第三章 舵的設(shè)計(jì)

1、3.1 概述3.2 舵的幾何要素與分類3.3 單獨(dú)舵的水動(dòng)力特性3.4 舵設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)的選擇3.5 舵的水動(dòng)力及舵機(jī)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算3.6 舵設(shè)計(jì)計(jì)算舉例3.7 改善操縱性措施第三章 舵的設(shè)計(jì)第三章第三章 舵的設(shè)計(jì)舵的設(shè)計(jì)3.1 概述概述一、舵的作用一、舵的作用二、操縱性標(biāo)準(zhǔn)二、操縱性標(biāo)準(zhǔn) 三、舵設(shè)計(jì)的基本思想三、舵設(shè)計(jì)的基本思想第三章第三章 舵的設(shè)計(jì)舵的設(shè)計(jì)一一 舵的作用舵的作用1、推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分、推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分2、舵的控制作用、舵的控制作用3、舵的鰭效應(yīng)、舵的鰭效應(yīng)舵的作用舵的作用1、推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分、推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分舵舵船體與槳船體與槳影響受力影響受力伴流和尾流作用

2、伴流和尾流作用有機(jī)整體有機(jī)整體吸收尾流能量吸收尾流能量根渦區(qū)被填充根渦區(qū)被填充能量增加能量增加能耗降低能耗降低提高推進(jìn)效率提高推進(jìn)效率2、舵的控制作用、舵的控制作用船舶航向船舶航向控控 制制舵舵改變改變 保持保持體現(xiàn)操縱性能體現(xiàn)操縱性能小舵角下的小舵角下的航向穩(wěn)定性航向穩(wěn)定性中舵角下的中舵角下的航向改變性航向改變性大舵角下大舵角下的回轉(zhuǎn)性的回轉(zhuǎn)性舵的作用舵的作用3、舵的鰭效應(yīng)、舵的鰭效應(yīng)舵舵附附 體體產(chǎn)生回轉(zhuǎn)阻尼產(chǎn)生回轉(zhuǎn)阻尼零舵角零舵角操舵角操舵角固定式尾鰭固定式尾鰭減小舵力減小舵力、力矩力矩改善了直線穩(wěn)定性，提高了進(jìn)入新航向的跟從性改善了直線穩(wěn)定性，提高了進(jìn)入新航向的跟從性舵的作用舵的作用船

3、-舵-槳二、操縱性標(biāo)準(zhǔn)三、舵設(shè)計(jì)的基本思想1、傳統(tǒng)船體設(shè)計(jì)特點(diǎn)、傳統(tǒng)船體設(shè)計(jì)特點(diǎn) 長(zhǎng)期以來(lái)，船體設(shè)計(jì)主要綜合考慮了穩(wěn)性、排長(zhǎng)期以來(lái)，船體設(shè)計(jì)主要綜合考慮了穩(wěn)性、排水量、快速性、總布置和橫搖周期等要求，幾乎沒(méi)水量、快速性、總布置和橫搖周期等要求，幾乎沒(méi)有涉及到操縱性要求。舵設(shè)計(jì)是經(jīng)典的操縱性設(shè)計(jì)有涉及到操縱性要求。舵設(shè)計(jì)是經(jīng)典的操縱性設(shè)計(jì)方法。方法。2、現(xiàn)代船體設(shè)計(jì)特點(diǎn)、現(xiàn)代船體設(shè)計(jì)特點(diǎn) 大量新船型的問(wèn)世，僅憑舵設(shè)計(jì)常無(wú)法保證足大量新船型的問(wèn)世，僅憑舵設(shè)計(jì)常無(wú)法保證足夠的操縱性能，因此必須在初步設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行方夠的操縱性能，因此必須在初步設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行方案計(jì)算預(yù)報(bào)和核算。將快速性案計(jì)算預(yù)報(bào)和核算

4、。將快速性、操縱性操縱性、耐波性綜耐波性綜合權(quán)衡設(shè)計(jì)。合權(quán)衡設(shè)計(jì)。三、舵設(shè)計(jì)的基本思想舵設(shè)計(jì)的基本思想 3、舵設(shè)計(jì)的考慮因素、舵設(shè)計(jì)的考慮因素（1）要滿足操縱性要求。不同船型對(duì)操縱性的）要滿足操縱性要求。不同船型對(duì)操縱性的 要求是不同的，設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)有不同的側(cè)重。要求是不同的，設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)有不同的側(cè)重。（2）考慮舵與船體、螺旋槳相互影響）考慮舵與船體、螺旋槳相互影響,降低航行降低航行阻力，提高推進(jìn)效率。阻力，提高推進(jìn)效率。（1）滿足操縱性要求 不同類型的船舶對(duì)操縱性要求不同：遠(yuǎn)洋船- 航向保持性為主，對(duì)回轉(zhuǎn)性要求不高。u 一般直線穩(wěn)定性好的船，航向不容易偏離，航向保持性也好；一般直線穩(wěn)定性好的船，

5、航向不容易偏離，航向保持性也好；u 舵效好的船，小舵角轉(zhuǎn)首性好，也容易保持航向；舵效好的船，小舵角轉(zhuǎn)首性好，也容易保持航向；u 直線穩(wěn)定不好的船，頻繁操舵，使舵工疲勞，航速降低，而且在風(fēng)浪直線穩(wěn)定不好的船，頻繁操舵，使舵工疲勞，航速降低，而且在風(fēng)浪 中也難以操縱中也難以操縱。沿海船和進(jìn)出港頻繁的海港工作船，對(duì)回轉(zhuǎn)性有特殊要求。沿海船和進(jìn)出港頻繁的海港工作船，對(duì)回轉(zhuǎn)性有特殊要求。內(nèi)河船受航道的限制應(yīng)注意轉(zhuǎn)首性，同時(shí)滿足回轉(zhuǎn)性的特殊內(nèi)河船受航道的限制應(yīng)注意轉(zhuǎn)首性，同時(shí)滿足回轉(zhuǎn)性的特殊 要求要求（1）滿足操縱性要求三、舵設(shè)計(jì)的基本思想舵設(shè)計(jì)的基本思想 4 、舵設(shè)計(jì)的內(nèi)容、舵設(shè)計(jì)的內(nèi)容1）舵的數(shù)目和形

6、式的選擇。）舵的數(shù)目和形式的選擇。2）舵的尺寸和形狀的設(shè)計(jì)。）舵的尺寸和形狀的設(shè)計(jì)。3）舵力以及舵桿扭矩計(jì)算）舵力以及舵桿扭矩計(jì)算 和舵機(jī)功率估算。和舵機(jī)功率估算。第三章第三章 舵的設(shè)計(jì)舵的設(shè)計(jì)3.2 3.2 舵的幾何要素與分類舵的幾何要素與分類Rudder NomenclatureTip ChordRoot ChordHullStockSpanLeading EdgeTrailing Edge3.2、舵的幾何要素及分類、舵的幾何要素及分類一、舵的幾何要素一、舵的幾何要素1.1.舵面積舵面積A Ad d 舵的外形輪廓所包圍的面積。舵的外形輪廓所包圍的面積。 2. 舵高舵高h(yuǎn) 為沿舵桿軸線方向，

7、舵葉上緣為沿舵桿軸線方向，舵葉上緣 至下緣的直線距離。至下緣的直線距離。 3. 舵寬舵寬b 為舵葉前、后緣之間的水平距離。為舵葉前、后緣之間的水平距離。 對(duì)矩形舵舵寬即各剖面弦長(zhǎng)，對(duì)矩形舵舵寬即各剖面弦長(zhǎng)， 對(duì)非矩形舵可用平均舵寬對(duì)非矩形舵可用平均舵寬bm表示。表示。非矩形舵：非矩形舵：=h2/ Ad矩形舵：舵高矩形舵：舵高h(yuǎn)在機(jī)翼中稱為翼展、在機(jī)翼中稱為翼展、舵寬舵寬b稱為翼舷。稱為翼舷。 =h/b4.展弦比展弦比 舵高與舵寬之比舵高與舵寬之比5.5.平衡系數(shù)平衡系數(shù)k kK為舵軸前面積與整個(gè)舵面積之比值。為舵軸前面積與整個(gè)舵面積之比值。一、舵的幾何要素一、舵的幾何要素6.厚度比厚度比Z 舵

8、剖面的最大厚度與舵寬的比值舵剖面的最大厚度與舵寬的比值7.面積比面積比 表示舵面積與船體垂線間長(zhǎng)表示舵面積與船體垂線間長(zhǎng)LBP和設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)吃水吃水d的乘積之比值的乘積之比值一、舵的幾何要素一、舵的幾何要素一、舵的幾何要素一、舵的幾何要素8.8.舵剖面形狀舵剖面形狀流線型舵的剖面常為流線型舵的剖面常為對(duì)稱機(jī)翼形。通常為對(duì)稱機(jī)翼形。通常為使其能產(chǎn)生較大的升使其能產(chǎn)生較大的升力和具有較小的阻力，力和具有較小的阻力，前緣為圓形，后緣較前緣為圓形，后緣較尖。尖。舵剖面線型 NACANACA翼型表示方法翼型表示方法拱拱度度比比厚厚度度比比t/b拱拱度度位位置置二、舵的類型二、舵的類型（一）（一）.按舵面積

9、對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸位置的分布情況分類按舵面積對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸位置的分布情況分類1.普通舵 Unbalanced Rudder 舵的全部面積均在轉(zhuǎn)軸后方2. 平衡舵 Balanced Rudder 在整個(gè)舵的高度上，均有部分 舵面積在舵軸線的前方3. 半平衡舵 Semi Balanced只有占舵高一部分的舵面積 在舵軸線的前方二、舵的類型：二、舵的類型：（二）（二） 按舵剖面結(jié)構(gòu)情況分類按舵剖面結(jié)構(gòu)情況分類二、舵的類型：二、舵的類型：（三）（三） 按舵的支承情況分類按舵的支承情況分類圖圖a圖圖bc圖圖d，f圖圖e （三）（三）按舵的支承情況分類三、舵的布置原則三、舵的布置原則1. 為了產(chǎn)生盡可能大的舵力矩，舵應(yīng)布

10、置在為了產(chǎn)生盡可能大的舵力矩，舵應(yīng)布置在 遠(yuǎn)離船舶重心處：船首尾部。遠(yuǎn)離船舶重心處：船首尾部。 2. 注意使舵得到突出的尾型的保護(hù)。注意使舵得到突出的尾型的保護(hù)。3. 為了獲得槳的尾流來(lái)提高舵效，一般布置為了獲得槳的尾流來(lái)提高舵效，一般布置在槳的后方。在槳的后方。4. 多舵布置時(shí)必須注意舵之間的干擾問(wèn)題。多舵布置時(shí)必須注意舵之間的干擾問(wèn)題。第三章第三章 舵的設(shè)計(jì)舵的設(shè)計(jì)3.3 舵的水動(dòng)力特性舵的水動(dòng)力特性 3.3 舵的水動(dòng)力特性（+）（-）LFFNDFTsin2 .5762RRNVAPD阻力（阻力（N）L升力（升力（N）F舵力（舵力（N）FN正壓力（正壓力（N）PT摩擦力（摩擦力（N）舵角（舵

11、角（）V 舵葉對(duì)水速度（舵葉對(duì)水速度（m/s）Ad舵葉浸水面積（舵葉浸水面積（m2）eSb1 1、舵力的概念、舵力的概念 由機(jī)翼理論可知舵的水動(dòng)力特征。由機(jī)翼理論可知舵的水動(dòng)力特征。 水流以水流以角沖向舵時(shí)，產(chǎn)生升力角沖向舵時(shí)，產(chǎn)生升力L L和和阻力阻力D D，其合力，其合力R R分為法向力分為法向力F F和切向力和切向力A A。我們稱法向力我們稱法向力F F為舵力。舵力為舵力。舵力F F的大小可用的大小可用下式求得：下式求得：其中：其中：A AR R為舵面積；為舵面積； V V為舵速為舵速C C為舵力系數(shù)，其大小可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：為舵力系數(shù)，其大小可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 其中，其中，為舵的展舷比

12、為舵的展舷比 舵壓力及舵壓力轉(zhuǎn)船力矩舵壓力及舵壓力轉(zhuǎn)船力矩RFDLAsin212RRRCVAF25. 213. 6RC2. 2. 舵力轉(zhuǎn)船力矩舵力轉(zhuǎn)船力矩 其中其中N NR R為舵力轉(zhuǎn)船力矩，其大小為舵力轉(zhuǎn)船力矩，其大小與舵力、舵角等因素有關(guān)。與舵力、舵角等因素有關(guān)。舵壓力及舵壓力轉(zhuǎn)船力矩RRRRRXYNFYFXsincosGxe3.3 3.3 舵的水動(dòng)力特性舵的水動(dòng)力特性 在均勻流場(chǎng)中敞水舵水動(dòng)力特性的基在均勻流場(chǎng)中敞水舵水動(dòng)力特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行船體、螺旋槳等項(xiàng)的修正。礎(chǔ)上，進(jìn)行船體、螺旋槳等項(xiàng)的修正。（一）敞水舵（一）敞水舵升力系數(shù)：升力系數(shù)：阻力系數(shù)：阻力系數(shù)：壓力中心系數(shù)：壓力中心系數(shù)

13、：合力系數(shù)：合力系數(shù)：法向力系數(shù)：法向力系數(shù)： 敞水舵的系列試驗(yàn)資料n據(jù)流體力學(xué)相似理論，幾何形狀相似的機(jī)翼在相同的流動(dòng)狀態(tài)下CL、CP、CD均相等，所以，一組實(shí)驗(yàn)值可用于幾何相似，大小不等的一系列機(jī)翼中n敞水舵的試驗(yàn)資料：NACA 系列前蘇聯(lián)漢堡大學(xué)Jfs系列Tayler水池 TMB系列（一）敞水舵（一）敞水舵運(yùn)用試驗(yàn)資料來(lái)估算舵的水動(dòng)力特性（一）敞水舵（一）敞水舵運(yùn)用試驗(yàn)資料來(lái)估算舵的水動(dòng)力特性（一）敞水舵（一）敞水舵（二）船后舵（二）船后舵1。船體對(duì)舵力的影響：。船體對(duì)舵力的影響：其大小比螺旋槳處伴流的還要大。其大小比螺旋槳處伴流的還要大。有效進(jìn)速有效進(jìn)速- 船后伴流降低了舵與水的相對(duì)船

14、后伴流降低了舵與水的相對(duì)速度。速度。1. 船體對(duì)舵力的影響船體對(duì)舵力的影響有效攻角有效攻角船舶曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，船尾舵處的幾何漂角為：船舶曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，船尾舵處的幾何漂角為：則船舶作定常旋回時(shí)舵處的舵的攻角為：則船舶作定常旋回時(shí)舵處的舵的攻角為：為拉直效應(yīng)系數(shù)。為拉直效應(yīng)系數(shù)。由此可見，由于船體的影響，使舵的攻角減小，從而使舵力減小。由此可見，由于船體的影響，使舵的攻角減小，從而使舵力減小。sincos1rxVrxtgRRRR舵、船體、螺旋槳的相互影響（二）船后舵（二）船后舵（二）船后舵（二）船后舵2。螺旋槳尾流對(duì)舵力影響：。螺旋槳尾流對(duì)舵力影響： 舵處于螺旋槳之后，槳后排出流的軸向部分增舵處于螺旋槳

15、之后，槳后排出流的軸向部分增加了舵的進(jìn)速，橫向部分還增大了舵的攻角。加了舵的進(jìn)速，橫向部分還增大了舵的攻角。在螺旋槳的尾流之中，舵的水動(dòng)力特性由尾流場(chǎng)在螺旋槳的尾流之中，舵的水動(dòng)力特性由尾流場(chǎng)決定。螺旋槳尾流的誘導(dǎo)速度有三個(gè)分量，軸向、決定。螺旋槳尾流的誘導(dǎo)速度有三個(gè)分量，軸向、切向和徑向。徑向分量較小可忽略。確定舵的相切向和徑向。徑向分量較小可忽略。確定舵的相對(duì)流速對(duì)流速VR和相對(duì)水流沖角和相對(duì)水流沖角R。提出了各家的經(jīng)驗(yàn)。提出了各家的經(jīng)驗(yàn)公式。公式。舵、船體、螺旋槳的相互影響 3. 3. 影響舵力大小的因素影響舵力大小的因素1）舵與船體間的相互干擾）舵與船體間的相互干擾 尾部船體兩側(cè)，相當(dāng)

16、于增加了舵葉面積，從而尾部船體兩側(cè)，相當(dāng)于增加了舵葉面積，從而使舵使舵力增加力增加。舵與船尾越近，增加越明顯。舵與船尾越近，增加越明顯。2）伴流的影響）伴流的影響 船體周圍的部分水追隨船舶運(yùn)動(dòng)而形成的水流稱伴船體周圍的部分水追隨船舶運(yùn)動(dòng)而形成的水流稱伴流。它流。它使舵力下降使舵力下降。 伴流的特點(diǎn)是：伴流的特點(diǎn)是：近大遠(yuǎn)小、上大下小、左右對(duì)稱近大遠(yuǎn)小、上大下小、左右對(duì)稱。船舶前進(jìn)時(shí)，首部為零，自首至尾逐漸擴(kuò)大，船尾最大船舶前進(jìn)時(shí)，首部為零，自首至尾逐漸擴(kuò)大，船尾最大；倒航時(shí)船尾為零。；倒航時(shí)船尾為零。 單車單舵船，前進(jìn)中突然停車，因伴流過(guò)強(qiáng)造成舵單車單舵船，前進(jìn)中突然停車，因伴流過(guò)強(qiáng)造成舵力極

17、度下降，甚至力極度下降，甚至出現(xiàn)無(wú)舵效的現(xiàn)象出現(xiàn)無(wú)舵效的現(xiàn)象。 3 3、影響舵力大小的因素3）螺旋槳排出流的影響）螺旋槳排出流的影響 因螺旋槳排出流比船速高得多，大大提高了因螺旋槳排出流比船速高得多，大大提高了舵葉與水的相對(duì)速度，舵葉與水的相對(duì)速度，極大地增加了舵力極大地增加了舵力。 注意：注意：雙車單舵船因排出流對(duì)舵力幾乎不產(chǎn)雙車單舵船因排出流對(duì)舵力幾乎不產(chǎn)生作用，當(dāng)船舶在靠離泊作業(yè)、船速很低時(shí)幾乎生作用，當(dāng)船舶在靠離泊作業(yè)、船速很低時(shí)幾乎沒(méi)有舵效沒(méi)有舵效。4）船舶回轉(zhuǎn)中的舵力下降）船舶回轉(zhuǎn)中的舵力下降 一是：船舶繞旋回圈中心進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)，在舵一是：船舶繞旋回圈中心進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)，在舵葉處存在一個(gè)

18、漂角，使水流的有效流入角減小。葉處存在一個(gè)漂角，使水流的有效流入角減小。 二是：船舶在回轉(zhuǎn)中繞自身轉(zhuǎn)心運(yùn)動(dòng)時(shí)，使二是：船舶在回轉(zhuǎn)中繞自身轉(zhuǎn)心運(yùn)動(dòng)時(shí)，使舵葉附近的水流對(duì)舵的沖角減小。舵葉附近的水流對(duì)舵的沖角減小。 3 3、影響舵力大小的因素5）使舵力減小的流體現(xiàn)象）使舵力減小的流體現(xiàn)象 （1）失速現(xiàn)象：當(dāng)達(dá)失速舵角或臨界舵角時(shí)，舵升力驟然下降。）失速現(xiàn)象：當(dāng)達(dá)失速舵角或臨界舵角時(shí)，舵升力驟然下降。 （2）空泡現(xiàn)象：當(dāng)舵的背流面壓力下降至該溫度下的汽化壓力時(shí)，在）空泡現(xiàn)象：當(dāng)舵的背流面壓力下降至該溫度下的汽化壓力時(shí)，在舵的背流面產(chǎn)生空泡現(xiàn)象，使升力減小。舵的背流面產(chǎn)生空泡現(xiàn)象，使升力減小。 （3）

19、空氣吸入現(xiàn)象：在舵葉表面吸入空氣、產(chǎn)生渦流而使舵力下降。）空氣吸入現(xiàn)象：在舵葉表面吸入空氣、產(chǎn)生渦流而使舵力下降。6）舵的尺度、形狀等因素對(duì)舵力的影響）舵的尺度、形狀等因素對(duì)舵力的影響 臨界舵角的大小與舵的高寬比（即縱橫比、展舷比）密切相關(guān)。臨界舵角的大小與舵的高寬比（即縱橫比、展舷比）密切相關(guān)。高寬比越大，提高了小舵角的保向性。但過(guò)大，將導(dǎo)致臨界舵角變小，高寬比越大，提高了小舵角的保向性。但過(guò)大，將導(dǎo)致臨界舵角變小，從而引起過(guò)早失速。從而引起過(guò)早失速。 高寬比一般選擇在高寬比一般選擇在1.41.9之間。之間。第三章第三章 舵的設(shè)計(jì)舵的設(shè)計(jì)3.4 舵設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)的選擇舵設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)的選擇3.4

20、 舵設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)的選擇1. 舵面積舵面積 舵設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。舵設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。舵面積大舵面積大 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):回轉(zhuǎn)力矩大，大舵角回轉(zhuǎn)半徑小；小回轉(zhuǎn)力矩大，大舵角回轉(zhuǎn)半徑??；小 舵舵 角起呆木作用，回轉(zhuǎn)半徑大角起呆木作用，回轉(zhuǎn)半徑大缺點(diǎn)缺點(diǎn)：舵機(jī)大，失去船體保護(hù)，空間大：舵機(jī)大，失去船體保護(hù)，空間大選?。哼x?。?參照母型船參照母型船 經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式3.4 舵設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)的選擇3.4 舵設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)的選擇3.4 舵設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)的選擇n2。展弦比展弦比舵葉隨攻角而變化的水動(dòng)力曲線主要有展弦比決定舵葉隨攻角而變化的水動(dòng)力曲線主要有展弦比決定 3.4 舵設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)的選擇3.4 舵設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)的選擇3。舵

21、剖面形狀。舵剖面形狀平板舵平板舵內(nèi)河小船；流線型內(nèi)河小船；流線型海船海船4。厚度比。厚度比據(jù)船型、舵型、安裝綜合考慮據(jù)船型、舵型、安裝綜合考慮5。舵外型。舵外型考慮與船體、螺旋槳配合。考慮與船體、螺旋槳配合。6。平衡比。平衡比原則：在各種舵角下，舵桿扭矩最小。原則：在各種舵角下，舵桿扭矩最小。 3.4 舵設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù)的選擇第三章第三章 舵的設(shè)計(jì)舵的設(shè)計(jì) 3.5 3.5 舵的水動(dòng)力及舵機(jī)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算舵的水動(dòng)力及舵機(jī)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算3.5 舵的水動(dòng)力和舵機(jī)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算一、舵機(jī)功率估算二、舵的強(qiáng)度計(jì)算二、舵的強(qiáng)度計(jì)算第三章第三章 舵的設(shè)計(jì)舵的設(shè)計(jì)3.6 3.6 舵設(shè)計(jì)計(jì)算舉例舵設(shè)計(jì)計(jì)算舉例舵的設(shè)計(jì)步驟舵面積及

22、幾何要素舵面積及幾何要素水動(dòng)力及轉(zhuǎn)舵力矩水動(dòng)力及轉(zhuǎn)舵力矩強(qiáng)度校核，定舵桿尺寸強(qiáng)度校核，定舵桿尺寸舵機(jī)功率選舵機(jī)舵機(jī)功率選舵機(jī)3.6 舵設(shè)計(jì)計(jì)算舉例3.6 舵設(shè)計(jì)計(jì)算舉例3.6 舵設(shè)計(jì)計(jì)算舉例3.6 舵設(shè)計(jì)計(jì)算舉例3.6 舵設(shè)計(jì)計(jì)算舉例第三章第三章 舵的設(shè)計(jì)舵的設(shè)計(jì)3.7 3.7 改善操縱性措施改善操縱性措施一、一、船舶主尺度與形狀對(duì)操縱性的影響二、特種操舵裝置3.7 3.7 改善操縱性措施改善操縱性措施一、一、船舶主尺度與形狀對(duì)操縱性的影響船舶主尺度與形狀對(duì)操縱性的影響2 2、船舶主尺度比、船舶主尺度比 船長(zhǎng)越長(zhǎng)那么定常回轉(zhuǎn)直徑越大，給操縱船舶帶船長(zhǎng)越長(zhǎng)那么定?；剞D(zhuǎn)直徑越大，給操縱船舶帶來(lái)了困

23、難。來(lái)了困難。1. 1. 船舶水線長(zhǎng)船舶水線長(zhǎng)L LWLWL1 1。L/BL/B增加，船舶直線穩(wěn)定性有所提高，而回轉(zhuǎn)性增加，船舶直線穩(wěn)定性有所提高，而回轉(zhuǎn)性 變差，定?；剞D(zhuǎn)直徑變大。變差，定?；剞D(zhuǎn)直徑變大。2 2。B/dB/d增加，船舶扁而寬，回轉(zhuǎn)性有所提高。增加，船舶扁而寬，回轉(zhuǎn)性有所提高。3 3。船體修長(zhǎng)度。船體修長(zhǎng)度 增大，回轉(zhuǎn)阻尼降低，回轉(zhuǎn)增大，回轉(zhuǎn)阻尼降低，回轉(zhuǎn)性性 指數(shù)指數(shù)K K增加，提高船舶回轉(zhuǎn)性。增加，提高船舶回轉(zhuǎn)性。一、船舶主尺度與形狀對(duì)操縱性的影響一、船舶主尺度與形狀對(duì)操縱性的影響3 3、方型系數(shù)、方型系數(shù)C CB B 方型系數(shù)增加，船體受擾動(dòng)之后，水動(dòng)力方型系數(shù)增加，船體

24、受擾動(dòng)之后，水動(dòng)力的位置力作用點(diǎn)往船首移動(dòng)，使直線穩(wěn)定性變的位置力作用點(diǎn)往船首移動(dòng)，使直線穩(wěn)定性變差，回轉(zhuǎn)性有所改善。差，回轉(zhuǎn)性有所改善。4 4、中線面面積、中線面面積 尾部中線面面積和尾部形狀的微小變動(dòng)對(duì)尾部中線面面積和尾部形狀的微小變動(dòng)對(duì)船舶操縱性有明顯的影響。為了提高直線穩(wěn)定船舶操縱性有明顯的影響。為了提高直線穩(wěn)定性，可增加尾部中線面面積，讓中線面面積形性，可增加尾部中線面面積，讓中線面面積形心后移。心后移。一、船舶主尺度與形狀對(duì)操縱性的影響一、船舶主尺度與形狀對(duì)操縱性的影響5 5、尾部形狀、尾部形狀 尾部形狀不僅對(duì)快速性有影響，對(duì)操縱性尾部形狀不僅對(duì)快速性有影響，對(duì)操縱性也有顯著影響。在尾部中線面面積不變的情況也有顯著影響。在尾部中線面面積不變的情況下，增大后體豐滿度采用下，增大后體豐滿度采用U形剖面，提高了回形剖面，提高了回轉(zhuǎn)性。轉(zhuǎn)性。6 6、首部形狀、首部形狀 球鼻艏的安裝相當(dāng)于增加了首部中線面面球鼻艏的安裝相當(dāng)于增加了首部