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JPH0755673B2 - 水中翼船のイルカ・鯨類衝突防止装置 - Google Patents
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JPH0755673B2 - 水中翼船のイルカ・鯨類衝突防止装置 - Google Patents

水中翼船のイルカ・鯨類衝突防止装置

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JPH0755673B2
JPH0755673B2 JP19341389A JP19341389A JPH0755673B2 JP H0755673 B2 JPH0755673 B2 JP H0755673B2 JP 19341389 A JP19341389 A JP 19341389A JP 19341389 A JP19341389 A JP 19341389A JP H0755673 B2 JPH0755673 B2 JP H0755673B2
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水中翼船のイルカ・鯨類衝突防止装置に関
し、特に進行方向に向けて指向性のある超音波を発振す
る超音波発振手段を設けたものに関する。
〔従来技術〕
最近、特公昭53−37636号公報に記載されているような
高速水中翼船が実用化されているが、この水中翼船では
船首部と船尾部とに夫々回動式ストラットを介して前部
翼と後部翼が設けられ、前部翼には前部フラップ装置が
また後部翼には後部フラップ装置が夫々設けられ、船尾
部にはウォータジェット方式の推進装置が設けられ、種
々の検出機器からの検出信号に基いて制御装置によって
前部フラップ装置と後部フラップ装置とラダー(前部ス
トラット)を制御するようになっている。
上記水中翼船は既に実用化され、近海航路に就航してい
るが、45ノットもの高速で翼走する関係上、海上浮遊物
或いはイルカや鯨などの大型海洋生物と衝突したとき
に、翼やストラットに大きな衝撃力が作用する。
そこで、上記水中翼船の前部ストラット回動機構及び後
部ストラット回動機構には、大きな衝撃力が作用したと
きに衝撃を吸収して乗客・乗員や船体の損傷を防止する
為の衝撃吸収装置が設けられており、浮遊物等の衝突時
には衝撃吸収装置のショックアブソーバーが伸長し、前
部ストラット又は後部ストラットが後方へ回動し、前部
翼または後部翼の仰角がマイナスとなって水中翼船は緊
急着水するようになっている。
尚、参考までに、特公昭59−12509号公報には、上記衝
突により前部ストラットに鉛直軸回りの衝撃的回転モー
メント或いは水平軸回りの衝撃的回転モーメントが作用
したときに、この回転エネルギをピンやボルトの曲げ及
び剪断破壊で吸収するようにした回転エネルギ吸収装置
が記載されている。
一方、特公昭58−14167号公報に記載されているよう
に、漁場の魚類保護の為、海中に10kHz〜100kHzの周波
数でイルカ類の可聴しきい値より約100dB以上高い音圧
の超音波を放射してイルカ類を威嚇する技術は従来より
知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記公報に記載のイルカ類威嚇技術は、漁場などの特定
海域に侵入するイルカ類を威嚇するのに有効であるが、
水中翼船は45ノットもの高速で航行する関係上、約100m
程度前方のイルカや鯨類を威嚇することが必要なので、
超音波放射領域の設定、音圧の設定、イルカ以外に鯨類
も威嚇し得る周波数の設定など種々の難しい問題があ
る。
本発明の目的は、確実かつ経済的にイルカや鯨との衝突
を防止し得るような水中翼船のイルカ・鯨類衝突防止装
置を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に係る水中翼船のイルカ・鯨類衝突防止装置は、
前部翼及びこれを支持する前部ストラットと、後部翼及
びこれを支持する後部ストラットとを備えた水中翼船に
おいて、前部ストラットの下部又は前部翼に、水中翼船
の進行方向前方の海中に向けて約100〜120m前方の海中
でイルカや鯨が忌避する120〜230dBの音圧となる100kHz
以下の周波数の指向性を有する超音波を発振する超音波
発振手段を設けたものである。
〔作用〕
本発明に係る水中翼船のイルカ・鯨類衝突防止装置にお
いては、水中翼船の前部ストラットの下部又は前部翼に
超音波発振手段を設け、その超音波発振手段から進行方
向前方に向けて約100〜120m前方の海中でイルカや鯨が
忌避する120〜130dBの音圧となる100kHz以下の周波数の
指向性を有する超音波を発振するので、約100〜120m前
方でイルカや鯨がその超音波をキャッチすると、水中翼
船が接近するまでに約4〜5秒時間があるので超音波か
ら遠ざかるようにつまり進行方向から外れる側方へ逃げ
るので水中翼船とイルカや鯨との衝突を確実に防止する
ことが出来る。
〔発明の効果〕
本発明に係る水中翼船のイルカ・鯨類衝突防止装置によ
れば、所定の性能の超音波発振手段を設けるという簡単
な構成によって、水中翼船とイルカや鯨との衝突を確実
に防止することが出来る。特に、約100〜120m前方の海
中でイルカや鯨が忌避する120〜130dBの音圧なので、イ
ルカや鯨を確実に退避させることが出来、また指向性を
有する超音波を発振するので超音波発振手段は比較的小
出力のものでよい。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。
本実施例は、通称ジェットフォイルと称する水中翼船に
本発明を適用した場合の一例である。
第1図・第2図に示すように、水中翼船JFの船体10の船
首部の下部中央には翼形断面のラダーを兼ねる前部スト
ラット12がその上端部において鉛直軸回り及び左右方向
水平軸回りに回動可能に設けられ、前部ストラット12の
下端のセンターポッド部12Aには前部翼13が設けられ、
前部翼13の後縁部には前部フラップ14が設けられてい
る。翼走時に前部ストラット12は図示のように鉛直に下
方へ伸張されまた艇走時には矢印11方向へ回動して前方
へ水平に起される。
船体10の船尾部の下部には、左右1対の翼形断面の後部
ストラット22・22がその上端部において左右方向の水平
枢支ピン21を介して回動可能に設けられ、左右の後部ス
トラット22・22の中間位置にはセンターストラット23が
その上端において左右方向の水平枢支ピンを介して回動
可能に設けられ、左舷後部ストラット22と右舷後部スト
ラット22の下端部同士に亙って後部翼24が設けられ、後
部翼24はセンターストラット23の下端部にも固着されて
いる。上記後部翼24の後縁部には左舷側2枚及び右舷側
2枚計4枚の後部フラップが設けられている。但し、通
常の場合各舷の内側後部フラップと外側後部フラップと
は同期作動される。上記センターストラット23及びその
上端近傍の船体底部とに亙ってウォータジェット方式の
推進装置(図示略)が設けられている。但し、これに代
えてプロペラ方式の推進装置を設けることも可能であ
る。翼走時に後部ストラット22・22及びセンターストラ
ット23は図示のように鉛直に下方へ伸張されまた艇走時
に矢印25方向へ回動して後方へ水平に起される。
前部フラップ14と左舷内側後部フラップと左舷外側後部
フラップと右舷内側後部フラップと右舷外側後部フラッ
プとを夫々回動駆動する油圧式アクチュエータが設けら
れ、また前部ストラット12を鉛直軸回りに回動駆動する
油圧式アクチュエータが設けられ、更に前部ストラット
12を水平軸回りに前方へ回動駆動する油圧式アクチュエ
ータ及び後部ストラット22・22・23を枢支軸21回りに回
動駆動する油圧式アクチュエータも設けられている。
更に、翼走時に海上の浮遊物(材木、ボンベ、ドラム缶
など)やイルカや鯨などが前部ストラット12又は後部ス
トラット22・22に衝突したときに、船体10に作用する衝
撃を緩和する為、前部ストラット12の上端部と船体10と
に亙って衝撃吸収機構(図示略)が設けられ、後部スト
ラット22・22の上端部と船体10とに亙って衝撃吸収機構
(図示略)が設けられているが、衝突時に前部ストラッ
ト12や後部ストラット22・22が後方へ回動し、前部翼13
や後部翼24の迎え角がマイナスとなるので水中翼船JFは
緊急着水する。
この緊急着水時に乗客や乗員にかなりの慣性力が作用す
るので好ましくなく、衝撃吸収機構の一部の部品も損耗
するので前部ストラット12または後部ストラット22・22
を正規の立向き姿勢に応急的に復旧するのに相当の時間
がかかる。
そこで、この水中翼船JFには、以下に説明するようなイ
ルカ・鯨類衝突防止装置及び海上浮遊物検知装置が設け
られている。
上記イルカ・鯨類衝突防止装置は、第2図〜第4図に示
すように前部ストラット12の下端のセンターポット12A
の前端部から進行方向前方へ向けて指向性を有するイル
カ・鯨類が忌避する超音波を海中へ放射する超音波発振
装置30(第5図参照)で構成されている。
上記海上浮遊物検知装置40(第6図参照)は、上記超音
波発振装置30から放射された超音波の反射波を検知する
ことにより、水中翼船JFの進行方向前方に比較的大型の
浮遊物が浮遊しているのを検知するものである。
上記超音波発振装置30は、第5図に示すように、操作パ
ネル31と、コントロールユニット32と、駆動回路33と、
超音波発振器34と、導波管35とを備えている。
上記コントロールユニット32は、例えば100kHzのクロッ
ク信号を発生するクロック信号発生器とマイクロコンピ
ュータなどで構成され、マイクロコンピュータのROMに
は操作パネル31で設定された超音波周波数設定値と音圧
設定値とに基いて100kHz以下の超音波を発生させる超音
波発生信号と音圧レベル信号とを出力する制御プログラ
ムが予め格納されている。
従って、操作パネル31のキーを操作して100kHz以下の超
音波周波数と音圧とを入力設定すると、その設定値がコ
ントロールユニット32内に記憶され、コントロールユニ
ット32から超音波発生信号と音圧レベル信号とが駆動回
路33へ出力される。駆動回路33からは超音波発生信号で
指令された周波数で音圧レベル信号で指令された電圧の
駆動パルス電流が超音波発振器34へ供給される。
超音波発振器34は、例えば強誘電体セラミックであるチ
タン酸バリウムの発振素子を1対の電極間に挟着したも
ので、この超音波発振器34は導波管35の奥端部に水密構
造にして固定され、この超音波発振器34を装着した導波
管35は前部ストラット12のセンターポッド12Aの前端部
に前方に向けて海中に臨ませて装着されている。上記導
波管35は超音波に指向性を付与する為のものであり、上
記導波管35の開角は、約100m前方で水中翼船JFの船幅の
2倍程度になるように設定されている。
水中翼船JFは45ノットもの高速で航行する関係上、イル
カや鯨の海中移動速度に鑑み約100〜120m前方のイルカ
や鯨を退避させることが必要であり、超音波発振器34か
ら放射される超音波はイルカや鯨にとって可聴の周波数
(100kHz以下)で且つ約100〜120m前方の海中で120〜13
0dBの音圧レベル(但し、これはイルカの可聴しきい値
よりも70dB大きい)であることが必要である。そして、
この音圧レベルは鯨にとっても十分耐え難いものである
と推測される。但し、超音波発振器34の位置での音圧レ
ベルは海水中での超音波の減衰を考慮して設定するもの
とする。
尚、液体中での超音波の減衰率Aは、次式で与えられ
る。
A=(2π/ρv) ×〔4η/3+(ν−1)K/Cp〕 fは周波数、ρは密度、vは音速、ηは粘性係数、νは
定積比熱と定圧比熱の比、Kは熱伝動度、Cpは定圧比
熱、Aは液体1cm当りの減衰率である。
上記操作パネル31で設定する音圧レベルは約100〜120m
前方の海中における減衰後の音圧レベル120〜130dBであ
り、コントロールユニット32の前記制御プログラムには
海中での超音波の減衰を演算するルーチンが含まれてお
り、減衰を加味した音圧レベル信号を出力する。上記操
作パネル31により設定する周波数は100kHz以下の周波数
であるが、イルカの種類に応じて或いは鯨を対象として
周波数を適宜かえることが出来、鯨を対象とする場合に
は2kHz程度の周波数が望ましい。
次に、海上浮遊物検知装置40について説明する。
前部翼13の深度は浅く、導波管35の開角が前述のように
設定されているので、超音波発振器34から放射された超
音波は水中翼船JFの前方約40〜50mの位置で十分に海面
に達し海面に浮遊物があるときには浮遊物で反射した超
音波の一部は水中翼船JFの方へ伝播してくるので、この
反射超音波から浮遊物を検知することが出来る。
浮遊物検知装置40は、反射超音波を検出する超音波セン
サ41と、導波管42と、増幅器43と、フィルタ回路44と、
A/D変換器45と、コントロールユニット46とを備えてい
る。
超音波センサ41は1対の電極間に挟着された圧電素子か
らなり、導波管42の奥端部に水密構造で装着され、この
超音波センサ41が装着された導波管42はセンターポッド
12Aのうち導波管35の上方近傍部に前方に向けて海中に
臨むように装着されている。上記増幅器43は超音波セン
サ41からの検出信号を増幅して出力する。上記フィルタ
回路44は増幅器43からの出力信号を受け所定のしきい値
以上の信号のみを出力する。上記A/D変換器45はフィル
タ回路45からの出力信号を受けてそれをA/D変換しコン
トロールユニット46へ出力する。上記コントロールユニ
ット46は、マイクロコンピュータからなり、A/D変換器4
5から入力される信号に基いて、超音波センサ41で検出
した所定時間内における超音波の合計数と単位時間当り
の数と強度とを演算により求めて大型の浮遊物の有無を
判別し、浮遊物があると判別したときには操舵室のアラ
ームランプの制御駆動部へ警報信号を出力する。
以上説明したように、上記超音波発振装置30を設けたこ
とにより、水中翼船JFの進行方向前方へ指向性を有する
100kHz以下の周波数の超音波を放射し、約100〜120m前
方の海中における超音波の音圧レベルをイルカや鯨が忌
避する120〜130dBに保持するので、約100〜120m前方の
イルカや鯨を確実に追い払うことが出来る。
上記海上浮遊物検知装置40を設けたことにより、水中翼
船JFの前方の海面に浮遊している比較的大型の浮遊物の
有無を検知することが出来るので、浮遊物のあるときに
は水中翼船JFを減速するとか進行方向を変えるとかの対
策を講ずることが出来る。尚、超音波発振装置30から放
射する超音波の周波数を時々刻々変化させ且つその周波
数及び発振時刻を表わす信号をコントロールユニット46
へ供給しておけば、海上浮遊物検知装置40で超音波の往
復時間から浮遊物までの距離を求めることも可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は水中翼船
の右側面図、第2図は超音波放射状態を示す前部ストラ
ットと前部翼等の斜視図、第3図・第4図は夫々超音波
放射状態を示す水中翼船の右側図及び平面図、第5図は
超音波発振装置のブロック図、第6図は海上浮遊物検知
装置のブロック図である。 JF……水中翼船、12……前部ストラット、12A……セン
ターポッド、13……前部翼、22……後部ストラット、24
……後部翼、30……超音波発振装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】前部翼及びこれを支持する前部ストラット
    と、後部翼及びこれを支持する後部ストラットとを備え
    た水中翼船において、 前部ストラットの下部又は前部翼に、水中翼船の進行方
    向前方の海中に向けて約100〜120m前方の海中でイルカ
    や鯨が忌避する120〜130dBの音圧となる100kHz以下の周
    波数の指向性を有する超音波を発振する超音波発振手段
    を設けたことを特徴とする水中翼船のイルカ・鯨類衝突
    防止装置。
JP19341389A 1989-07-26 1989-07-26 水中翼船のイルカ・鯨類衝突防止装置 Expired - Fee Related JPH0755673B2 (ja)

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