船舶結(jié)構(gòu)與設(shè)備第5章舵設(shè)備PPT課件

1、1船舶結(jié)構(gòu)與設(shè)備第五章舵 設(shè) 備2船舶結(jié)構(gòu)與設(shè)備船舶結(jié)構(gòu)與設(shè)備 第五章第五章 舵設(shè)備舵設(shè)備 本章要求本章要求： 1、掌握舵設(shè)備的組成，舵的分類和各種舵的特點(diǎn)； 2、掌握舵機(jī)和操舵裝置控制系統(tǒng)的種類、工作原理和特點(diǎn)； 3、掌握自動(dòng)舵的種類、工作原理、特點(diǎn)； 4、掌握操舵方法和應(yīng)急操舵的方法。3第五章第五章 舵設(shè)備舵設(shè)備 作業(yè)作業(yè)： 1、簡述舵的分類及各種舵的特點(diǎn)； 2、流線型平衡舵的特點(diǎn)； 3、一般自動(dòng)舵有哪幾種，自動(dòng)舵面板上各旋紐的作用和調(diào)節(jié)依據(jù)； 4、船舶操舵方式有哪幾種？如何進(jìn)行應(yīng)急操舵？4第五章第五章 舵設(shè)備舵設(shè)備 學(xué)時(shí)：學(xué)時(shí)：6h 課堂和作業(yè)中所反映的主要問題課堂和作業(yè)中所反映的主要問

2、題： 1、學(xué)生對(duì)舵設(shè)備的設(shè)置情況和應(yīng)急操舵的程序不很清楚； 2、學(xué)生感到本章內(nèi)容較抽象，較難掌握。5第五章第五章 舵設(shè)備舵設(shè)備 第一節(jié)第一節(jié) 舵設(shè)備的作用及組成舵設(shè)備的作用及組成 1、作用：控制船首向 2、組成 1）舵裝置 rudder：舵葉、舵桿、舵承 2）操舵裝置：舵機(jī)(steering gear)及轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)，位于舵機(jī)房（舵機(jī)間） 3) 操舵控制系統(tǒng)(steering system)6舵設(shè)備的組成舵設(shè)備的組成7第一節(jié)第一節(jié) 舵設(shè)備的作用及組成舵設(shè)備的作用及組成 3、舵的工作原理、舵的工作原理 pa-舵力舵力 理論公式：理論公式： pa=ca0.5sv2 ca-舵力系數(shù)，與舵角，舵力系數(shù)，與

3、舵角，舵葉形狀有關(guān)。舵葉形狀有關(guān)。 v-舵速舵速 joessel公式公式 p107.23rr2sin/（0.195+0.305sin）8 舵力轉(zhuǎn)船力矩：bplgbplllslfxxlflfm21)cos2(9第五章第五章 舵設(shè)備舵設(shè)備 第二節(jié)第二節(jié) 舵的類型和結(jié)構(gòu)舵的類型和結(jié)構(gòu) 一、舵的類型一、舵的類型 1 1、按舵桿軸線位置分、按舵桿軸線位置分：不平衡舵(single plate rudder);平衡舵(balance rudder)：部分舵葉在舵桿軸線前方，所需轉(zhuǎn)舵力矩、舵機(jī)馬力均小。半平衡舵(semi-balance rudder) 平衡比（平衡比度，平衡系數(shù)）： 舵的平衡部分面積與舵面

4、積之比，平衡舵平衡比度值在0.20.3之間。102 2、按舵葉支承情況分、按舵葉支承情況分： 雙支承舵雙支承舵（double bearing rudder）兩個(gè)支承點(diǎn)。 上支承點(diǎn)：舵承 下支承點(diǎn)：舵托 多支承舵多支承舵(multi-pintle rudder)(multi-pintle rudder) 懸掛舵懸掛舵(spade rudder)(spade rudder) 半懸掛舵半懸掛舵(semi-spade rudder)(semi-spade rudder)11一、舵的類型一、舵的類型3 3、按舵葉的剖面形狀分、按舵葉的剖面形狀分： 平板舵(single plate rudder); 失速

5、早，阻力大，舵效差 流線型舵(streamlined rudder gear) （復(fù)合舵或復(fù)板舵）：應(yīng)用廣泛。 水動(dòng)力性能好、舵效高（升力系數(shù)高、阻力系數(shù)低） 舵承壓力?。ㄈ~體空心） 強(qiáng)度高 構(gòu)造較復(fù)雜。12一、舵的類型一、舵的類型13一、舵的類型一、舵的類型 特種舵特種舵1 1 ） 整 流 帽 舵） 整 流 帽 舵( b u l b t y p e ( b u l b t y p e rudder)rudder)：舵葉正對(duì)螺旋漿處設(shè)整流帽。改善排出流的狀態(tài)，提高推進(jìn)效率和減小振動(dòng)。14一、舵的類型一、舵的類型 2 2）主動(dòng)舵）主動(dòng)舵active active rudderrudder： 舵葉

6、隨邊設(shè)帶導(dǎo)流管的小螺旋漿。提高轉(zhuǎn)船力矩，低速或停車時(shí)能提供轉(zhuǎn)船力矩。 15一、舵的類型一、舵的類型 3 3）襟翼舵）襟翼舵flap flap type ruddertype rudder： 主舵后加襟翼。可相對(duì)主舵產(chǎn)生轉(zhuǎn)角，提高舵效 16一、舵的類型一、舵的類型 4 ） 反 應(yīng) 舵反 應(yīng) 舵r e a c t i o n r e a c t i o n rudderrudder： 舵葉上下各向左右扭曲，以迎合排出流。可減小阻力17一、舵的類型一、舵的類型 5 5）組合舵）組合舵： 舵葉上下各裝一塊制流板。減少繞流損失。 18第二節(jié)第二節(jié) 舵的類型和結(jié)構(gòu)舵的類型和結(jié)構(gòu) 二、舵的結(jié)構(gòu)二、舵的結(jié)構(gòu)

7、流線型平衡舵由舵葉、舵桿、舵承組成。 1、舵葉 由水平隔板和豎直隔板按線型組成骨架，加舵葉板焊制而成水密結(jié)構(gòu)。 舵葉焊制或修理后在涂油漆或敷設(shè)其他材料之前應(yīng)進(jìn)行密性試驗(yàn)19密性試驗(yàn)密性試驗(yàn)每個(gè)密封部分進(jìn)行密性試驗(yàn)：每個(gè)密封部分進(jìn)行密性試驗(yàn)： ）灌水試驗(yàn)）灌水試驗(yàn) =1.2d+v2/60(m)、保持、保持15min以以上上 ，不得變形和滲漏，不得變形和滲漏 ）充氣試驗(yàn)）充氣試驗(yàn) =0.005d+0.025(n/mm2)、保持、保持15min ，用肥皂水查漏。，用肥皂水查漏。 c、試驗(yàn)合格，內(nèi)灌瀝青，防止內(nèi)部銹蝕。、試驗(yàn)合格，內(nèi)灌瀝青，防止內(nèi)部銹蝕。 20二、舵的結(jié)構(gòu)二、舵的結(jié)構(gòu) 2 2、舵桿、舵

8、桿(rudder stock)(rudder stock)上舵桿、下舵桿上舵桿、下舵桿 上舵桿下端與與舵葉連接，上舵桿下端與與舵葉連接， 連接方式：連接方式：垂直嵌接、水平法蘭、垂直法蘭垂直嵌接、水平法蘭、垂直法蘭 多數(shù)通過水平法蘭與舵葉連接，水平法蘭一多數(shù)通過水平法蘭與舵葉連接，水平法蘭一般用六只螺栓，螺母朝下，搪水泥包。般用六只螺栓，螺母朝下，搪水泥包。21二、舵的結(jié)構(gòu)二、舵的結(jié)構(gòu) 3 3、舵承、舵承rudder bearing(carrier)rudder bearing(carrier) 作用：支持舵桿、支承舵的重量作用：支持舵桿、支承舵的重量 保證船體水密保證船體水密 將作用在舵上的

9、水動(dòng)力傳遞給船體 上舵承(upper bearing)：裝在舵機(jī)甲板上止推滾珠軸承，承受軸向力垂直滑動(dòng)軸承，承受徑向力 下舵承(lower bearing)：裝在舵桿筒口或舵桿筒內(nèi)垂直滑動(dòng)軸承，承受徑向力目前大型船一般只設(shè)上舵承目前大型船一般只設(shè)上舵承222、舵桿、舵桿23第五章第五章 舵設(shè)備舵設(shè)備 第三節(jié)第三節(jié) 操舵裝置操舵裝置 一、操舵裝置的設(shè)置一、操舵裝置的設(shè)置 1 1、操舵裝置：、操舵裝置：提供轉(zhuǎn)舵動(dòng)力 2 2、主操舵裝置、主操舵裝置 正常航行時(shí)控制船舶所需的機(jī)械、轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)、動(dòng)力設(shè)備及其附屬設(shè)備。和向舵桿施加轉(zhuǎn)矩的部件。24一、操舵裝置的設(shè)置一、操舵裝置的設(shè)置 3 3、輔助操舵裝置、輔

10、助操舵裝置：主操舵裝置失效時(shí)控制船舶。 4 4、設(shè)置要求、設(shè)置要求：除可共用舵柄或舵扇外，輔助操舵裝置不應(yīng)屬于主操舵裝置中的任何部分。25一、操舵裝置的設(shè)置一、操舵裝置的設(shè)置 5、配置方案： 1）一套主操舵裝置和一套輔助操舵裝置 2）主操舵裝置設(shè)置兩套相同的動(dòng)力設(shè)備，并設(shè)兩套操舵控制系統(tǒng)： a、一套隨動(dòng)控制 b、一套手柄控制26一、操舵裝置的設(shè)置一、操舵裝置的設(shè)置隨動(dòng)控制隨動(dòng)控制手柄控制手柄控制交流舵機(jī)交流舵機(jī)1#交流舵機(jī)交流舵機(jī)2#直流舵機(jī)直流舵機(jī)3#1#，2#泵機(jī)可單獨(dú)或泵機(jī)可單獨(dú)或同時(shí)工作，并互為備同時(shí)工作，并互為備用。其中一臺(tái)意外停用。其中一臺(tái)意外停止后，另一臺(tái)能自動(dòng)止后，另一臺(tái)能自動(dòng)

11、啟動(dòng)。啟動(dòng)。當(dāng)船舶交流失電后，當(dāng)船舶交流失電后，直流泵機(jī)可自動(dòng)啟動(dòng)直流泵機(jī)可自動(dòng)啟動(dòng)并投入運(yùn)行。并投入運(yùn)行。27第三節(jié)第三節(jié) 操舵裝置操舵裝置 二、舵機(jī)二、舵機(jī)stearing gearstearing gear 1、電動(dòng)舵機(jī)1）電動(dòng)舵機(jī)的組成和傳動(dòng)原理2）緩沖彈簧的作用28二、舵機(jī)二、舵機(jī) 2 2、液壓舵機(jī)、液壓舵機(jī)(hydraulic stearing gear)(hydraulic stearing gear) 1）、液壓舵機(jī)的組成、特點(diǎn) （1）組成：電動(dòng)機(jī)、油泵、管路、轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)。 （2）特點(diǎn)：傳動(dòng)平穩(wěn)、無噪聲、操作方便能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速、可靠性高、尺寸小、重量輕、布置緊湊。29粵海鐵粵海鐵

12、1號(hào)號(hào)2號(hào)火車輪渡舵機(jī)號(hào)火車輪渡舵機(jī)302、液壓舵機(jī)、液壓舵機(jī) （3）往復(fù)式液壓舵機(jī)312、液壓舵機(jī)、液壓舵機(jī) （4）轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)32二、舵機(jī)二、舵機(jī) 3 3、極限舵角限位器、極限舵角限位器 極限舵角35 電動(dòng)舵機(jī)：限位開關(guān) 液壓舵機(jī)：液缸限位、限位開關(guān)或限位旁通閥 人力舵機(jī)：擋鐵33第三節(jié)第三節(jié) 操舵裝置操舵裝置 三、操舵裝置的基本要求三、操舵裝置的基本要求1、一般船舶應(yīng)滿足 主、輔操舵裝置不能同時(shí)失效34三、操舵裝置的基本要求三、操舵裝置的基本要求2、主操舵裝置和舵桿 1）足夠強(qiáng)度，最大營運(yùn)進(jìn)速，舵能從一舷35度轉(zhuǎn)至另一舷35度，且自一舷35度至另一舷30度的時(shí)間不超過28秒； 2）最大

13、退速時(shí)不致?lián)p壞。 3）舵桿直徑大于120mm 時(shí)，應(yīng)為動(dòng)力操作。35三、操舵裝置的基本要求三、操舵裝置的基本要求 3、輔助操舵裝置1）足夠強(qiáng)度，最大營運(yùn)進(jìn)速的一半或7節(jié)時(shí)，舵能從一舷15度轉(zhuǎn)至另一舷15度，且所需時(shí)間不超過秒60秒；2）舵桿直徑大于230mm 時(shí)，應(yīng)為動(dòng)力操作。36第五章 舵設(shè)備 第四節(jié)第四節(jié) 操舵裝置控制系統(tǒng)操舵裝置控制系統(tǒng) 一、液壓操舵制系統(tǒng)一、液壓操舵制系統(tǒng) 液壓控制系統(tǒng)的組成、工作原理 三點(diǎn)杠桿式追隨機(jī)構(gòu)的工作原理37液壓控制系統(tǒng)38泵控型液壓舵機(jī) 39三點(diǎn)杠桿式追隨機(jī)構(gòu)的工作原理40 閥控型液壓舵機(jī) 41第四節(jié)第四節(jié) 操舵裝置控制系統(tǒng)操舵裝置控制系統(tǒng) 二、電力控制系統(tǒng)

14、二、電力控制系統(tǒng) 電力控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用 隨動(dòng)控制系統(tǒng) 手柄控制系統(tǒng)42隨動(dòng)控制系統(tǒng)43手柄控制系統(tǒng)44第五章 舵設(shè)備 第五節(jié)第五節(jié) 自動(dòng)舵自動(dòng)舵 一般自動(dòng)舵 自適應(yīng)舵 航跡舵45第五節(jié)第五節(jié) 自動(dòng)舵自動(dòng)舵 一、一般自動(dòng)舵一、一般自動(dòng)舵 隨動(dòng)操舵的指令機(jī)構(gòu)是人工操舵的舵輪，而自動(dòng)舵是偏航信號(hào)。 1、一般自動(dòng)舵的基本工作原理一般自動(dòng)舵的基本工作原理46第五節(jié)第五節(jié) 自動(dòng)舵自動(dòng)舵 2、自動(dòng)舵的種類自動(dòng)舵的種類1 1）比例舵）比例舵：按偏航角決定偏舵角 2 2）比例）比例微分舵微分舵：按偏航角和偏航角速度決定偏舵角 1kaj= -12()dkkdtjaj= -+47一、一般自動(dòng)舵一、一般自動(dòng)舵 3

15、 3）比例）比例微分微分積分舵積分舵(pid(pid自動(dòng)舵自動(dòng)舵) ) 在比例微分的基礎(chǔ)上增加了積分環(huán)節(jié)，克服不對(duì)稱干擾。123()dkkkdtdtjajj= -+48自動(dòng)操舵儀的控制面板自動(dòng)操舵儀的控制面板 船舶都在駕駛室設(shè)有主操舵臺(tái)，操舵控制系統(tǒng)的主要部分設(shè)在操舵臺(tái)內(nèi)，并設(shè)有操舵器和其他控鈕?？刂泼姘逡话阍O(shè)有： 1）電源轉(zhuǎn)換開關(guān)：自動(dòng)舵電源由機(jī)艙主配電板及應(yīng)急發(fā)電機(jī)艙的應(yīng)急配電板直接供電并由開關(guān)轉(zhuǎn)換；49自動(dòng)操舵儀的控制面板自動(dòng)操舵儀的控制面板 2）舵機(jī)動(dòng)力轉(zhuǎn)換開關(guān)：液壓舵機(jī)都裝有二臺(tái)油泵機(jī)組，用開關(guān)選用1號(hào)或2號(hào)機(jī)組工作。海上航行時(shí)一般選用其中一臺(tái)，在狹水道、進(jìn)出港航行時(shí)，同時(shí)啟用二臺(tái)油

16、泵機(jī)組工作，以保證舵效迅速和可靠； 3）操舵部位選擇開關(guān)：可選擇的部位一般為駕駛室和舵機(jī)艙。在選定任一部位操舵時(shí)，其他部位不應(yīng)產(chǎn)生誤動(dòng)作。504）操舵方式選擇開關(guān) 海船普通自動(dòng)舵一般均有自動(dòng)操舵、隨動(dòng)操舵和應(yīng)急操舵三種不同的操舵方式。 隨動(dòng)操舵方式：利用操舵臺(tái)上的舵輪進(jìn)行手動(dòng)操舵。在舵輪處設(shè)有舵令刻度，通常舵輪向左或右轉(zhuǎn)動(dòng)一圈相當(dāng)于發(fā)出的舵令為10，當(dāng)實(shí)際舵角到達(dá)舵令值時(shí)，舵機(jī)停轉(zhuǎn)。 主操舵裝置設(shè)有兩套互為備用的操舵控制系統(tǒng)的船舶，在操舵臺(tái)設(shè)有隨動(dòng)-1（fu-1）和隨動(dòng)-2（fu-2）兩個(gè)隨動(dòng)操舵選擇位置，可任選用其中之一。514）操舵方式選擇開關(guān) 自動(dòng)操舵方式：選擇此方式時(shí)，操舵儀處于自動(dòng)工

17、作狀態(tài)。 應(yīng)急操舵方式：這種方式一般屬于單動(dòng)（手柄）操舵(non-follow-up，nfu)方式，一般由手柄或按鈕（左、右舵各一）開關(guān)直接控制舵機(jī)的動(dòng)作而產(chǎn)生舵角。 有的自動(dòng)舵操舵臺(tái)上沒有設(shè)手柄或按鈕開關(guān)，需將手輪軸銷拔出，旋轉(zhuǎn)900后置于凹槽內(nèi)固定，這時(shí)可用舵輪代替手柄進(jìn)行操舵52自動(dòng)舵的啟用 當(dāng)船舶航行于海上，不需要人工操舵時(shí)，可由隨動(dòng)操舵方式轉(zhuǎn)換為自動(dòng)操舵方式。 壓舵旋鈕和自動(dòng)改向調(diào)節(jié)旋鈕（如設(shè)有）歸零位 船舶穩(wěn)定在指定的航向上。 當(dāng)處于正舵時(shí)，將選擇開關(guān)從隨動(dòng)轉(zhuǎn)至自動(dòng)位置上，船舶就進(jìn)入自動(dòng)操舵狀態(tài)。 根據(jù)船舶載重情況和海況，調(diào)節(jié)主操舵臺(tái)面板上的有關(guān)旋鈕。53一、一般自動(dòng)舵一、一般自動(dòng)

18、舵 3 3、自動(dòng)舵的調(diào)節(jié)、自動(dòng)舵的調(diào)節(jié) 1 1）靈敏度調(diào)節(jié)）靈敏度調(diào)節(jié) 又叫天氣調(diào)節(jié)，航擺角調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)舵對(duì)偏航信號(hào)的敏感程度，即死區(qū)大小。 海況差時(shí)調(diào)低。543 3、自動(dòng)舵的調(diào)節(jié)、自動(dòng)舵的調(diào)節(jié) 2 2）舵角調(diào)節(jié)）舵角調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié) ，又叫比例調(diào)節(jié)。 重載、空載舵葉浸水面積小、海況差時(shí)調(diào)高。1k553、自動(dòng)舵的調(diào)節(jié)、自動(dòng)舵的調(diào)節(jié) 3）微分調(diào)節(jié)（反舵角調(diào)節(jié)或速率調(diào)節(jié)） 調(diào)節(jié) 主要根據(jù)偏航慣性，主要根據(jù)偏航慣性，重載時(shí)調(diào)高，海況差時(shí)調(diào)小或調(diào)零。 4）壓舵調(diào)節(jié) 無積分作用的舵設(shè)。2k563、自動(dòng)舵的調(diào)節(jié)、自動(dòng)舵的調(diào)節(jié) 5）航向改變調(diào)節(jié)航向改變調(diào)節(jié) 在自動(dòng)工作狀態(tài)下改變航向，比例旋鈕放比例旋鈕放在最小位置在

19、最小位置 輸入新航向 每次改向一般不大于10度，最大不超過20度。573、自動(dòng)舵的調(diào)節(jié)、自動(dòng)舵的調(diào)節(jié) 6）零位修正調(diào)節(jié)零位修正調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)操舵臺(tái)分羅經(jīng)與主羅經(jīng)的同步誤差。 58一、一般自動(dòng)舵一、一般自動(dòng)舵 4、自動(dòng)舵的使用 1）使用自動(dòng)舵的條件（1）使出港口后，不需經(jīng)常轉(zhuǎn)向時(shí)用（2）下列情況下應(yīng)改由人工操舵： 進(jìn)出港、過狹水道、避讓 霧航、大風(fēng)浪天氣 航行漁區(qū)、礁區(qū)59一、一般自動(dòng)舵一、一般自動(dòng)舵 2 2）人工操舵改為自動(dòng)操舵的程序）人工操舵改為自動(dòng)操舵的程序 1）壓舵、航向改變置“0”，主分羅經(jīng)一致，夜間調(diào)亮照明 2）靈敏度調(diào)高些 3）操舵穩(wěn)定于新航向、正舵后由“隨動(dòng)”改為“自動(dòng)” 4）根據(jù)海

20、況和裝載狀態(tài)調(diào)節(jié)各旋紐。60第五節(jié)第五節(jié) 自動(dòng)舵自動(dòng)舵 二、自適應(yīng)舵二、自適應(yīng)舵 1970s，產(chǎn)生了基于現(xiàn)代控制理論的第三代自動(dòng)操舵儀自適應(yīng)自動(dòng)舵(adaptive autopilot)，簡稱自適應(yīng)舵。 自動(dòng)適應(yīng)運(yùn)動(dòng)特性和海況的變化，自動(dòng)確認(rèn)各項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行最佳控制。61自適應(yīng)舵自適應(yīng)舵組成1、一般自動(dòng)舵2、數(shù)學(xué)模型：自適應(yīng)舵的微機(jī)內(nèi)貯存著供計(jì)算、比較、鑒別之用的船舶運(yùn)動(dòng)特性的模型。3、識(shí)辯裝置：船舶運(yùn)動(dòng)特性的模型是隨著載重量、吃水差、船速和海況等而變化，檢測出模型的變化并形成新模型的過程稱為“辨識(shí)”。62自適應(yīng)舵自適應(yīng)舵組成4、卡爾曼濾波 有效地濾除羅經(jīng)輸出信號(hào)（偏航角、偏航速率）中不規(guī)則噪聲成

21、分，并估算出船在某一舵角下何時(shí)開始轉(zhuǎn)向。 用統(tǒng)計(jì)方法處理新模型輸出的船舶偏航與由羅經(jīng)所觀測的偏航角不同的差值，從而估算出轉(zhuǎn)舵時(shí)船舶的偏航角。63自適應(yīng)舵自適應(yīng)舵組成5、最佳控制器 將卡爾曼濾波器檢出的偏航角加到最佳控制器，經(jīng)其處理后，產(chǎn)生使船舶回到原航向的舵角指令。 確定偏航角、偏航角速度和自動(dòng)舵工作的各項(xiàng)性能參數(shù)。64自適應(yīng)舵自適應(yīng)舵組成 6、增益調(diào)節(jié) 當(dāng)海況惡劣、波浪等噪聲增大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致卡爾曼濾波檢測的精度下降。為減少噪聲對(duì)船舶轉(zhuǎn)向的影響并改善操縱性能，需設(shè)置增益調(diào)節(jié)器來調(diào)整增益參數(shù)。 船舶運(yùn)動(dòng)特性模型和噪聲模型事先已存入微型計(jì)算機(jī)，檢測出海況的變化后，可自動(dòng)選擇節(jié)能方式和保向方式。65p

22、t-21 型自適應(yīng)舵基本原理圖66航跡自動(dòng)舵航跡自動(dòng)舵 又稱自動(dòng)駕駛儀(automatic navigation或navpilot) 自動(dòng)舵為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為核心，并連接綜合導(dǎo)航儀或船位接收機(jī)的一種自動(dòng)航行控制系統(tǒng)。 能使船舶自動(dòng)沿著計(jì)劃航線航行，并能在預(yù)定的轉(zhuǎn)向點(diǎn)自動(dòng)轉(zhuǎn)向，從而實(shí)現(xiàn)船舶自動(dòng)航行控制。67航跡自動(dòng)舵航跡自動(dòng)舵 航向自動(dòng)舵輸出的舵角主要與船舶偏離計(jì)劃航向的偏航角和偏航角速度有關(guān) 航向自動(dòng)舵（一般和自適應(yīng)）保向的關(guān)鍵是航向信息航向信息； 航跡自動(dòng)舵除了與此有關(guān)外，還與船舶偏離計(jì)劃航線的航跡誤差有關(guān)。 航跡自動(dòng)舵保持航跡的關(guān)鍵是船位信息船位信息。68航跡保持控制方案 船舶航跡保持可分

23、為分離控制和綜合控制兩種方案。 分離控制(間接式控制)方案69三、航跡舵三、航跡舵 工作特點(diǎn)：工作特點(diǎn)： 在自動(dòng)舵的基礎(chǔ)上配置一套航跡舵組件在自動(dòng)舵的基礎(chǔ)上配置一套航跡舵組件 人工輸入航路數(shù)據(jù)、位置偏移量人工輸入航路數(shù)據(jù)、位置偏移量 連接定位儀、電羅經(jīng)、計(jì)程儀等連接定位儀、電羅經(jīng)、計(jì)程儀等 能自動(dòng)修正船位偏差，沿計(jì)劃航線航行，能自動(dòng)修正船位偏差，沿計(jì)劃航線航行，到達(dá)轉(zhuǎn)向點(diǎn)自動(dòng)轉(zhuǎn)向到達(dá)轉(zhuǎn)向點(diǎn)自動(dòng)轉(zhuǎn)向70三、航跡舵三、航跡舵 1、基本原理、基本原理71航跡舵航跡舵 1）船位數(shù)據(jù)的獲取與處理）船位數(shù)據(jù)的獲取與處理 獲?。韩@取：gps、loran-c、decca、nnss等等 被廣泛采用的是gps定位

24、儀 處理：處理： 當(dāng)微處理器收到船位信號(hào)后，還要作坐標(biāo)系統(tǒng)誤差的修正、船位數(shù)據(jù)的濾波處理和較大誤差的剔除處理，從而得到更精確的船位72三、航跡舵三、航跡舵 2）航跡保持）航跡保持 航法：大圓航法：大圓、恒向線恒向線 不能以計(jì)劃航向不能以計(jì)劃航向c作為指標(biāo)航向作為指標(biāo)航向cs 設(shè)置允許位置偏移量設(shè)置允許位置偏移量xte（d0)和最大位置偏移和最大位置偏移量量xtemax（dmax) 船舶航行在計(jì)劃航線的船舶航行在計(jì)劃航線的 d0，在計(jì)劃航線上在計(jì)劃航線上 船舶航行在計(jì)劃航線的（船舶航行在計(jì)劃航線的（ d0 ,dmax ）,修正修正cs 船舶航行在計(jì)劃航線的船舶航行在計(jì)劃航線的 dmax以外，不能

25、自動(dòng)以外，不能自動(dòng)保持船位保持船位73航跡舵航跡舵74三、航跡舵三、航跡舵 3）轉(zhuǎn)向原理）轉(zhuǎn)向原理 航跡自動(dòng)舵組件在自動(dòng)轉(zhuǎn)向中的主要功能是確定轉(zhuǎn)向時(shí)機(jī)和均勻地改變指標(biāo)航向（cs）。 當(dāng)船舶航行到a、b或時(shí)，航跡組件能根據(jù)轉(zhuǎn)向點(diǎn)的位置、當(dāng)時(shí)航速、航向改變量和轉(zhuǎn)向允許的速率，自動(dòng)確定提前開始轉(zhuǎn)向的距離或時(shí)間，從而自動(dòng)轉(zhuǎn)到下個(gè)計(jì)劃航向上。752、使用注意事項(xiàng)、使用注意事項(xiàng) 不能使用自動(dòng)舵的情況下，同樣不能使用航跡自動(dòng)舵。 正常工作的關(guān)鍵在于連續(xù)輸入的精確的船位數(shù)據(jù)。 應(yīng)經(jīng)常檢查綜合導(dǎo)航儀或船位接收儀是否工作正常。如較長時(shí)間無船位或其他情況時(shí)，航跡舵應(yīng)能指示及時(shí)提醒駕駛員轉(zhuǎn)到其他操舵方式。76航跡舵航

26、跡舵 避讓時(shí)應(yīng)終止使用航跡舵，使過讓清后，需要重新啟用航跡舵時(shí)，應(yīng)確認(rèn)下一個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)的正確性和下一個(gè)計(jì)劃航向的度數(shù)，調(diào)整船舶的航向，使航向基本對(duì)準(zhǔn)下一個(gè)轉(zhuǎn)向點(diǎn)。 4) 必須充分了解周圍的海域、船位、使用的航跡帶寬度以及轉(zhuǎn)向前后的海面狀況等情況。只有在確認(rèn)安全的情況下，才可自動(dòng)轉(zhuǎn)向。77主機(jī)、舵機(jī)和側(cè)推器聯(lián)合控制裝置主機(jī)、舵機(jī)和側(cè)推器聯(lián)合控制裝置 “粵海鐵”客貨火車輪渡裝有2臺(tái)四沖程柴油推進(jìn)調(diào)距漿、2個(gè)船舵和3個(gè)側(cè)推器(首部設(shè)兩臺(tái)、尾部設(shè)一臺(tái)) 幾個(gè)操作系統(tǒng)可由控制臺(tái)上的一個(gè)手柄操作，稱“單手柄操作系統(tǒng)”。787980818283主機(jī)、舵機(jī)和側(cè)推器聯(lián)合控制裝置主機(jī)、舵機(jī)和側(cè)推器聯(lián)合控制裝置 提供“

27、單獨(dú)控制（hand request）”和“單手柄控制（joystick request）”兩種控制方式。 在單手柄控制方式下，設(shè)有“港口人工”、“港口自動(dòng)”、“海上人工”、“海上自動(dòng)”四種模式。84主機(jī)、舵機(jī)和側(cè)推器聯(lián)合控制裝置主機(jī)、舵機(jī)和側(cè)推器聯(lián)合控制裝置 單手柄系統(tǒng)的基本原理是用手柄發(fā)出操縱船舶所需推力的大小和方向指令，系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)計(jì)算各種分力和輸出對(duì)下屬設(shè)備的推力指令。推力的大小和方向由與手柄相連的垂直輪和水平輪上對(duì)應(yīng)的數(shù)值指示。85應(yīng)急操舵應(yīng)急操舵 有關(guān)規(guī)定：有關(guān)規(guī)定： 1）按規(guī)定至少每三個(gè)月應(yīng)進(jìn)行一次應(yīng)急操）按規(guī)定至少每三個(gè)月應(yīng)進(jìn)行一次應(yīng)急操舵演習(xí)，以練習(xí)應(yīng)急操舵程序。舵演習(xí)，以練

28、習(xí)應(yīng)急操舵程序。 2）操舵演習(xí)應(yīng)包括在操舵裝置室內(nèi)的直接）操舵演習(xí)應(yīng)包括在操舵裝置室內(nèi)的直接控制，與駕駛室的通信程序及交替動(dòng)力供控制，與駕駛室的通信程序及交替動(dòng)力供應(yīng)轉(zhuǎn)換的操作。應(yīng)轉(zhuǎn)換的操作。 3）應(yīng)急操舵裝置演習(xí)的日期和詳細(xì)內(nèi)容應(yīng)）應(yīng)急操舵裝置演習(xí)的日期和詳細(xì)內(nèi)容應(yīng)記入主管機(jī)關(guān)規(guī)定的航海日志內(nèi)。記入主管機(jī)關(guān)規(guī)定的航海日志內(nèi)。86應(yīng)急操舵應(yīng)急操舵 應(yīng)急方法應(yīng)急方法 （1）駕駛臺(tái)應(yīng)急操舵：）駕駛臺(tái)應(yīng)急操舵： 根據(jù)舵設(shè)備的設(shè)置情況和故障情況有多種根據(jù)舵設(shè)備的設(shè)置情況和故障情況有多種 控制系統(tǒng)失效：人工轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)失效：人工轉(zhuǎn)換 設(shè)兩臺(tái)相同動(dòng)力設(shè)備：迅速在駕駛室啟用另一套控制系統(tǒng)或應(yīng)急設(shè)兩臺(tái)相同動(dòng)力設(shè)備：迅速在駕駛室啟用另一套控制系統(tǒng)或應(yīng)急用手柄控制的操舵裝置控制系統(tǒng)。用手柄控制的操舵裝置控制系統(tǒng)。 動(dòng)力系統(tǒng)失效動(dòng)力系統(tǒng)失效 備用交流機(jī)組自動(dòng)投入工作備用交流機(jī)組自動(dòng)投入工作 交流失電時(shí)，直流機(jī)組自動(dòng)投入工作交流失電時(shí)，直流機(jī)組自動(dòng)投入工作 人工啟用輔助操舵裝置動(dòng)力系統(tǒng)人工啟用輔助操舵裝置動(dòng)