム配列で連結された一連の３又は４以上の船容を統制する方法であって、それらの船容の各々が変化する波の状態に対して追従するようにピッチにおいて曲がることができるようにする一方で、隣接した船容に関して各船容のロールにおける変化を制限するステップを備える方法。
【請求項１０】
隣接した船容に関して各船容のヨーにおける変化を制限することをさらに含む請求項９の方法。
【請求項１１】
隣接した船容に関してロールまたはヨーの変化をする各船容の能力は、１つの回転自由度に制限された機械的リンク機構の提供によって制限される請求項９の方法。
【請求項１２】
船を形成する方法であって、
船容が浮いているときに、船容の前方部分と後方部分の間の空気の移動に適している空洞を画するハルをそれぞれに有する複数の船容を提供し、
船容の第１の第１コンポーネントが船容の第２の第２コンポーネントで連結可能となるように、複数の第１接続コンポーネント及び第２接続コンポーネントを提供することを備える方法。
【請求項１３】
他の船容に取り付けるための船容であって、
船容の前方部分から船容の後方部分まで延びて、船容が浮いているときに空洞を画する第１及び第２の平行な側面を含むカタマランハルと、
該ハル上のデッキと、
該前方部分に沿って配置された第１接続コンポーネント、および該後方部分に沿って配置された第２接続コンポーネントと、を備え、
該第２コンポーネントは、同様の第２コンポーネントが別の船容上に形成される場合に、該同様の第２コンポーネントを該第１コンポーネントに結合して２つの船容間の接続を行うことができるように連結可能な設計となっており、さらに、
該別の船容に形成され該同様な第２コンポーネントが該第１コンポーネントに結合される場合に、該第１コンポーネントに沿って該空洞内の気圧を維持するために配置されたシールを備える船容。
【請求項１４】
前方部分および後方部分を有する船容であって、
該前方部分と該後方部分の間に延び、船容が浮いているときにそこを通じて空気が移動できるようになっている空洞を提供するハルと、
該前方部分に沿って配置された第１接続コンポーネント、および該後方部分に沿って配置された第２接続コンポーネントと、を備え、
該第２コンポーネントは、同様の第２コンポーネントが別の船容上に形成される場合に、該同様の第２コンポーネントを該第１コンポーネントに結合して２つの船容間の接続を行うことができるような設計となっている船容。
【請求項１５】
該ハルは、該船容の第１の側面に沿って該前方部分から該後方部分まで延びる第１セクションと、該船容の第２側面に沿って該前方部分から該後方部分まで延びる第２セクションとを含み、該第１及び該第２ハルセクションは互いに平行になって延びるカタマラン設計である請求項１４の船容。
【請求項１６】
請求項３０に従って構築された第２船容との接続に際し、該第１船容の該空洞および該第２船容の該空洞が連続的なチャンバを形成するように、該空洞は該前方部分又は該後方部分に沿って開いている請求項１４の船容。
【請求項１７】
該第１コンポーネントは、該同様な第２コンポーネントがそこに連結される場合、第１の軸のまわりに単一の回転自由度を提供するように構成されている請求項１４の船容。
【請求項１８】
該ハルは、該前方部分から該後方部分までそれぞれに延びる第１及び第２の平行な側面を含み、
該第１の軸は、該第２の機構に関する該船容のそこでの回転が船容ピッチの変化に適応するように該１及び該第２の平行な側面の間に延びる請求項１７の船容。
【請求項１９】
該第１コンポーネント及び該同様の第２コンポーネントはピンで連結することが可能な請求項１４の船容。
【請求項２０】
動力システムと、
該動力システムの支援なしで浮いている場合に第１の喫水を、該動力システムの支援により該第１の喫水よりも小さい第２の喫水を、それぞれに占めることができる複数の船容と、
該複数の船容が単一のアセンブリを形成して、それらの船容をタンデム配列において水上を移動させるために動力を船容間で伝えることができるように、ある船容を別の船容に連結するようにそれぞれに操作可能な多数のカップリング機構と、
を備える船。    
【請求項２１】
該動力システムは、船容に揚力と推進力を提供するように結合される請求項２０の船。
【請求項２２】
揚力を提供する該動力システムの一部はある１つの船容に配置された動力装置を備え、推進力を提供する該動力システムの別の部分は別の船容に配置される請求項２１の船。
【請求項２３】
各船容は、船容が浮いている場合にそれぞれに空洞を画する少なくとも２つの離間して設けられたハルセクションを備え、    
互いに連結されたときに、該複数の船容がひとつのチャンバを形成する相互に連結された一連の空洞を提供する請求項２０の船。
【請求項２４】
該動力システムは、該複数の船容のうちの多数のものを推進させるために１つの船容に配置された少なくとも１つの動力装置を備え、
該動力装置は、該複数の船容のうちの多数のものに揚力を提供するために前記１つの船容の該空洞に気流を注入する請求項２３の船。
【請求項２５】
該船容はタンデム連として配置され、
一続きの船容のうちの最前のものは前部柔軟シールを含み、    
一続きの船容のうちの最後のものは後部柔軟シールを含み、  
各船容のこれらのシール及び該離間して設けられたハルセクションの組合せにより、該チャンバ内に加圧された空気の提供が可能になる請求項２３の船。
【請求項２６】
各船容は、該船容空洞に沿った対向壁を画する１組の離間して設けられたハルセクションを備える請求項２０の船。
【請求項２７】
各船容上の各ハルセクションは、ハルの前方部が他の船容上のハルの後方部に連結されることを可能にするカップリング機構の一部を形成する請求項２６の船。
【請求項２８】
ハルの前方部およびハルの後方部は互いに重ねられてピンで固定され、該ピンのまわりの回転を可能にるように構成される請求項２７の船。
【請求項２９】
ある船容上のハルの前方領域は、隣接した船容上のハルの後方領域へカップリング機構によって直接ヒンジ結合される請求項２０の船。
【請求項３０】
タンデム形式で輸送するために多数の船容を構成する方法であって、
船容の第１を船容の第２に対し、該第１船容が単一の回転軸のまわりを該第２の船容に対する変位だけをするように、制限された自由度で取り付けることを備える方法。
【請求項３１】
船容は各々、船容の第１及び第２の側面に沿い、船容の前方部分及び後方部分間で延びるハルを含み、
その取付けステップは該１及び該２の側面間の中心線に直交する方向に延びる単一の軸で回転させるようにすること含む請求項３０の方法。
【請求項３２】
該ハル側面は、１組の平行のカタマランハルによって形成される請求項３１の方法。
【請求項３３】
該ハル側面が該船容と水の間に空洞を画するように水に各船容を配置するステップをさらに含み、
該取付けステップは、少なくとも２つの空洞を連結して１つのより大きなチャンバへとする請求項３１の方法。
【請求項３４】
該取付けステップは、水に対して各船容のハルを持ち上げるのに適した気圧調節可能なチャンバを形成する請求項３３の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
この出願は、次の３つの米国特許出願に基づいて優先権を主張する：２００６年１０月１１日に出願された第１１／５４８，４７２号、及び２００７年４月３日に出願された第１１／６９５，９３２号、並びに２００７年４月３日に出願された米国仮特許出願第６０／９０９，８５０号。
（連邦に支援された開発に関する陳述）
この発明の開発は、米国海軍省によって認められた契約番号第Ｎ０００１４‐０５‐０３４７号により一部が支援された。したがって、米国政府はこの発明に対して一定の権利を有する場合がある。
【０００２】
（本発明の技術分野）
この発明は一般には船に関し、詳細には、輸送に係る海事上の設計及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
輸送業は、多様な要求を満たすよう、種々様々の形態及びルートを提供する。多くの場合、求められる配送スピード、セキュリティ、また商品及び役務の価格に対する輸送費の影響を含め、種々の要因に基づいて選択がなされる。高速で時間重視の移動がたとえば何千マイルといった長距離にわたって求められる場合、乗客と貨物輸送の双方にとって航空サービスが標準とされてきた。たとえば、大規模の軍事作戦の迅速な展開では、機器と人員を必要な場所に必要な時に配備するために、膨大な航空輸送が必要とされる場合がある。他方で、１次産品貨物が長距離にわたって移動される場合、輸送手段の選択はコストに対してより敏感となり、低コストな選択肢の利用可能性によって実にしばしば制限される。出発点と到着点によって、多数の低価格な選択肢が利用可能かもしれない。しかし、多くの場合、輸送費を最小限にしてこれにより価格競争力のある商品及び役務を確実にするために、最も遅い輸送速度を受け入れる必要がある。貨物輸送のコストは、運転費に大きく依存する。
【０００４】
多くの貨物を異なる大陸間で移動させる場合、コストのため海上輸送が優勢な方法であり、その一方で旅客輸送は飛行機によるのが優勢である。かなり長距離の内陸水路に沿った通商は、平底船又は貨物船によるのが優勢かもしれない。但し、これは、陸上を輸送するのがコスト禁止的又はコスト非実際的である１次産品又は大きな貨物に制限される。一般に、長距離輸送のために水上輸送を選択するということは、比較的遅い配送スピードの受理を含意する。多数の輸送手段が貨物仕向地に到着するのに利用可能な場合、海事産業の競争力は挑戦を受け続けてきた。他の形態は燃料効率性で劣っているかもしれないが、高速性及び柔軟性を提供してもいるので尚も価格的に競争力がある。例えば、鉄道運送業とトラック運送業は多くの場合最終仕向地に製品をより速く配送することができるが、水上を経て送られた貨物が最終の配送を遂げるためには、多くの場合軌道車又はトレーラーに移し替えられなければならない。
【０００５】
水上による輸送がより競争的となるためには、速度を改善して更に輸送費を下げることが望ましい。しかしながら、運転費用は、多くの場合速度とともに増加する。貨物定期船にとっては、特にそうである。そのような制限要素は、船容設計について達成可能な流体力学的効率性の限界に求められる。水上の移動の効率が船の長さ対幅（Ｌ／Ｂ：Ｌｅｎｇｔｈ／Ｂｅａｍ）の比の関数であることは、長いこと知られている。かなりの高速で高いＬ／Ｂ比で運転できるように船舶設計を改善するための絶え間ない努力がなされてきた。いくつかの部類の船容は、そのように最適化されてきた。
【０００６】
達成可能なパフォーマンス上の限界は、高い構造負荷、及び高波状態に受けるような曲げモーメント下のパフォーマンスに関係する固有の構造上の問題から生じる。長く細い船に関連した強さとたわみの問題は、わりと短い船に求められる縦方向のけたシステムに比べ、より強靭で、典型的にはより重いそれを備えることで対処される。一般に、船の長さは、縦方向のけたシステムのサイズ及び重量に影響する。動的負荷の下にあるハルの挙動をモデルする高められた解析能力を用い、挙動をモデリングするために船の長さを単一の梁として考えると、けたシステムは、予測される曲げモーメントがある状態で受容可能な運転を確実にするためには、十分な剛性と質量を有していなければならない。通例要求される複雑性と付加質量を回避する、長くて細い船容（たとえば、Ｌ／Ｂ＞１０）の設計を開発することが望ましい。そのようなものは、より経済的に運転することができるコスト効率的な船を可能にすることができるからである。そのような改善により、海事輸送は、様々な商業的・非商業的ニーズにより適するようになることができる。必要なのは、海事運転をより速く、より柔軟で、そしてよりコスト効率的にする一連の解決策である。そのような素晴らしい能力があれば、海事輸送は、空か陸に拠点を置くシステムによって取り扱わざるをえない輸送ニーズに対し、より受け入れやすい代替手段となりうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３，９３８，４６１号公報
【発明の概要】
【０００８】
発明の一実施形態によれば、船を統制する方法は、船容の前方部と船容の後方部との間に延びる空洞を画するハルセクションを有し、該ハルセクションに係る部分は右舷側及び左舷側に沿って延びて水中へ延びる壁を画するとともに空洞に沿って対向する第１及び第２の壁を画し、該空洞は船容の前方部に沿って位置するハルセクションの第１開口部及び船容の後方部に沿って位置するハルセクションの第２開口部まで延びる、多数の船容を水上に提供することに係る組合せを含む。１つのチャンバが、船容の第１に係るハルセクションにおける第１開口部を、船容の第２に係るハルセクションにおける第２開口部に連結することにより空洞間から提供される。
【０００９】
船を形成する方法に係る実施形態は、船容が浮いているときに、船容の前方部分と後方部分の間の空気の移動に適している空洞を画するハルをそれぞれに有する複数の船容を提供し、  船容の第１の第１コンポーネントが船容の第２の第２コンポーネントで連結可能となるように、複数の第１接続コンポーネント及び第２接続コンポーネントを提供することを含むことができる。
【００１０】
いくつかの実施例によれば、ある船容は他の船容への取付けに提供される。該船容は、船容の前方部分から船容の後方部分まで延びて、船容が浮いているときに空洞を画する第１及び第２の平行な側面を含むカタマランハルと、該ハル上のデッキと、を備えることができる。第１接続コンポーネントを該前方部分に沿って配置することができ、第２接続コンポーネントを該後方部分に沿って配置することができ、該第２コンポーネントは、同様の第２コンポーネントが別の船容上に形成される場合に、該同様の第２コンポーネントを該第１コンポーネントに結合して２つの船容間の接続を行うことができるように連結可能な設計となっている。該別の船容に形成され該同様な第２コンポーネントが該第１コンポーネントに結合される場合に、該第１コンポーネントに沿って該空洞内の気圧を維持するために配置されたシールを提供可能である。
【００１１】
また、本発明の他の実施形態によれば、前方部分および後方部分を有する船容は、さらに、該前方部分と該後方部分の間に延び、船容が浮いているときにそこを通じて空気が移動できるようになっている空洞を提供するハルを含む。第１接続コンポーネントを該前方部分に沿って配置することができ、第２接続コンポーネントを該後方部分に沿って配置することができ、  該第２コンポーネントは、同様の第２コンポーネントが別の船容上に形成される場合に、該同様の第２コンポーネントを該第１コンポーネントに結合して２つの船容間の接続を行うことができるような設計となっている。
【００１２】
別の実施形態によれば、船は電力システムと、該動力システムの支援なしで浮いている場合に第１の喫水を、該動力システムの支援により該第１の喫水よりも小さい第２の喫水を、それぞれに占めることができる複数の船容とを含む。多数のカップリング機構は、各々、該複数の船容が単一のアセンブリを形成して、それらの船容をタンデム配列において水上を移動させるために動力を船容間で伝えることができるように、ある船容を別の船容に連結するようにそれぞれに操作可能である。
【００１３】
タンデム形式で輸送するために多数の船容を構成する方法において、船容の第１を船容の第２に対し、該第１船容が単一の回転軸のまわりを該第２の船容に対する変位だけをするように、制限された自由度で取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明は、以下の記載において、図面を参照しつつ説明される。
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による船の部分斜視図である。
【００１６】
【図２】図２は、図１の船の下側を示す図面である。
【００１７】
【図３】図３は、図１の実施形態による船を形成するために、互いに連結された一連の船容を示す。
【００１８】
【図４】図４は、図３に示される船容のカップリングを行う典型的な機構を形成するハル部及び他のセレクト要素を示す部分斜視図である。
【００１９】
【図５】図５ａ及び図５ｂは、図３に示される船容に関するハルの部分を概略的に図示する部分平面図である。
【図６】図６は、図３に示される船容のカップリングを行うハル部の他の構成に係る部分斜視図である。
【００２０】
【図７】図７は、図３に示された船容のカップリングを行う他の実施形態によるカップリング機構のハル部と他のセレクト要素を図示する部分斜視図である。
【００２１】
【図８】図８は、ヒンジの配置を図示する３次元モデルの斜視図である。
【００２２】
【図９】図９Ａ乃至図９Ｄは、他の実施形態によるカップリング機構を図示する、単純化された平面図及び斜視図である。
【００２３】
【図１０】図１０Ａ乃至図１０Ｅは、本発明によるハル設計において可能な変化を図示する側面図である。
【００２４】
【図１１】図１１Ａ乃至図１１Ｄは、様々な運転モードにある船１０を図示する側面図である。
【００２５】
【図１２】図１２は、表面効果船として展開した図１乃至図４の船を側面図の形で図示するものである。
【図１３】図１３Ａ及び１３Ｂは、図１２に示された船の側面図であり、船首及び船尾を図示する。
【００２６】
同様の参照記号は、図面全体を通して、同様の又は対応する部分を示す。本発明に関係する一定の特徴を強調するために、図中で示される一定の特徴がスケールに忠実でない場合がある。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明による具体例としての実施形態を詳細に記載する前に、本発明が構成要素及び方法ステップに係る新規かつ非自明な組合せを含む点に触れておく。記載を不明瞭にしないために、ありふれていたり、あるいは当業者にとって即座に明らかとなるであろう一定の関連する要素及びステップを図の中で図示せずに、発明に関係のある要素及びステップの詳細を図面及び文字による記載において強調した。
【００２８】
簡潔に描かれた図１の斜視図に関し、タンデム運動のために１つのユニット又は船として連続するアセンブリの形態で配置された多数の船容１４を備える、本発明の一実施形態による、典型的な船１０が示されている。各船容のピッチが変化するのを可能にするために、船容１４の隣接するもの同士は、フレキシブルに連結されている。もっとも、これらの船容は船容から船容へと原動力を伝えることを可能にする方法で連結されており、これにより、制御可能な方法において且つ単一の船として、たとえば各々が別のものに連結された一連の車両を備える鉄道列車の運動とある程度似た具合で、一連の船容全体の運動が可能となる。船１０は、１４ａと指示された最前船容１４、１４ｂと指示された最後船容１４、並びに船容１４ａ及び船容１４ｂの間の多数の中間船容を含む。当該図中では４杯の船容だけが示されているが、船１０はより少数の又はより多数の船容１４を、たとえば１０杯以上の船容を含んでいてもよい。船容１４の中間のものについて示されているように、図示された船容の各々はハル部１６と、多数の甲板や船楼を備えていてもよいプラットホーム構造体１８とを含む。船容１４ａ、１４ｂと同様の中間船容中の構成要素は、同様の参考番号によって指示されている。
【００２９】
船の特徴を記述するためにここで用いられているように、長さという用語は、意図された船の運動又は推進の本来の方向と実質的に同一である船又はそのハルの次元に対して、平行となる方向に沿って測定可能な距離を指し、幅という用語は、その長さに対して垂直な方向に沿って測定可能な距離を指す。船容１４の長さと幅は、相当に変化してもよい。各次元の具体的範囲を提供するために述べると、記載された実施形態による一般船容の長さは３０ｍ弱から３００ｍ強まで変化してもよく、また、幅は２０ｍ弱から４０ｍ強まで変化してもよい。
【００３０】
図２は船１０の下から見た斜視図であり、各ハル部１６が１組の対向し且つ実質的に平行のカタマラン・ハル２０を備えることを図示しており、ある１組中の各ハルは右舷ハル２０ａ又は左舷側ハル２０ｂとして指示されている。プラットホーム構造体１８の最下甲板２２は、異なる船容１４に設けられた独立した甲板２２‐１、２２‐２、２２‐３等から形成されており、それぞれが１組のハル２０ａ、２０ｂの間で連結されている。水に向かって下方を向いている甲板２２‐１、２２‐２、２２‐３等の部分表面の他、水に向かって下方を向いている甲板２２の表面は、ウエット甲板と呼ばれる。一般に、各船容１４のハル部１６は、船容の前方部２４から後方部２６に延びる一定の長さを有する（図３を参照）。この実施形態において、すべてのハル２０ａは第１の直線軸Ａに沿って延び、すべてのハル２０ｂは軸Ａと平行な第２の直線軸Ａ’に沿って延びる。船１０は全長Ｌとして延びており、多数の連結された船容１４における軸Ａに沿った複数のハル２０ａ及び軸Ａ’に沿った複数のハル２０ｂのそれぞれの長さを包含する。それぞれの軸に沿って位置する各ハル２０は、運動のための所望のクリアランス及びここに記載されるようなシーリング材を提供するために、それらの間に名目上のないし最小の間隔で互いの方へ実質的に延びる。他の実施形態において、ある共通軸に沿って並んだ異なる船容の各ハルは、互いに十分な間隔が置かれていてもよい。たとえば、大気圧に対して各空洞間で圧力差を提供することが望ましい場合、対向するハル２０ａ、２０ｂ間に形成された各空洞を分離するために、異なる船容のハル間にわたるベローズ装置のような随意のシーリング材によって、１メーター又はそれよりも長い間隔が置かれていてもよい。船の長さＬは、船の船首２８から船容１４ａの前方部２４に沿って、船の船尾２８まで船容１４ｂの後方部２６に沿って延びる。
【００３１】
各船容１４のハル２０ａ、２０ｂは互いに平行であり、各船容１４は、対向するハル２０ａ、２０ｂの外側の実質的に平行な面と面の間の距離として測定可能な、すなわち、１つのハルの左舷側に沿った外部接面から該ハルの対向する右舷側に沿った外部接面にかけて測定される幅Ｂを有する（図５を参照）。船において複数の船容の各々が同一の船幅Ｂを有する実施形態については、その船が一律な船幅Ｂを有していると記述することができる。
【００３２】
図２の図は、各船容１４の各組のハル２０ａ、２０ｂが、船容が水の上にある場合に関連した空気容積を有する空洞領域３２を提供することを図示する。複数の船容１４がタンデム配列の形態で結合されると、一連の複数の空洞領域３２は相互にオープン・コミュニケーションの状態となり、任意の各空洞領域に関連した容積の倍数となる多数の船容１４に沿って延びるチャンバ３６を形成する。図示するチャンバ３６は、船首２４から船尾２８まで延びており、一連のハル２０ａ、２０ｂの他、船の船首２４に沿って配置された船首シール４０、船の船尾２８に沿って配置された船尾シール４４によって実質的に囲まれている。
【００３３】
船１０を形成する船容１４は、各船容がそれがつながれる各隣接した船容との関係で必要とする自由度に応じて、様々な方法で結合することが可能である。複数の船容が互いにどのように連結されるかによって、各船容１４は、隣接した船容に関し船容間の結合点辺りで、うねり、すなわちピッチ、ヨー又はロールにおける変化を受けることがある。図３は、船１０の統制に適している構成において、互いに連結された一連の船容１４を図示する。図４の斜視図は、図３に示される第１、第２の隣接した船容１４‐１、１４‐２のカップリングを行う、１つの典型的なカップリング機構５０の各要素を図示する。第２の船容１４‐２の後方部２６に沿って位置するハル２０ａ、２０ｂの部分は、それぞれ、第１の船容１４‐１の前方部２４に沿ったハル２０ａ、２０ｂの部分と回転可能に噛み合うようになっている。図４および５に関し、船容１４‐１、１４‐２は、図解の明確性のために、離間された関係において示されている。この図解は、プラットホーム１８の追加的構成要素を示す。最下甲板２２上には典型的な別の甲板３４があり、これはその上に形成された天候カバー３８を含んでいる。この実施形態において、カップリング機構５０が完全に噛み合う場合、このカップリングは、２つの船容間、すなわち第１船容１４‐１の前方部２４と第２の隣接した船容１４‐２の後方部２６との間のインターフェースとなる。各カップリング機構５０は２つのカップリング５０ａおよび５０ｂ備え、それぞれが３要素ヒンジ型装置となる。一方の船容上のハル上の前方領域コンポーネントは、他方の船容のハル上の後方領域コンポーネントと、ロッキングピンによって連結可能である（図５ｂも参照）。各カップリング５０ａは、船容の右舷側において、船容１４‐１のハル２０ａの前方領域５６ａを船容１４‐２のハル２０ａの後方領域５８ａにリンクする第１のピン５４ａを備える。この配置は、ピン５４ａの周囲で、また、船容１４‐２の後方領域５８ａに関し、第１の船容１４‐１のハル前部領域５６ａの、回転するヒンジ様の運動を可能にする。同様に、各カップリング５０ｂは、それぞれ、船容１４‐１、１４‐２の左舷側にあり、船容１４‐１の船底２０ｂの前方領域５６ｂを船容１４‐２のハル２０ｂの後方領域５８ｂにリンクする第２のピン５４ｂを備える。これらの組の３要素装置は、ピン５４ｂの周囲で、また、船容１４‐２のハル後方領域５８ｂに関し、第１の船容１４‐１のハル前部領域５６ｂの、回転するヒンジ様の運動を可能にする。
【００３４】
ピン５６ａ、５６ｂが後方領域（５８ａ、５８ｂ）に関して静止し、その一方で前方領域（５６ａ、５６ｂ）が回転する構成であってもよいが、他の構成が明らかとなるであろう。カップリング機構５０は、船１０に対し、連続的だが、連結ないし接合された、複数のハル２０ａをたとえば軸Ａに沿って備える第１のハル６０ａを提供し、連続的だが、連結ないし結合された、複数のハル２０ｂをたとえば軸Ａ’に沿って備える第２のハル６０ｂを提供することができるいくつかの実施形態のうちの１つである。この意味において、船１０は、連結ないし結合された船容である。他の実施形態において、船１０は、ハル６０ａ、６０ｂの間に配置されて船の長さＬに延びる、１つ又は２つ以上の追加的な連結されたハルを、たとえば取入れ機構５０を含んでいてもよい。
【００３５】
連結船容の一般的なコンセプトは、過去に探究された。たとえば、Ｕ．Ｓ．３，９３８，４６１を参照されたい。しかしながら、先の実施例は、タンデム運動のために連結された場合に、単一の船として集合的に振る舞う一連の船容を提供するものでない。たとえば、船１２は、多数の船容１４を備えるが、単一の船容として操舵・操縦することができる。本発明のいくつかの実施形態は、それぞれの船容において、ピッチの変化を可能にする一方で、ロール、ヨーといった他の運動を抑制することにより、この効果を達成する。いくつかの実施形態によれば、一定の軸に沿った回転運動及び並進運動は、ヨー又はロールを防ぐために制御ないし抑制される一方で、垂直の曲げモーメントに応じたピッチの変化を可能にする回転運動は可能とされる。このように、各船容は、ピッチにおける変化をすることができる一方で、望ましくない挙動となりうる他の運動を制限ないし抑制することができる。具体例として、高波状態の条件の下では、各船容において、ピッチの変化を可能にしつつ、ロールとヨーの変化を制限ないし完全に抑制することがもっとも好適であろう。他方、わりと静かな内陸水路においては、各船容について、ロールの変化を抑制しつつ、ピッチとヨーの両方の変化をすることができるようにするのが望ましいかもしれない。以下の具体例は、ピッチの変化を可能にする一方で、ロールとヨーの変化を抑制するシステムを図解します。
【００３６】
図５ａと図５ｂは、船容１４‐１、１４‐２、１４‐３に係る複数組のハル２０ａ、２０ｂについての簡略図である。図５ａは、離間して設けられた２組のハル２０ａ、２０ｂを示す平面図であり、それらが船容１４‐１、１４‐２の機械的に結合された構成を提供すべく連結されている場合を示す。これらの図は、複数のハル２０を連結して船１０のより大きなハル６０ａ、６０ｂを形成するために、カップリング機構５０を組み込んだ典型的な設計の特徴を描く。この実施例において、隣接した船容のハル２０は、２つの船容１４間の各インターフェースで同一の機構５０により互いに連結されているが、たとえば可変の自由度を提供する異なるカップリング機構の組合せも考えられる。ハル２０同士が機構５０で一体的に結合される場合、実質的に固定された幅のプロファイルは、２つの連結された船のハル６０ａ、６０ｂの全長に沿って維持することができる。連結されたハル６０ａ、６０ｂを提供する、ハル設計の１つの簡潔な実施例及び関連するカップリング機構５０を、今ここに記載した。ハル２０ａ、２０ｂは、４つの側壁の各々が他の面と平行な面に配置されるように、あたかもそれらが各々１組の対向する垂直の側壁によって形成されたかのように図示されている。本発明の他の実施形態において、ハル側壁はそのような面及び軸Ａ、Ａ’に関して湾曲を有していてもよく、また、ハルは様々な対称・非対称な形体を含んでいてもよい点が了解されなければならない。図５の簡略な図において示されるコンセプトを採り入れつつも、ハル設計における種々の追加的な変形例が考えられる。
【００３７】
実質的に固定されたハル幅について軸Ａ、Ａ’の各々に沿って一貫したプロファイルを提供するために、ハル２０の各々はハル長さの大部分に対して一律な幅Ｗを有する。そこでは、幅Ｗは、各ハル２０ａの外部平面６４ａから同ハルの内部平面６６ａまで、また、各ハル２０ｂの外部平面６４ｂから同ハルの内部平面６６ｂまでに亘って測定可能であり；ハル２０の前方領域及び後方領域の両方において、隣接する船容上のハルの部分に関して回転する、船容上のハルのそれらの部分の幅は、狭められている。ハル２０に関してここで用いられるように、外部面という用語は船１０から外部又は遠方に向く面を指し、内部面という用語は、内部又は他のハル２０の方を向く面を指す。所与の船容について、ハル２０ａの内部面６６ａは、ハル２０ｂの内部面６６ｂを向く。他のハルの部分に関して回転するハルの部分に関して幅をたとえばＷ／２の幅に縮小したことで、互いに回転する噛合部は重ね合わせて一体としてたとえばＷの幅を生成することができ、これにより、重複する領域周辺を含め、ハル６０ａ、６０ｂの各々について実質的に一律な全幅が提供される。
【００３８】
各ハル２０ａの各前方領域５６ａは、それぞれ、平らな外部表面部７０ａ（船容から遠くを向いている）と平らな内部表面部７２ａ（ハル前方領域５６ｂを向いている）とを含む。平面部７０ａから平面部７２ａまでの測定幅は、Ｗ／２である。同様に、各ハル２０ａの各前方領域５６ｂは、それぞれ、平らな外部表面部７０ｂ（船容から遠くを向いている）と平らな内部表面部７２ｂ（ハル前方領域５６ａを向いている）とを含む。平面部７０ｂから平面部７２ｂまでの測定幅は、Ｗ／２である。各ハル２０ａの各後方領域５８ａは、それぞれ、平らな外部表面部７４ａ（船容から遠くを向いている）と平らな内部表面部７６ａ（ハル後方領域５８ｂを向いている）とを含む。平面部７４ａから平面部７６ａまでの測定幅は、Ｗ／２である。同様に、各ハル２０ｂの各後方領域５８ｂは、それぞれ、平らな外部表面部７４ｂ（船容から遠くを向いている）と平らな内部表面部７６ｂ（ハル後方領域５８ａを向いている）とを含む。平面部７４ｂから平面部７６ｂまでの測定幅は、Ｗ／２である。
【００３９】
以上の位置関係に鑑みれば、前方領域５６ａ、５６ｂ、及び後方領域５８ａ、５８ｂはそれぞれプロファイル幅Ｗ／２を有し、これはハル２０の大部分の長さにわたる他の一律なハル幅Ｗの半分である。従って、このように船底の前部及び後方の領域でハル幅を削減することで、前方・後方の領域は互いに重なりあって船容間のヒンジ結合を形成することができ、これによって隣接したハル２０間に滑らかで、連続的な幅Ｗを有する遷移領域が形成される。この実施例において、各前方・後方領域５６ａ、５６ｂ、５８ａ、５８ｂに沿った幅を全ハル幅Ｗに比べて削減することは粗く、角度のある、ノッチ形状の凹部となっている。これらは、前方凹部７８ａ、７８ｂ（それぞれハル前方領域５６ａ、５６ｂに隣接し、各々が表面７２ａ、７２ｂのうちの１つに沿って延びている）、及び後方凹部８０ａ、８０ｂ（それぞれハル後方領域５８ａ、５８ｂに隣接し、各々が表面７４ａ、７４ｂのうちの１つに沿って延びている）として、図中で参照されている。ハル前部領域５６ａ、５６ｂに関し、各々は、互いの方向に向かって各平滑な外部表面部７０ａ又は７０ｂからＷ／２の距離だけ延びている。
【００４０】
各表面７２ａが表面７４ａに対して配置され、各表面７２ｂが表面７４ｂに対して配置された状態で前方・後方の各領域は重なった組（５６ａ、５８ａ）、（５６ｂ、５８ｂ）を形成するように、前方領域５６ａ、５６ｂ付近の凹部７８ａ  ７８ｂは各々が同じく幅Ｗ／２である後方領域５８ａ、５８ｂのうちの１つを受けることができ、また、後方領域５８ａ、５８ｂ付近の凹部８０ａ、８０ｂは各々が前方領域のうちの１つを受けることができる（図５ｂを参照）。表面７２ａ、７２ｂ、７４ａ、７４ｂは平面として記載されているが、異なるハルの前方・後方の領域のかかる重合せを、平行な平面として形成されない表面によって行うことも考えられ、また、そのような表面には垂直面又は水平面に関して角度、傾斜又は湾曲が付けることができ、互いに重なる表面に沿って又は重なりあった表面に隣接した領域に沿って追加的な輪郭を含む場合がある。
【００４１】
図示した実施形態の特徴は、ハル前方領域とハル後方領域の各重ね合わさった組合せ（たとえば領域５６ａ、５８ａ又は領域５６ｂ、５８ｂ）が、ハル幅Ｗと等しい結合幅を有するプロファイルを提供する点である。これにより、各ハル６０ａ、６０ｂの全長に沿って実質的に一貫した幅Ｗとなる。ハル６０ａ、６０ｂは互いと実質的に平行な同一ハルの対向する側において、また実質的に一定の幅Ｗを有するものとして記載したが、これは図解を簡潔にするためになされたものである。一般に、同一のハルの対向する側面は非平行平面の形状をとるであろうし、あるいはハルの長さに沿り又はその長さに沿った重心軸に直交する平面に沿った輪郭になるであろう。ハル６０ａ、６０ｂは、重ねられた場合に結合して幅Ｗと等しくなるように、それぞれがｗ／２の幅の前方・後方領域を有するものとして記載したが、他の割合であっても好適である。たとえば、ハル２０の後方領域がそれの重なる部分において全ハル幅Ｗに対してＷ／３の削減幅を有し、他方でハル２０の前方領域が全幅Ｗに対して２／３Ｗの幅を有していてもよい。２つの部分の結合幅は、尚もＷとなるであろう。重ねられた要素が一般に幅Ｗを提供することが望ましいことに変わりないが、角度付け・輪郭付けされた形状と同様に他の大きさ・形も考えられる。図６は他の構成によるハル２０の部分斜視図であり、前方領域５６ａ、５８ｂが後方領域５８ａ、５８ｂを受けるように角度付けされている。
【００４２】
図５ｂは、図５ａにおいて示されたハル２０ａの組及びハル２０ｂの組を図示する、船容１４‐１、１４‐２の部分断面図である。この図は、ピン５４ａ、５４ｂを通る平面に沿って描かれている。ハル２０ａ、２０ｂの各組は、ハル前方領域５６ａをハル後方領域５８ａに連結するヒンジピン５４ａと、ハル前方領域５６ｂをハル後方領域５８ｂに連結するヒンジピン５４ｂとにより、互いに噛み合うように示されている。図示するピン５４ａ、５４ｂは、船容のピッチを変化させる力に応じて、噛合と信頼性ある回転運動を確実にするために、重ねられた一組において両ハルに十分な幅だけ延びるように示されている。ピン５４ａ、５４ｂは様々な設計をとることができる。図示する実施形態では、後方領域がヒンジ装置を介して適所へ揺り動かされることが可能となるように、また、各ピンが後方領域内のアパーチャへ通るように、ピンは前方の領域５６ａ、５６ｂに対して又は通じて（あるいは後方領域５８ａ、５８ｂに対して）しっかりと固定することができる。また、後方領域は、後方領域が凹部７８ａ、７８ｂへ移動されるとともに前方領域が凹部８０ａ、８０ｂへ移動されたときに、適正位置にピンを配置するためのガイド又は角度付けされたスロットをそこに含んでいてもよい。ピン５４ａ、５４ｂは可動の又は取外し可能のタイプであって、たとえばアクチュエーター、水圧又は手動で制御されるものであってもよい。そのようなヒンジ設計は、たとえば、タグボートの船首を貨物を運ぶ平底船の船尾ノッチに対して取外し可能なピンにより連結するように、タグボート／平底船ユニットについて使用されている。そのような利用可能なヒンジ設計は、Ｂｌｕｄｗｏｒｔｈ  Ｃｏｏｋ  及び  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇから入手可能であるが、１つの単胴船の船容（すなわちタグボート）が他の単胴船の船容（つまり平底船）に関して揺れることを可能にするために使用される。一般に、１つの船容の右舷側と左舷側は、当初は引っ込んだ構成にあって一旦船容がカップリングのために整列されたら延びるピンによって合わせることが可能である。そのようなヒンジスタイルのカップリングは、船容がロールとヨーの変化を別々に受けることを抑制する一方で、ピッチの変化を可能にする。
【００４３】
別の実施形態によれば、図６の斜視図はカップリング機構５０に係るある変形を組み込んだ、（機能的に船容１４に類似する）２つの離間して設けられた船容１４ａ‐１、１４ａ‐２を図示する。ハル前部領域５６ａ、５６ｂは各々、船容１４ａ‐２の後方ハル部分２６の船容１４ａ‐１の前部ハル部分５６ａに関するセンタリングを促進するために、角度のある側壁面９０ａ、９０ｂによって面７２ａ、７２ｂ（図式的に図５ａ中で示されている。）に沿って形成されている。ピン５４ａ、５４ｂの位置合わせ・配置を助けるために、面９０ａ、９０ｂはそれぞれ、所望位置９４へのピンの移動をガイドするための係合スロット９２を含む。一度、ピンが係合のための位置に来ると、図８において示される回転可能な機構９８のようなロッキング機構が適所に各ピンを保持する。また、取出し／伸張機構が各ピンを縦方向（つまり船容の幅の方向に沿って、ハル前部領域５６ａ、５６ｂ内の受筒のような受け体の中へと更に排出してもよい。受け体は、ピンとハル領域５６ａ、５６ｂ間の連続的な回転運動を容易にするために、密封軸受又は他の低摩擦アセンブリを含んでいてもよい。図６は、また、ハル後方領域５８ａの外部面７４ａに沿った、随意の典型的なシール１００を図示する。一般に、チャンバ３６に正圧がある場合に連結された船容間のインターフェースを通じた空気の移動を低減又は最小限にするために、種々の設計に係るシールが、異なる程度において、面７２ａ、７２ｂ、７４ａ、７４ｂのうちの何れか又は全てをカバーしてよい。シール１００は、シーリングの程度を空気的に変えるために、ブラシ・シールであってもよいし、たとえばポリプロピレンなどの合成織物状材料でできていてもよいし、ゴム様の若しくは低摩擦の材料であってもよいし、たとえば環状の若しくは半環状の形状をしていて膨張するものであってもよい。図７は、ハル前部領域５６ａ、５６ｂの設計における更に別の変形例を図示するものであり、各々がピボット・アセンブリ１０４に関して回転可能な翼部１０２を備えている。各翼部は図６に関して記載されるような係合スロット９２を含んでいる。ピボット・アセンブリの周囲の翼部の運動に、動力が供給されうる。
【００４４】
ここまでで記載された実施形態は、分離したハル接続構成を取り入れる。つまり、隣接するハルの前方・後方の部分は、互いに重なってピンで接続されるべく幅が削減されている。種々の他のアレンジメントが考えられる。例えば、ある１つの船容の後方にあるデッキが、ハルを越えて延び、例えばデッキのうちの１つから延びる取外し可能なピンを介して、別の船容のデッキ又はハルに直接連結するようになっていてもよい。図８は、ある１つの船容の後方領域５８に沿った最下のデッキ・レベル２２ａを、ハル２０の前方領域５６に連結し、もう１つの船容の左舷・右舷側に配置されたヒンジ・アレンジメントを図示する３次元モデルの斜視図である。図９Ａは、２つの離間して設けられた船容１４ｂ‐１、１４ｂ‐２のためのかかるアレンジメントを示す簡潔な平面図であり、船容１４に機能的に似ているが、カップリング機構５０の別の変形例を組み込んでいる。この実施形態の特徴を図示するために、この図は、単一の面に沿って得られた図においては見えないであろう、異なる面にあるコンポーネントを示す。船容のハルの部分は、船容の前方領域２４にて示されている。
【００４５】
１２０ａ、１２０ｂで指示された船容ハルは、各々が船のハル１６０ａ、１６０ｂを形成するために全長に対して実質的に一定の幅となりうるという点において、ハル２０ａ、２０ｂとは異なる。ハル１２０ａ、１２０ｂは重ねられた構成を取り入れず、一方の船容上のハルの前方領域は、隣接する船容上のハルの後方領域へヒンジで直接連結されている。むしろ、１５６ａ、１５６ｂで指示されたハルの前方領域及びハルの後方領域１５８ａ、１５８ｂは、ハルの他の部分と同一の幅Ｗとなりうる。船容１４ｂ‐１、１４ｂ‐２の前方端２４においてハル１２０ａ、１２０ｂはデッキ２２を越えて延び、他方、後方端２６においてデッキ２２は１５８ａ、１５８ｂと指示されたハルの後方領域を越えて延びる。船容１４ｂ‐１のハル前部領域は、船容１４ｂ‐２のデッキ２２の後方に設けられる取外し可能で伸縮可能なピン１５４ａ、１５４ｂを受け取るように設計されている。
【００４６】
図９Ｂは、前方の領域１５６ａでハル１２０ａの一端に適用されたフェンダ材１６４（たとえばエラストマー）、及びチャンバ３６に正圧がある場合に、各組の連結された船容間のインターフェースを通じた空気の移動を低減又は最小限にするために前方領域１５６ａ、１５６ｂ間のデッキ２２の船首に沿って適用されたＰシール１６６を図示する。図９Ｃは、さらにチャンバ３６からの空気の移動を低減するために、後方領域１５８ｂでのハル１２０ｂの端部に沿ったＰシール材１６６の更なるポジショニングを図示する。図９Ｄは図９Ａの実施形態の部分的な斜視図であり、船容１４ｂ‐１の前方領域２４（フェンダ材及びシールは無し）、及び隣接した船容１４ｂ‐２のデッキを結合するためにピン１５４ａをスライド挿入可能なハル１２０ａの前方領域１５６ａに形成された受筒１６２を図示する。シリンダー１６２は、非拘束的で低抵抗の船底に対するピンの回転運動を促進するために、ベアリングを含んでいてもよい。
【００４７】
図示した実施形態は、従来の船設計における限界に取り組む。一般に、船容の長さが増加するとともに、従来の設計慣行は負荷のより高いモーメントに耐えるために、構造が強化されることを必要とした。船容は、例えば、海路による垂直の曲げモーメントに逆らう十分な剛性を示すように設計されている。より一般に、大きな船容は、ハルに対する波の衝撃に起因する、低周波誘引の縦曲げモーメント（ハルの長さと交差する）及びより高周波の横圧の組合せを招く場合がある。船容の長さの増加と、ハル構造に必要な剛性を提供するために船容に加えられなければならない構造的な質量との間には、非線形の関係がある。これは非常に長い船を提供することを特に高価にし、また、最も悪い海面状態下で構造的な必要条件を満たすためには、船容の全長が増加するにつれて単位長さ当たりの質量が増加するであろうということが受け入れられている。このように、構造が様々なタイプの圧力に耐える必要があるということが、より長くてより軽量の船容を提供する可能性を制限してきた。十分な構造的な弾性エネルギーが無ければ、船容は、曲げモーメントに応じて曲がって振動し、時にはハルの配列を乱して損壊させることがありうる。
【００４８】
これらの従来の制約は、タンデム移動のために互いにフレキシブルに連結された多数の船容を備える連結された船を提供することにより克服される。カタマラン様のハル２０ａ、２０ｂから各々形成された多数のセグメントを備える典型的なハル６０ａ、６０ｂに関し、本発明の特徴は、それぞれのハル２０の長さおよび船幅が、船の全長を制限せずに、重量、浮力、巡航の速度および効率を含む希望の性能パラメータに基づくことができるということである。したがって、船１０を形成するハル６０のための構造的な必要条件は、主としてハル６０の全長に基づくのでなく、むしろ、各ハル２０の長さおよび船１０を形成する各船容１４のために確立された設計仕様に大部分が基づく。曲げモーメントに関係する制約を克服するために、ハルは、船容１４のそれぞれの運動を考慮に入れた方法で互いに連結されており、その結果各ハル２０は曲げモーメントに応答的である。例えば、連結する船容間のインターフェースでは、外力への１又は２以上の船容の反応を許す並進自由度又は回転自由度が存する場合がある。カップリング機構５０１があるので、一実施形態では、船１０は、縦曲げモーメントに応じてそれぞれの船容の抑制された運動を可能にし、ために船容のピッチには大きな変化がある場合がある。これは、固くて重厚に建造された構造体として振る舞わなければならない船１０を必要とする代わりに、それぞれの船容が移動するのを可能にする。固いハルを有する船がより少ないたわみでそのようなモーメントに耐えるように設計されるであろう一方、船１０の船容は曲げモーメント（たとえば、水面の形状における変化によって引き起こされる）に応じて移動可能である。
【００４９】
図２及び図４に図示されるように、船１０は船首シール４０及び船尾シール４４を含んでいてもよい。これらのシールと組み合わせることで、船は表面効果船（ＳＥＳ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｓｈｉｐ）のように機能するようにさらに装備されうる。その設計は、船の長さの限界及びこの船体クラスに特徴的な性能を克服する。図６のシール１００および当該図中で示される様々な他のシールは、チャンバ３６の気圧の保持を容易にしてハル６０ａ、６０ｂに揚力を提供することができる。
【００５０】
かつては、表面効果船は、十分にハル間の空気容積を囲み、ハルを上げるためのエアクッションの形成に帰着する加圧を可能にするために、単一の１組の固くて平行のカタマラン・ハルのまわりに前方・後方のスカートを一般に含んでいた。一般に、ここに図示された実施形態に関しても従来のＳＥＳ設計に関しても、加圧された空気によりＳＥＳのハルが抑揚されることはオン・クッション状態と呼ばれる。これは、ハルが船容浮力によりもたらされる抑揚であるオフ・クッション状態と対比されなければならない。船は、オン・クッション構成では、オフ・クッション状態に比べて、かなり高速で、かなり低い水抵抗で巡航することができる。
【００５１】
従来のＳＥＳ設計では、ハルは船の全長さに伸張する固定されけたシステムであった。そのような硬い構造では、船のサイズを拡張する努力は問題であった。例えば、高波状態の条件下では、船容のキールとの関係で、例えば高い波ノ山の存在により、波の形状に著しい変化がある場合があった。そのような状況では、キールの部分が波のトラフの上に置かれ、エアクッションを支援するのに必要な圧力の損失に帰着していた。従って、従前のＳＥＳ設計では、ハルの長さが１００メーター未満に一般に制限されていた。様々な海面状態の下では、短いキール寸法の表面効果船は、高波状態、たとえば５次又はそれより高次の海上模様の条件下でエアクッションを失う頻度が低減される。一般に、この理由で、表面効果船は３００ｍを超える長さで設計されていない。
【００５２】
ＳＥＳとして機能する船１０により、エアクッションをオンクッション状態で船を配置するためにチャンバ３６全体にわたって生成することができ、これによってハル６０ａ、６０ｂを水線に対して抑揚させることができる。図１１Ａから図１１Ｄは、様々なモードにある構成要素たる船容１４の右舷側を図示する、表面効果船として展開された船１０の正面図である。図１１Ａでは、船容１４は、オフクッション状態および第１の喫水に対応するハルに沿った典型的な水線１７０とともに、トリムレベルで示されている。図１１ＡはＳＥＳモードで構成された船容に、あるいはそうでなければハル６０ａ、６０ｂを形成する一連の船容１４を備える船に相当しうる。図１１Ｂは、船１０がＳＥＳモードで且つ第２の喫水により特徴付けられるオン・クッション状態で構成される場合における、水線１７０に対しトリムレベルにある同船容を図示する。図１１Ｃおよび図１１Ｄで示されるように、船１０は、構成要素たる船容間の各インターフェースでのピッチの変化を即座に示す。図１１Ｃおよび図１１Ｄはオンクッション状態の表面効果船として船１０を図示するが、船容１４間のピッチの同様の変化は、オフクッション状態であって船１０が表面効果船として展開されていない場合に生じることがある。図解では、それぞれの船容の、ありうる動的な配向が示されている。ピッチの変化は、船１０のスピードに必ずしも比例するものでも、固有のものでもない。そのようなピッチ変化の大きさは、海上模様および船の速度の両方に相関的となりうる。
【００５３】
図１２は、さらに側面図の中で、表面効果船として展開された場合の船１０の特徴を図示する。図１２において、同一の参考番号が、他の図の中で示されるのと同一の船容・コンポーネントを参照するために使用されている。図１２に示される船１０は、様々なプラットホーム構造体、最後尾の船容１４ｂにあるメインの推進システム１７８およびウォータジェット１８０を含む追加的な特徴を図示する。後方リフト・システム１８４も船容１４ｂに位置しており、他方で前方のリフト・システム１８６は船容１４ａの船首の近くに位置している。これらのリフト・システムは、オンクッション運動中に、海路がシールのうちの１つを移動してチャンバ３６の部分的な減圧を引き起こした場合に、リフト・システムがシールを水面に対するシール・ポジションへ素早く戻すことができるように、船首シール４０および船尾シール４４にかなり接近して配置されている。図１３Ａおよび１３Ｂは、図１２に示された船１０の正面図であり、ここでもＳＥＳとして再び構成され、それぞれに船首２４および船尾２８を示す。
【００５４】
本発明のある特徴は、いくつかの点において柔軟な船が可能になることである。船のハルの構造設計において重要な負荷パラメータは、海路による縦の曲げモーメントであり、それはピッチの変化を引き起こす。船容間のインターフェースに沿って自由度（たとえば、段階的なヒーブないしピッチの変化を許す回転自由度）をもたせて相互連結された個別の船容から形成された船があれば、たとえばカタマランのように、船が連続的な固定したハル部分で作られていれば要求されるであろうよりも構造的に少ない質量で、単一ハル設計であれマルチハル設計であれ、かなり長くて細い船を提供することが可能となる。さらに、船のそれぞれの船容のハル部が用途、構造的な効率、最小の質量、負荷容量スピード、経済性又は他の要因に応じて最適化されたサイズとなりうるので、そのような船の達成可能な長さはハル部の構造的な必要条件によって制限されない。実際、船の長さ、およびその船を形成する相互に連結される船容の数は、限界なく、構造的な考慮店に基づいて、任意に大きくすることができる。
【００５５】
別の点では、本発明は、多数の仕向け地において各船容を選択的に「落とす」だけでなく、船容を必要に応じて取付配置することを可能にする。開示した設計オプションによる船は、本質的に、運搬船会社の目的に適うように組立て・取外しが可能なモジュール構成物である。それらは、以前はそれほど実際的でなかった異なる船容間で複数用途をミックスするということを備えるかもしれない。例えば、船は、クレーンでロード可能なコンテナ、ロールオン貨物・車両、石油生成物などの液体、および乗客を運ぶために、異なる設計の様々な船容を含んでいるかもしれない。この運送の柔軟性と結合した潜在的な高速能力は、運送業者が、運送能力の突如の変更に対処しつつ、高速で信頼できる海運の顧客ベースを確実にすることを可能にする。例えば、会社が高速配達のためのルートに対して定期的なスケジュールを確立するのであれば、会社は、船の船容のタイプおよび数を変化させることにより、要求される貨物スペースの量、貨物のタイプ、あるいは乗客数における変動にかなり短い時間で適合することができる。
【００５６】
さらに別の点に関し、本発明の多数の実施形態は、任意に大きな長さの表面効果船で人あるいは貨物の効率的な輸送を可能にする。例えば、１０：１あるいはこれより高いＬ／Ｂ比を有するかなり長く細い船では、規模の経済性を達成することができ、改善された燃料効率および約５０〜１００ノットの輸送スピードもまた可能にする。さらに速いスピードも技術的に到達可能である。
【００５７】
本発明の別の特徴は、高波状態の条件下での運転能力の改善に関する。たとえば、本発明による船が例えば約１０メーターのあるいはより高い山の大きな波頭へ移動するとき、そのような条件に対向するように最前の船容、たとえば１４ａの設計を、タンデム連にある後続する船容が波頭上に移動する際は、ピッチの変化の大きさが縮小するだろうという認識の下で、最適化することができる。このように、一続きの中の後の船容はより小さな揺れを経験するであろう。船１０のハルは曲げモーメントに応答することができ、また、船の所定長さ、たとえば１００メーター超について、船の長さを伸張する連続的なエアクッション・チャンバは、固定したハル設計について、例えば、ピッチの変化による変位がエアクッション領域のシールを壊すような大きさである場合に生じることが知られているタイプのエアクッションの圧力損失の影響を受けない。船１０は、種々様々の海面状態の下で、エアクッションの圧力を保持することができる。
【００５８】
本発明の様々な実施形態を記載してきたが、これらは実施例を示すためにのみ提供するに過ぎない。図示した船容１４のハル部１６はカタマラン設計であるが、本発明の原理および教示に沿って他のハル設計を使用しもよい。例えば、ハル部１６はトライマラン設計でもよい。船容１４は３つあるいはより多くのハルによって形成されていてもよく、その場合ハル６０ａ、６０ｂのような３つあるいはより多くの船のハルを提供するために、異なる船容のハルは共通軸に沿って形成される。この設計の表面効果船では、各組の船のハル間の体積は揚力を提供すべく加圧可能である。ハル２０の前方・後方の領域の回転に基づいた設計について、種々の他の変更例を考えることができる。図４に示される設計について、ハルの前方・後方領域は、２つの船容が結合された場合に互いに接近する環状の形状を有していてもよい。すなわち、２つの同心円の各面が異なるもの形状に沿うようにして、１つの環状の形状をした面を別の環状の形状をした面に沿って入れ子にすることができる。すなわち、円弧は、各々が同一の同心の中心のまわりの回転のために整列していてもよい一方で、シーリング材の許容・挿入を可能にするために、半径がわずかに異なっていてもよい。このアレンジメントは、各弧が同一の中心点の周囲を回転するように、同心円の共通の幾何学中心に実質的に沿ってピンを配置することを含む。図４に示される離間して設けられた船容１４‐１、１４‐２についての側面図である図１ＯＡを参照されたい。
【００５９】
ハル前方領域５６ａは、半径ａ１の円に沿った円形面形状１９２を含み、受筒１９４の周囲に中心が合わせられている。ハル後方領域５８ａは、半径ａ２の円に沿った円形面形状１９８を含み、受筒１９８に配置可能なピン２００の周囲に中心が合わせられている。これらの面を互いに近づけて、しかもシーリング材の余地を可能にするために、ａ２はａ１よりわずかに大きい。船容を互いに連結する過程でハル面形状１９２、１９８が近づけられた後、その筒に選択的に挿入するために、ピン２００は取外し可能で伸長可能であってもよい。この実施形態については、ピン２００はハル後方領域５８ａで円の中心に配置されているものとして示されている。そこには、面形状１９８が沿って延びる。最下デッキ２２、次のデッキ３４および天候カバー３８の隠れた部分は、形状１９２、１９８の相対位置を図示するために影線で示されている。受筒１９４からキール２０２までの距離ｂと、ピン２００からキール２０２までの距離とは、たとえばほぼａ１あるいはａ２と大体同じになるように示されているが、ａ１またはａ２よりも相当に小さくても、大きくてもよい。図３、図４および図１０Ａに従って構築された船容１４は、図１０Ｂおよび１０Ｃの中でさらに図示されており、そこでは、環状形状２０６は同心面形状１９２、１９８の組合せに、また、それらの間の任意の空間あるいはシーリング材に対応している。
【００６０】
図１０Ａを再び参照し、他の実施形態において、ピン２００の位置は、最下デッキ２２に沿って距離ｃだけ横に移動されていてもよいし、キール２０２に対する距離ｂを変化させることにより、最下デッキ２２に関して上へあるいは下へ移動されていてもよい。図１０Ｄに関し、ピン２００が、面形状１９８が延びる円中心に関連してそのように移動される場合１９２’、１９８’として参照された形状はもはや同心円のパスを追従しないが、ピン２００が受筒１９４に配置された場合はポイント２１０の周囲を回転する。さらに、船容がピッチなしで走っている場合に、互いにかなり近くなることができる非円形のカーブとなるように、面形状は図１０Ｄの中で示されるように修正されていてもよい。これらの変更により、形状１９２’および１９８’の運動はカムの運動を模倣することができる。図１０Ｄの中で示されるように、適度のギャップ２０６は形状１９２’、１９８’の間に存在することができ、これは、オンクッション状態の際にチャンバの圧力のロスを回避するために、シーラント材料で閉じることができる。しかしながら、船容が著しい沈下を示すときにより大きなギャップ２０８が生ずる場合があり、これは、オンクッション状態の際の圧力損失を低減するためにシーリング材の追加的挿入を要求する。図を１０Ｅ参照されたい。船容がそのようなかなり大きいピッチを受ける場合、著しいが一時的な圧力損失があるかもしれない。このため、図１０Ｂ、図１０Ｃに関して記載されたハル接続構成が有利かもしれない。
【００６１】
ヒンジ様のカップリングは、２つの軸Ａ、Ａ’に垂直な軸の周囲の回転自由を許して各船容のピッチの相対変化を可能にする一方で、同時に船容相互のヨー運動およびローリング運動を禁じる。本発明は、船を形成する各船容間において、様々な他の連結メカニズムによって展開可能である。例えば、船容１４を連結するカップリング５０の代わりに、船容は、隣接した船容のハル間にかなりの隔離距離を置いて、互いにタンデム配列で連結することも可能である。そのような実施形態では、連結メカニズムは、ピッチの変化を可能にするために、機構５０の回転幾何に類似する、制限のある回転自由度を可能にするタイプかもしれない。しかしながら、さらに別の設計も考えられる。たとえば、ピッチとヨーの両方の変化を可能にするロール変化は可能にしない設計、あるいはピッチ、ヨーおよびロールの変化を可能にする従来のボールジョイント設計さえ含まれる。船の用途により、そのような他の構成が好まれるかもしれない。例えば、ヨーとロールの変化を可能にするカップリングは、狭い内陸水路に沿ってＳＥＳのように動作することで、船１０の運動性を促進しうる。さらに、カップリング機構は、船の運転中にそれぞれの船容中のカップリングのまわりの様々な自由度を選択的に可能にするように設計されていてもよい。ＳＥＳの用途において、ハルの下のチャンバが、オンクッション運動を経験するために必要とされる正圧を提供するために適切かつ十分に密閉可能となることを確実にするために、連結された船容がそれぞれのハルを結構、例えば１メーターずつ離間して設けられた状態で、船容間の隙間は柔軟な、例えば、ベローズのような材料により密閉することができる。
【００６２】
ピンあるいはヒンジ様のカップリングへの言及は、また一般に、機構５０への言及は、本発明による船容のカップリングを行うことができる設計をなんら制限するものでない。類似の又は追加的な船容間のカップリング機能を行うために、様々な設計に係る多くのコンポーネントを組み込むことが可能である。連結された船容間の各インターフェースのまわりの運動を可能にするために、制限のある自由度あるいは全自由度を有する回転があってもよい。例えば、ピッチの変化だけを、ピッチとヨーの変化を、あるいはまた他の自由度の組合せを含む変化を可能にする設計とすることができる。船１０がＳＥＳとして操作されるように構成される場合、船の中の船容間のカップリングには、例えばボールジョイントでなされる３つの自由度があってもよい。１又は２以上の回転自由度に加えて又はその代わりに、並進自由度が望まれるような適用であってもよい。本発明の範囲から乖離することなく、種々の他の変形、変更および置換をすることができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲のみによって制限されるものである。
【図１】
2010506776.tif 000003
【図２】
2010506776.tif 000004
【図３】
2010506776.tif 000005
【図４】
2010506776.tif 000006
【図５Ａ】
2010506776.tif 000007
【図５Ｂ】
2010506776.tif 000008
【図６】
2010506776.tif 000009
【図７】
2010506776.tif 000010
【図８】
2010506776.tif 000011
【図９Ａ】
2010506776.tif 000012
【図９Ｂ】
2010506776.tif 000013
【図９Ｃ】
2010506776.tif 000014
【図９Ｄ】
2010506776.tif 000015
【図１０Ａ】
2010506776.tif 000016
【図１０Ｂ】
2010506776.tif 000017
【図１０Ｃ】
2010506776.tif 000018
【図１０Ｄ】
2010506776.tif 000019
【図１０Ｅ】
2010506776.tif 000020
【図１１Ａ】
2010506776.tif 000021
【図１１Ｂ】
2010506776.tif 000022
【図１１Ｃ】
2010506776.tif 000023
【図１１Ｄ】
2010506776.tif 000024
【図１２】
2010506776.tif 000025
【図１３Ａ】
2010506776.tif 000026
【図１３Ｂ】
2010506776.tif 000027
【国際調査報告】
2010506776.tif 000028
2010506776.tif 000029
2010506776.tif 000030