(57)【要約】  帆アセンブリを有する風力駆動の乗り物であって、主要翼部と、前記主要翼部の後端縁のフラップと、少なくとも１つのモータと、前記主要翼部の入射角度を調整するための駆動部と、前記主要翼部と前記フラップとの間の角度を調整するための別の駆動部と、を備えている。それら２つの駆動部は、独立に動作され得る。
2018525264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗り物のための帆アセンブリであって、
主要翼部と、
前記主要翼部の後端縁のフラップと、
少なくとも１つのモータと、
前記少なくとも１つのモータから前記主要翼部まで、前記主要翼部の入射角度を調整する第１駆動部と、
前記少なくとも１つのモータから前記フラップまで、前記主要翼部に対する前記フラップの角度を制御する第２駆動部と、
前記フラップの前記角度が前記主要翼部に対して前記主要翼部の前記入射角度から独立に調整可能であるように、前記第１及び第２駆動部は独立に動作可能である
ことを特徴とする帆アセンブリ。
【請求項２】
前記少なくとも１つのモータは、前記第１及び第２駆動部が独立に結合された単一の駆動モータを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の翼アセンブリ。
【請求項３】
前記単一の駆動モータを用いて前記第１及び第２駆動部が互いに独立に動作することを許容するように係合解除するクラッチ
を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載の翼アセンブリ。
【請求項４】
前記第１駆動部は、前記駆動モータの出力部に動作可能に結合された少なくとも１つの減速ギヤ段を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の翼アセンブリ。
【請求項５】
前記第１駆動部は、前記主要翼部に結合された出力軸を更に有する
ことを特徴とする請求項４に記載の翼アセンブリ。
【請求項６】
前記第２駆動部は、前記主要翼部及び前記フラップを相互接続して前記主要翼部に対して前記フラップを回動させるプーリギヤを有する
ことを特徴とする請求項５に記載の翼アセンブリ。
【請求項７】
帆アセンブリを有する乗り物であって、
主要翼部と、
前記主要翼部の後端縁のフラップと、
少なくとも１つのモータと、
前記少なくとも１つのモータから前記主要翼部まで、前記主要翼部の入射角度を調整する第１駆動部と、
前記少なくとも１つのモータから前記フラップまで、前記主要翼部に対する前記フラップの角度を制御する第２駆動部と、
前記フラップの前記角度が前記主要翼部に対して前記主要翼部の前記入射角度から独立に調整可能であるように、前記第１及び第２駆動部は独立に動作可能である
ことを特徴とする乗り物。
【請求項８】
前記少なくとも１つのモータは、前記第１及び第２駆動部が独立に結合された単一の駆動モータを有する
ことを特徴とする請求項７に記載の乗り物。
【請求項９】
前記単一の駆動モータを用いて前記第１及び第２駆動部が互いに独立に動作することを許容するように係合解除するクラッチ
を更に備えたことを特徴とする請求項８に記載の乗り物。
【請求項１０】
前記第１駆動部は、前記駆動モータの出力部に動作可能に結合された少なくとも１つの減速ギヤ段を有する
ことを特徴とする請求項９に記載の乗り物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願の説明〕
本願は、２０１５年６月２５日に出願された米国特許仮出願第６２／２３１，１６４号についての優先権を主張する。
【０００２】
〔技術分野〕
本発明は、全体的に、潜水船に関しており、特には、当該船の沈降動作のために格納式である翼アセンブリ及び竜骨（キール）アセンブリを有する風力潜水船に関している。
【背景技術】
【０００３】
潜水船は、海上環境や他の水環境において浮上動作及び沈降動作が可能である水上船である。周知であるように、潜水船は、軍需と民需の両方において多くの利点をもたらしている。それは、とりわけ、（敵に）検出される可能性を低減すること、悪天候や洋上交通を回避すること、及び、水中目標物に近づく／調査する能力、を含んでいる。
【０００４】
歴史的に、潜水船は、最も一般的には、ディーゼル、電気または原子力の推進システムを用いた有人の潜水艦の形態をとっている。有人の潜水艦に固有の構造及び運転コストが、人と機械とを収容するために要求されるサイズとの関連で、それらが主に海軍による利用に制限され、潜水船の多くの潜在的な任務（機能）のほんの幾つかに制限される、ということを引き起こしている。例えば、有人の海軍の潜水艦は、長きにわたって、対艦弾道ミサイルの潜水艦任務において成功している。しかし、それらの高いコストと大きなサイズとが、長期の調査、機雷掃討、海岸／浅瀬での水中動作などの他の任務について、妨げとなっていた。潜水船の実現されていない潜在的可能性は、商業分野及び文民政治分野において存在する。例えば、油田調査、魚群探査、法執行機関（警察）の役割、などである。
【０００５】
電子技術及び制御技術における最近の進展が、潜水船の新しい地平を開いた。それは、自動の無人の動作の可能性を増大させた。無人の飛行船（ＵＡＶ）と同様に、人のサポートシステムの不在は、船を顕著に小型化して低コスト化し、海中船の場合、実質的に無制限の任務遂行時間の可能性を提供する。これらの要因は、以前は実現できていなかった幅広い任務を潜水船が実施するドアを開けている。
【０００６】
しかしながら、幾らかの困難が依然として存在していた。例えば、人のサポートシステムが不在でも、例えば誘導や、船がその任務を実施する上で典型的に必要である電子センサ／通信システムのため、電力が必要である。同様に、目標物を調査／回収する、海中の所定コース上を／所定速度で単に進行する、あるいは、海中の所定位置に留まる、のいずれかに応じて、推進力も引き続き必要である。また、推進力手段がコンパクトで低コストである必要性も高まっている。潜在的に、無人の動作は、そのようなシステムが、メンテナンスや他の人の介入を要せずまたはほとんど要せず信頼性を伴って動作可能である必要がある、ということを意味する。
【０００７】
更なる困難は、そのような船が、浮上モードと沈降モードの両方において効率良く機能できることである。それは、幾らか相反する要求を充たさなければならない。浮上時に効率良く動作するために、船は、風や波の動きに曝される時に満足できる安定性及び制御を達成可能にする形態を有していなければならない。沈降時には、船は、通常、風／波の動きにあまり曝されないが、船が効率的な態様で水中を進行して動作できるように流体動力学的に「クリーンな」形態で最小の抵抗のみを有することが重要になる。
【０００８】
平凡であるが重要な更に別の要因は、離れた港から独立に移動することと対照的に、無人の潜水船が（ＵＡＶの場合と同様に）典型的には、潜在的には他のユニットとの組合せで、母船の船上の作業領域に搬送されることである。結果として、潜水船は、搬送のためコンパクトな形態をとることが可能である、好適には、「ＣＯＮＥＸ」ボックスのような標準的な運送用コンテナ内に適合可能である、という必要がある。同様に、潜水船は、任務領域にある時に配備のためにシンプルで安全である必要があるし、発進及び／または回収に関する取扱いに損傷無しで耐えることができる必要がある。また、そのような船の設計及び構成が、例えば軍事任務において不利な環境条件や衝撃に耐える等、意図された目的の要件を充たすのに十分な強度、耐久性及び帰還性を当該船に与えることが重要である。
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、前述の問題に対処して、当該船の風力駆動の洋上動作のために伸長可能であって、当該船の沈降動作のために抵抗を減らすべく及び／または当該船を搬送／保管のためによりコンパクトな形態とするべく格納可能である、翼アセンブリ及び竜骨アセンブリを有する潜水船を提供する。
【００１０】
第１の特徴において、本発明は、船体アセンブリ、少なくとも１つの実質的に剛体の翼部材を有する翼アセンブリ、少なくとも１つの竜骨部材を有する竜骨アセンブリと、少なくとも１つのアクチュエータ並びに前記翼アセンブリ及び前記竜骨アセンブリを相互接続するリンク機構を有する配備機構と、を備えた船であって、前記アクチュエータの動作に応じて、前記翼アセンブリ及び前記竜骨アセンブリを、（ｉ）前記翼アセンブリと前記竜骨アセンブリとが当該船の風力駆動の洋上動作のため前記船体アセンブリの上下の外側に延びる配備形態と、（ｉｉ）前記翼アセンブリと前記竜骨アセンブリとが当該船の沈降動作のため抵抗を減らすべく前記船体アセンブリに向かって角度が戻される格納形態と、の間で同時に回動させる船、を提供する。
【００１１】
前記配備機構のリンク機構は、第１の実質的な水平軸回りの回転のため前記船体アセンブリから支持されたクランク部材を有し得る。前記アクチュエータは、前記第１の軸の下方にオフセットして当該２つの軸の間にレバーアームを形成する第２の水平軸回りの回転のための前記クランク部材に回動可能に接続されたリニアアクチュエータを有し得る。これにより、クランク部材は、前記アクチュエータの動作に応じて、略鉛直面内で回動する。前記アクチュエータは、前記船体アセンブリに取り付けられた第１端と、前記クランク部材に取り付けられた第２端と、を有する少なくとも１つのリニアアクチュエータを有し得る。前記リニアアクチュエータは、少なくとも１つの流体シリンダを有し得る。
【００１２】
前記リンク機構の前記クランク部材は、前記翼アセンブリが取り付けられた上部を有し得て、前記翼部材は、前記クランク部材が鉛直姿勢に向かって回動されることに応じて上昇され、前記クランク部材が水平姿勢に向かって回動されることに応じて降下される。前記クランク部材は、更に、前記竜骨アセンブリの前記竜骨部材が取り付けられた下部を有し得て、前記竜骨部材は、前記クランク部材が鉛直姿勢に向かって回動されることに応じて降下され、前記クランク部材が水平姿勢に向かって回動されることに応じて上昇される。前記リンク機構は、更に、第３の水平軸回りの回転のため、前記クランク部材の前記下部を前記竜骨部材の上部と結合する回動接続部を有し得る。当該第３の水平軸回りに、前記竜骨アセンブリと前記翼アセンブリとが回動して、両アセンブリが格納及び伸長される時に角度的に収束及び発散する。前記翼アセンブリと前記竜骨アセンブリとは、格納形態に向かって移動する時、前記船体アセンブリの船尾に向かって収束し得る。
【００１３】
前記船体アセンブリは、格納形態に降下される時の前記翼アセンブリを受容する開口を有し得る。当該凹部は、格納形態における前記翼アセンブリを受容して支持するような形状の長手方向チャネルを有し得る。当該チャネルは、前記船体アセンブリの上側内に形成されたチャネル領域を有し得る。
【００１４】
前記翼アセンブリは、制御入力に応じて前記船体アセンブリに対して前記翼部材を方向付けるモータ及びギヤボックスを有し得る。当該モータ及びギヤボックスは、翼アセンブリが配備形態にある時、前記船体アセンブリに対して、及び、推進力を生成するべく風向に対して、前記少なくとも１つの翼部材を方向付け得る。前記モータ及びギヤボックスは、前記翼アセンブリが格納形態にある時に前記支持チャネル内に受容されるよう前記少なくとも１つの翼部材を方向付けるように動作可能である。
【００１５】
前記竜骨アセンブリは、第４の水平軸回りの回転のため前記竜骨部材の下部に回動可能に取り付けられた竜骨バルブ（ｋｅｅｌ  ｂｕｌｂ）と、前記竜骨アセンブリが伸長及び格納される時に当該竜骨バルブを略水平姿勢に維持するリンク機構と、を更に有し得る。前記竜骨バルブを略水平姿勢に維持する前記リンク機構は、前記船体アセンブリに取り付けられた第１端及び第２端を有するリンク部材と、前記リンク部材の前記第２端を前記竜骨バルブに接続する水平軸回動部材と、当該水平軸回動部材の移動を前記竜骨部材と前記竜骨バルブとの間の水平軸回動接続に対する経路に規制するガイド軌道と、を有し得る。これにより、竜骨バルブは、竜骨部材が降下及び上昇される時、水平形態に保持される。前記リンク部材は、当該船の動作中に前記竜骨部材から離れた遮断物を検出するため、前記竜骨バルブから前記船体アセンブリの船首端まで延びる前方ステイホイルを有し得る。
【００１６】
前記船体アセンブリは、前記翼アセンブリ及び前記竜骨アセンブリのための前記配備機構を収容する少なくとも１つの船体区画を有し得る。前記船体アセンブリは、更に、前記船体区画の側方に位置する（ｆｌａｎｋ）第１及び第２の船外バラストタンクを有し得る。格納形態の翼アセンブリを受容するチャネルは、船体アセンブリの船尾部においてバラストタンクの間に長手方向に延びるチャネルセットを有し得る。
【００１７】
前記船体アセンブリは、更に、動作中に当該船の方向を制御する少なくとも１つの制御面を有し得る。当該少なくとも１つの制御面は、当該船の浮上動作及び沈降動作の両方の間に浸される前記船体アセンブリから外側且つ下方に延びる少なくとも１対の角度付けられた制御面を有し得る。当該１対の角度付けられた制御面は、前記船体アセンブリの船尾部に近接して位置付けられ得る。前記少なくとも１つの制御面は、更に、沈降動作中の当該船の姿勢を制御する少なくとも１対の実質的に水平な制御面を有し得る。当該１対の水平制御面は、前記船体アセンブリの前方部に近接して取り付けられ得る。当該前方の１対の制御面は、翼アセンブリが格納形態の時に受容される前記船体アセンブリの船尾部内のチャネルの前方において、前記船体アセンブリの上側に取り付けられ得る。
【００１８】
別の特徴において、本発明は、船の船体アセンブリ内に取り付け可能な格納可能な風力駆動の推進装置を提供する。当該装置は、少なくとも１つの実質的に剛体の翼部材を有する翼アセンブリ、少なくとも１つの竜骨部材を有する竜骨アセンブリと、少なくとも１つのアクチュエータ並びに前記翼アセンブリ及び前記竜骨アセンブリを相互接続するリンク機構を有する配備機構と、を備え得て、前記少なくとも１つのアクチュエータの動作に応じて、前記翼アセンブリ及び前記竜骨アセンブリを、（ｉ）前記翼アセンブリと前記竜骨アセンブリとが当該船の風力駆動の洋上動作のため前記船体アセンブリの上下の外側に延びる配備形態と、（ｉｉ）前記翼アセンブリと前記竜骨アセンブリとが当該船の沈降動作のため抵抗を減らすべく前記船体アセンブリに向かって角度が戻される格納形態と、の間で同時に回動させ得る。
【００１９】
本発明は、更に、乗り物（船）のための帆アセンブリであって、主要翼部と、前記主要翼部の後端縁のフラップと、少なくとも１つのモータと、前記少なくとも１つのモータから前記主要翼部まで、前記主要翼部の入射角度を調整する第１駆動部と、前記少なくとも１つのモータから前記フラップまで、前記主要翼部に対する前記フラップの角度を制御する第２駆動部と、前記フラップの前記角度が前記主要翼部に対して前記主要翼部の前記入射角度から独立に調整可能であるように、前記第１及び第２駆動部は独立に動作可能であることを特徴とする帆アセンブリを提供し、また、当該帆アセンブリを有する船を提供する。
【００２０】
本発明のこれらの及び他の特徴及び利点が、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより、より完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の好適な一実施形態による沈降可能な風力駆動船の斜視図である。当該船の洋上動作のための推進力と安定性とを提供するべく鉛直方向に延びる竜骨アセンブリと翼アセンブリとを有する船が図示されている。
【図２】図１の沈降可能船（潜水艇）の第２斜視図である。当該船の沈降動作のため低抵抗の流体動力学形態をもたらすべく格納された翼アセンブリ及び竜骨アセンブリを有する船が図示されている。
【図３Ａ】格納形態にある時の船の形態並びに船体アセンブリに対する翼アセンブリ及び竜骨アセンブリの関係をより詳細に示した、図１及び図２の沈降可能船の側面図である。
【図３Ｂ】格納形態にある時の船の形態並びに船体アセンブリに対する翼アセンブリ及び竜骨アセンブリの関係をより詳細に示した、図１及び図２の沈降可能船の正面図である。
【図３Ｃ】格納形態にある時の船の形態並びに船体アセンブリに対する翼アセンブリ及び竜骨アセンブリの関係をより詳細に示した、図１及び図２の沈降可能船の平面図である。
【図４】格納形態にあるアセンブリを示した、図１及び図２の沈降可能船の翼アセンブリ及び竜骨アセンブリ並びにそれに関連付けられた配備機構の斜視図である。
【図５】配備機構の駆動部分をより詳細に示した、図４の翼アセンブリ及び竜骨アセンブリ並びに配備機構の部分側面図である。
【図６】船の翼アセンブリの主翼及びフラップの向きを制御するモータ及び駆動機構の区域を全体的に示した、図１の風力沈降可能艇の底部斜視図である。
【図７】船の翼アセンブリ及び竜骨アセンブリとの関係を示した、図６に示された区域に収容された駆動機構の下方斜視図である。
【図８】図７に示された駆動機構のモータ及び第１段ギヤアセンブリの下方斜視分解組立図である。
【図９】図７の駆動機構の第２段ギヤアセンブリ及びクラッチアセンブリの下側斜視図である。
【図１０】駆動機構の第２ギアボックス及びクラッチ段、及び、翼アセンブリのフラップ及び主翼を相互接続するプーリ及びケーブルアセンブリの下方斜視分解図である。
【図１１Ａ】図６の船の翼アセンブリの主翼及びフラップを接続する無動力プーリアセンブリの下方斜視図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの無動力プーリアセンブリの底部斜視分解図である。
【図１２Ａ】翼アセンブリ及び竜骨アセンブリが海面動作のために拡張された状態の船を示す、本発明の別の実施形態による風力沈降可能艇の第１の斜視図である。
【図１２Ｂ】翼アセンブリ及び竜骨アセンブリが潜水動作のために格納された状態の船を示す、本発明の別の実施形態による風力沈降可能艇の第２の斜視図である。
【図１３Ａ】船体アセンブリの形態並びに翼アセンブリ及び竜骨アセンブリのための配備機構とのその関係をより詳細に示す、図１２Ａ及び図１２Ｂの風力沈降可能艇の部分的に透視的である垂直横断面図である。
【図１３Ｂ】配備機構並びに翼アセンブリ及び竜骨アセンブリをより詳細に示す、図１２Ａ及び図１２Ｂの船の垂直縦断面図である。
【図１３Ｃ】配備機構を収容する中央船体と船外の浮力／バラストタンクとの関係をより詳細に示す、図１２Ａ及び図１２Ｂの船の部分的に透視的である水平断面図である。
【図１４】配備機構の構成要素と拡張位置にある翼アセンブリ及び竜骨アセンブリとの関係を示す、図１２Ａ及び図１２Ｂの船の部分的に透視的である垂直縦断面図である。
【図１５】配備機構の構成要素と部分的に格納位置にある翼アセンブリ及び竜骨アセンブリとの関係を示す、図１２Ａ及び図１２Ｂの船の部分的に透視的である垂直縦断面図である。
【図１６】図１の船の翼アセンブリ及び竜骨アセンブリと共に使用するためのモータ及びギヤアセンブリの前方斜視図である。電気モータが、図９及び図１０の実施形態の流体圧モータ及びクラッチパックに置換された第２実施形態に従っている。
【図１７】図１６のモータ及びギヤアセンブリの後方側斜視図である。
【図１８】図１６のモータ及びギヤアセンブリの上方側斜視図である。
【図１９】図１６のモータ及びギヤアセンブリの底面側斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下により詳細に説明されるように、本発明は、浮上モードまたは沈降モードのいずれかにおいて効率的に作動するように構成可能な風力駆動船を提供する。当該船は、無人の自動動作ないし半自動動作にとって非常に好適であるが、幾つかの実施形態は、船員及び／または他の人員を輸送するために構成され得る。
【００２３】
図１は、本発明による潜水船１０を示している。理解され得るように、当該船は、翼アセンブリ１４及び竜骨アセンブリ１６が取り付けられた主要船体アセンブリ１２を備えている。浮上（洋上）動作用に船を構成するべく、図１に示されるように、船体アセンブリ１２内に収容された配備機構が、以下により詳細に説明されるように、翼アセンブリ１４を上昇させ、同時に、竜骨アセンブリ１６を下降させるように起動される。これにより、翼アセンブリ１４及び竜骨アセンブリ１６が、組み合わさって、船が風力駆動の推進力を採用し、浮上した状況下で機能することが必要な安定性及び他の特性を有する、ということを許容する。
【００２４】
図示の好適な実施形態において、翼アセンブリは、その場所での空気の移動に応じた力ベクトルを生成するよう構成されたエアホイル（翼）を有する主翼部材２０と、主翼部材２０の船尾端に近接して位置され主翼部材の風に対するアタック角度を調整するために採用され推進力を生成するために主翼部材と協働する船尾端翼部材２２と、を有している。主翼部材は、直立時に船体から略鉛直に上方へと延びており、例えば成型繊維複合材料やアルミニウム合金のような軽量で実質的に剛性のある材料で好適に形成されている。船尾翼部材２２は、同様ないし略同様の材料で形成され得る。横断面において、翼部材（時々“帆”と呼ばれる）は、好適には、アタック角度が風の左右のいずれであるかに拘わらず、推進力（飛行機翼の上向きの「揚力」に類似するが、略水平方向である）を生成するエアホイル（翼）として構成されている。好適なホイルの形態は、関連技術分野の当業者に知られている。図示の実施形態において、主翼部材２２は、直立時に鉛直マストを形成する剛性のある翼桁を収容しているが、幾つかの実施形態では、翼部材のシェルまたは他の構造が内部翼桁を用いることなく当該機能を奏し得る。
【００２５】
次に、竜骨アセンブリ１６は、配備形態時に船体下に下向きに延びる船体中央に形成された竜骨部材２４を有している。従来の船体中央の機能と同様に、竜骨部材２４は、水に対して反応して、船を横方向の動きに対して保持して、風が翼アセンブリに作用することに応じて、前方移動を生成する。以下により詳細に説明されるように、竜骨部材２４の上端は、回動接続部２６において、船体アセンブリから垂下するヨーク２８に結合されている。当該ヨークは、竜骨アセンブリ１６及び翼アセンブリ１４を配備するための、船体アセンブリ内の機構の一部である。次に、竜骨バルブ３０が、第２回動接続部３２において竜骨部材２４の下端に取り付けられおり、バラストを提供し、当該アセンブリの流体動力学形態を改善している。
【００２６】
前方ステイホイル３４が、竜骨バルブから前向き及び上向きに延びている。当該ステイバーの前方／上方端は、船体アセンブリ１２の船首端３８に近接して第２回動接続部３６において船体アセンブリ１２に接続されている。ステイホイル３４は、竜骨バルブと船体との間の固定長さのリンクを形成しており、船が、竜骨アセンブリとの衝突無しで、ロープ／ケーブル、丸太、岩、及び、他の障害物、を逸らす及び／または乗り越えることを助ける。前方のステイホイルは、好適には、断面において平坦であり、主要竜骨部材２４と整列されており、船の軌道特性を改善すると同時に、水の抵抗を最小化する。要約すると、前方ステイホイルは、３つの主要な機能を有している。すなわち、（１）衝突のためのバンパーとして作用する、（２）竜骨アセンブリの折り畳みのガイドとして作用する、（３）船が洋上帆走モードである時、水中翼として作用する。
【００２７】
船体アセンブリ１２は、配備機構及び他のシステムを収容する流体動力学的に輪郭付けられた外側船体４０を有している。図示の好適な実施形態では、外側船体４０は、水平面内で幾らか平坦な比較的広いビームを有しており、船首端３８及び船尾端４２に向かって先細状である。翼アセンブリ１４及び竜骨アセンブリ１６は、船体に対して略垂直に、好適には船体の中点に略近接した位置から上下に延びる共通軸に沿って鉛直方向に、延びている。図示の実施形態は、単一の翼アセンブリを採用しているが、幾つかの実施形態は、例えば船体の長さに沿って長手方向に離れた位置において、複数の帆アセンブリ及び／または竜骨アセンブリを採用し得る。
【００２８】
船尾部分４６ａ、４６ｂの側面に設けられた長手方向チャネル４４は、以下に説明されるように、翼アセンブリの格納時に当該翼アセンブリを受容するべく、船体シェル４０の上側で翼アセンブリの後方に延びている。左舷及び右舷の船尾面４８ａ、４８ｂが、船体の船尾部分４６ａ、４６ｂから外側及び下側の角度で延びている。当該船尾面の下側角度は、それらが浸水状態に維持され、船が浮上されている間に方向舵の機能を提供可能であることを保証する。船が沈降される時、船尾面４８ａ、４８ｂは方向舵として機能し続けるが、翼アセンブリの基端に近接配置された水平前方面５０ａ、５０ｂと共に作用して、船の上下姿勢を制御する。
【００２９】
図３Ａ乃至図３Ｃ、特に図３Ｂ、に見られるように、外側船体４０は、平行な横方向に離れた左舷及び右舷の圧力船体５２ａ、５２ｂを包含している。それらは、船体の両側内において、双胴船の平行船体と幾らか類似した態様で、長手方向に延びている。図示の実施形態の圧力船体は、長楕円の形態であり、リング機構と竜骨折り畳み機構とのためそれらの間に空間がある。圧力船体は、バラストタンクと、乾燥積載室と、の両方を含んでいる。バラストタンクは、好適には、バラスト室内に適合された袋部材の形態であり、船上の水ポンプによって充填される。沈降の際、水が当該袋部材内にポンプ注入され、空気圧が当該袋部材と圧力船体との間で形成される。この構成は、ポンプ駆動エネルギについて最小または皆無の付加コストでの浮上する能力を保証する。袋部材は、また、圧縮された二酸化炭素が緊急の膨張ガスとして使われることを許容する。圧力船体のバラスト部は、内部圧力（フープ張力）のために応力を受ける。これに耐えるのは、複合材料が好適である。圧力船体は、好適には、例えばカーボンファイバやガラスファイバの複合材料のような、単一または複数の複合材料から構成される。アルミニウムや他の金属材料または非金属材料も、幾つかの実施形態で採用され得る。圧力船体は、意図された任務や推進のタイプや他の設計上の特性に応じて、バッテリや他の電源形態の収容部を提供する。例えば、プロペラを駆動する電気推進モータが、圧力船体の船尾端に取り付けられ得る。幾つかの実施形態では、前述の袋形態のバラストタンクや従来形態のバラストタンクと共に使用するために、船上の空気圧縮機が含まれ得る。
【００３０】
バラストタンクが空の状態で、船は、積極的な浮力状態であり、船体アセンブリ１２は洋上にあるだろう。船が浮いた状態で（または前に）、配備機構は、翼アセンブリを上昇させ、竜骨アセンブリを下降させるべく、動作され得る。これにより、船は、図１に示されたような形態をとる。当該形態において、船は、前述の態様での風力推進を用いた効率的な洋上動作が可能である。無人の実施形態では、自動的に、あるいは、離れたステーションの指示で動作する船上の電子制御部が、船の進行方向を制御するべく方向舵の態様で船尾面４８ａ、４８ｂを採用し得て、また、翼アセンブリの基端のモータ５６及び関連の駆動機構５８を用いて入射角度並びに主翼部材２０及び船尾翼部材２２の相対的な方向を調整し得る。入射角度並びに主翼部材２０及び船尾翼部材２２の関係を調整することによって、風向に拘わらず、進行方向のより広い範囲が維持され得る。同時に、安定性と流体動力学的な効率が、タンク５２ａ、５２ｂの準双胴船的な形態によって高められる。
【００３１】
風力駆動の洋上動作は、ほとんどの海の状況下で、比較的高速で有意な距離を移動する能力を、船に与える。例えば、作業領域間での移動や、目標物（ターゲット）に対する距離を縮める移動などである。幾つかの実施形態では、洋上動作は、電気モータ推進装置や他の機械／電気駆動システムによって、増強され得る。また、浮上時において、船体及び／または翼部材の上側の太陽光パネルや他の太陽光発電セル（不図示）が、船上の電子機器、配備機構、推進モータ及び他のシステムの電力を供給するバッテリまたは他の蓄電システムを充電するために採用され得る。風力駆動または波起動の充電機構も含まれ得る。更に、洋上での作業は、例えばＲＦリンクを介して、離れたステーションに対するデータ通信を容易にする。
【００３２】
沈降動作のために、配備機構は、翼アセンブリ１４を降下させ竜骨アセンブリ１６を上昇させるべく、作動される。これにより、船は、図２に示されるように、よりコンパクトで流体動力学的にクリーンな形態をとる。以下により詳細に説明されるように、当該配備機構は、翼状の帆を下向き且つ後方向きに船の船尾端に向けて回動する。これにより、翼アセンブリ１４は、船体の船尾部４０ａ、４０ｂの間に形成されたチャネル４４内に収容される。図示の実施形態では、図３Ｃにおいて上方から見られるように、翼アセンブリ１４の降下は、モータ５６を用いての、船尾端翼部材２２が主翼部材の側部に隣接して実施的に平坦に折り畳まれる位置までの当該船尾端翼部材２２の回動動作に対して先行されるか付随される。このように畳まれた翼アセンブリ１４は、船体の船尾チャネル４４内にコンパクトに収容される。主翼部材の先端縁は、沈降時の船の方向安定性を高める長手方向のリブないしフィンの態様で上方に突出している。もっとも、幾つかの実施形態では、翼アセンブリは、略水平面に（あるいは他の角度に）折り畳まれ得て、収容チャネルまたは他の凹部がそれに従って成形されて、翼部材がその中に収容される。例えば翼アセンブリが降下されて収容される時に翼アセンブリへの負荷を減らす等、有底の収容チャネルは顕著な利点を提供するが、幾つかの例では、降下された翼アセンブリを受容する凹部は、図示のような有底のチャネルや樋ではなく、船体内または船体を貫通する底なしの、完全または部分的なギャップ、スロットまたは他の開口であり得る。
【００３３】
翼アセンブリ１４を下降させるための配備機構の動作は、竜骨アセンブリ１６を上昇させ、それを船の後方に向けて角度付けていく。図３Ａに見られるように、竜骨ボード２４が後方の角度にまで回動して、竜骨バルブ３０は船体４０の下側に近接する位置まで移動される。同時に、前方ステイホイル３４は、鋏状の態様で船体の底部に向かって折り畳まれるが、依然として船体の下方で船首から後方へ延びて、前述のように障害物を回避して竜骨バルブ及び竜骨ボードを保護する。
【００３４】
翼アセンブリ１４及び竜骨アセンブリ１６が図２に示されるように格納され折り畳まれた状態で、船の構成は、突出部が減らされて、クリーンな流体動力学的形態を提供する。これは、抵抗を減らし、沈降モードでの効率的な作業を容易にする。船を沈降させるべく、タンク５２ａ、５２ｂに水が供給され、船に所望程度の負の浮力が与えられる。好適には、船上の電子装置によって制御されるバルブが採用されて、浮力は、船上の供給源から当該タンクまで圧縮空気または他のガスを供給することで調整され得る。洗浄の供給源は、好適には、船が浮上されている時に充填または再充填される単数または複数の圧力タンクである。船尾面４０ａ、４０ｂが、沈降モードでの方向舵として機能し続けて、また、前述のように船の上下姿勢を制御するべく、前方面５０ａ、５０ｂと協働し続ける。沈降モードでの推進力は、好適には、前述のように、船上の電気モータによって駆動されるプロペラによって提供される。もっとも、他の好適な駆動機構も利用され得る。例えば、ガスタービン、化学的に生成されるガスによる推進システム、モータ駆動のポンプジェットシステム、等である。
【００３５】
沈降動作のための改善された流体動力学特性に加えて、翼アセンブリ及び竜骨アセンブリが格納された図２の折り畳み形態は、例えば従来のＣＯＮＥＸボックス内での船の保管及び／または輸送のためのコンパクトな形態を提供する。これは、輸送用船や貨物飛行機や鉄道または他の交通機関による、作業領域に対する当該船の輸送にとって顕著な利点である。また、当該折り畳み形態は、翼アセンブリ及び竜骨アセンブリが伸長されている場合よりも船の取り扱いがより容易で揺れる可能性がより小さいという限り、特に進行中の母船からなされる時の、船の発進と回収を容易にする。また、翼アセンブリ及び竜骨アセンブリは、損傷に対して保護されて、取り扱いライン等を侵犯する可能性がより小さい。
【００３６】
図４及び図５は、翼アセンブリ及び竜骨アセンブリ並びに関連する配備機構の構成要素を、より詳細に図示している。船体アセンブリが、より明瞭な視認を提供するべく、省略されている。
【００３７】
そこに見られるように、配備機構６０は、アクチュエータ６２を有している。当該アクチュエータ６０は、好適には従来の流体圧シリンダの形態であり、ハウジング６４と、選択的に伸長可能／収縮可能なロッド６６と、を有している。当該ロッド６６の先端は、例えば船体区画５４の前方端のような船体構造に取り付けられている。反対の後方端において、ハウジング６４は、後方に延びるスペーサブロック６８に取り付けられている。当該スペーサブロック６８は、第１及び第２側方脚部７２ａ、７２ｂを有するフォーク状部材７０の頭部端を形成している。ロッド６６を伸長させるシリンダの起動が、フォーク状部材７０を船体に対して後方の船尾方向に駆動し、一方、ロッド６６の収縮は、フォーク状部材７０を逆の前方方向に移動させる。リニアアクチュエータ装置の他の形態が、図４及び図５の流体圧（油圧）シリンダの代わりに、あるいは、当該流体圧シリンダと協働で、利用され得る。例えば、空気圧シリンダ、ボールネジ機構、ラックピニオンギヤ機構などである。
【００３８】
図４及び図５を更に参照して理解されるように、フォーク状部材７０の２つの脚部７２ａ、７２ｂは、竜骨アセンブリが上昇位置／格納位置にある時に当該竜骨アセンブリに取り付けられたヨーク２８を収容する後方に延びるギャップまたはスロットを形成している。その後方／船尾端において、フォーク状部材は、例えばヨークの端と竜骨ボード２４の上端７６との間の回動接続部２６の前方（後方の誤記と思われる）及び上方に間隔を空けて位置付けられた水平回動ピンのような水平軸回動接続部７４において、ヨークの上部に取り付けられている。フォーク状部材の側板７２ａ、７２ｂ間に取り付けられた延長部７８が、回動接続部７４の上方／前方に延びていて、翼アセンブリの主軸に略平行に延びる取り付け面を含んでいる。延長部７８に取り付けられた第１及び第２ブラケット部材８０ａ、８０ｂが、それに略垂直に延びていて、当該取り付け面から距離を空けて当該取り付け面に平行なベース板８２に至っている。ギヤボックス５８が、モータ５６に平行に、ベース板８２の下方／船尾側に取り付けられている。当該ギヤボックスは、プーリ８５ａ、８５ｂで軌道付けられた歯付き駆動ベルト８４によってモータ５６に動作可能に接続されている。
【００３９】
ベース板８２の上方後方部に沿って横方向に取り付けられたチューブ８６が、水平アクスルシャフト８８と協働して、翼アセンブリ及び竜骨アセンブリのための主要回動軸を形成している。図４においてより良く理解されるように、シャフト８８の２つの船外端（左舷端と右舷端）が、支持ブロック９０内に受容されている。ブロック９０は、船体アセンブリの負荷軸受部（不図示）に取り付けられている。これにより、翼アセンブリ及び竜骨アセンブリは、船体アセンブリに対して回動移動のために支持されている。また、推進力及び他の力ないし他の負荷が、翼アセンブリ及び竜骨アセンブリから船体アセンブリに伝達される。
【００４０】
前述のように、ギヤボックス５８が、ベース板８２上において、ヨーク２８の延長部７８に略平行に取り付けられている。翼アセンブリの主翼２０は、ギヤボックスの出力軸９２に取り付けられており、翼アセンブリの主軸はそれに平行である。
【００４１】
抵抗を減らして主翼のベース上で縄／障害物を捕捉することを避けるべく、小さい流線形のフェアリングピース９４が、主翼部材の「つま先」に取り付けられていて、翼アセンブリが収容位置にある時に上方及び前方に配置される。船の目的及び他の設計要因に依存して、翼アセンブリは、格納形態において完全に水平でなくてもよく、代わりに、格納時に鉛直方向から角度を有したり「もたれて」いてもよい。同様に、翼アセンブリは、伸長時に完全に鉛直方向でなくてもよく、また、船体に完全に垂直でなくてもよい。同様に、竜骨アセンブリの格納時及び伸長時の角度は、設計要因に応じて変化し得る。
【００４２】
要約すると、翼アセンブリは、ヨーク部材２９の上方端の延長部上において、モータ及びギヤボックスと共に支持されており、竜骨部材は、ヨーク部材の下端に取り付けられている。ヨーク部材及び延長部の全体が、船の船体に対して、軸受ブロック９０に支持されたアクスル部材８８によって規定された水平軸回りに回動可能なクランク部材を形成している。
【００４３】
竜骨アセンブリの下端において、竜骨ボード２４は、水平回動接続部３２において竜骨バルブ３０に結合されている。竜骨バルブ３０は、幾つかの従来の帆船に見出される竜骨バルブの形態に幾らか類似した略球根状の形態を有し、前端が幾らか鈍く拡大されていて、後端が比較的鋭い先端に向かって先細状である。バラストを提供することに加えて、竜骨バルブは、船の意図された任務に依存して、１または複数の水中センサのハウジング、例えば磁気センサ、ハイドロフォン及び／または超音波トランスデューサのハウジング、としても機能し得る。
【００４４】
竜骨バルブ３０の上方／前方位置に形成されたセンターラインスロット１００は、竜骨ボード２４の回動移動を収容する。これにより、当該ボードは、竜骨バルブ３０に対する水平姿勢と図５に示される角度姿勢との間で回動可能である。スロット１００は、竜骨ボードと竜骨バルブとの間の回動接続部３２が、後者の流体動力学的なセンターの近傍に位置されることを許容して、リンク動作を容易にし、アセンブリの不所望の応力を最小化する。前方ステイホイル３４の船尾端は、円弧軌道１０６の摺動移動のために設けられた水平軸回動ピン１０４によって竜骨バルブ３０に接続されている。円弧軌道１０６は、船体の中央部から前端近傍まで延びている。それは、配備形態と収容形態との間の遷移中、ステイバーの端部の竜骨バルブ内での長手方向移動を許容する。竜骨バルブの底部／前方部の第２センターラインスロット１０６は、バルブの前方部内でのステイの鋏状の動きを収容する。ステイは、前方／後方の長手方向の移動と同時に、接続部１０４回りで回動する。従って、組み合わさって、竜骨アセンブリの構成要素は、４本バーのリンクと類似した態様で協働可能である。
【００４５】
図４及び図５は、格納形態の翼アセンブリ及び竜骨アセンブリを図示している。前述のように、翼アセンブリは、船体の頂部内に下降され、竜骨アセンブリは、底部に対して持ち上げられる。この形態では、流体圧シリンダ６２が収縮されて、ピストンロッド６６がシリンダ本体６４を船体アセンブリの前端に向けて引っ張る。その後、翼アセンブリ及び竜骨アセンブリを配備するために、流体圧シリンダがロッド６６を伸長するように起動され、シリンダの後方端に取り付けられたスペーサブロック６８及びフォーク状脚部７２ａ、７２ｂと共に、シリンダ本体６４を後方に駆動する。これがなされる時、フォーク状脚部７２ａ、７２ｂの端部は、水平回動接続部７４に作用して、アクスル８８によって提供される軸に対して後者を後方／下方に押し込む。アクスル８８が船体に取り付けられた軸受ブロック９０によって静止状態に保持されている限り、回動接続部７４の動きは、ヨーク部材２８の軸８８回りの下向き円弧状の回動に帰結する。これがなされる時、クランク部材の上端を形成する延長部７８は、その上に保持されたベース板及び翼アセンブリと共に、延長姿勢に向かって移動する。同時に、竜骨ボードは、軸２６回りにヨーク部材の下端に対して回動して、ヨーク部材及び竜骨ボードは鋏状に離れて広がって、共に鉛直姿勢に向かって遷移する。一方、同時に、竜骨ボードの下端は、竜骨バルブ３０に対して水平軸接続部３２回りに回動する。
【００４６】
流体圧シリンダの伸長が、竜骨ボード２４の下端を船体に対して後方且つ下方に駆動する時、それに取り付けられた竜骨バルブ３０も同様に、下方且つ後方に搬送される。竜骨バルブの下方及び後方の動きを収容するべく、竜骨バルブをノーズの後方端に結合している回動ピン１０４の端部が、スロット１０８の側部の左右チャネルに摺動可能に受容されている。これが、円弧状の案内起動１０６を形成している。円弧経路は、回動接続部１０４、３２と竜骨ボード２４及びノーズステイ３４の動きとの関連で構成されており、竜骨バルブを上昇位置と下降位置との両方で、好適にはそれらの間の全ての位置で、略水平に維持する。図５において見られるように、図示の実施形態では、案内軌道１０６の後方端が竜骨ボードと竜骨バルブとの間の回動接続部の僅かに後方に延びて、竜骨アセンブリが上昇される時、接続部１０４は接続部３２の下方において僅か後方に位置される。ここから、案内軌道１０６は、曲線経路に沿って前方且つ上方に延びて、実質的に竜骨バルブの水平中央面上にある前端１１０に至る。これにより、ノーズステイと竜骨バルブとの間の接続部１０４は、アセンブリがそのような伸長／下降位置である時、竜骨バルブと竜骨ボードとの間の接続部３２と略同じ高さになる。軌道１０６によって辿られる曲線経路は、移行の範囲中に亘って竜骨バルブを水平に保持する回動接続部３２、１０４間の角度姿勢を確立する。
【００４７】
要約すると、翼アセンブリを立てる動きと同時に、流体圧アームの伸長に応じたクランク部材の回転が、竜骨ボード２４を後方且つ下方へと駆動し、また、竜骨ボードを伸長姿勢へと回転させる。回動接続部２６が当該回転の主軸を提供し、回動接続部３２、１０４が、竜骨バルブが水平姿勢を維持しながら当該竜骨ボードの端部上で回動することを許容する。
【００４８】
図４及び図５のシステムは、コンパクトで機械的効率が良く単一の流体圧シリンダまたは他のリニアアクチュエータ／駆動装置の起動に応じて作動する機構を提供し、長時間の動作に亘ってメンテナンスが不要ないしほとんど不要な高い程度の信頼性を提供する。更に、これら構成要素の配置及び方向付けは、比較的狭いビームと良好な帆走特性を有する流体動力学的な船体形態内の利用可能な空間の効率的利用によく合致する。更に、これら構成要素の形態及び関係は、過剰な撓み及び／または損傷無しで、アセンブリが作動時負荷に耐えることを助ける。当該負荷は、例えば、強風状況下での洋上動作中に経験される横負荷である。
【００４９】
図６乃至図１１Ｂは、図６において「７」として示された領域内に位置された船の翼駆動機構を、より詳細に図示している。
【００５０】
図７に見られるように、図示の実施形態の駆動機構３００は、３つの主要な部分を含んでいる。すなわち、モータ及び第１段減速部３０２、第２段減速及びクラッチ部３０４、及び、前記第２段減速部からの出力を翼アセンブリの主翼２０及びフラップ２２に供給するプーリ部３０６である。駆動部の構成要素は、モータ５６で始まる機械的動力が伝達される順序で、以下に説明される。
【００５１】
図８を参照して、接続部３０８ａ、３０８ｂを介して圧力がモータ５６に供給される。これにより、モータは、流体圧によって両方の回転方向に動作可能である。以下により詳細に説明されるように、当該システムは、単一の流体圧モータが翼とフラップの相対角度を一定にしてそれら両方を共に回転させる、あるいは、翼の入射角（ＡＯＩ）を一定に維持して翼に対するフラップ角度のみを変える、ことを許容するべく、低圧の流体圧ドグクラッチを用いている。幾つかの実施形態では、翼及びフラップを起動するために、単一のモータではなく２つのモータが用いられてもよい。もっとも、単一のモータ及びドグクラッチシステムは、幾つかの理由のために好適である。すなわち、（ａ）単一のモータとクラッチは、よりコンパクトであり、折り畳み式の翼形態に好適であり、（ｂ）翼ＡＯＩの変化はフラップ角度調整よりも頻繁になされるので、翼とフラップの両方の動作を単一モータで駆動して共に変速させることはより効率的である、（ｃ）２つのモータは、翼に対する一定のフラップ角度で翼ＡＯＩを変えるために、正確に同一速度で駆動される必要があるが、単一のモータとクラッチは実装及び制御が極めて簡単である。
【００５２】
図８の好適な実施形態では、流体圧モータ５６が好適には低圧（例えば７５ｐｓｉｇで作動）で、低い掃引容積で、高いトルクのモータであって、正方形状（例えば１／４インチ）の出力軸を有している。アダプタ板３１０が、モータと中央フラップ駆動軸３１２を結合しており、以下により詳細に説明されるように、モータが流体圧クラッチハウジングと共に組み立てられることを許容している。
【００５３】
中央駆動軸３１２は、アダプタ板内の開口３１６を貫通する下方ボス３１４を有している。その下端の正方形状の駆動ソケット３１８が、モータの出力軸と係合している。上方に面する歯３２２を有するドグクラッチリング３２０が、当該ボス３１４の上方で前記軸３１２に取り付けられている。結果として、モータ５６が駆動軸３１２を回転する時、ドグクラッチリング３２０も同様に回転する。ドグクラッチリング３２０の歯３２２は、ドグクラッチピストン３２６の下方歯３２４と係合している。ドグクラッチピストン３２６は、第２外側駆動軸３３２の下端の鉛直方向に細長い外側スプライン３３０に対して摺動可能に係合する内部スプライン３２８を有している。当該外側駆動軸３３２は、鉛直孔３３４を有しており、中央軸３１２はそれを貫通していて、それら２つは同心に整列されている。
【００５４】
前述のように、ドグクラッチピストン３２６は、外側駆動軸３３２の下端において鉛直方向に摺動可能である。圧縮バネ３３６は、好適には積層皿バネであるが、ドグクラッチピストン３２６の上方で外側軸３３２周りに取り付けられており、ドグクラッチピストンを柔軟に下向きに付勢して、駆動軸３１２上においてそれとドグクラッチリング３２０との間の係合を形成している。皿バネは、一般に、それらが複数回転の波形バネよりも低いレベルの応力で機能し、撓みに対する負荷の要件を充たす従来のコイルバネより小さい体積を占める点で、図示の実施形態において好適である。
【００５５】
クラッチピストンがバネによってクラッチリング３２０と係合状態に押下された状態で、モータは、スプライン３３０を介して、主翼ＡＯＩ軸３３２及び中央フラップ駆動軸３１２を駆動する。その後、ハウジング３４０のポート３３８を介して流体圧が適用されると、ドグクラッチピストン３２６がスプライン３３０に沿ってハウジングの中央孔３４２内を上方に駆動され、積層バネ３３６を圧縮する。これがなされる時、ドグクラッチピストン３２６の下方歯３２４は、内側軸３１２上のドグクラッチリング３２０との係合から外れて、当該ピストンの上歯３４４が、ウォーム駆動ハウジング３５０内の上方ドグクラッチリング３４８の下方突出歯３４６と係合して、主翼ＡＯＩを固定状態に保つ。この形態で、モータは、主翼に対するフラップ角度のみを駆動する。
【００５６】
図８を更に参照して、フラップ駆動ウォーム３５２が、中央駆動軸３１２の上端にピン止めされていて、隣接する翼ハブアセンブリ内に延びる水平軸３５６上のウォームギヤ３５４と係合している。駆動ウォーム３５２及びギヤ３５４が、２段減速ギヤチェーンの第１段を形成している。外側軸３３２の上端に形成された別の駆動ウォーム３５８が、第１軸３５６の下方でそれに対して９０°の位置の第２水平軸３６０の端部の第２ウォームギヤ（図８において不可視）と係合している。第２ウォームギヤは、第１ウォームギヤ３５４と同一である。図示の実施形態では、翼ＡＯＩとフラップとの両方の第１段ウォームギヤのギヤ比が、１８：１である。第１及び第２水平軸の第２段ウォーム３６２、３６４が、ウォームギヤと反対の軸３５６、３６０の端に取り付けられている。各ウォームギヤの端のスラスト軸受が、翼及びフラップで生成されるトルクを、ハブケース及びコアブロック内に伝達する。
【００５７】
図８は、図７の翼ハブアセンブリ３７０の内部構成要素の分解図を提供する。翼ＡＯＩ回転及びフラップ起動のための第２段ウォーム減速ギヤと、フラップ回転及び翼ＡＯＩの両方のための流体圧起動の多層ディスクの湿式「バスケット」クラッチと、を含んでいる。
【００５８】
翼ハブアセンブリは、複数の機能を提供する。第１に、ハブアセンブリは、主翼ＡＯＩ及びフラップ角度の駆動トレインのための第２段減速を含む（好適には、図示の実施形態において、３０：１）。第２に、ハブアセンブリの調整可能クラッチは、翼とフラップの構造、フラップ起動機構、並びに、翼及びフラップの回転ギヤトレインを、主に波の衝撃に起因する過剰なトルクによる損傷から保護する。更に、フラップ及びＡＯＩクラッチは、迅速なオンデマンドの翼とフラップとのそれぞれの駆動トレインからの結合解除を許容する。翼及びフラップをこのように「羽根のように動かす（ｆｅａｔｈｅｒ）」能力は、操作の機敏さを高めて、タッキングまたはジャイビング時のエネルギ使用を低減する。船は、従って、ＡＯＩ駆動の利用無しで、以下のように変化し得る（「準備完了（ｒｅａｄｙ  ａｂｏｕｔ）」のような相関する従来の帆船用語を用いている）。（１）風に向かう方向変換（「下手舵」）が、翼及びフラップのクラッチを結合解除して、両面を「羽根のように動か（ｆｅａｔｈｅｒ）」した後（アップタックとシーツ（ｕｐ  ｔａｃｋｓ  ａｎｄ  ｓｈｅｅｔｓ））、フラップクラッチを係合する。（３）船の進行方向が所望の翼アタック角度（例えば１０〜１５°）による新しいタッキングコースに足りない時、翼ＡＯＩクラッチを係合して、フラップを名目角度にセットする（メンスルを引く「（ｍａｉｎｓ’ｌ  ｈａｕｌ）」）。（４）新しい進行方向で、翼ＡＯＩ及びフラップの角度の単一工程の最適化を実施する。オンデマンドで羽根のように動かすこと（ｆｅａｔｈｅｒｉｎｇ―ｏｎ―ｄｅｍａｎｄ）は、ディスク状クラッチの過剰トルクの解放機能をバックアップ及び増大させるように作用し得る。なぜなら、当該船の慣性検知システムが、たとえ翼上のトルクが損傷を引き起こすほど高くない場合であっても、有利と考えられる状況において（例えば、ピンチプル又は浮上において）羽根のように動く（ｆｅａｔｈｅｒ）ように翼及びフラップに指令するよう設定され得るからである。
【００５９】
翼ハブアセンブリの構成要素は、以下を含む。
【００６０】
下方クランプリング３７２が、翼駆動スプラインカラー３７４の下方部分を翼トラニオン３７６にクランプし、当該スプラインカラーの上方スカートが、図９においてウォームギヤ間で類似のクランプ（見えない）によって保持されている。クランプリング３７２は、また、翼の重量をコアブロックにスラスト軸受を通じて伝達する。
【００６１】
翼ＡＯＩ駆動部及びフラップ駆動部は、図９に示すように、各々「バスケット」クラッチアセンブリを含む。バスケットクラッチは、押しロッドでなく流体圧（油圧）によって起動されることを除いてオートバイクラッチに設計が似ており、２つの主要な機能を有する。すなわち、（１）構造的損傷が生じる前に風及び波による過大トルクを解放する機能、及び、（２）タッキング及びジャイビングを共により速くよりエネルギ効率良くする機能、である。
【００６２】
主要な構成要素は、両方のクラッチアセンブリにおいて同一である。従って、図９では同様の参照番号によって識別される。クラッチ調節リング３８０は、クラッチアセンブリの外端／遠位端に位置しており、クラッチバスケット３８４上の協働雌ネジに係合する雄ネジ３８２を含み、また、スパナレンチのピンを受け入れる孔３８６を含む。スパナレンチを使用して当該調節リングを回転させると、調節可能な圧縮力が、各バスケット３８４内の波形バネ３８８、環状流体圧ピストン３９０及びディスククラッチパック３９２に印加される。波形バネ３８８は、接線方向の摩擦力をディスククラッチパック３９２内に生成するのに必要な軸線方向の力を与える。環状流体圧ピストン３９０は、油圧を、波形バネ３８８を圧縮する軸線方向の力に変換し、ディスククラッチパックに掛かるクランプ力を除去して、クラッチを離脱させる。
【００６３】
ディスククラッチパック３９２は、圧力流体中で稼動する湿式クラッチである。当該パックは、クラッチバスケット３８４の内側の協働スプラインによって駆動される外側スプラインを有する幾つかの（例えば、３つの）ディスクを含み、一方、クラッチバスケットは、ウォーム３６２、３６４によって駆動される。内側スプラインを有する外側ディスクは、トルクを翼（下方ドライブ）又はフラップ（上方ドライブ）に伝達する。複式入力の（例えば、３０：１）第２段ウォームギヤが好ましいが、６０：１の減速比を有する単式入力のウォームギヤも使用され得る。
【００６４】
前述のように、翼駆動スプラインカラー３７４は、下方のバスケット内のクラッチディスクに係合して、トルクをクラッチ板から翼トラニオン３７６に伝達する。また、ケーブルアイドラを形成する対応するフラップ駆動スプラインカラー３９６が、上方のバスケット内のクラッチディスクに係合して、トルクをクラッチ板からフラップ起動機構に伝達する。頂部において、当該アセンブリは、下方クランプリング３７２に対応する態様で機能する上方クランプリング３９８によって蓋をされている。更に、上方クランプリングは、システム内の軸線方向の遊びの調節を可能にする。
【００６５】
図示の実施形態の翼トラニオン３７６は、一定の外径を有する管状部材であり、重量を低減するべく、好ましくは端部の方向に向かって内側がテーパ状である。当該トラニオンは、その下端に近接するスナップリング３９９によってコアブロック３６６からの引き上げに対して保持されている。当該トラニオンの上端は、主翼の翼スタブスパー４００（図１０参照）に嵌合されて取り付けられている（例えば、溶接されている）。好ましい材料は、ステンレス鋼（例えば、４１３０ステンレス鋼）、あるいはアルミニウム合金（例えば、６０６１−Ｔ６アルミニウム）である。より高い強度を有する材料は、一般的に、スイベルの取り付けのため、並びに、センサ及び通信アンテナのためのワイヤのような物品の通過のため、比較的大きい内径を許容する。
【００６６】
図１０は、フラップ起動アセンブリ３０６をより詳細に図示している。前述のように、フラップ起動システムは、主翼に対するフラップの角度を制御するだけでなく、収納のため主翼の側面に対してフラップを折り畳むようにも機能する。ケーブル及びプーリを使用して２本の軸周りに折り畳みを行う図示の実施形態のシステムは、いくつかの有意な利点を与える。第１に、当該２本の軸は、フラップが翼に対してコンパクトに折り畳まれることを可能にし、２つのエアホイルの弦は、互いに平行である。また、ケーブル及びプーリシステムは、左右対称であり、左舷又は右舷のいずれにも折り畳みを行うことができる。ケーブルは、ケーブル張力の正確な調節を許容するスェージ加工された（ｓｗａｇｅｄ）スタッド（鋲）で終端しており、たるみを排除することが容易である。更に、システムは、応用自在かつ拡大縮小可能である。エアホイル（翼形）の厚みや、翼／フラップの間隙等の変更は、異なるギヤ付き部品の取り付けを要せず、ケーブル長さの簡単な変更が必要なだけである。ケーブル引張強度は、ケーブル直径の２乗と共に増加し、複数のケーブルが平行に使用され得るので、より大型の翼による応力増大に簡単に対処することができる。更に、プーリは廉価であり、必要とされる任意のサイズで製造が容易である。
【００６７】
前述のように、また、図１０に見られるように、翼スタブスパー４００は、翼トラニオン３６に取り付けられている。好適には、スロット孔が設けられ、翼トラニオン３６に溶接されている。当該スタブスパーの側面は、複合材料で形成される時、翼の内側モールド線に倣う（適合する）ことができる。翼キングスパー４０２が、スタブスパー４００の前面に装着されている。一方、より小さい後方スパーが、フラップアクチュエータブラケット４０６と共に後部面に装着されている。当該フラップアクチュエータブラケットは、好適にはアルミ鋳物又はステンレス鋼の溶接物であるが、フラップヒンジ軸４１６を支持する上方及び下方軸受４０８、４１０をその上方及び下方アームに保持している。プーリ４１８が、上方軸受４０８と同軸に位置合わせされ、且つ、上方軸受４０８の下方に所定距離だけ離れて、スタブスパーの方向に及びプーリの前方に位置する２つのケーブル端末ボス４２２と共に、ブラケットの中心アーム４２０に取り付けられている。中心アーム４２０の端部及びプーリ４１８は、フラップヒンジ軸４１６と干渉しないよう、通過孔が穿孔されている。
【００６８】
大きいフラッププーリ４２４が、アクチュエータブラケットの下方アーム４１４の下方で、シャフト４１６の下端に取り付けられており、翼ハブケーブルアイドラ３９６からケーブルセット４２６によって駆動される。図示の交差ケーブル形態は、フラップが、要求に応じて又は過剰トルクに起因して翼ＡＯＩクラッチが係合解除した時、翼と同じ回転方向で羽根のように動く（ｆｅａｔｈｅｒ）ことを可能にする。ヒンジアーム４３０の上方においてシャフト上でより高く設定された小型の２：１のプーリ４２８と共に、大きいフラッププーリは、好適にはウッドルフ（Ｗｏｏｄｒｕｆｆ）キー及びセットネジまたはフェアロック（Ｆａｉｒ−ｌｏｃ（登録商標））ハブによって、シャフト４１６上に固定されている。
【００６９】
より小型のフラッププーリ４２８は、従って、シャフト４１６と共に回転し、ケーブルセット４３４を通じて第２の等サイズのプーリ４３２を駆動する。第２のフラッププーリ４３２は、フラップスタブリブ４３６に固定されており、例えば別々に製造されてフラップスタブリブに永久固定されるか、又は、一部品として一体的に鋳造または機械加工される。前述のように、プーリ４３２は、小型フラッププーリ４２８と同じサイズであり、ケーブル端末４３５に接続されたケーブルセット４３４を通じてそこから駆動される。プーリ４２８、４３２の直径は、ヒンジアーム４３０及び４３８の長さによって制約される。プーリ４２８の上方かつシャフト４１６の周りに位置決めされるがシャフト４１６に装着されていない翼ギヤプーリ４１８が、同様にブラケットに固定され、例えばブラケットにピン固定又は溶接されるか、一部品として鋳造される。プーリ４１８は、ケーブルセット４４２によって、８の字の関係で第２の等サイズのプーリ４４０と共に関連付けされている。このように接合された状態で、プーリは、２つのフラップ回転軸の周りの等しい回転を強制する、２つの係合したギヤの機能上の均等物を形成する。上方プーリ対４１８−４４０は、下方プーリ対４２８−４３２よりも僅かに小さい直径を有するが、それは、より多くの間隙が８の字のケーブルセット４４２を受け入れるために要求されるからである。
【００７０】
前述のように、下方フラップヒンジアーム４３０は、プーリ対４２８−４３２の下方に位置し、当該ヒンジアームは、好適にはアルミニウムで形成される。当該アームの近位端には、軸４１６の軸受が装着され、一方、その遠位端は、鉛直ボルト４４４のネジ付き端部を受け入れるようにネジ切りされている。上方フラップヒンジアーム４３８は、同様に、軸４１６の軸受を近位端に含むが、その遠位端は、ネジ付きでなく、ボルト４４４のための貫通孔が設けられている。ヒンジアーム管４４６が、剛性アセンブリを形成するべく、ボルト４４４によって上方及び下方フラップヒンジアーム４３８、４３０間にクランプされている。ヒンジアーム管の外面は、プーリ４３２及び４４０並びにスタブリブ４３６の孔に嵌合された２つの軸受（例えば、ガーロック軸受）内を延びるようにサイズ設定されている。プーリ４３２、４４０は、フラップスタブリブ４３６の近位（前方）端に位置し、一方、フラップスタブリブの遠位端（船尾端）は、当該フラップスタブリブとフラップ「キング」リブ４３７との間の構造接続をもたらすテーパ付きウェブを有する「Ｉ」部分を有し、スタブリブの回転が全体としてフラップの回転を引き起こすようになっている。プーリ４２４及び４２８がクランプされたフラップヒンジ軸４１６は、ブラケット４１２のアームの上方及び下方アーム軸受４０８、４１０内において、自由に回転することができる。当該軸の上端は、スナップリング４４８によって保持されている。上方及び下方アーム４３８、４３０並びにヒンジアーム管４４６を含むヒンジアームアセンブリは、従って、軸受４０８、４１０上でヒンジ軸４１６周りに回転する。
【００７１】
フラップ起動アセンブリに採用される軸受は、好適には、焼結黄銅及びポリテトラフルオロエチレンで製造される自己潤滑式の「乾式」軸受である。ケーブルセット４２６、４３４、４４２は、（両端にボールを有するセット内の１つのケーブル４２６を除き）、一端にウェージ加工されたボール、他端にウェージ加工されたスタッドを含む。ケーブルは、ボール端部をプーリの軸方向スロット内に摺動させ、ケーブルを適切なプーリに巻き付け、スタッド端部を終端ボス４２２、４３５、４５０内に入れることによって、装備される。たるみの除去及びセンターリングは、ウェージ加工されたスタッド上のナットを使用して実行される。
【００７２】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ組立図と分解図とで、ミッドスパン／上方フラップヒンジアセンブリ４６０の１つを示している。ミッドスパン／上方フラップヒンジアセンブリは、両方のフラップヒンジ軸周りで等しい回転を実施して、幾つかのヒンジ周りの回転が同一でない場合に起こり得るジャミングを防止する。これらのヒンジアセンブリは、前述の対応する８の字「プーリギヤ」構成要素と類似または同一の構成要素を有する「ギヤ」プーリ及び８の字ケーブルのセット構成を有する。従って、アセンブリは、各々、上方及び下方水平アーム４６４、４６６、並びに、主翼の後方スパー４７０に装着されるベース４６８、を有するブラケット４６２を含む。プーリ４７２、４７４は、ブラケット４６４の上方アーム及びフラップスタブリブ４７６に取り付けられ、当該スタブリブの船尾端が、フラップの主リブ４７７に取り付けられている。また、ケーブル終端ポス４７８を含んでいる。前述のプーリ４１８及び４４０に対応する態様で、翼及びフラップのプーリは、２つのフラップ回転軸周りの等しい回転を強制する、２つの係合したギヤの機能上の均等物を形成するべく、８の字のケーブルセット４７８によって共に関連付けされている。ブラケット４６４及びスタブリブ４６６は、上方及び下方ヒンジアーム４８０、４８２によって接続されており、上方ヒンジアームは、ブラケット４６２の上方アーム４６４及びプーリ４７４の上端の上方に位置決めされており、下方ヒンジアームは、前端でプーリ４７２と下方ブラケット４６６との間に位置しており、船尾端はスタブリブ４７６の下方に位置している。ヒンジアームの前方端は、鉛直軸ヒンジ管４８４上で回動動作のために支持されており、当該管は、当該管及びヒンジアームを通過してブラケット４６２の下方アーム４６６に螺合された鉛直ボルト４８６によって固定されている。後方／フラップ端部では、第２回動管４８８が、下方アームに螺合する鉛直ボルト４９０周りで上方及び下方ヒンジアーム４８０、４８２間に取り付けられ、当該回動管は、プーリ４７４及びスタブリブ４７６と協働する軸受面を有している。
【００７３】
前述のように、図示の実施形態の翼及びフラップの駆動機構は、流体圧（油圧）モータを採用する。流体圧は、ポンプ（不図示）によって、好ましくはスイッチリラクタンス（ＳＲ）電気モータによって駆動されるジェロータまたはベーンポンプによって、モータに印加される。ＳＲモータが、一般的には、より一般的なステッパモータよりも好ましい。それは、ＳＲモータがより高い始動トルクを生成し、且つ、より良い効率を有するからであり、更に、ステッパモータの角度回転が、駆動トレイン内に構築された機械的減速のために必要とされないからである。クラッチのための流体圧は、好ましくは単一ストロークがクラッチを係合解除させるのに十分であるようなサイズとされたピストンを有する、ソレノイド駆動（ＳＰ？）ピストン「マスターシリンダ」によって提供されることが好ましい。ソレノイドポンプとクラッチピストンとの間の逆止弁が、クラッチを係合解除状態に保持するためにソレノイドがエネルギ供給された状態を維持する必要がないように、圧力を保持する。むしろ、クラッチが再係合される必要がある時に、流体圧リザーバのクラッチから別個の戻り管路に位置する電磁弁が圧力を解放する。電気流体圧システムの使用は、多用性、回転軸又は摺動ロッドシールの少数化、並びに、リーク抵抗及び公差の改善、を含めて、純粋な電気式システムに優る有意な利点をもたらす。
【００７４】
２軸フラップ、翼機構及び駆動機構が、潜水船１０内の設置との関連で前述された。しかし、当該システム及び当該駆動機構は、他の船と共に採用され得る。その幾つかは、沈降（潜水）可能でないかもしれないし、その幾つかは、竜骨アセンブリを含まないかもしれない。例えば、当該翼及びフラップシステム並びに駆動機構は、船の積み降ろしのため、または、使用しない時のために、駆動機構及び／又はプルダウンを採用し得る１または複数の翼帆（ｗｉｎｇ  ｓａｉｌ）を含み得る、竜骨（キール）の無い移動船において採用され得る。
【００７５】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、前述の船体アセンブリ、翼アセンブリ及び竜骨アセンブリに機能が対応する、船体アセンブリ２０２、翼アセンブリ２０４及び竜骨アセンブリ２０６を含む、特により長い期間の洋上動作に適合し、幾らか大型のサイズの、本発明の第２実施形態に従う潜水船２００を図示している。
【００７６】
船体アセンブリ２０２は、前述したものと略類似の態様で、翼アセンブリ及び竜骨アセンブリを拡張及び収縮させる配備機構及びリンケージを収容する中央船体区画２１０を含む。船体区画２１０には、ビーム方向に当該船に亘って中央船体区画２１０を支持する横方向に延びる上方ブリッジ部材２１４の端部上に取り付けられた左舷及び右舷の外部船体タンク２１２ａ、２１２ｂが、横に配置されている。外部船体タンクは、浮上モード及び潜水モードの両方での効率的な動作を容易にするべく、図示のようなテーパ付きの低抵抗形態を有することが好ましい。中央船体区画２１０も、同様に、流体力学的な輪郭を有することが好ましい。左舷及び右舷の下方バラストタンク２１６ａ、２１６ｂが、ブリッジ部材２１４の下方延長部２１８ａ、２１８ｂ上で、それぞれ、タンク２１２ａ、２１２ｂの下方に取り付けられている。更に、上下の対のタンクは、前方及び後方ストラット２２０、２２２によって端部で接合されており、当該ストラットは、好適には、前方から後方の方向に幾らか平坦化されている。下方バラストタンクは、上方タンクと形状が類似していてよく、タンクの各対は、好適には、共通の鉛直面内の軸に整列されており、互いに平行で、当該船の長手方向中心線に対しても平行である。
【００７７】
水平交差部材２２４が、タンク２１２ａ、２１２ｂの前方端部を相互接続するために当該船の船首端に亘っていて、中央船体区画は、当該交差部材の中間部分に取り付けられた前方延長部２２６を有している。第２の水平交差部材２２８が、当該船が浮上している時に浸漬され得るように、下方バラストタンク２１６ａ、２１６ｂの端部に取り付けられて該端部を張っている。第３の水平交差部材２３０が、竜骨アセンブリ２０６の前方の位置で下方バラストタンク間に取り付けられ、当該交差部材２３０のミッドスパン部分が、中央船体区画２１０を下から支持するべく、当該中央船体区画２１０に取り付けられている。後部に向かって、好ましくは断面が幾らか「Ｖ」型または「Ｕ」型である、上向きチャネル部材２３２が、中央船体ル区画から延びている。当該チャネル部材の船尾端が、後部交差部材２２８上に取り付けられている。
【００７８】
潜水船２００の浮力は、タンク２１６ａ、２１６ｂ及び／またはタンク２１２ａ、２１２ｂを全体的に又は部分的に給水する／空にすることによって、制御される。更に、センサまたは他の機器をタンク自体内又はタンク自体上に収容することができる。ブリッジ構造２０２は、制御／データケーブル及び他の管路が、タンクと中央船体区画２１０との間で当該構造を通って軌道付けられることを許容するように、中空であることが好ましい。例えば、推進モータ及びバッテリ（蓄電池）が、下方バラストタンク２１６ａ、２１６ｂ内またはそれらの上に取り付けられ得て、プロペラ（不図示）は、当該船が浮上状態にある時に浸漬状態に保たれるべく船の後方端近傍に位置し得る。舵が、バラストタンクの船尾端間のストラット２２２上に取り付けられ得るし、あるいは、当該ストラット２２２内に組み込まれ得る。フラップまたはその類似構造が、潜水時の当該船の姿勢を制御するための駆動面として作用するよう、後方及び／または前方の水平交差部材２２８、２２４上に取り付けられ得るか、あるいは、当該交差部材内に組み込まれ得る。
【００７９】
翼アセンブリ及び竜骨アセンブリを上昇／下降するための配備機構に加えて、中央船体区画２１０は、当該船のコントローラ、センサ、及び他の電子システムのためのハウジングとしての空間を提供する。横方向ブリッジ部材の広い略水平の上面は、例えば当該船が浮上する時にバッテリを充電するための、太陽光発電パネルの取り付け／位置決めに顕著に好適な領域を提供する。
【００８０】
前述の実施形態と同様に、船２００の竜骨アセンブリ２０６は、図６Ａ及び図６Ｂに見られるように、下降位置と上昇位置との間で回動する竜骨ボード２３４を含むが、この例においては、竜骨バルブ及び竜骨ステイがない。翼アセンブリのモータギアボックス２３６は、中央船体区画の頂部に位置しており、翼アセンブリは、配備時に、当該区画から鉛直に延びる。図６Ａ及び図６Ｂに図示された実施形態では、翼アセンブリは、主翼部材２４０と、水平スパー２４４、２４６上で当該主翼部材の後方に取り付けられ前述の船尾端翼部材に機能において類似する船尾翼部材２４２と、を含んでいる。湾曲した上方スパー２４８が、船尾翼部材を安定化させてアセンブリ全体に剛性を与えるべく、後方翼部材２４２と主翼部材２４０の上端の間を延びている。センサアーム２５０が、翼アセンブリのベースに取り付けられており、翼アセンブリが上昇形態にある時に翼より前方で中央船体区画より上方のクリアな空気内へと水平方向に突出している。
【００８１】
翼アセンブリ及び竜骨アセンブを拡張／収縮させる機構は、前述したものと同様に作動する。流体圧アクチュエータのピストンが伸長されるのに応答して、翼は上昇され、竜骨ボードは図６Ａに示す伸長姿勢まで下降され、船は洋上動作のための形態をとる。流体圧アクチュエータのピストンが収縮されるのに応答して、翼アセンブリは、船尾翼部材２４２が前述の実施形態の翼アセンブリがチャネル構造４４内に受容される態様と同様にチャネル部材２３２に受容されて支持されるまで、後方円弧を通って下方へ回動する。チャネル部材のＶ字またはＵ字形の輪郭は、翼アセンブリを鉛直のみではなく左右の力に対しても受け入れて支持するべく、翼アセンブリの後縁と協働するように構成されている。この位置において、湾曲した上方スパー２４８は、例えば発進／回収の作業中、翼アセンブリの端部から取扱ラインなどを離すように案内する追加の目的を提供する。翼が下降される時、センサアーム２５０は、図６Ａの前方突出方位から図６Ｂの後方に延びる方位まで鉛直面において１８０°回動し、後者の方位において、アームは、翼部材２４０の上縁に当接しかつ当該上縁と直線上にコンパクトに位置する。
【００８２】
従って、前述の実施形態と同様に、船２００の翼アセンブリ及び竜骨アセンブリは、洋上動作のための伸長形態と潜水動作または保管のための格納形態との間で、迅速かつ効率的に移行可能である。ストラット及び交差部材によって結合された複数の船体部材が、船に強度及び剛性を与え、船の帰還可能性を増大させるよう作用する。外部船体部材の船尾端間に沿ってチャネル部材２３２に支持される翼アセンブリは、流体力学的にクリーンであって、潜水動作中の損傷に対して良好に保護される。
【００８３】
図７Ａ乃至図７Ｃに見られるように、配備機構２６０は、中央船体２１０の流体力学的な輪郭内に効率的に収容される。船首端部では、交差部材２２４に取り付けられた中央船体の尖った前方延長部２２６が、長手方向に延びる流体圧シリンダ２６２を封入している。それは、前述の流体圧シリンダと作動が概同様である。シリンダロッド２６６の遠位端２６４は、ハウジング２２６内で交差部材２２４に取り付けられており、作動中に流体圧シリンダによって発生される軸方向の負荷は、主として剛性の交差部材によって支持され、当該交差部材が外部タンク２１２ａ、２１２ｂから支持される。流体圧アクチュエータの反対の船尾端２６８が、フォーク部材２７２の頭部端でスペーサブロック２７０に取り付けられている。その２つの側板が、そこから後方にフォーク部材の端部を竜骨ボード２３４の上端に結合する水平軸回動接続部２７４まで延びている。回動接続部２７４は、フォーク部材の端部をクランク部材２７６の中間部分に結合している。クランク部材の上方部分は、アクスルシャフト２８０を回動させる比較的大径の水平軸軸受スリーブ２７８を含み、アクスルシャフト２８０の端部は、当該軸受スリーブから外向きに延び、負荷を船体アセンブリに分散するべく船体アセンブリのブリッジ部材２１４内に取り付けられている。翼アセンブリは、モータ及びギヤボックスと共にクランク部材２７６の上端部に取り付けられた内部マスト２８２上に支持されている。翼アセンブリが上昇される時、重心は、好適には、水平回動軸２８０の軸の後方にある。クランク部材の下方部分２８４は、第３水平回動接続部２８６において竜骨ボード２３４の上端に結合されている。竜骨ボードの下方部分は、回動接続部２８６の下方で、案内板２８８及び静置ローラピン２９０上に載っている。これらの動作が、以下に説明される。
【００８４】
図７Ａ乃至図７Ｃに見られるように、中央船体２１０の本体部は、断面が鉛直方向に細長く、過度の前方領域または抵抗を生成することなく、配備機構及び翼ないし竜骨アセンブリの下方且つ上方に延びる部分をコンパクトに封入している。尖った前方延長部２２６の後方で、本体部が、下方へ湾曲して効率的な洋上動作のための水切り２９２を形成している。中央船体の後部は、流体力学的な輪郭を有するフェアリング（整形板）２９４によって封入されている。
【００８５】
翼アセンブリ及び竜骨アセンブリを伸長及び格納するための配備機構２６０の動作が、図８及び図９に図示されている。最初に、図８は、風力駆動の洋上動作のために伸長された翼アセンブリ及び竜骨アセンブリを有する船を図示している。両アセンブリをこの形態とするために、流体圧シリンダ２６２が、ロッド２６６を伸長するように起動され、シリンダの本体部及びシリンダに取り付けられたフォーク部材２７２が後方方向に強制的に押され、交差部材２２４に取り付けられた静止ロッド端部２６４から離れる。そのような際に、フォーク部材２７２は、クランク部材２７６の中間部分を、回動接続部２７４において後方方向に駆動する。回動接続部２７４は、アクスルシャフト２８０及び軸受スリーブ２７８によってもたらされた主水平回動軸の下方にオフセットされているため、フォーク部材の後方の動きにより、クランク部材の上方部分がシャフト２８０の周りに回転して、マスト２８２及び当該マスト２８２上に支持された翼部材が、水平の収容位置から図８に示す鉛直の上昇位置まで上昇される。同時に、シャフト２８０回りの回転のために、クランク部材の下方部分２８４は、その上の回動接続部２８６と共に、下方かつ後方への円弧を通って移動し、竜骨ボード２３４の垂れたブレードが、その上端で回動接続部２８６回りに下方かつ前方に回転し、図８に示す伸長した略鉛直姿勢まで回動する。
【００８６】
翼アセンブリ及び竜骨アセンブリを格納形態に移動するために、流体圧シリンダ２６２は、ロッド２６６を収縮するように起動され、シリンダの本体は、図９に示すように船体アセンブリに対して前方方向に引かれる。これが行われる時、クランク部材の中間部分は、下向き円弧を通って前方に引かれ、翼アセンブリは、格納／収容位置に向けてシャフト２８０回りに、すなわち、図９で見る時に時計回り方向に、回動される。同時に、クランク部材の下方部分は、シャフト２８０の回動軸の下方に離れた距離で、上向き前方円弧を通って揺動し、竜骨ボード２３４がそれと共に引かれる。流体圧アクチュエータ２６２の前方端の回動接続部２６４は、当該アクチュエータが、クランク部材が円弧を通って揺動する時に鉛直方向の回動接続部２７４の移動に適合するように、船体の延長部の内部内での角度を変更することを、許容する。これが行われる時、竜骨ボードの前縁は、ローラピン２９０上に、その後、案内板２８８上に乗り上げ、竜骨ボードを回動部２８６回りに、図９では反時計回り方向に、回転させる。これにより、竜骨ボードは、その鉛直姿勢から移動し、クランク部材によって船体に引き込まれる時に、より浅い角度に移動する。水中で実行される時、竜骨ボードの下端に向けて作用する水の抵抗が、竜骨ボードを船体の方向に上方回転させることを補助し、一方、主回動部２８０の後方の翼アセンブリの重量は、翼アセンブリが下降される時にクランク部材の回転を補助し、洋上形態から潜水形態への迅速な移行が容易化される。
【００８７】
前述の船体構成は、特に前述された船の任務及び動作モードに関して、有意な利点を提供する。しかし、本発明の機構は、本明細書に示された実施例以外の形態を有する船体、並びに、竜骨（キール）及び／又は翼の他の形態、と共に使用され得るか、当該使用のために供給され得ることが、理解されるであろう。更に、そのように装備された船の幾つかは、沈降可能ではない場合があり（例えば、洋上動作及び／又は半潜水動作に限定されるかもしれない）、更に、幾つかは、商業上または軍事上の目的を有するより娯楽（レクリエーション）の性質を有するかもしれない、ということが理解されるであろう。
【００８８】
図１６乃至図１９は、沈降可能な船の配備可能な翼アセンブリ及び竜骨アセンブリと共に使用するためのモータ及びギヤボックスアセンブリを図示している。それは、前述の実施形態と比較して、流体圧モータ及びクラッチパックの代わりに、電気モータを採用している。前述の実施形態と比較して、図１６乃至図１９に図示された態様は、簡便さとコストの点で、所定の利点を有する。理解され得るように、アセンブリ３００は、リガー（ｒｉｇｇｅｒ）板３０６上に支持された第１及び第２段の駆動部３０２、３０４を有しているが、当該実施例では電気モータ３０８によって駆動される。このように駆動されて、ギヤアセンブリは、前述のものと略類似の態様で機能する。前述の実施形態に関して、複数のモータや、例えば空気圧モータや流体圧モータのような、異なるタイプのモータ、が幾つかの場合に採用され得ることが想定される。
【００８９】
添付の特許請求の範囲の請求項の範囲は、ここで説明された特定の実施形態によって制限されるべきでなく、全体として明細書に合致する態様で解釈されるべきである。
【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３Ｃ】
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【図４】
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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１１Ａ−１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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