船舶運動學(xué)第五章舵的設(shè)計

1、第五章第五章 舵的設(shè)計舵的設(shè)計第一節(jié)第一節(jié) 舵的作用舵的作用一、推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分一、推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分二、舵的控制作用二、舵的控制作用三、舵的鰭效應(yīng)三、舵的鰭效應(yīng)舵的作用舵的作用一、推進(jìn)系統(tǒng)的重要組成部分一、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)效率二、舵的控制作用二、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

2、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三、舵的鰭效應(yīng)三、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-舵-槳第五章第五章 舵的設(shè)計舵的設(shè)計第二節(jié)第二節(jié) 舵設(shè)計的基本思想舵設(shè)計的基本思想the rudder has remained virtually unchanged since its introduction millennia ago.this is a typical rudder from

3、a 6th century nordic vessel. 舵設(shè)計的基本思想舵設(shè)計的基本思想一、傳統(tǒng)船體設(shè)計特點一、傳統(tǒng)船體設(shè)計特點 長期以來，船體設(shè)計主要綜合考慮了穩(wěn)性、排長期以來，船體設(shè)計主要綜合考慮了穩(wěn)性、排水量、快速性、總布置和橫搖周期等要求，幾乎沒水量、快速性、總布置和橫搖周期等要求，幾乎沒有涉及到操縱性要求。舵設(shè)計是經(jīng)典的操縱性設(shè)計有涉及到操縱性要求。舵設(shè)計是經(jīng)典的操縱性設(shè)計方法。方法。二、現(xiàn)代船體設(shè)計特點二、現(xiàn)代船體設(shè)計特點 大量新船型的問世，僅憑舵設(shè)計常無法保證足大量新船型的問世，僅憑舵設(shè)計常無法保證足夠的操縱性能，因此必須在初步設(shè)計階段，進(jìn)行方夠的操縱性能，因此必須在初步設(shè)計階

4、段，進(jìn)行方案計算預(yù)報和核算。將快速性案計算預(yù)報和核算。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。合權(quán)衡設(shè)計。舵設(shè)計的基本思想舵設(shè)計的基本思想三、舵設(shè)計的考慮因素三、舵設(shè)計的考慮因素（1）要滿足操縱性要求。不同船型對操縱性的）要滿足操縱性要求。不同船型對操縱性的 要求是不同的，設(shè)計時也應(yīng)有不同的側(cè)重。要求是不同的，設(shè)計時也應(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。滿足操縱性要求滿足操縱性要求 不同類型的船舶對操縱性要求是不同的，設(shè)計時不同類型的船舶對操縱性要求是不同的，設(shè)計時應(yīng)有不同的側(cè)重。

5、應(yīng)有不同的側(cè)重。 遠(yuǎn)洋船一般以航向保持性為主，對回轉(zhuǎn)性要遠(yuǎn)洋船一般以航向保持性為主，對回轉(zhuǎn)性要求不高。一般只限穩(wěn)定性好的船，航向不容易求不高。一般只限穩(wěn)定性好的船，航向不容易偏離，航向保持性也好；舵效好的船，小舵角偏離，航向保持性也好；舵效好的船，小舵角轉(zhuǎn)首性好，也容易保持航向。如果直線穩(wěn)定性轉(zhuǎn)首性好，也容易保持航向。如果直線穩(wěn)定性不良，不僅容易使舵工疲勞，航速降低，而且不良，不僅容易使舵工疲勞，航速降低，而且在風(fēng)浪中難以操縱。在風(fēng)浪中難以操縱。 沿海船和進(jìn)出港頻繁的海港工作船，望望對回沿海船和進(jìn)出港頻繁的海港工作船，望望對回轉(zhuǎn)性有較高的要求。轉(zhuǎn)性有較高的要求。 內(nèi)河船受航道的限制應(yīng)注意轉(zhuǎn)首性

6、，同時滿足內(nèi)河船受航道的限制應(yīng)注意轉(zhuǎn)首性，同時滿足回轉(zhuǎn)性的特殊要求。回轉(zhuǎn)性的特殊要求。要滿足操縱性要求要滿足操縱性要求對船體而言，其對直線穩(wěn)定性和回轉(zhuǎn)性的影響是對船體而言，其對直線穩(wěn)定性和回轉(zhuǎn)性的影響是相矛盾的，往往為了改善穩(wěn)定性和跟從性，而在回轉(zhuǎn)性和轉(zhuǎn)首性方面相矛盾的，往往為了改善穩(wěn)定性和跟從性，而在回轉(zhuǎn)性和轉(zhuǎn)首性方面做出犧牲，反之亦然。做出犧牲，反之亦然。據(jù)細(xì)長體理論，得到直線穩(wěn)定性的條件為：據(jù)細(xì)長體理論，得到直線穩(wěn)定性的條件為：舵設(shè)計的基本思想舵設(shè)計的基本思想四、舵設(shè)計的內(nèi)容四、舵設(shè)計的內(nèi)容1。舵的數(shù)目和形式的選擇。舵的數(shù)目和形式的選擇。2。舵的尺寸和形狀的設(shè)計。舵的尺寸和形狀的設(shè)計。3

7、。舵力以及舵桿扭矩計算。舵力以及舵桿扭矩計算 和舵機(jī)功率估算。和舵機(jī)功率估算。第五章第五章 舵的設(shè)計舵的設(shè)計第三節(jié)第三節(jié) 舵的類型及布置舵的類型及布置rudder nomenclaturetip chordroot chordhullstockspanleading edgetrailing edge一、舵的幾何要素及分類一、舵的幾何要素及分類舵的幾何要素舵的幾何要素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，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

8、水平距離。為舵葉前、后緣之間的水平距離。 對矩形舵舵寬即各剖面弦長，對矩形舵舵寬即各剖面弦長， 對非矩形舵可用平均舵寬對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舵面積之比值。為舵軸前面積與整個舵面積之比值。舵的幾何要素舵的幾何要素6.厚度比厚度比z 舵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表示舵面積與船體垂線間長lb

9、p和設(shè)計和設(shè)計吃水吃水d的乘積之比值的乘積之比值舵的幾何要素舵的幾何要素舵的幾何要素舵的幾何要素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稱機(jī)翼形。通常為對稱機(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 naca翼型表示方法拱拱度度比比厚厚度度比比t/b拱拱度度位位置置舵的類型及布置舵的類型及布置二、舵的類型：二、舵的類型：1.按舵面積對轉(zhuǎn)動軸位置的分布情況分類按舵面積對轉(zhuǎn)動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.

10、平衡舵 balanced rudder 在整個舵的高度上，均有部分在整個舵的高度上，均有部分 舵面積在舵軸線的前方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只有占舵高一部分的舵面積 在舵軸線的前方在舵軸線的前方舵的類型及布置舵的類型及布置一、舵的類型：一、舵的類型：2.按舵剖面結(jié)構(gòu)情況分類按舵剖面結(jié)構(gòu)情況分類舵的類型及布置舵的類型及布置一、舵的類型：一、舵的類型：3.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 按舵的支承情況分類按舵的支承情況分類舵的類型及布置舵的類型及布置三、舵的布置原則：三、舵的布置原則：1. 為了產(chǎn)生盡可

11、能大的舵力矩，舵應(yīng)布置在為了產(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提高舵效，一般布置為了獲得槳的尾流來提高舵效，一般布置在槳的后方。在槳的后方。4. 多舵布置時必須注意舵之間的干擾問題。多舵布置時必須注意舵之間的干擾問題。第五章第五章 舵的設(shè)計舵的設(shè)計第五節(jié)第五節(jié) 舵的水動力特性舵的水動力特性 舵的水動力特性舵的水動力特性（+）（-）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）p

12、t摩擦力（摩擦力（n）舵角（舵角（）v 舵葉對水速度（舵葉對水速度（m/s）ad舵葉浸水面積（舵葉浸水面積（m2）esb舵的水動力特性舵的水動力特性計算計算 在均勻流場中敞水舵水動力特性的基在均勻流場中敞水舵水動力特性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行船體、螺旋槳等項的修正。礎(chǔ)上，進(jìn)行船體、螺旋槳等項的修正。（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)：合力系數(shù)：合力系數(shù)：法向力系數(shù)：法向力系數(shù)：1 1、舵力的概念、舵力的概念 由機(jī)翼理論可知舵的水動力特征。由機(jī)翼理論可知舵的水動力特征。 水流以水流以角沖向舵時，產(chǎn)生升力角沖向舵時，產(chǎn)生升力l l和和阻力阻力d d，其

13、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)驗公式計算：為舵力系數(shù)，其大小可用經(jīng)驗公式計算： 其中，其中，為舵的展舷比為舵的展舷比 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

14、關(guān)。舵壓力及舵壓力轉(zhuǎn)船力矩舵壓力及舵壓力轉(zhuǎn)船力矩rrrrrxynfyfxsincosgxe 敞水舵的系列試驗資料n據(jù)流體力學(xué)相似理論，幾何形狀相似的機(jī)翼在相同的流動狀態(tài)下cl、cp、cd均相等，所以，一組實驗值可用于幾何相似，大小不等的一系列機(jī)翼中n敞水舵的試驗資料：naca 系列前蘇聯(lián)漢堡大學(xué)jfs系列tayler水池 tmb系列運用試驗資料來估算舵的水動力特性運用試驗資料來估算舵的水動力特性運用試驗資料來估算舵的水動力特性舵、船體、螺旋槳的相互影響舵、船體、螺旋槳的相互影響（二）船后舵（二）船后舵1。船體對舵力的影響：。船體對舵力的影響：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

15、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船后伴流降低了舵與水的相對速度。速度。1. 船體舵力的影響船體舵力的影響有效攻角有效攻角船舶曲線運動時，船尾舵處的幾何漂角為：船舶曲線運動時，船尾舵處的幾何漂角為：則船舶作定常旋回時舵處的舵的攻角為：則船舶作定常旋回時舵處的舵的攻角為：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。二、船、槳、舵之間的綜合影響二、船、槳、舵之間的綜合影響sincos1rxvrxtgrrrr舵、船體、螺旋槳的相互影響舵、船體、螺旋槳的相互影響（二）船后舵（二）

16、船后舵2。螺旋槳尾流對舵力影響：。螺旋槳尾流對舵力影響： 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，舵的水動力特性由尾流場在螺旋槳的尾流之中，舵的水動力特性由尾流場決定。螺旋槳尾流的誘導(dǎo)速度有三個分量，軸向、決定。螺旋槳尾流的誘導(dǎo)速度有三個分量，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。確定舵的相對流速對流速vr和相對水流沖角和相對水流沖角r。提出了各家的經(jīng)驗。提出了各家的經(jīng)驗公式。公式。舵、船體、螺旋槳的相互影響舵、船

17、體、螺旋槳的相互影響1 1、舵效的概念、舵效的概念 操單位舵角后，船舶航行一個船長距離時，取得轉(zhuǎn)向角的大小的效能操單位舵角后，船舶航行一個船長距離時，取得轉(zhuǎn)向角的大小的效能稱為舵效。稱為舵效。2 2、舵效指數(shù)、舵效指數(shù)( (轉(zhuǎn)首指數(shù)轉(zhuǎn)首指數(shù)p)p)其物理意義：操單位舵角后，船舶航行一個船長距離時，按一階模擬得到其物理意義：操單位舵角后，船舶航行一個船長距離時，按一階模擬得到的轉(zhuǎn)向角的變化值。的轉(zhuǎn)向角的變化值。三、舵效及舵效指數(shù)的概念及其影響因素三、舵效及舵效指數(shù)的概念及其影響因素tkp213 3、影響舵效的因素、影響舵效的因素（1 1）舵角的影響）舵角的影響一般舵力越大，舵效越好。舵力大小與舵

18、角有關(guān)，舵角越大，舵效越好。一般舵力越大，舵效越好。舵力大小與舵角有關(guān)，舵角越大，舵效越好。（2 2）舵速影響）舵速影響一般舵力越大，舵效越好。舵力大小與舵速有關(guān)，舵速越大，舵效越好。一般舵力越大，舵效越好。舵力大小與舵速有關(guān)，舵速越大，舵效越好。（3 3）排水量影響）排水量影響 舵效與船舶轉(zhuǎn)動慣量有關(guān)，慣量大舵效與船舶轉(zhuǎn)動慣量有關(guān)，慣量大( (排水量排水量) )越大，其越大，其t t值越大值越大(t=1/n)(t=1/n)，p p值越小，舵效越差。換言之，轉(zhuǎn)動慣量越大，船舶不易控值越小，舵效越差。換言之，轉(zhuǎn)動慣量越大，船舶不易控制。制。三、舵效及舵效指數(shù)的概念及其影響因素三、舵效及舵效指數(shù)的

19、概念及其影響因素3 3、影響舵效的因素、影響舵效的因素（4 4）縱傾、橫傾的影響）縱傾、橫傾的影響 首傾比尾傾舵效差；橫傾時，向低舷轉(zhuǎn)向比向高舷轉(zhuǎn)向舵效差。首傾比尾傾舵效差；橫傾時，向低舷轉(zhuǎn)向比向高舷轉(zhuǎn)向舵效差。（5 5）轉(zhuǎn)舵速率的影響）轉(zhuǎn)舵速率的影響 轉(zhuǎn)舵越快，舵效越好，反之，越差。轉(zhuǎn)舵越快，舵效越好，反之，越差。（6 6）外界因素的影響（風(fēng)、流、淺水等）外界因素的影響（風(fēng)、流、淺水等） 順風(fēng)、順流舵效比頂風(fēng)、頂流舵效差；淺水中，由于船舶旋回阻尼力順風(fēng)、順流舵效比頂風(fēng)、頂流舵效差；淺水中，由于船舶旋回阻尼力矩比深水中大，因此，淺水中舵效比深水中差。矩比深水中大，因此，淺水中舵效比深水中差。三

20、、舵效及舵效指數(shù)的概念及其影響因素三、舵效及舵效指數(shù)的概念及其影響因素舵舵 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)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動而形成的水流稱伴船體周圍的部分水追隨船舶運動而形成的水流稱伴流。它流。它使舵力下降使舵力下降。 伴流的特點是：伴流的特點是：近大遠(yuǎn)小、上大下小、左右對稱近大遠(yuǎn)小、上大下小、左右對稱。船舶前進(jìn)時，首部為零，自首至尾逐漸擴(kuò)大，船尾最大

21、船舶前進(jìn)時，首部為零，自首至尾逐漸擴(kuò)大，船尾最大；倒航時船尾為零。；倒航時船尾為零。 單車單舵船，前進(jìn)中突然停車，因伴流過強造成舵單車單舵船，前進(jìn)中突然停車，因伴流過強造成舵力極度下降，甚至力極度下降，甚至出現(xiàn)無舵效的現(xiàn)象出現(xiàn)無舵效的現(xiàn)象。 舵舵. 影響舵力大小的因素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速度，舵葉與水的相對速度，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舵力幾乎不產(chǎn)雙車單舵船因排出流對舵力幾乎不產(chǎn)生作用，當(dāng)船舶在靠離泊作業(yè)、船速很低時幾乎

22、生作用，當(dāng)船舶在靠離泊作業(yè)、船速很低時幾乎沒有舵效沒有舵效。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，在舵一是：船舶繞旋回圈中心進(jìn)行回轉(zhuǎn)時，在舵葉處存在一個漂角，使水流的有效流入角減小。葉處存在一個漂角，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)心運動時，使二是：船舶在回轉(zhuǎn)中繞自身轉(zhuǎn)心運動時，使舵葉附近的水流對舵的沖角減小。舵葉附近的水流對舵的沖角減小。舵舵 影響舵力大小的因素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，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，舵升力驟

23、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，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，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）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、形狀等因素對舵力的影響、舵的尺度、形狀等因素對舵力的影響 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

24、性。但過大，將導(dǎo)致臨界舵角變小，從而引起過早失速。從而引起過早失速。 高寬比一般選擇在高寬比一般選擇在1.41.9之間。之間。第五章第五章 舵的設(shè)計舵的設(shè)計 舵參數(shù)的選擇舵參數(shù)的選擇一、舵的設(shè)計步驟舵面積及幾何要素舵面積及幾何要素水動力及轉(zhuǎn)舵力矩水動力及轉(zhuǎn)舵力矩強度校核，定舵桿尺寸強度校核，定舵桿尺寸舵機(jī)功率選舵機(jī)舵機(jī)功率選舵機(jī)舵參數(shù)的選擇舵參數(shù)的選擇n1. 舵面積舵面積 舵設(shè)計的重要一環(huán)。舵設(shè)計的重要一環(huán)。舵面積大舵面積大 優(yōu)點優(yōu)點:回轉(zhuǎn)力矩大，大舵角回轉(zhuǎn)半徑?。恍』剞D(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)半徑大缺點缺點：舵機(jī)大，失去船體保護(hù)，空間大：

25、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)驗公式經(jīng)驗公式舵參數(shù)的選擇舵參數(shù)的選擇n2。展弦比展弦比 舵參數(shù)的選擇舵參數(shù)的選擇n3。舵剖面形狀。舵剖面形狀n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n4。厚度比。厚度比n據(jù)船型、舵型、安裝綜合考慮據(jù)船型、舵型、安裝綜合考慮n5。舵外型。舵外型n考慮與船體、螺旋槳配合?？紤]與船體、螺旋槳配合。n6。平衡比。平衡比n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。舵參數(shù)的選擇舵參數(shù)的選擇舵的水動力特性計算舵機(jī)功率估算舵的強度計算舵的強度計算改善操縱性的措施改善操縱性的措施n為了使船舶具有良好的操縱

26、性，以保證安全航行，對于設(shè)計者來說，可以從以下三方面著手n1。舵的正確設(shè)計n2。船體主要尺度和型線的正確選擇n3。設(shè)計特種操縱裝置船舶主尺度與形狀對操縱性的影響船舶主尺度與形狀對操縱性的影響二、船舶主尺度比二、船舶主尺度比 船長越長那么定?；剞D(zhuǎn)直徑越大，給操縱船舶帶船長越長那么定常回轉(zhuǎn)直徑越大，給操縱船舶帶來了困難。來了困難。一、船舶水線長一、船舶水線長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

27、高。3 3。船體修長度。船體修長度 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。船舶主尺度與形狀對操縱性的影響船舶主尺度與形狀對操縱性的影響三、方型系數(shù)三、方型系數(shù)c cb b 方型系數(shù)增加，船體受擾動之后，水動力方型系數(shù)增加，船體受擾動之后，水動力的位置力作用點往船首移動，使直線穩(wěn)定性變的位置力作用點往船首移動，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。四、中線面面積四、中線面面積 尾部中線面面積和尾部形狀的微小變動對尾部中線面面積和尾部形狀的微小變動對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

28、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。船舶主尺度與形狀對操縱性的影響船舶主尺度與形狀對操縱性的影響五、尾部形狀五、尾部形狀 尾部形狀不僅對快速性有影響，對操縱性尾部形狀不僅對快速性有影響，對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。六、首部形狀六、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)于增加了首部中線面面積，使直線穩(wěn)定性變差，回轉(zhuǎn)性改善。總體來積，使直線穩(wěn)定性變差，回轉(zhuǎn)性改善?？傮w來說首部對操縱性影響不是太顯著，只有特殊船說首部對操縱性影響不是太顯著，只有特殊船型如破冰船的首部才會對回轉(zhuǎn)性顯著影響。型如破冰船的首部才會對回轉(zhuǎn)性顯著影響。二、特種操縱裝置n為了提高推進(jìn)效率，蓋善操縱性能，在不同的船上廣泛采用各種形式的操縱裝置。不同于普通舵的操縱裝置統(tǒng)稱為特種操縱裝置，按其工作特點可分為三類