(57)【要約】  風力海面行動に対して拡張可能であり、かつ潜水行動に対して抵抗を低減するか又は艇をよりコンパクトな構成に置くために格納可能であるウィング及びキールアセンブリを有する潜水艇。アクチュエータとリンケージとを含む配備機構は、配備構成及び格納構成間でウィング及びキールアセンブリを同時にピボット回転させる。艇は、ウィング及びキールアセンブリの側面に位置する第１及び第２の圧力ハルを有することができる。モータと滑車及びケーブルアセンブリを使用する歯車列と含む駆動機構は、ウィングに対するフラップ角が一定であるようにウィング及びフラップを一緒に回転させるか、又はウィング入射角を一定に保持してウィングに対するフラップ角を変えるように回転させる。本発明はまた、潜水又は非潜水艇のハルアセンブリに装着可能である格納可能風力推進装置を提供する。【選択図】      図１
2016528100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜水艇であって、
ハルアセンブリと、
少なくとも１つの実質的に剛性のウィング部材を含むウィングアセンブリと、
少なくとも１つのキール部材を含むキールアセンブリと、
少なくとも１つのアクチュエータと前記ウィングアセンブリ及び前記キールアセンブリを相互接続するリンケージとを含み、該アクチュエータの作動に応答して、（ｉ）該ウィングアセンブリ及び該キールアセンブリが艇の風力浮上行動に対して前記ハルアセンブリの上方及び下方に外向きに延びる配備構成と、（ｉｉ）該ウィングアセンブリ及び該キールアセンブリが艇の潜水行動に対して抵抗を低減するために該ハルアセンブリに向けて戻るように曲げられる格納構成との間で、該ウィングアセンブリ及び該キールアセンブリを同時にピボット回転させる配備機構と、
を含むことを特徴とする潜水艇、
【請求項２】
前記配備機構の前記リンケージは、
第１の実質的に水平な軸の周りの回転に対して前記ハルアセンブリから支持されるクランク部材、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の潜水艇。
【請求項３】
前記アクチュエータは、
前記第１軸と第２軸との間にレバーアームを形成し、前記クランク部材が前記アクチュエータの作動に応答してほぼ垂直の平面内でピボット回転するように、前記第１軸の下方にオフセットされた第２軸の周りの回転のために前記クランク部材にピボット接続された線形アクチュエータ、
を含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の潜水艇。
【請求項４】
前記線形アクチュエータは、前記ハルアセンブリに装着された第１端部と前記クランク部材に装着された第２端部とを有する少なくとも１つの油圧シリンダを含むことを特徴とする請求項３に記載の潜水艇。
【請求項５】
前記作動リンケージの前記クランク部材は、
前記リング部材が、前記クランク部材が垂直方位に向けてピボット回転されるのに応答して上昇され、かつ該クランク部材が水平方位に向けてピボット回転されるのに応答して下降されるように前記ウィングアセンブリが装着された上側部分、
を含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の潜水艇。
【請求項６】
前記作動リンケージの前記クランク部材は、
前記キール部材が、前記クランク部材が垂直方位に向けてピボット回転されるのに応答して下降され、かつ該クランク部材が水平方位に向けてピボット回転されるのに応答して上昇されるように前記キールアセンブリの該キール部材が装着された下側部分、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の潜水艇。
【請求項７】
前記作動リンケージは、
前記キールアセンブリ及び前記ウィングアセンブリが格納及び拡張される時に、該キールアセンブリ及び該ウィングアセンブリが角度的に収束及び発散するようにピボット回転する第３の水平軸の周りの回転のために前記クランク部材の前記下側部分を前記キール部材の上側部分に接合する接続部、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の潜水艇。
【請求項８】
前記ウィングアセンブリ及び前記キールアセンブリは、該ウィングアセンブリ及びキールアセンブリが格納される時に前記ハルアセンブリの船尾端に向けて収束することを特徴とする請求項７に記載の潜水艇。
【請求項９】
前記ハルアセンブリは、前記格納構成まで下降される時に前記ウィングアセンブリを受け入れる開口部を含むことを特徴とする請求項１に記載の潜水艇。
【請求項１０】
前記格納構成まで下降される時に前記ウィングアセンブリを受け入れる前記開口部は、
前記ウィングアセンブリを受け入れて前記格納構成に支持するように成形される縦方向チャネル、
を含む、
ことを特徴とする請求項９に記載の潜水艇。
【請求項１１】
前記ウィングアセンブリは、
ウィング部材と、
前記ウィング部材の後縁の近くに位置付けられたフラップ部材と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の潜水艇。
【請求項１２】
前記ウィングアセンブリは、
前記ウィングアセンブリが拡張構成にある時に、推進力を生成するために前記ウィング部材を前記ハルアセンブリに対して、かつ、風向に対して正しい方向に向ける駆動機構、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の潜水艇。
【請求項１３】
前記駆動機構は、
モータと、
（ａ）前記フラップ部材が前記ウィング部材に対して一定の角度に保持されるように、前記拡張構成にある時に前記ウィング部材及び前記フラップ部材を一緒に回転させ、かつ
（ｂ）前記ウィング部材が一定の入射角に保持された状態で前記フラップ部材を該ウィング部材に対して異なる角度に回転させる、
ように前記モータの出力を選択的に印加する歯車列と、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の潜水艇。
【請求項１４】
前記駆動機構は、
前記ウィングアセンブリが前記格納構成にある時に、前記フラップ部材を前記ウィング部材の側部に対して平坦に位置するように第１及び第２の軸の周りに回転させる滑車及びケーブルアセンブリ、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の潜水艇。
【請求項１５】
前記キールアセンブリは、
第４の水平軸の周りの回転のために前記キール部材の下側部分にピボット装着されたキール球状部と、
前記キールアセンブリが拡張及び格納される時に前記キール球状部をほぼ水平な向きに維持するリンケージと、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項８に記載の潜水艇。
【請求項１６】
前記キールアセンブリが拡張及び格納される時に前記キール球状部をほぼ水平な向きに維持する前記リンケージは、
第２端部で前記ハルアセンブリに装着された第１端部を有する前方支索と、
前記リンク部材の前記第２端部を前記キール球状部に接続する水平軸ピボット部材と、
前記キール部材が下降及び上昇される時に前記キール球状部が水平構成に保持されるように前記水平軸ピボット部材の移動を該キール部材と該キール球状部の間の前記水平軸ピボット接続に対する経路に限定する案内軌道と、
を含む、
ことを特徴とする請求項１５に記載の潜水艇。
【請求項１７】
前記ハルアセンブリは、
前記ウィングアセンブリ及び前記キールアセンブリの側面に位置する第１及び第２の船外圧力ハル、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の潜水艇。
【請求項１８】
前記第１及び第２の船外圧力ハルの各々が、
艇を潜水及び浮上させるように作動可能な少なくとも１つのバラスト可能チャンバ、
を含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載の潜水艇。
【請求項１９】
前記ハルアセンブリは、
前記ウィングアセンブリが前記格納構成にある時に該ウィングアセンブリを受け入れる前記第１及び第２の圧力ハルの中間に位置する縦方向チャネル、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載の潜水艇。
【請求項２０】
前記ハルアセンブリは、
前記ハルアセンブリの船尾端の近くに位置付けられ、艇の浮上及び潜水行動中の両方で沈められるように該ハルアセンブリから外方かつ下方に延びる１対の傾斜制御平面と、
潜水行動中に艇の姿勢を制御するように前記ハルアセンブリの前方部分の近くに装着された１対の水平制御平面と、
を更に含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載の潜水艇。
【請求項２１】
艇のハルアセンブリに装着可能である格納可能風力推進装置であって、
少なくとも１つの実質的に剛性のウィング部材を含むウィングアセンブリと、
少なくとも１つのアクチュエータとリンケージとを含み、該少なくとも１つのアクチュエータの作動に応答して（ｉ）前記ウィングアセンブリが前記艇の風力行動に対して前記ハルアセンブリの上方に延びる配備構成と、（ｉｉ）該ウィングアセンブリが該艇の該ハルアセンブリに向けて戻るように曲げられる格納構成との間で、該ウィングアセンブリをピボット回転させる配備機構と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項２２】
前記艇は、潜水艇であり、
前記装置が、
少なくとも１つのキール部材を含むキールアセンブリと、
前記ウィングアセンブリ及び前記キールアセンブリを相互接続し、前記少なくとも１つのアクチュエータの作動に応答して、前記艇の潜水行動に対して抵抗を低減するために該キールアセンブリが該ウィングアセンブリと共に前記ハルアセンブリに向けて戻るように曲げられた格納構成まで該キールアセンブリを該ウィングアセンブリと同時にピボット回転させるリンケージと、
を更に含むことを特徴とする請求項２１に記載の格納可能風力推進装置。
【請求項２３】
前記配備機構の前記リンケージは、
第１の実質的に水平な軸の周りの回転に対して前記ハルアセンブリから支持されたクランク部材、
を含む、
ことを特徴とする請求項２１に記載の格納可能風力推進装置。
【請求項２４】
前記アクチュエータは、
前記第１軸と第２軸との間にレバーアームを形成し、前記クランク部材が前記アクチュエータの作動に応答してほぼ垂直の平面内でピボット回転するように、前記第１軸の下方にオフセットされた第２軸の周りの回転のために前記クランク部材にピボット接続された線形アクチュエータ、
を含む、
ことを特徴とする請求項２３に記載の格納可能風力推進装置。
【請求項２５】
前記線形アクチュエータは、前記ハルアセンブリに装着された第１端部と前記クランク部材に装着された第２端部とを有する少なくとも１つの油圧シリンダを含むことを特徴とする請求項２４に記載の格納可能風力推進装置。
【請求項２６】
前記作動リンケージの前記クランク部材は、
前記リング部材が、前記クランク部材が垂直方位に向けてピボット回転されるのに応答して上昇され、かつ該クランク部材が水平方位に向けてピボット回転されるのに応答して下降されるように前記ウィングアセンブリが装着された上側部分、
を含む、
ことを特徴とする請求項２５に記載の格納可能風力推進装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願〕
本出願は、２０１３年７月２９日出願の米国特許仮出願第６１／９５８，５２２号の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、一般的に潜水艇に関し、より具体的には、艇の潜水行動に対して格納可能であるウィング及びキールアセンブリを有する風力潜水艇に関する。
【背景技術】
【０００３】
潜水艇は、海洋環境又は他の水域において浮上又は潜水行動が可能な水中船である。公知のように、潜水艇は、取りわけ、発見可能性の低減、悪天候及び海上交通の回避、及び水中ターゲットに接近／調査する機能を含む軍民両用の機能に対して多くの利点を有する。
【０００４】
従来、潜水艇は、最も一般的にはディーゼル電気又は原子力推進システムを使用する有人潜水艦の形態を取っている。要員及び機械を収容するのに要求されるサイズと共に有人潜水艇固有の建造及び行動費用は、それらを主として海軍用に、かつその場合でも潜水艇のための多くの潜在的な任務のうちの少数に限定させてきた。例えば、有人海軍潜水艦は、対艦及び弾道ミサイル潜水艦任務に長年成功を収めているが、それらの高いコスト及び大きいサイズは、例えば、長期監視、機雷掃討、及び沿岸／浅海行動のような他の任務に対してそれらに不利に作用している。潜水艇のための満たされていない可能性は、例えば、石油探鉱、漁場監視、及び法執行任務のような商業及び民生領域にも存在する。
【０００５】
電子機器及び制御の最近の進歩は、自律性無人行動の可能性の増大を含む潜水艇の新しい展望を開いている。無人航空機（ＵＡＶ）と同様に、人間支援システムの欠如は、艇を大幅に小型化し、かつ費用を大幅に低減し、海洋艇の場合に実質的に無制限の任務中時間の可能性を有することを可能にする。これらの要素は、次に、潜水艇に対してそれらが以前は実行不可能であった広範囲な任務を実行する門戸を開いている。
【０００６】
しかし、ある一定の課題が残っている。例えば、人間支援システムの欠如においてさえも、例えば、船がその任務を実行するのに典型的に必要な誘導及び電子センサ／通信システムのための電力の必要性が存在する。同様に、ターゲットを調査／傍受するためか、又は単にコース／速度で進行し又は海路内の位置を維持するためかに関わらず、推進力に対する継続的な必要性が存在し、しかし、推進手段が本質的にコンパクトかつ廉価である必要性も高まっている。潜在的に自律性の行動は、そのようなシステムが、信頼性があり、かつ保守及び他の人間介入がほとんどないか又はない行動が可能であることが必要であることも意味する。
【０００７】
追加の課題は、そのような船が浮上モード及び水中モードでの両方で効率的に機能することができることであり、船は、多少対立する要件を満足しなければならない。浮上時に有効に行動するために、船は、それが風及び波作用を受けた時に満足な安定性及び制御を達成することを可能にする構成を有するべきである。潜水時に、船は、通常は風／波作用を受けることが少なくなるが、今度は、船は、それが海中で効率的に進行及び操作することができるように、流体力学的に「クリーン」な構成及び最小抵抗を有することが重要になる。
【０００８】
ありふれているがそれにも関わらず重要な更に別の要素は、無人潜水艇は（ＵＡＶを用いる場合と同様に）、最も典型的には、遠隔ポートから独立して移動するのではなく、恐らくは他のユニットと共に親艇に搭載されて行動区域まで移送されることになるということである。その結果、潜水艇は、輸送に対してコンパクトな形態に容易に構成可能であり、好ましくは「ＣＯＮＥＸ」ボックスのような標準化された出荷コンテナに適合することができる必要性が存在する。同様に、艇は、それが任務区域にある状態で配備するのに簡単かつ安全であり、かつそれが損傷を招くことなく進水及び／又は回収に関わる取り扱いに耐えることができる必要性が存在する。そのような艇の設計及び建造は、その意図する目的の要件を満たすために、例えば、軍事任務において生じる不利な環境条件又は衝撃／ショックに耐えるために適切な強度、耐久性、及び帰還性を艇に与えることも重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述の内容に対処し、かつ艇の風力海面行動に対して拡張可能であり、艇の潜水行動に対して抵抗を低減するために及び／又は輸送／保管に対して艇をよりコンパクトな構成に置くために格納可能であるウィング及びキールアセンブリを有する潜水艇を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の態様において、本発明は、ハルアセンブリと、少なくとも１つの実質的に剛性のウィング部材を含むウィングアセンブリと、少なくとも１つのキール部材を含むキールアセンブリと、少なくとも１つのアクチュエータ及びウィングアセンブリ及びキールアセンブリを相互接続するリンケージを含み、アクチュエータの作動に応答して（ｉ）ウィングアセンブリ及びキールアセンブリが船舶の風力浮上行動に対してハルアセンブリの上方及び下方に外向きに延びる配備構成及び（ｉｉ）ウィングアセンブリ及びキールアセンブリが船舶の潜水行動に対して抵抗を低減するためにハルアセンブリに向けて戻るように曲げられる格納構成の間でウィングアセンブリ及びキールアセンブリを同時にピボット回転させる配備機構とを含む船舶を提供する。
【００１１】
配備機構のリンケージは、第１の実質的に水平な軸の周りの回転に対してハルアセンブリから支持されたクランク部材を含むことができる。アクチュエータは、クランク部材がアクチュエータの作動に応答してほぼ垂直な平面内でピボット回転するように第１軸の下方にオフセットされて２つの間にレバーアームを形成する第２の水平軸の周りの回転に対してクランク部材にピボット接続された線形アクチュエータを含むことができる。アクチュエータは、ハルアセンブリに装着された第１端部とクランク部材に装着された第２の端部とを有する少なくとも１つの線形アクチュエータを含むことができる。線形アクチュエータは、少なくとも１つの油圧シリンダを含むことができる。
【００１２】
作動リンケージのクランク部材は、ウィングアセンブリが装着された上側部分を含むことができ、そのためにウィング部材は、クランク部材が垂直方位に向けてピボット回転されるのに応答して上昇され、かつクランク部材が水平方位に向けてピボット回転されるのに応答して下降される。クランク部材は、キールアセンブリのキール部材が装着された下側部分を更に含むことができ、そのためにキール部材は、クランク部材が垂直方位に向けてピボット回転されるのに応答して下降され、かつクランク部材が水平方位に向けてピボット回転されるのに応答して上昇される。リンケージは、キールアセンブリ及びウィングアセンブリがそれらのアセンブリが格納及び拡張される時に角度的に収束及び発散するようにピボット回転する第３の水平軸の周りの回転に対してクランク部材の下側部分をキール部材の上側部分に接合するピボット接続を更に含むことができる。ウィングアセンブリ及びキールアセンブリは、格納構成に向けて移動する時にハルアセンブリの船尾端に向けて収束することができる。
【００１３】
ハルアセンブリ（船体アセンブリ）は、格納構成まで下降された時にウィングアセンブリを受け入れる開口部を含むことができる。この凹部は、格納構成にウィングアセンブリを受け入れて支持するように成形された縦方向チャネルを含むことができる。チャネルは、ハルアセンブリの上側側面に形成されたチャネル区域を含むことができる。
【００１４】
ウィングアセンブリは、制御入力に応答してウィング部材をハルアセンブリに対して正しい方向に置くモータ及びギアボックスを含むことができる。モータ及びギアボックスは、ウィングアセンブリが配備構成にある時に推進力を生成するようにハルアセンブリ及び風向に対して少なくとも１つのウィング部材を正しい方向に置くことができる。モータ及びギアボックスは、ウィングアセンブリが格納構成にある時に支持チャネルに受け入れられるように少なくとも１つのウィング部材を正しい方向に置くように作動させることができる。
【００１５】
キールアセンブリは、第４の水平軸の周りの回転に対してキール部材の下側部分にピボット装着されたキール球状部と、キールアセンブリが拡張及び格納される時にキール球状部をほぼ水平な向きに維持するリンケージとを更に含むことができる。キール球状部を実質的に水平な向きに維持するリンケージは、ハルアセンブリに装着された第１端部、及び第２の端部を有するリンク部材と、リンク部材の第２の端部をキール球状部に接続する水平軸ピボット部材と、キール部材が下降及び上昇される時にキール球状部が水平構成に保持されるように水平軸ピボット部材の移動をキール部材とキール球状部の間の水平軸ピボット接続に対する経路に限定する案内軌道とを含むことができる。リンク部材は、艇の行動中に障害物をキール部材から離して偏向させるようにキール球状部からハルアセンブリの船首端まで延びる前方支索水中翼を含むことができる。
【００１６】
ハルアセンブリは、ウィングアセンブリ及びキールアセンブリのための配備機構を収容する少なくとも１つのハル区画を含むことができる。ハルアセンブリは、配備機構を収容するハル区画の側面に位置する第１及び第２の船外バラスト可能タンクを更に含むことができる。格納構成のウィングアセンブリを受け入れるチャネルは、ハルアセンブリの船尾部分にバラスト可能タンク間に設定された縦方向に延びるチャネルを含むことができる。
【００１７】
ハルアセンブリは、行動中に艇の方向を制御する少なくとも１つの制御平面を更に含むことができる。少なくとも１つの制御平面は、艇の浮上及び潜水行動中の両方で沈められるようにハルアセンブリから外方かつ下方に延びる少なくとも１対の傾斜制御平面を含むことができる。傾斜制御平面の対は、ハルアセンブリの船尾端の近くに位置付けることができる。少なくとも１つの制御平面は、潜水行動中に艇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平面を更に含むことができる。水平制御平面の対は、ハルアセンブリの前方部分の近くに装着することができる。制御平面の前方の対は、ウィングアセンブリが格納構成にある時に受け入れられるハルアセンブリの船尾部分のチャネルの前方のハルアセンブリの上側側面に装着することができる。
【００１８】
別の態様において、本発明は、艇のハルアセンブリに装着可能である格納可能風力推進装置を提供する。装置は、少なくとも１つの実質的に剛性のウィング部材を含むウィングアセンブリと、少なくとも１つのキール部材を含むキールアセンブリと、少なくとも１つのアクチュエータ及びウィングアセンブリとキールアセンブリとを相互接続するリンケージを含み、少なくとも１つのアクチュエータの作動に応答して（ｉ）ウィングアセンブリ及びキールアセンブリが艇の風力浮上行動に対してハルアセンブリの上方及び下方に外向きに延びる配備構成及び（ｉｉ）ウィングアセンブリ及びキールアセンブリが艇の潜水行動に対して抵抗を低減するためにハルアセンブリに向けて戻るように曲げられる格納構成の間でウィングアセンブリ及びキールアセンブリを同時にピボット回転させる配備機構とを含むことができる。
【００１９】
本発明のこれら及び他の特徴及び利点は、添付図面を参照して以下の詳細説明を読むことからより完全に認められるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】艇の海面行動に対して推進力及び安定性を与えるためにウィング及びキールアセンブリが垂直に拡張された艇を示す本発明の好ましい実施形態による風力潜水艇の斜視図である。
【図２】ウィング及びキールアセンブリが艇の潜水行動に対して低抵抗流体力学的形態を与えるように格納された艇を示す図１の潜水艇の第２の斜視図である。
【図３Ａ】格納構成にある時の艇の構成及びそのハルアセンブリとのウィング及びキールアセンブリの関係をより詳細に示す図１〜図２の潜水艇の側面図である。
【図３Ｂ】格納構成にある時の艇の構成及びそのハルアセンブリとのウィング及びキールアセンブリの関係をより詳細に示す図１〜図２の潜水艇の正面図である。
【図３Ｃ】格納構成にある時の艇の構成及びそのハルアセンブリとのウィング及びキールアセンブリの関係をより詳細に示す図１〜図２の潜水艇の上面図である。
【図４】格納構成にあるアセンブリを示す図１〜図２の潜水艇のウィング及びキールアセンブリ及びそれに関連付けられた配備機構の斜視図である。
【図５】機構の駆動部分をより詳細に示す図４のウィング及びキールアセンブリ及び配備機構の部分側面図である。
【図６】艇のウィングアセンブリの主ウィング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す図１の風力潜水艇の底部斜視図である。
【図７】艇のウィング及びキールアセンブリとの関係を示す図６に示す区域に収容された駆動機構の下側斜視図である。
【図８】図７に示す駆動機構のモータ及び第１段ギヤアセンブリの下側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ウィングアセンブリのフラップ及び主ウィングを相互接続する滑車及びケーブルアセンブリの下側斜視分解組立図である。
【図１１Ａ】図６の艇のウィングアセンブリの主ウィング及びフラップを接続する無動力滑車アセンブリの下側斜視図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの無動力滑車アセンブリの底部斜視分解組立図である。
【図１２Ａ】ウィング及びキールアセンブリが海面行動に対して拡張された艇を示す本発明の別の実施形態による風力潜水艇の第１の斜視図である。
【図１２Ｂ】ウィング及びキールアセンブリが潜水行動に対して格納された艇を示す本発明の別の実施形態による風力潜水艇の第２の斜視図である。
【図１３Ａ】ハルアセンブリの構成及びウィング及びキールアセンブリに対する配備機構とのその関係をより詳細に示す図１２Ａ〜図１２Ｂの風力潜水艇の部分的に透視的である垂直横断面図である。
【図１３Ｂ】配備機構及びウィング及びキールアセンブリをより詳細に示す図１２Ａ〜図１２Ｂの艇の垂直縦断面図である。
【図１３Ｃ】配備機構を収容する中心ハルと船外浮力／バラストタンクの関係をより詳細に示す図１２Ａ〜図１２Ｂの艇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ウィング及びキールアセンブリとの関係を示す図１２Ａ〜１２Ｂの艇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された位置にあるウィング及びキールアセンブリとの関係を示す図１２Ａ〜１２Ｂの艇の部分的に透視的である垂直縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下で更に説明するように、本発明は、浮上又は潜水モードでの効率的な行動に対して構成可能である風力艇を提供する。艇は、無人、自律、又は半自律行動に主に適するが、一部の実施形態は、乗組員及び／又は他の要員を搬送するように構成することができるように想定されている。
【００２２】
従って、図１は、本発明による潜水艇１０を示している。図示のように、艇は、ウィングアセンブリ１４及びキールアセンブリ１６が装着される主ハルアセンブリ１２を含む。海面行動に対して艇を構成するために、図１に示すように、ハルアセンブリ１２内に収容された配備機構は、以下で更に説明するように、ウィングアセンブリ１４を上昇して同時にキールアセンブリ１６を下降するように起動され、組み合わせでウィングアセンブリ及びキールアセンブリは、艇が風力推進力を使用し、浮上した条件下で機能するのに必要な安定性及び他の特性を有することを可能にするようになっている。
【００２３】
図示の好ましい実施形態において、ウィングアセンブリは、その上の空気移動に応答して力ベクトルを生成するように構成された翼形を有する主ウィング２０と、主ウィング部材の後縁の近くに位置し、風に対して主ウィング部材の入射角を調節する際に使用され、推進力を生成する際に主ウィング部材と協働する後縁ウィング部材２２とを含む。主ウィング部材は、直立された時にほぼ垂直にハルから上方に延び、かつ例えば成形繊維複合体材料又はアルミ合金のような軽量の実質的に剛性の材料で適切に形成され、後縁ウィング部材２２は、同じか又は類似の材料で構成することができる。断面において、（時には「ウィングセイル」と呼ばれる）ウィング部材は、好ましくは、入射角が風の右又は左寄りか否かに関わらず、推進力（航空機翼の上方「揚力」に類似であるがほぼ水平方向）を生成する翼形として構成され、適切な翼形構成は、当業者に公知である。図示の実施形態において、主ウィング部材２０は、直立された時に垂直マストを形成する剛性スパーを収容するが、一部の実施形態において、ウィング部材自体のシェル又は他の構造が内部スパーを使用することなくこの機能を行うことができることが理解されるであろう。
【００２４】
キールアセンブリ１６は、次に、配備構成にある時に、ハルの下を下方に延びるセンターボード形状キール部材２４を含む。従来のセンターボードの機能と同様に、キール部材２４は、ウィングアセンブリに作用する風に応答して前進運動を生成するように横方向の移動に対して船を保持するために水に対して反応する。以下で更に説明するように、キール部材２４の上端は、ハルアセンブリから垂れるヨーク２８とピボット接続２６で接合され、ヨークは、次に、キールアセンブリ及びウィングアセンブリを配備するためのハルアセンブリ内の機構の一部である。キール球状部３０は、次に、バラストをもたらしてアセンブリの流体力学的形態を改善するために第２ピボット接続３２でキール部材２４の下端に装着される。
【００２５】
前方支索水中翼３４は、キール球状部から前方へ及び上方に延び、支索棒の前／上端は、ハルアセンブリの船首端３８の近くに第２ピボット接続３６でハルアセンブリに接続される。支索水中翼は、キール球状部とハルの固定長リンケージを形成し、艇がキールアセンブリを汚すことなくロープ／ケーブル、ログ、岩及び他の障害物を偏向させ及び／又はそれらに乗るのを補助する。前方支索水中翼は、同時に水の抵抗／抵抗を最小にしながら艇の追尾特性を改善するために断面が平坦化され、かつ主キール部材２４と位置合わされることが好ましい。要約すると、前方支索水中翼は、３つの主要な機能を有し、すなわち、（１）衝撃に対するバンパーとして作用し、（２）キールアセンブリの折り畳みのガイドとして作用し、及び（３）艇が海面セイリングモードにある時に水中翼として作用する。
【００２６】
ハルアセンブリ１２は、配備機構、並びに他のシステムを収容する流体力学的輪郭の外側ハル４０を含む。図示の好ましい実施形態において、外側ハル４０は、水平面が多少平坦化され、船首端及び船尾端３８、４２の方向にテーパ付きである比較的広いビームを有する。ウィング及びキールアセンブリ１４、１６は、ハルにほぼ垂直に、好ましくは、ハルの中間点のほぼ近くの位置から上方へ及び下方に延びる共通軸に沿って垂直に延び、図示の実施形態は、単一ウィングアセンブリを使用するが、一部の実施形態は、例えば、ハルの長さに沿って縦方向に離間している位置で複数のセイルアセンブリ及び／又はキールアセンブリを使用することができることが理解されるであろう。
【００２７】
船尾部分４６ａ、４６ｂが横に配置された縦方向チャネル４４は、後述するように、ウィングアセンブリが格納された時にウィングアセンブリを受け入れるためにハルシェル４０の上側側面においてウィングアセンブリの後方に延びる。左舷及び右舷船尾平面４８ａ、４８ｂは、ハルの船尾部分４６ａ、４６ｂから外方かつ下方の角度で延び、船尾平面の下方の角度により、艇が浮上している間に船尾平面が潜水状態に保たれ、従って、舵機能をもたらすことが保証される。艇が潜水時に、船尾平面４８ａ、４８ｂは、舵として機能し続けるが、艇の下／上の姿勢を制御するためにウィングアセンブリの基部の近くに位置する水平前方平面５０ａ、５０ｂと連動して作用する。
【００２８】
図３Ａ〜図３Ｃで分るように及び特に図３Ｂにおいて、外側ハル４０は、双胴船の並行したハルと多少似た方法で、ハルの両側面内に縦に延びる並行した横方向に離間した左舷及び右舷の圧力ハル５２ａ、５２ｂを封入する。図示の実施形態の圧力ハルは、空間がリング機構のためのものとキール折り畳み機構のためのものとの間を有する扁長楕円体の形態である。圧力ハルは、バラストタンク及びドライペイロード容積を含む。バラストタンクは、搭載水ポンプによって満たされるバラスト容積に装着される浮嚢の形態であることが好ましい。潜水するために、水が浮嚢にポンピングされ、空気圧が浮嚢と圧力ハルの間に蓄積する。この配列は、ポンピングエネルギの最小の追加コスト又はそれなしで浮上する機能を保証し、浮嚢はまた、圧縮ＣＯ2を非常用の吹き付けガスとして使用することを可能にする。圧力ハルのバラスト部分は、複合材料が持続するのに適する内圧（フープ張力応力）が得られるように応力印加される。圧力ハルは、例えば、炭素繊維、又はガラス繊維複合体のような１つ又は複数の複合材料又は複合材料から構成されることが好ましいが、アルミニウム又は他の金属又は非金属材料を一部の実施形態に使用することができる。圧力ハルは、艇の意図する任務、推進力のタイプ、及び他の設計特性に応じてバッテリ又は他の形態の電源に対する適応性をもたらし、例えば、プロペラを駆動する主電動機を圧力ハルの船尾端に装着することができる。一部の実施形態において、搭載空気圧縮機を上述の浮嚢バラストタンクとの又は従来の様々な形のバラストタンクとの使用に対して含めることができる。
【００２９】
バラストタンクが空の状態で、艇は、ハルアセンブリ１２が海面に位置するように確実な浮力を有する。艇がこのように浮上している状態で（又はそれ以前に）、配備機構は、艇が図１に示す構成を示すようにウィングアセンブリを上昇させてキールアセンブリを下降させるように作動することができる。この構成において、艇は、上述の方法で風力推進を使用する効率的な海面行動が可能である。無人実施形態において、自律的に又は遠隔ステーションの指示で作動する機上電子制御は、船の針路を制御するために舵の方法で船尾平面４８ａ〜ｂを使用することができ、ウィングアセンブリの基部のモータ５６及び関連の駆動機構５８を使用して、主ウィング部材２０及び後縁ウィング部材２２の入射角及び相対方位を調節することができる。入射角及び主ウィング部材と後縁ウィング部材との関係を調節することにより、より広範囲の針路を風向と無関係に維持することができる。同時に、安定性も流体力学的な効率も、タンク５２ａ〜ｂの半双胴船構成によって高められる。
【００３０】
風力海面行動は、艇に、例えば、行動区域間を移動する、ターゲットまでの距離を縮めるためなどの殆どの海面状態下で比較的速い速度で有意な距離を移動する機能を与える。一部の実施形態において、海面移動は、電気モータ推進装置又は他の機械的／電気的駆動システムによって増大させることができる。また、浮上時に、ハル及び／又はウィング部材の上側の太陽電池パネル又は他の太陽電池セル（図示せず）を使用して、搭載電子機器、配備機構、主電動機、及び他のシステムに電力を供給するバッテリ、又は他の貯蔵システムを再充電することができる。また、風力又は波力充電機構を含めることができる。更に、海面上の作動は、例えば、ＲＦリンクを通じて遠隔ステーションへ及びそこからのデータ通信を容易にする。
【００３１】
潜水行動に対して、配備機構は、ウィングアセンブリ１４を下降してキールアセンブリ１６を上昇するように作動され、艇は、図２に示すようによってコンパクトかつ流体力学的にクリーンな構成を有するようになっている。以下で更に説明するように、機構は、ウィングセイルを艇の船尾端の方向に下方及び後方にピボット回転させ、ウィングアセンブリ１４は、ハルの船尾部分４６ａ〜ｂ間に形成されたチャネル４４内で入れ子になるようになっている。図示の実施形態において、ウィングアセンブリの下降には、後縁ウィング部材２２を図３Ｃ内の上から分るように主ウィング部材の側の近くに実質的に平坦に折り畳まれる位置にモータ５６を使用してピボット回転させる作動に先行し、すなわち、その行動を伴っている。このように折り畳まれたウィングアセンブリは、ハルの船尾チャネル４４にコンパクトに収容され、主ウィング部材の前縁は、潜水時に艇の方向安定性を高めるために縦リブ又はフィンの方法で上方へ突出する。しかし、一部の実施形態において、ウィングアセンブリは、水平面の周りに（又は別の角度で）折り畳むことができ、収容位置のチャネル又は他の凹部は、ウィング部材がその中に凹設された状態になるように相応に成形されることが理解されるであろう。閉鎖底部のための収容位置のチャネルは、有意な利点、例えば、ウィングアセンブリが下降されて収容されるウィングアセンブリに掛かる荷重の低減をもたらすことも理解されるであろう。いくつかの例では、下降されたウィングアセンブリを受け入れる凹部は、ハルの又はハルを通過する完全な又は部分的な間隙、スロット、又は他の開口部とすることができ、図示の閉鎖底部を有するチャネル又はトラフよりもむしろ底部がない。
【００３２】
また、ウィングアセンブリを下降する配備機構の作動に基づいて、キールアセンブリが上がり、かつ船の後部に対して曲げられる。図３Ａで分るように、キールボード２４は、キール球状部３０がハル４０の下側に密接した位置に移動されるように後方の角度でピボット回転させる。同時に、前方支索水中翼３４は、鋏のような方法でハルの底部の方向に折り畳まれるが、依然として上述のように障害物を偏向させてキール球状部及びキールボードを保護するためにハルの下方に同じく船首から延びる。
【００３３】
図２に示すように折り畳まれたウィング及びキールアセンブリ１４、１６が格納された状態で、艇の構成は、突出部が低減されたクリーンな流体力学的な形を示し、それにより、次に、抵抗が低減され、潜水モードの効率的な行動が容易にされる。艇を潜水させるために、タンク５２ａ、５２ｂは、搭載電子機器によって制御された球状部を適切に使用しながら、負の浮力を望ましい範囲まで艇に与えるために浸水され、浮力は、搭載供給源からタンク、適切には艇が浮上時に充填又は再充填される１つ又は複数の圧力タンクに圧縮空気又は他のガスを供給することによって調節することができる。船尾平面４０ａ〜ｂは、潜水モードにおける舵として機能し続け、上述のように艇の上下姿勢を制御するために前方平面５０ａ〜ｂと連動して機能する。潜水モードの推進力は、上述のように、搭載電動機によって駆動されたプロペラによって適切に供給されるが、例えば、ガスタービン、化学生成ガス推進システム、及び電動ポンプジェットシステムのような他の適切な駆動機構を使用することができることが理解されるであろう。
【００３４】
潜水行動のための改善した流体動特性に加えて、図２に示す折り畳み構成は、ウィング及びキールアセンブリが格納された状態で、例えば、従来のＣＯＮＥＸボックスでの艇の保管及び／又は輸送手段に対してコンパクトな構成をもたらす。これは、船又は貨物輸送機に搭載して又は鉄道又は他の交通手段を通じて船を行動区域から出入りする移送に対して利点である。また、折り畳み構成は、艇がウィング及びキールアセンブリが拡張された場合よりも取り扱いしやすくなり、かつ前後左右に揺動する可能性が小さくなるので特に航行中の母船から行われる時に艇の進水及び回収を容易にし、ウィング及びキールアセンブリはまた、損傷に対して保護され、かつ管路などを扱うことによって汚される可能性が少ない。
【００３５】
図４〜図５は、ウィング及びキールアセンブリと関連する配備機構の構成要素をより詳細に示すが、ハルアセンブリは、より明瞭な図を示すために除去されている。
【００３６】
その図で分るように、配備機構６０は、ハウジング６４及び選択的に拡張可能／格納可能ロッド６６を有する適切な従来の油圧シリンダの形態のアクチュエータ６２を含み、ロッドの遠位端は、ハル構造、例えば、ハル部分５４の前端に装着される。反対の船尾端で、ハウジング６４は、第１及び第２側脚７２ａ、７２ｂを有するフォーク部材７０のヘッド端を形成する後方に延びるスペーサブロック６８に装着される。従って、ロッド６６を拡張するシリンダの作動により、フォーク部材７０は、ハルに対して後方の船尾方向に駆動され、一方、ロッドの格納により、フォーク部材は、逆の順方向に移動される。他の形態の直線起動デバイスを例えば空圧シリンダ、ボールネジ機構及びラックアンドピニオン機構のような図４〜図５に示す油圧シリンダの代わりに又は油圧シリンダと連動して使用することができることが理解されるであろう。
【００３７】
図４〜図５を更に参照すると分るように、キールアセンブリが上昇／格納位置にある時に、２つの脚７２ａ７２ｂは、フォーク部材７０のキールアセンブリに装着されるヨーク２８を収容する後方に延びる間隙又はスロットを形成する。その後部／船尾端で、フォーク部材は、水平軸ピボット接続７４、例えば、水平ピボットピンでヨークの上側部分に装着され、この接続は、ヨークの端部とキールボード２４の上端７６との間にピボット接続２６の前方／上方の離間距離に位置する。フォーク部材の側板７２ａ〜ｂ間に装着された拡張部７８は、ピボット接続７４の上方／前方に延び、かつウィングアセンブリの主軸にほぼ平行に延びる装着面を含む。拡張部７８に装着された第１及び第２ブラケット部材８０ａ、８０ｂは、底板８２まで拡張部にほぼ垂直に延び、底板は、次に、拡張部から離間距離で装着面に平行に位置する。ギアボックス５８は、モータ５６に平行に底板８２の下側／船尾側に装着され、ギアボックスは、滑車８５ａ、８５ｂ上に送られた歯付き駆動ベルト８４によってモータ５６に作動的に接続される。
【００３８】
底板８２の上側船尾部分に沿って横方向に装着された管８６は、水平アクスルシャフト８８と協働してウィング及びキールアセンブリの主ピボット軸を形成する。図４でより良く分るように、シャフト８８の２つの外側端（すなわち、左舷及び右舷端）は、支持ブロック９０に受け入れられる。ブロック９０は、次に、ハルアセンブリの軸受部分（図示せず）を載せるために装着され、ウィング及びキールアセンブリは、ハルアセンブリに対するピボット回転に対して支持されるようになっており、推進力及び他の力及び他の負荷が、ウィング及びキールアセンブリからハルアセンブリに伝達されるようになっている。
【００３９】
上述のように、ギアボックス５８は、底板８２上でヨーク２８の拡張部７８に実質的に平行に装着される。ウィングアセンブリの主ウィング２０は、次に、ギアボックスの出力軸９２に装着され、ウィングアセンブリの主軸は、出力軸に平行である。
【００４０】
抵抗を低減して、主ウィングの基部上での管路／障害物取り込みを防止するために、小さい流線形の整形部分９４が、ウィングアセンブリが収容位置にある時に上方へ及び前方へ配備されるように主ウィング部材の「先端」に装着される。艇及び他の設計要素の目的に基づいて、ウィングアセンブリは、格納構成で完全に水平ではない場合があり、これに代えて、収容された時に角度変更し、すなわち、垂直から「傾ける」ことができ、同様に、ウィングアセンブリは、拡張された時にハルに完全に垂直又は直角ではない場合があり、同様に、キールの角度は、設計要素に基づいて収容かつ拡張された時に変えることができることが理解されるであろう。
【００４１】
要約すると、ウィングアセンブリは、モータ及びギアボックスと共に、ヨーク部材２８の上端で拡張部上に担持され、一方、キール部材は、ヨーク部材の下端に装着され、ヨーク部材及び拡張部から構成された全体は、従って、軸受ブロック９０において支持されるアクスル部材８８によって定められた水平軸の周りに艇のハルに対してピボット回転可能であるクランク部材を形成する。
【００４２】
キールアセンブリの下端で、キールボード２４は、水平ピボット接続３２で球状部３０に接合される。キール球状部は、何らかの従来のセイリング船で見られるキール球状部と類似のほぼ膨らんだ形状を有し、前端は、多少鈍く、拡大され、船尾端は、比較的鋭い点までテーパ付きである。バラストをもたらすことに加えて、キール球状部はまた、艇の意図する任務に応じて、例えば、磁気センサ、水中マイクロホン、及び／又はソナー送受波器のハウジングとして１つ又はそれよりも多くの水中センサのハウジングとして機能することができる。
【００４３】
キール球状部３０の上側／前方部分に形成された中心線スロット１００は、スロットでのキールボード２４のピボット回転を受け入れ、ボードは、図５に示す曲げられた向きまで球に対して水平方位間でピボット回転することができるようになっている。スロット１００は、その結果、キールボードと球状部の間のピボット接続３２が球状部の流体力学的中心の近くに位置することを可能にし、リンケージの作動が容易にされ、アセンブリに掛かる好ましくない応力が最小にされる。前方支索水中翼３４の船尾端はまた、前端に近接するために本体の中間部分から延びる弓状軌道１０６における摺動運動に対して捕捉された水平軸ピボットピン１０４によってキール球状部３０に接続され、弓状軌道は、配備構成と収容構成の間の移行中にキール球状部における支索棒の端の縦方向の移動を可能にする。球状部キールの底部／前方部分の第２中心線スロット１０６は、球状部の前方部分における支索の鋏のような運動を受け入れ、支索は、前方／後方の縦方向の移動と同時に接続部１０４の周りにピボット回転する。従って、組み合わせでキールアセンブリの構成要素は、四棒リンケージと類似の方法で協力することができる。
【００４４】
図４〜図５は、格納構成のウィング及びキールアセンブリを示し、ウィングアセンブリは、ハルの上側部分に下降され、キールアセンブリは、上述のように底部に対して上昇される。この構成において、油圧シリンダ６２が格納され、ピストンロッド６６は、シリンダの本体６４をハルアセンブリの前端の方向に引き上げる。その後に、ウィング及びキールアセンブリを配備するために、油圧シリンダは、ロッド６６を拡張するように作動され、シリンダの船尾端に装着されるスペーサブロック６８及びフォーク脚７２ａ〜ｂと共にシリンダの本体６４を後方方向に駆動する。これが行われると、フォーク脚７２ａ〜ｂの端部は、水平ピボット接続７４に作用し、水平ピボット接続７４は、アクスル８８によって供給された軸に対して後方／下向きの方向に押し進められる。アクスル８８はハル内に装着された軸受ブロック９０によって静止状態に保持されるので、ピボット接続７４の運動により、ヨーク部材２８アセンブリは、アクスル８８の周りに下方円弧部でピボット回転されることになる。これが行われると、クランク部材の上端を形成する拡張部７８は、その上に搬送される底板及びウィングアセンブリと共に、垂直方位に対して移動する。同時に、キールボード２４は、軸２６の周りにヨーク部材の下端に向けてピボット回転し、ヨーク及びキールボードは、両方が垂直方位に向けて移行する時に、ヨーク及びキールボードは鋏のような方法で広がって離れ、一方、同時にキールボードの下端は、キール球状部３０に対して水平軸接続部３２の周りにピボット回転するようになっている。
【００４５】
油圧シリンダの拡張部がハルに対して後方及び下方の方向にキールボード２４の下端を駆動した時に、その上に装着されたキール球状部は、従って、同様に下方及び後方の方向に担持される。球状部の下方及び後方の運動を受け入れるように、球状部キールをノーズの船尾端に結合するピボットピン１０４の端部は、弓状案内軌道１０６を形成するスロット１０８の側の左右のチャネルで摺動しながら受け入れられる。弓状経路は、球状部キールを上昇位置及び下降位置の両方に、好ましくはその間の全ての点で実質的に水平に保つためにピボット接続１０４及び３２及びダガーボード２４及びノーズ支索３４の運動に関して構成される。図５で分るように、図示の実施形態において、案内軌道１０６の船尾端は、キールボードと球状部の間で僅かにピボット接続の後方に延び、キールアセンブリが上昇される時に、接続部１０４は、接続部３２の下方に及び接続部３２の僅かに後方へ位置決めされるようになっており、ここから、案内軌道１０６は、実質的にキール球状部の水平中心平面上に位置する前端１１０まで湾曲経路に従って前方に及び上方に延び、アセンブリがその拡張／下降位置にある時に、ノーズ支索と球状部間の接続部１０４は、球状部とダガーボード間の接続部３２とほぼ同じ高さになるようになっており、軌道１０６が続く湾曲経路は、移動範囲を通じてキール球状部を水平に保持するピボット接続３２及び１０４間の角度方位を確立する。
【００４６】
要約すると、ウィングアセンブリを直立させる運動と同時に、水圧ラムの拡張部に応じたクランク部材の回転により、ダガーボード２４は、ボードを拡張方位に同様に回転させるように後方及び下方の方向に駆動される。ピボット接続２６は、主回転軸をもたらし、一方、ピボット接続３２及び１０４は、キール球状部３０がキールボードを水平方位に維持するようにキールボードの端部上でピボット回転することを可能にする。
【００４７】
図４〜図５のシステムは、従って、コンパクトかつ機械的に効率的であり、かつ単一油圧シリンダ又は他の線形アクチュエータ／ドライブの起動に応答して作動し、従って、長期間の行動にわたって保守がほとんどなく高度な信頼性を提供する機構をもたらす。更に、構成及び構成要素の向きは、比較的狭いビーム及び有効な船の特性を有する流体力学的なハル形態内の利用可能空間の効率的な使用に適している。更に別の構成要素の構成及び関係は、アセンブリが過剰な屈曲及び／又は損傷、例えば、強風条件下の海面行動中に体験される横荷重なく操作加重を持続するのを補助する。
【００４８】
図６〜図１１Ｂは、図６の「７」に示す区域に全体的に位置する艇のウィング機構及び駆動機構をより詳細に示している。
【００４９】
図７で分るように、図示の実施形態の駆動機構３００は、３つの主要部分、すなわち、モータ及び第１段減速部分３０２、第２段減速部分、及び出力をクラッチ部分３０４及び第２段減速部分からウィングアセンブリの主ウィング２０及びフラップ２２に供給する滑車部分３０６を含む。ドライブの構成要素をモータ５６で始まって機械動力が伝達される大体の順番で以下に説明する。
【００５０】
図８を参照すると、圧力が、接続部３０８ａ、３０８ｂを通じてモータ５６に供給され、モータは、両方の回転方向に油圧行動可能であるようになっている。以下でより詳細に説明するように、システムは、低圧油圧ドッグクラッチを使用して、ウィングに対するフラップ角が一定であるように、又はウィング入射角（ＡＯＩ）を一定に保持してウィングに対してフラップ角を変えるだけのために、単一油圧モータが共にウィング及びフラップの両方を回転させることを可能にする。単一モータよりはむしろ、一部の実施形態において、２つのモータを使用してウィング及びフラップを起動させることができる。しかし、単一モータ及びドッグクラッチシステムは、いくつかの理由に対して一般的に好適であり、すなわち、（ａ）単一モータプラスクラッチは、よりコンパクトであり、かつ折畳み式ウィング構成に供され、（ｂ）ウィングＡＯＩの変更がフラップ角調節よりも頻繁に行われるので、共に噛み合わされて、かつ単一モータによって駆動されたウィング及びフラップ運動を有することがより効率的であり、及び（ｃ）２つのモータでは、ウィングに対して一定のフラップ角でウィングＡＯＩを変更するために正確に同じ速度で駆動することが必要になり、一方、単一モータプラスクラッチは、実行及び制御することが遥かに簡単である。
【００５１】
図８に示す好ましい実施形態において、油圧モータ５６は、正方形（例えば、１／４インチ）出力軸を有する適切に低圧（例えば、７５ｐｓｉｇ使用圧）、低押しのけ容積、かつ高トルクモータである。アダプタプレート３１０は、モータ及び中心フラップ駆動シャフト３１２を結合し、かつモータを以下で更に説明するように油圧クラッチハウジングと共に組み立てることを可能にする。
【００５２】
中心駆動シャフト３１２は、アダプタプレートの開口部３１６を通過する下側ボス３１４を含み、正方形駆動ソケット３１８が、モータの出力軸と結合する下端上にある。上方の歯３２２を有するドッグクラッチリング３２０が、ボス３１４の上方でシャフト３１２に装着される。その結果、モータ５６が回転中である時はいつでも、駆動シャフト３１２及びドッグクラッチリング３２０も同様に回転中である。ドッグクラッチリング３２０の歯３２２は、ドッグクラッチピストン３２６の下側歯３２４に係合する。ドッグクラッチピストンは、第２外側駆動シャフト３３２の下端の垂直に細長い外歯スプライン３３０に摺動しながら係合する内部スプライン３２８を含み、外側駆動シャフトは、２つが同心状に位置合わせするように中心シャフト３１２が通る垂直ボア３３４を有する。
【００５３】
上述のように、ドッグクラッチピストン３２６は、外側駆動シャフト３３２の下端上で垂直に摺動可能である。ドッグクラッチピストン３２６の上方に外側軸３３２の周りに装着された圧縮バネ３３６、適切にはＢｅｌｌｅｖｉｌｌｅバネスタックは、ドッグクラッチピストンを下方の方向に柔軟に付勢し、ピストンと駆動シャフト３１２上のドッグクラッチリング３２０との係合を形成する。Ｂｅｌｌｅｖｉｌｌｅバネは、マルチターンウェーブバネよりも低いレベルの応力で機能し、かつ負荷対偏向要件を満足する従来のコイルバネよりも小さい体積を占有するということにおいて図示の実施形態に一般的に好ましい。
【００５４】
クラッチピストンがバネによって押されてクラッチリング３２０と係合すると、モータは、スプライン３３０、並びに中心フラップ駆動シャフト３１２を通じて主ウィングＡＯＩシャフト３３２を駆動する。その後に、油圧がハウジング３４０のポート３３８を通じて印加された時に、ドッグクラッチピストン３２６は、スプライン３３０に沿って上方へ駆動され、ハウジングの協働するボア３４２を通じてバネスタック３３６が圧縮される。これが行われると、ドッグクラッチピストン上の下側歯３２４は、内側シャフト３１２上のドッグクラッチリング３２０との係合から脱し、ピストンの上歯３４４が移動してウォーム駆動ハウジング３５０の内側の上側ドッグクラッチリング３４８の下方に突出する歯３４６と係合し、その結果、主ウィングＡＯＩが一定に保持される。この構成において、モータは、ここで、主ウィングに対してフラップ角のみを駆動する。
【００５５】
図８を更に参照すると、フラップ駆動ウォーム３５２は、中心駆動シャフト３１２の上端にピン結合され、隣接ウィング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と係合する。駆動ウォーム３５２及びギヤ３５４は、二段式減速ギヤチェーンにおいて第１段を形成する。外側軸３３２の上端上に形成された別の駆動ウォーム３５８は、第１シャフト３５６の下方にかつ第１シャフト３５６に９０°に位置決めされた第２水平軸３６０の端部上の第２ウォームギヤ（図８では見えない）に係合し、第２ウォームギヤは、第１ウォームギヤ３５４と同一である。図示の実施形態において、ウィングＡＯＩ及びフラップ第１段ウォームギヤのギヤ比率は、１８：１である。第１及び第２水平軸第２段ウォーム３６２、３６４は、ウォームギヤの反対側のシャフト３５６、３６０の端部に装着され、各ウォームギヤの端部のスラスト軸受は、ウィング及びフラップによって生成されたトルクをハブケース及びコアブロックに伝達する。
【００５６】
図８は、ウィングＡＯＩ回転及びフラップ起動のための第２段ウォームリダクションギヤ及び平坦な回転及びウィングＡＯＩのための油圧行動式マルチディスク湿式「バスケット」クラッチを含む図７に示すウィングハブアセンブリ３７０の内部構成要素の分解組立図を示している。
【００５７】
ウィングハブアセンブリは、複数の機能を提供する。第１に、ハブアセンブリは、第２段ギヤ減速部分（図示の実施形態では好ましくは３０：１）を主ウィングＡＯＩ及びフラップ角駆動列のために組み込んでいる。第２に、ハブアセンブリ内の調節可能クラッチは、ウィング及びフラップ構造、フラップ起動機構、及びウィング及びフラップ回転歯車列を主として波浪衝撃による過剰なトルクによる損傷から保護する。更に、フラップクラッチ及びＡＯＩクラッチは、それぞれの駆動列からのウィング及びフラップの迅速なオンデマンド分離を可能にし、タッキング又はジャイビング時にウィング及びフラップをこのようにして水平に戻す機能は、操作機敏さを高め、エネルギ使用量を低減する。艇は、従って、以下のように（「ｒｅａｄｙ  ａｂｏｕｔ」で始まる従来のセイリング用語との相関で）ＡＯＩ駆動の使用なしで作動することができる。（１）風に向かい（「風下に舵」）、両面を水平に戻すためにウィング及びフラップクラッチを離脱させ（「アップタックアンドシーツ」）、その後に、フラップクラッチに係合する。（３）艇針路が望ましいウィング入射角（例えば、１０〜１５°）だけ新しいタックのコースが不足している時に、ウィングＡＯＩクラッチに係合して、フラップを名目角度に設定する（「ｍａｉｎｓ’ｌ  ｈａｕｌ」）。（４）新しい針路上で、ウィングＡＯＩ及びフラップ角の簡単な段階的最適化を実行する。オンデマンドで面を水平に戻すことはまた、ディスククラッチの過剰トルク解除機能をバックアップ及び増大させるように作用することができ、それは、艇の慣性検出システムは、たとえウィングに関するトルクが損傷を引き起こすほど高くないとしても、これが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）水平に戻るようにウィング及びフラップを指令するように設定することができるからである。
【００５８】
ウィングハブアセンブリの構成要素には、以下が挙げられる。
【００５９】
下側クランプリング３７２は、ウィング駆動スプラインカラー３７４の下側部分をウィングトラニオン３７６にクランプし、スプラインカラーの上側スカートは、図９ではウォームギヤ間に類似のクランプ（見えない）によって保持される。クランプリング３７２はまた、ウィング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。
【００６０】
ウィングＡＯＩドライブ及びフラップドライブは、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。油圧によって起動されることを除いて押し棒によるよりもむしろオートバイクラッチに設計が似ているバスケットクラッチは、２つの主要な機能を有し、すなわち、（１）構造的損傷が発生する前に風及び波に起因する過大トルクを取り除き、及び（２）タッキング及びジャイビングをより速く、かつよりエネルギ効率が高いものにする。
【００６１】
主要構成要素は、両方のクラッチアセンブリにおいて同一であり、従って、図９の同様の参照番号によって識別する。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、かつクラッチバスケット３８４上で協働する雌ネジに係合する雄ネジ３８２、並びに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内のウェーブバネ３８８、環状油圧ピストン３９０、及びディスククラッチパック３９２に印加される。ウェーブバネは、接線摩擦推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。環状油圧ピストン３９０は、次に、油圧をウェーブバネ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が除去され、クラッチが離脱する。
【００６２】
ディスククラッチパック３９２は、油圧油中で稼動する湿式クラッチである。パックは、クラッチバスケット３８４の内側で協働する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いくつかの（例えば、３つの）ディスクを含み、クラッチバスケットは、次に、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、次に、トルクをウィング（下側ドライブ）又はフラップ（上側ドライブ）に伝達する。複式（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ウォームギヤを使用することもできる。
【００６３】
上述のように、ウィング駆動スプラインカラー３７４は、下側バスケット内のクラッチディスクに係合して、クラッチトルクを板からウィングトラニオン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は、上側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。上部では、アセンブリは、下側クランプリング３７２に対応して機能する上側クランプリング３９８によって蓋をされる。更に、上側クランプリングは、システム内の軸線方向の遊びの調節を可能にする。
【００６４】
図示の実施形態のウィングトラニオン３７６は、重量を低減するのに好ましくは端部の方向に内側にテーパ付きである外径を有する管状部材である。トラニオンは、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る。トラニオンの上端は、次に、主ウィングのウィングスタブスパー４００（図１０を参照されたい）に適合かつ装着される（例えば、溶接される）。好ましい材料は、ステンレス鋼（例えば、４１３０ステンレス鋼）又はアルミニウム合金（例えば、６０６１−Ｔ６アルミニウム）であり、これらのより高い強度を有する材料は、全体的にスイベルの取り付け及びセンサ及び通信アンテナのためのワイヤのような品目の通過に対して内径の大型化を可能にする。
【００６５】
図１０は、より詳細にフラップ起動アセンブリ３０６を示している。上述のように、フラップ起動システムは、主ウィングに対するフラップの角度を制御するだけでなく、収容に対して主ウィングの側面に当接するようにフラップを折り畳むように機能する。ケーブル及び滑車を使用して２本の軸の周りに折り畳まれる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、２本の軸は、フラップがウィングに当接してコンパクトに折り畳まれることを可能にし、２つの翼形の弦は、互いに平行に位置する。また、ケーブル及び滑車システムは、左右対称であり、左舷又は右舷に折り畳むことができる。ケーブルは、ケーブル緊張の正確な調節を可能にする圧伸成形された鋲で終端し、たるみを排除することが容易であるようになっている。更に、システムは、応用が自在かつ拡張可能である。翼形厚み、ウィング／フラップ間隙のような変更は、異なるギヤ付き部品の取り付けが不要であり、必要なのは、ケーブル長さの簡単な変更であるということである。ケーブル引張強度は、ケーブル直径の平方と共に増加し、複数のケーブルを平行に使用することができるので、ウィング大型化による応力増大には簡単に対処することができる。更に、滑車は、廉価であり、必要とされるどのようなサイズでも製造しやすい。
【００６６】
上述のように及び図１０で分るように、ウィングスタブスパー４００は、適切にみぞ穴が施されることによってウィングトラニオン３６に装着され、かつウィングトラニオン３６に溶接される。スタブスパーの側面は、複合材料で形成された時に、ウィングのモールド線に適合することができる。ウィングキングスパー４０２が、スタブスパー４００の前面に装着され、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る。適切にはアルミ鋳物又はステンレス鋼の溶接物であるフラップアクチュエータブラケットは、フラップ軸ピン４１６を支持する上側部分及び下側部分のベアリング４０８、４１０を上側及び下側アームに保持する。滑車４１８が、上側ベアリング４０８と同軸に位置合わせされ、かつ上側ベアリング４０８の下方に離間距離でスタブスパーの方向に及び滑車の前方に位置する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に装着される。中心アーム４２０の端部及び滑車４１８は、フラップ軸ピン４１６を下準備するために通過孔が穿孔される。
【００６７】
大きいフラップ滑車４２４が、アクチュエータブラケットの下側アーム４１４の下方でシャフト４１６の下端に装着され、ウィング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構成は、フラップが、要求があり次第又は過剰トルクのためにウィングＡＯＩクラッチが離脱した時にウィングと同じ回転方向に水平に戻ることを可能にする。ヒンジアーム４３０の上方にシャフト上でより高く設定される小さい２：１の滑車４２８と共に、大きいフラップ滑車は、Ｗｏｏｄｒｕｆｆキー及び位置決めネジ、又はＦａｉｒ−ｌｏｃ（登録商標）ハブによって適切にシャフト４１６上に固定される。
【００６８】
より小さいフラップ滑車４２８は、従って、シャフト４１６と共に回転し、次に、ケーブルセット４３４を通じて第２サイズが等しい滑車４３２を駆動する。第２フラップ滑車４３２は、フラップスタブリブ４３６に固定され、例えば、別々に製造され、フラップスタブリブに常設固定され、又は一体成形され、又はその一部として機械加工される。上述のように、滑車４３２は、小さいフラップ滑車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、滑車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。滑車４２８の上方にかつシャフト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ウィングギヤ滑車４１８は、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、その一部として成形される。滑車４１８は、ケーブルセット４４２によって８の字関係で第２の同一サイズの滑車４４０と共に固定される。このように接合された状態で、滑車は、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。上側滑車対４１８−４４０は、下側滑車対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を受け入れるのに要求されるからである。
【００６９】
上述のように、下側フラップヒンジアーム４３０は、滑車対４２８−４３２の下方に位置し、ヒンジアームは、適切にはアルミニウムで形成される。アームの近位端は、シャフト４１６のためのベアリングが装着され、一方、遠位端は、垂直ボルト４４４のネジ付き端部を受け入れるように螺合される。上側フラップヒンジアーム４３８は、同様にシャフト４１６のためのベアリングを近位端に含み、遠位端は、ネジ付きというよりはむしろボルト４４４のために通過孔が穿孔される。ヒンジアーム管４４６は、剛性アセンブリを形成するようにボルト４４４によって上側及び下側フラップヒンジアーム４３８、４３０間に挟持される。ヒンジアーム管の外面は、滑車４３２及び４４０及びスタブリブ４３６のボアに嵌合された２つのベアリング（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る。滑車４３２、４４０は、フラップスタブリブの近位（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、フラップスタブリブとフラップ「キング」リブ４３７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のフラップの回転を引き起こすようになっている。滑車４２４及び４２８が締結されたフラップ軸ピン４１６は、次に、ブラケット４１２のアームの上側及び下側アーム軸受４０８、４１０において自由に回転することができる。シャフトの上端は、スナップリング４４８によって保持される。上側及び下側アーム４３８、４３０及びヒンジアーム管４４６を含むヒンジアームアセンブリは、従って、軸受４０８、４１０で軸ピン４１６の周りに回転する。
【００７０】
フラップ起動アセンブリに使用される軸受は、焼結黄銅及びポリテトラフルオロエチレンで製造された自動給油「乾式」軸受であることが好ましい。ケーブルセット４２６、４３４、４４２は、（両端にボールを有するセット４２６内の１つのケーブルを除き）、一端に圧伸成形ボール、他端に圧伸成形スタッドを含む。ケーブルは、ボール端部を滑車の軸線方向スロットへ摺動させ、ケーブルを適切な滑車に巻き付け、スタッド端部を終端ボス４２２、４３５、４５０に入れることによって装備される。たるみ除去及びセンターリングは、圧伸成形スタッドのナットを使用して実行される。
【００７１】
図１１Ａ〜１１Ｂは、それぞれ、組み付け後と分解後の図でミッドスパン／上側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／上側フラップヒンジアセンブリは、両方のフラップヒンジ軸の周りの等しい回転を実施して、いくつかのヒンジの周りの回転が同一ではなかった場合に起こる妨害を防止する。これらのヒンジアセンブリは、上述の対応する８の字「滑車ギヤ」構成要素と類似の又は同一の構成要素を有する「ギヤ」滑車及び８の字ケーブルセット構成を有する。従って、アセンブリの各々は、上側及び下側水平アーム４６４、４６６、及び主ウィングの後方スパー４７０に装着される基部４６８を有するブラケット４６２を含む。滑車４７２、４７４は、ブラケット４６４の上側アーム及びフラップスタブリブ４７６に装着され、スタブリブの船尾端は、フラップの主リブ４７７に装着され、同じくケーブル終端ポス４７８を含む。上述の滑車４１８及び４４０に対応する方法で、ウィング及びフラップ滑車は、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ために８の字のケーブルセット４７８によって共に固定される。ブラケット４６４及びスタブリブ４６６は、上側及び下側ヒンジアーム４８０、４８２によって接続され、上側ヒンジアームは、ブラケット４６２の上側アーム４６４及び滑車４７４の上端の上方に位置決めされ、下側ヒンジアームは、前端で滑車４７２と下側ブラケット４６６の間に位置し、船尾端は、スタブリブ４７６の下方に位置する。ヒンジアームの前方端部は、垂直軸ヒンジ管４８４上のピボット回転に対して支持され、管は、管及びヒンジアームを通過してブラケット４６２の下側アーム４６６に螺合される垂直ボルト４８６によって固定される。後方／フラップ端部では、第２ピボット管４８８が、下側アームに螺合する垂直ボルト４９０の周りに上側及び下側ヒンジアーム４８０、４８２間に装着され、ピボット管は、滑車４７４及びスタブリブ４７６と協働する担持面を有する。
【００７２】
上述のように、図示の実施形態のウィング及びフラップ駆動機構は、油圧モータを使用する。油圧は、スイッチリラクタンス（ＳＲ）電気モータによって駆動されたポンプ（図示せず）、好ましくはジェロータ又はベーンポンプによってモータに印加される。ＳＲモータは、一般的に、より一般的なステッパモータに優って好ましいが、それは、ＳＲモータはより高い起動トルクを生成し、かつより有効な効率を有するからであり、かつステッパモータの角度回転が駆動列に内蔵されたギヤ減速部分のために不要であるからである。クラッチの油圧は、次に、好ましくは、単一ストロークがクラッチを離脱させるのに十分であるようにサイズ設定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」によって供給されることが好ましい。電磁ポンプとクラッチピストンの間の逆止め弁は、クラッチを離脱後の状態に保持するためにソレノイドが通電されたままである必要がないように圧力を保持し、むしろ、クラッチが再係合する必要がある時に、油圧リザーバのクラッチからの別々の戻り管路に位置する電磁弁が圧力を放出する。電気油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、及びリーク抵抗及び公差の改善を含む全く電気式システムに優る有意な利点をもたらす。
【００７３】
２つの軸フラップ及びウィング機構及び駆動機構を潜水艇１０内の設置の関連で上述した。しかし、システム及び駆動機構は、他の艇に対して使用することができ、その一部は潜水可能ではない場合があり、その一部はキールアセンブリを含む場合があることが理解されるであろう。例えば、ウィング及びフラップシステム及び駆動機構は、艇の積み降ろしに対して又は使用しない時に駆動機構及び／又はプルダウンを使用することができる１つ又はそれよりも多くのウィングセイルを含むことができるキールなしの排水型ハルの艇上で使用することができる。
【００７４】
図１２Ａ〜図１２Ｂは、多少より大型にサイズ設定され、かつ海面行動の延長期間に特に適合された上述のハルアセンブリ、ウィング及びキールアセンブリに機能が対応するハルアセンブリ２０２、ウィングアセンブリ２０４、及びキールアセンブリ２０６を含む本発明の第２の実施形態による潜水艇２００を示している。
【００７５】
ハルアセンブリ２０２は、上述したものとほぼ類似の方法でウィング及びキールアセンブリを拡張及び格納する配備機構及びリンケージを収容する中心ハル区画２１０を含む。ハル区画２１０は、ビーム方向に艇に跨って中心ハル区画２１０を支持する横方向に延びる上側ブリッジ部材２１４の端部上に装着された左舷及び右舷船外ハルタンク２１２ａ〜ｂが横に配置される。船外ハルタンクは、浮上モード及び潜水モードの両方での効率的な行動を容易にするために、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く、中心ハル区画２１０は、同様に、流体力学的な輪郭を有することが好ましい。左舷及び右舷下側バラストタンク２１６ａ、２１６ｂは、ブリッジ部材２１４の下方拡張部２１８ａ〜ｂ上で、それぞれ、タンク２１２ａ〜ｂの下方に装着される。更に、タンクの垂直対は、前方及び後方ストラット２２０、２２２によって端部で接合され、ストラットは、前方から後方の方向に多少平坦化されることが好ましい。下側バラストタンクは、上側タンクと形状が類似であり、タンクの各組は、共通の垂直面において軸に位置合わせされ、及び互いに平行かつ艇の縦方向中心線に平行であることが好ましい。
【００７６】
水平交差部材２２４が、タンク２１２ａ〜ｂの前方端部を相互接続するために船の船首端部に跨り、中心ハル区画は、次に、交差部材の中間部分に装着される前方拡張部２２６を有する。第２水平交差部材２２８が、艇が浮上している時に沈められるように、下側バラストタンク２１６ａ〜ｂの端部に装着されていて該端部を張っている。第３水平交差部材２３０は、キールアセンブリ２０６の前方の位置で下側バラストタンク間に装着され、交差部材２３０のミッドスパン部分が、中心ハル区画２１０を下から支持するために中心ハル区画２１０に装着される。後部に対して、好ましくは断面が多少「Ｖ」又は「Ｕ」の上方のチャネル部材２３２が、中心ハル区画から延び、チャネル部材の船尾端が、後部交差部材２２８上に装着される。
【００７７】
潜水艇２００の浮力は、タンク２１６ａ〜ｂ及び／又は２１２ａ〜ｂを全体的に又は部分的に浸水させる／空にすることによって制御される。更に、センサ又は他の機器をタンク自体内又は上に収容することができ、ブリッジ構造２０２は、制御／データケーブル及び他の管路をタンクと中心ハル区画２１０との間に構造を通って経路指定することを可能にするように中空であることが好ましく、例えば、主電動機及び蓄電池は、下側バラストタンク２１６ａ〜ｂ内又は上に装着することができ、プロペラが、艇が浮上した状態にある時に潜水状態に保たれるように船尾端（図示せず）の近くに位置する。舵をバラストタンクの船尾端間にストラット２２２上に装着するか又はストラット内に組み込むことができる。次に、フラップ又は類似した構造を潜水時に艇の姿勢を制御する水平舵として機能するように後方及び／又は前方水平交差部材２２８、２２４上に装着するか又は交差部材内に組み込むことができる。
【００７８】
ウィング及びキールアセンブリを上昇及び下降する配備機構に加えて、中心ハル２１０は、艇のコントローラ、センサ、及び他の電子システムに対してハウジングの余地を与える。横方向ブリッジ部材の広いほぼ水平の上面は、次に、例えば、艇が浮上する時に蓄電池を充電する太陽光発電パネルの取り付け／位置決めに顕著に適する区域を提供する。
【００７９】
上述の実施形態と同様に、艇２００のキールアセンブリ２０６は、図６Ａ及び図６Ｂで分るように、下降位置と上昇位置の間にピボット回転させるキールボード２３４を含むが、この例において、キール球状部及び支索部分はない。ウィングアセンブリのモータギアボックス２３６は、中心ハル区画の上側部分に位置し、ウィングアセンブリは、配備された時に区画に垂直に延びる。図６Ａに図示の実施形態において、ウィングアセンブリは、主ウィング部材２４０及び上述の後縁ウィング部材と機能が類似であり、かつ水平スパー２４４、２４６上で主ウィング部材の後方に装着される後縁ウィング部材２４２を含む。湾曲上側スパー２４８が、次に、後縁ウィング部材を安定化させてアセンブリ全体に剛性を与えるために後部ウィング部材２４２と主ウィング部材２４０の上端の間を延びる。センサアーム２５０が、ウィングアセンブリの基部に装着され、かつウィングアセンブリが上昇構成にある時にウィングより前のかつ中心ハル区画の上方のクリアな空気に水平に突出する。
【００８０】
ウィング及びキールアセンブリを拡張／格納する機構は、上述したものと同様に作動する。油圧アクチュエータのピストンが拡張されるのに応答して、ウィングは、上昇され、ダガーボードは、図６Ａに示す拡張方位に下降され、艇は、海面行動のための構成になる。油圧アクチュエータのピストンが格納されるのに応答して、ウィングアセンブリは、後縁ウィング部材２４２が上述の実施形態のウィングアセンブリがチャネル構造４４内に受け入れられる方法と同様にチャネル部材２３２に受け入れる及び支持されるまで後部円弧部を通じて下方へピボット回転し、チャネル部材のＶ又はＵ字形の輪郭は、ウィングアセンブリを垂直のみではなく左右の力に対しても受け入れ及び支持するためにウィングアセンブリの後縁と協働するように構成される。この位置において、湾曲上側スパー２４８は、（例えば、進水／回収行動中に）ウィングアセンブリの端部から離れるように取り扱うための管路などを案内する追加の目的に対処する。ウィングが下降される時に、センサアーム２５０は、図６Ａに示す前方突出方位から図６Ｂに示す後方に延びる方位まで垂直面において１８０°ピボット回転し、この方位において、アームは、ウィング部材２４０の上縁に当接しかつ上縁と一線にコンパクトに位置する。
【００８１】
すなわち、上述の実施形態と同様に、艇２００のウィング及びキールアセンブリは、浮上する行動のための拡張構成と潜水行動又は保管のための格納構成との間で迅速かつ効率的に移行可能である。ストラットによって接合された複数のハル部材及び交差部材は、強度及び剛性を艇に与え、同じく艇帰還性を増大させる役目をする。外側ハル部材の船尾端間に沿いかつチャネル部材２３２において支持されるウィングアセンブリは、流体力学的にクリーンであり、かつ潜水行動中の損傷から良好に保護される。
【００８２】
図７Ａ〜図７Ｃで分るように、配備機構２６０は、中心ハル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に装着される中心ハルの尖った前方拡張部２２６は、上述の油圧シリンダと作動が概同様の縦方向に延びる油圧シリンダ２６２を封入する。シリンダロッド２６６の遠位端２６４は、ハウジング２２６内の交差部材２２４に装着され、作動中に油圧シリンダによって発生した軸線方向の負荷は、主として剛性交差部材によって支持され、交差部材は、次に、外側タンク２１２ａ〜ｂから支持される。油圧アクチュエータの反対の船尾端２６８が、フォーク部材２７２のヘッド端でスペーサブロック２７０に装着され、その２つの側板は、そこから後方にフォーク部材の端部をキールボード２３４の上端に接合する水平軸ピボット接続２７４まで延びる。ピボット接続２７４も、フォーク部材の端部をクランク部材２７６の中間部分に接合する。クランク部材の上側部分は、アクスルシャフト２８０をピボット回転させる比較的大きい直径の水平軸軸受スリーブ２７８を含み、アクスルシャフトの端部が、軸受スリーブから外向きに延び、かつ負荷をハルに分散するようにハルアセンブリのブリッジ部材２１４内に装着される。ウィングアセンブリは、モータ及びギアボックスと共に、クランク部材２７６の上端部分に装着される内部マスト２８２で支持され、ウィングアセンブリが上昇される時に、重心が水平ピボット軸２８０の軸の後部にあることが好ましい。クランク部材の下側部分２８４は、次に、第３水平ピボット接続２８６でキールボード２３４の上端に接合される。キールボードの下側部分は、ピボット接続２８６の下方で案内板２８８及び静置ローラピン２９０に載り、この作動は、以下に説明する。
【００８３】
図７Ａ〜図７Ｃで分るように、中心ハル２１０の本体は、断面が垂直に細長く、過度の前部区域又は抵抗を発生させずに配備機構及びウィング及びキールアセンブリの下方に延びる部分及び上方に延びる部分をコンパクトに封入する。尖った前方拡張部２２６の後方に、本体は、下方へ湾曲して効率的な海面行動に対して水切り２９２を形成する。中心ハルの後部は、次に、流体力学的な輪郭を有する整形板２９４によって封入される。
【００８４】
ウィング及びキールアセンブリを拡張及び格納する配備機構２６０の作動を図１４〜図１５に示す。最初に、図１４は、風力海面行動に対して拡張されるウィング及びキールアセンブリを有する艇を示している。アセンブリをこの構成にするために、油圧シリンダ２６２は、ロッド２６６を拡張するように起動され、シリンダの本体及びシリンダに装着されたフォーク部材２７２が後方方向に強制的に押され、交差部材２２４に装着される固定ロッド端部２６４から離れる。そのように行う際に、フォーク部材２７２は、クランク部材２７６の中心部分をピボット接続２７４で後方方向に駆動する。ピボット接続２７４がアクスルシャフト２８０及び軸受スリーブ２７８によってもたらされた主水平ピボット軸の下方にオフセットされるので、フォーク部材の後方の動きにより、クランク部材の上側部分は、シャフト２８０の周りに回転し、マスト２８２及びマスト上の支持されたウィング部材は、水平の収容位置から図８に示す垂直の上昇位置まで上昇される。同時に、シャフト２８０の周りの回転のために、クランク部材の下側部分２８４は、その上のピボット接続２８６と共に、下方かつ後方円弧部を通じて移動し、キールボード２３４の垂れたブレードは、次に、その上端でピボット接続２８６の周りに下方かつ前方方向に回転し、図８に示す拡張後のほぼ垂直方位までピボット回転する。
【００８５】
ウィング及びキールアセンブリを格納構成に移動するために、油圧シリンダ２６２は、次に、ロッド２６６を格納するように起動され、シリンダの本体は、図１５に示すようにハルアセンブリに対して前方方向に引かれる。これが行われる時に、クランク部材の中間部分は、下方円弧部を通じて前方に引かれ、ウィングアセンブリは、格納／収容位置の方向にシャフト２８０の周りに、すなわち、図１５で見た時に時計回り方向にピボット回転される。同時に、クランク部材の下端部分は、シャフト２８０のピボット軸の下方に離間距離で上向き前方円弧部を通じて揺動し、キールボード２３４がそれと共に引かれ、油圧アクチュエータ２６２の前方端部のピボット接続２６４は、アクチュエータが、クランク部材が円弧部を通じて揺動する時に垂直方向のピボット接続２７４の移動に適合するようにハルの拡張部の内部内で角度を変更することを可能にする。これが行われる時に、キールボードの前縁は、ローラピン２９０、その後に、案内板２８８に乗り上げ、キールボードは、ピボット２８６の周りに図１６では反時計回り方向に回転し、キールボードは、垂直方位から移動し、クランク部材によってハル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に、キールボードの下端に向けて作用する水の抵抗は、キールボードをハルの方向に上方回転させるのを補助し、一方、主ピボット２８０の後方のウィングアセンブリの重量は、ウィング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、浮上構成から潜水構成への迅速な移行が容易にされる。
【００８６】
上述のハル構成は、上述の艇任務及び作動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、本明細書に示す実施例以外の構成を有するハル、並びにキール及び／又はウィング、又は他の形態のキール及び／又はウィングと共に使用するか、又はその使用ために供給することができることは理解されるであろう。更に、そのように装備された艇の一部は、潜水可能ではない場合があり（例えば、浮上及び／又は半潜水行動に限定される場合があり、）、更に、一部は、市販の又は軍事上の目的を有するよりもむしろレクリエーションの性質を有する場合があることは理解されるであろう。
【００８７】
添付の特許請求の範囲は、本明細書に説明する特定の実施形態によって制限されず、全体として本明細書と矛盾しないように解釈しなければならないことは理解されるであろう。
【符号の説明】
【００８８】
１０  潜水艇
１４  キールアセンブリ
３０  キール球状部
３４  前方支索水中翼
５８  駆動機構
【図１】
2016528100.tif 000003
【図２】
2016528100.tif 000004
【図３Ａ】
2016528100.tif 000005
【図３Ｂ】
2016528100.tif 000006
【図３Ｃ】
2016528100.tif 000007
【図４】
2016528100.tif 000008
【図５】
2016528100.tif 000009
【図６】
2016528100.tif 000010
【図７】
2016528100.tif 000011
【図８】
2016528100.tif 000012
【図９】
2016528100.tif 000013
【図１０】
2016528100.tif 000014
【図１１Ａ−１１Ｂ】
2016528100.tif 000015
【図１２Ａ】
2016528100.tif 000016
【図１２Ｂ】
2016528100.tif 000017
【図１３Ａ】
2016528100.tif 000018
【図１３Ｂ】
2016528100.tif 000019
【図１３Ｃ】
2016528100.tif 000020
【図１４】
2016528100.tif 000021
【図１５】
2016528100.tif 000022
【国際調査報告】
2016528100.tif 000023
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