1.6舵工作原理.ppt

1、1,2020/9/21,第六节 舵的工作原理,一、舵压力 （一）舵压力产生的原理,2,2020/9/21,（二）舵压力、舵压力作用点和转舵力矩 1、舵压力 2、舵压力作用点 3、舵前缘的转舵力矩,PN=1/2g w CNARVR,e=(0.195+0.305Sin)b,Me=41.35gbARVRSin,3,2020/9/21,二、影响舵压力因素,（一）减低舵压力的流体现象 1、失速现象 2、空泡现象 3、空气吸入现象 （二）舵的尺度、现状等因素的影响 1、舵叶展弦比的影响 =h/b; =h/AR 展弦比越大，小舵角时的升力越大，有利于运用小舵角操船。否则相反。,4,2020/9/21,当 1

2、时，极限舵角约为32度，实际机械舵角常达35度，内河船可达45度。 一般船舶配舵的展弦比为1.41.9范围内 2、舵的外形及剖面现状影响 流线型舵阻力比平板舵阻力小20 3、舵面积的影响 舵压力与舵面积成正比 舵面积系数：=AR*100%/Lppd 海洋拖船舵面积系数达3.0%6.0%;,2020/9/21,5,6,2020/9/21,（三）船体、伴流和螺旋桨尾流,1、船体的干扰和船尾现状的影响 船尾舵的舵压力比敞水舵约提高2030。 2、伴流对舵压力影响,VR=Vs(1-w) PN=1/ 2g w CNVs (1-w) AR,受伴流影响后的舵压力只有敞水舵的0.350.46倍（单桨单舵船）或

3、0.390.60倍（双桨单舵船）,7,2020/9/21,3、螺旋桨尾流影响,VR=VA+ua=Vs(1-w)+ua PN=1/2gw CNVs (1-w) +uaAR,单桨单舵船船尾舵压力比敞水舵增加2.402.58倍 4、滑失的影响,5、斜流的影响 实际冲角e= o-( A+)= o R R可达20度左右；通常可达10度至13度。,8,2020/9/21,三、舵压力转船力矩 （一）航行时舵压力转船力矩,以重心G为支点： Mp=PN l (Nm) l=L/2Cos Mp=1/4LKgARVRSin2 (Nm) 以转心为支点： Mp=PNlp （ Nm）,9,2020/9/21,（二）系泊时舵

4、压力转船力矩 Mpo=PNla=PNCos （Nm） 四、舵效 （一）舵效概念 船舶在各种不同的状态下，用舵设备操纵船舶所表现的综合效果。 正舵的稳向性；小舵角的保向性； 一般舵角的改向性；大舵角的回转性 当船舶操一舵角时，回转某一角度所需的时间和纵、横距。,10,2020/9/21,（二）舵效的判断 1、舵效指数 （K/T） 在舵角 一定时，角加速度主要取决于K/T值。K/T值大，角加速度 就大，舵效就好；反之就差。 K/T数量上表征每改变1度舵角所能给出的角加速度量，因此K/T称为舵效指数或应舵指数。 2、诺宾指数 P1/2K/T P值代表操舵后船舶移动一个船长时，每单位舵角引起船首的变化

5、值，称诺宾指数或转首指数。P值反映了船舶初始回转性。,11,2020/9/21,（三）影响舵效因素 1、舵角 2、舵面积系数 3、船速 4、舵机性能 5、船体水下侧面积,6、吃水 7、横倾 8、风、流、污底及浅水 9、螺旋桨正、反转,（四）船舶倒退舵效 船舶倒退舵效较进航时差，其原因是： 1、船舶水动力转船力矩阻碍船舶回转； 2、舵速下降，舵压力转船力矩减小； 3、产生涡流，水动力性能变差，舵压力下降； 4、吸流使吸力下降，舵压力仍较小； 5、螺旋桨突然反转，舵叶周围产生涡流， 舵压力迅速下降 6、螺旋桨斜流效应横向力阻碍船舶回转运动。,12,2020/9/21,五、特种舵的舵效及工作原理,（一）增加拱度比，提高舵压力 1、奥尔兹舵 2、反应舵或整流舵 3、襟翼舵,13,2020/9/21,（二）改变尾流方向，提高舵效 1、基青舵 2、主动舵 3、转动导管螺旋桨 4、异步转动导管螺旋桨 5、Z轴旋转螺旋桨 6、平旋推进器 7