《舵的设计》PPT课件

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1、第三章舵的设计概述舵的几何要素、分类及安装位置单独舵的水动力性能舵设计中有关参数的选择舵的水动力和舵机转矩的计算舵设计计算举例改善操纵性的措施概述—操纵性标准操纵性标准：1993年国际海事组织(1MO)对100m及以上海船的操纵性标准提出了要求，之后，又进行了修订，具体规定如下：1）回转能力：船舶以左（右）35o舵角回转时，回转圈的纵距不超过4.5L（L为垂线间长），战术直径不超过5.0L。2）初始回转能力船舶操左10º舵角或右10º舵角后，船首向角从原航向改变10º时，船舶前进的纵距应不超过2.5倍船长。概述—操纵性标准3）偏航纠正和航向保

2、持能力10º／10ºZ形操纵试验测得的第一超越角应不超过：10º如L/V＜10s时；20º如L/V≥30s时；(5＋1/2(L/V))º如10s≤L/V＜30s时。10º／10ºZ形操纵试验测得的第二超越角应不超过上述第一超越角衡准值加15º20º／20ºZ形操纵试验测得的第一超越角应不超过25º概述—操纵性标准4）停船能力全速倒车试验测得的停船轨迹应不超过15L，但如果因船舶排水量大而使该衡准值不切实际时，主管机构可修改该衡准值。5）船舶航向为不稳定时，可用螺旋试验或回舵试验确定其不稳定的程度。舵设计的基本思想满足操纵性要求远洋船以航向保持

3、性为主；沿海船和进出港频繁的港作船，对回转性有较高的要求；内河船受航道的限制应注意转首性，同时需满足回转性的特殊要求；舵与船体、螺旋桨组成有机的整体，考虑它们的相互影响，力求降低航向阻力，提高推进效率。舵设计的内容舵的数目和形式的选择舵的尺度和形状的设计舵力及舵杆扭矩计算和舵机功率估算。舵的几何要素舵面积AR：舵叶的侧投影面积（如有部分舵叶露出水面，舵面积指设计水线以下的舵的侧投影面积）；舵高（展长）h，舵杆轴线方向舵叶上下缘的垂直距离；舵宽（弦长）b，为舵叶前、后缘之间的水平距离。对矩形舵，舵宽即各剖面弦长；对非矩形舵可用平均舵宽表示；展弦

4、比λ对矩形舵λ＝h/b；对非矩形舵叶舵的几何要素平衡比e，指舵杆轴线前的舵面积与整个舵面积的比值。对不平衡舵，舵杆轴线在舵的导缘，e=0；厚度比：舵剖面的最大厚度与舵宽的比值面积比μ：舵面积与船体垂线间长和设计吃水的乘积的比值。舵剖面，指与舵杆轴线垂直的舵叶剖面。对沿高度方向厚度不变的矩形舵，在整个高度方向其剖面是一样的。舵的分类按舵的支承情况：多支承舵、双支承舵、半悬挂舵和悬挂舵。按舵的剖面形状：平板舵和流线型舵按舵杆轴线在舵宽度上的位置：不平衡舵、平衡舵和半平衡舵。第二节舵装置的分类一、按舵杆轴线在舵叶宽度上的位置分1、不平衡舵：又称普通

5、舵，适用于小船。特点：舵叶全部位于舵杆轴线之后，舵钮支点较多，舵杆强度容易得到保证。需要较大的转舵力矩。2、平衡舵：海船广泛应用。特点：①舵杆轴线位于舵叶的前后缘之间；②舵杆轴线之前的舵叶起平衡作用，这部分的面积与舵叶全部面积之比称为平衡比度或平衡系数，一般在0.2～0.3之间；③所需的转舵力矩小，进而可相应减小舵机功率。3、半平衡舵：适用于尾柱形状比较复杂的船舶。特点：舵的下半部为平衡舵，上半部为不平衡舵，平衡比度介于平衡舵和不平衡舵之间，即0.2以下。二、按舵的支承方式分1、支承舵：分多支承舵和双支承舵两种。多支承舵：与船体尾柱连接有三个

6、及以上支承点的舵。其支承点可分为舵承、舵钮和舵托等。舵的重量由船体内的支承和舵托来支承。双支承舵：指除上支承外，在舵根处还设有一个下支承的舵。2、悬挂舵：只有上支承而无下支承，其舵叶全部悬挂在船体外的舵杆上。广泛应用。3、半悬挂舵：指下支承的位置设在舵叶中间的舵。三、按舵叶的剖面形状分1、平板舵：也称单板舵，仅用于小船。2、流线型舵(又称复板舵)：海船广泛采用。除了部分非自航船外，绝大数机动船都采用流线型舵的分类现在普遍采用的舵多是流线型的平衡舵；在双桨双舵上常采用悬挂式舵，主要考虑到舵位于桨之后方，舵的下缘难以支撑。半平衡半悬挂舵多用于多桨

7、船的中舵（或单桨单舵船），这时将尾呆木切去少许以增进其回转性，同时也便于设舵。舵的数目及安装位置舵的数目：取决于船型和航行情况，与螺旋桨数目有很大关系。一般情况下，舵数＝桨数但对一些操纵性要求高，吃水又受限制的船，也配置双桨三舵。（如长江上游）舵的形式：与船尾形式、航行条件及设备条件有关。有尾框架及舵柱的船尾采用多支承的不平衡舵，转舵时，舵杆扭矩较大，需要较大的舵机，不平衡舵在风浪中容易出现应舵不灵的现象；有尾框架船尾采用双支承平衡舵，借以减小舵杆扭矩和舵机效率。变吃水船，舵叶上端离水面距离远些，可提高轻载时的舵效对无尾框架的敞式船尾，采用半

8、悬挂式半平衡舵双桨船上常采用悬挂式双平衡舵。舵的数目及安装位置舵应布置在远离船舶重心处，以便增大转船力臂，但要注意舵的可靠保护；为了获得螺旋桨尾流以提高舵效，舵一般