《舵的设计》PPT课件.ppt

1、概述了在第三章键的设计、键的几何因素、分类和安装位置单键的流体性能方向舵设计中，参数的选择方向舵的水力和舵力矩的计算方向舵设计计算实例，提高可操作性的措施。可操作性标准，可操作性标准：1993年国际海事组织(1MO)提出了100米以上海船可操作性标准的要求后，具体规定如下：1)旋转能力：船舶向左(右)35o转向角度时，旋转的纵距不超过4.5L(L是垂直线间长度)，战术直径不超过5.0L。2)初始旋转能力船舶操纵左侧10个击球角或右侧10个击球角后，选手方向角从原始航线改为10，船舶前进的纵贯船长不得超过2.5倍。可操作性标准概述，3)偏航修正和航行保持能力1010 Z型操作实验测量的第一个超越

2、角度不应超过L/V10s等10。例如20 L/V 30s:(51/2(L/V)例如10s L/V 30s。在1010Z型操作实验中测量的第二超越角度与上述第一超越角度平衡值15,2020Z型操作实验中测量的第一超越角度不应超过25，概论操作性标准，4)停止能力全速落后实验中测量的停止轨迹不应超过15L，但如果船舶排水量大，牙齿基准值不现实，主管机关可以修改牙齿基准值。5)船舶航线不稳定时，可以通过螺旋试验或舵实验确认不稳定程度。舵设计的基本思想满足操纵性要求，远洋船以航行保持性为主。沿海线和出入港频繁的港口对旋转性的要求很高。内河船受航道限制，必须满足旋转性的特殊要求。舵、船体、螺旋桨由有机整

3、体组成，考虑相互作用，减少航行阻力，努力提高推进效率。方向舵设计的内容、方向舵数量和形状的方向舵选择大小和形状的设计方向舵力和方向舵力矩计算以及伺服功率估计。方向舵的几何元素，方向舵面积AR:方向舵叶的侧面投影区域(如果部分方向舵叶露出水面，则方向舵面积表示设计水线下方方向舵的侧面投影区域)；关键点高度(扩展)H、关键点轴方向舵叶顶边和底边的垂直距离方向舵宽度(弦长)B是方向舵叶前后边之间的水平距离。对于矩形方向舵，方向舵宽度是每个截面的弦长。非矩形方向舵可以用平均方向舵宽度表示。长宽比对矩形方向舵h/b；对于非矩形方向舵叶，方向舵的几何元素，平衡比E表示方向舵轴之前方向舵面积与总方向舵面积的

4、比率。对于不平衡的方向舵，方向舵轴位于方向舵的导向，e=0。厚度比率：方向舵截面最大厚度与方向舵宽度的比率区域比率：方向舵面积与船体垂直线之间的长度与设计草稿乘积的比率。方向舵截面，表示垂直于方向舵轴的方向舵叶截面。对于高度方向上厚度不变的矩形方向舵，在整个高度方向上的横截面相同。根据方向舵分类、方向舵支撑：多支撑方向舵、双支撑方向舵、半悬挂方向舵和悬挂方向舵。关键点的轮廓形状：平键和流线型方向舵从方向舵宽度按方向舵轴的位置(不平衡方向舵、平衡方向舵和半平衡方向舵)。第二舵装置的分类1，舵杆轴上舵叶宽度的位置1，不平衡舵：也称为普通舵，适合船。特点：舵叶都在舵轴后面，舵按钮的支点多，舵强度容易

5、保证。需要更大的方向舵力矩。2，平衡舵：海船广泛使用。特点：舵轴位于舵叶片的前后边缘之间。舵轴前的舵叶具有平衡作用，牙齿部分面积与舵叶总面积的比例称为平衡比或平衡系数，通常介于0.20.3之间。所需的旋转舵力矩较小，因此可以相应减少舵的动力。3，半平衡舵：适用于尾柱形状复杂的船舶。特征：舵的下半部分是平衡舵，上半部分是不平衡舵，平衡比例是平衡舵和不平衡舵之间，即0.2以下。2，根据身高的支撑方式，分为1，支撑塔：多个支撑塔和双支撑塔两种。多支承舵：连接船体尾柱的有三个或更多支承的舵。其支撑点可以分为方向舵轴承、方向舵按钮、方向舵支架等。身高的重量由船体内的支撑和舵垫支撑。双支撑关键点：除了上部

6、支撑外，方向舵根部有支撑的关键点。2，方向舵悬挂：向上支撑，但没有，其方向舵叶全部悬挂在船体外的方向舵上。广泛应用。3.半弦杆：以下支撑点的位置在方向舵叶中间的方向舵。3，根据方向舵叶的截面形状，1，平面方向舵：也称为单板方向舵，仅用于船。2，流线型舵(又称双板舵):海船被广泛采用。除了部分非自动航船外，绝对数量的机动船采用流线型、舵分类，目前普遍使用的舵大部分是流线型的平衡方向型。双桨双舵经常使用悬挂的方向舵，主要考虑到方向舵在桨后面，方向舵的底边很难支撑。半平衡半弦杆常用于多伦线的中舵(或桨单舵线)，此时，可以稍微剪下尾部轭木，提高转动性，安装钥匙容易。(威廉莎士比亚、哈姆雷特、方向舵、方

7、向舵、方向舵、方向舵、方向舵)、舵的数量和安装位置、舵的数量：根据船型和航行情况，与螺旋桨数量有很大关系。一般来说，舵手的桨数对部分可操作性要求高，饮用水有限，还构成双桨3杆装置。(例如长江上游)键的形态：与船尾形态、航行条件及设备条件有关。尾架和方向舵柱的船尾采用了多支的不平衡键，转动方向舵时，方向舵扭矩大，需要更大的舵，出现了不平衡的方向舵在风浪中容易应变的现象。尾部框架船尾使用双支撑平衡键，降低舵扭矩和舵的燃烧效率。改变吃水线，舵柄顶部离水面更远，提高轻负荷的舵效果，在穆米框架的开放船尾使用半悬式半平衡舵双航线上经常悬挂的双平衡舵。舵的数量和安装位置，舵放在远离船舶重心的地方，以提高电线

8、力臂，但要注意舵的可靠保护。为了提高方向舵效果以获得螺旋桨尾流，方向舵通常放置在螺旋桨后面。实验数据表明，螺旋桨尾迹经过一定距离后，尾迹速度才能达到最大值。因此，原则上，操舵装置应放置在尾流速度较大的地方，有利于提高操舵效果。方向舵上边缘和船底之间的间隙足够小，可以利用边界效果提高方向舵效果。确保桨和方向舵被船体有效地保护，以避免损坏。密钥数量和安装位置，使用多个密钥时，请注意密钥和密钥之间的干涉问题。在前后方向转动舵时，要防止前面的舵向后面的舵流得很好。(威廉莎士比亚，哈姆雷特，方向舵，方向舵，方向舵，方向舵，方向舵)另一方面，两个方向舵靠得太近，转动方向舵时，一个方向舵的低压区域落在另一个

9、方向舵的高压区域，产生相互抵消作用，因此两个方向舵之间的横向距离一般不小于半方向舵宽度，这是好事。注意方向舵的良好保护和拆卸工艺要求。键的下边缘渡边杏超过船底基线键的后边缘。在任何舵角下，都不要超过船尾轮廓舵的诱导，根据螺旋桨和尾翼的安装工艺，舵的上边缘和船底之间的间距要小。3-3单独键的流体性能，3 V获奖键的速度，这是因为，当键和键之间有攻角时，键的上下两端从高压面绕过末端，产生到低压面的横向绕流，两端的横向绕流减少了叶背和叶面之间的压力差，从而导致了升力的减少。(威廉莎士比亚，温德夏，现) (威廉莎士比亚，温德夏，现) (威廉莎士比亚，现)这种影响在小玄比的方向舵上整体上更严重，在大玄比

10、的方向舵上更严重。但是弦的失速角度比大方向舵小。弦比对流体力学性能的影响，普朗特变换公式：即在相同升力系数条件下，弦比小翼大的攻角可以得到相同的升力系数。悬比对水力性能的影响，应用：通过模型方向舵的水力实验，换算了实际方向舵的水力系数。，方向舵面积、方向舵面积对操纵性的影响：方向舵面积大：回转性和直线稳定性好，能全面改善船的操纵性能。密钥面积太大。增加键功率、键设备重量和占用空间，增加船舶抗逆性，键高度受到船尾空间的一定限制，由于弦比下降，键效果降低。方向舵面积，1 .根据其他类型船舶的经验系数确定舵面积范围。2.根据半经验公式3。根据模型船选择方向舵面积，4 .根据地图确定方向舵面积、方向舵

11、面积。1)牙齿到p2.22.3时，曲线族相对平坦，并确定方向舵面积比率。2)在p2.22.3中，曲线族急剧上升时，根据稳定性要求确定方向舵面积比、方向舵面积、根据一般要求确定方向舵面积的地图、方向舵面积、5。根据母线可操作性金志洙K，T确定设计线的方向舵面积。、)2)增加方向舵的面积可以使t保持不变，增加k，或者在k保持不变的情况下使t变小。3)在一般民选的情况下，K和T之间有近似线性惯性，找到其中一个就可以预测另一个。方向舵设计实例，安装某模型船，新设计的船，后者为了保证模型船等航行稳定性需要问多少？(1)如果要求航行稳定性(例如模型线)，模型线可以知道。从图3-8中获取。(2)如图3-9所

12、示。、3)检查对直线稳定性平衡、键的弦比、键的弦比和水力的影响。从船舶可操作性来看，希望在较小的击球角度上Cy值更大。所以弦比也要大。选择的馀地不大。一艘海船，大约2辆。内河船饮用水有限，身高小，往往采用一牌或两牌的3杆形式。键截面形状和厚度比，NACA截面：美国航空国家咨询委员会截面低速船舶HE:前苏联耶科夫斯基实验室截面高速船舶LLA:前苏联中央空气动力研究院截面JFS:德国汉堡大学朝鲜学院实验室截面戈廷根：戈廷根实验室截面Munk:芒克WZF:武汉交通科技大学实验室截面15等于厚度比，方向舵截面形状和厚度比，方向舵截面形状和厚度比，截面类型值，厚度对流体力学系数的影响不大，但由于太薄，边

13、界分离现象发生得太早，船台过钝，升降机下降1)有助于推进，0.150.18 2)对内河、拥塞或限制航线，0.180.24 3)双桨3舵船的中舵和驳船没有实验数据：有限长宽比翼升力线理论公式：环椭圆分布的普朗特公式：富士进展公式：上海交替：在单独键的流体力学计算方向舵分离水之前，Cp约为0.25。 水分离后，Cp约为0.33。，贝塞尔公式：炉后舵的流体力学计算，1 .有效舵角1)直航时：2)旋转中：(a)，(b)，K整流系数XR方向舵的纵向坐标值，桨后方向舵的流体力学计算，K选择其中键或侧方向舵在尾柱上等于或大于方向舵弦的一半时k=0.5巡洋舰尾部样式：k=0.9尾部：k=1.0，划桨舵的流体力

14、学计算，2 .对流动速度的影响船体对方向舵的流动速度的影响：伴随流降低了方向舵的流动速度，对中间方向舵的影响最大。当键的上边缘接近船体，间距小于键的最大厚度时，伴随流分数方程式，当键的上边缘接近船体，间距大于键的最大厚度时伴随流分数方程式，流场的变化增加了回流力矩。伴随流影响系数：考虑了船体影响的键的垂直力和力矩，螺旋桨对键的流动速度的影响，螺旋桨对键的流体力学的影响，主要提高了键的流动速度。同时，由于水流的偏转和流动边界层的影响，流经键的水流特性发生了变化。由于船和螺旋桨的综合作用，舵的流入速度是线速度的(1.01.2)倍。具有舵柱的不平衡舵流体力学计算，由于舵柱的存在，压力中心向前运动，舵

15、扭矩减小。落后现象，落后速度是停车的0.50.6倍。访美线阻力大，是0.5倍，椭圆尾部和巡洋舰尾部落后0.6倍，因为方向舵在前和后，没有摩擦伴流的影响，东流量前进时的1/31/2。忽略螺旋桨的影响。升力系数取正项的0.75，恒速取一半。逆时垂直力对舵压力距前缘A距离的舵杆的扭矩为：舵力矩的计算，舵叶对舵轴的流体动力力矩，摩擦力力矩悬挂舵时摩擦力矩最大。最大流体动力力矩的30%平衡舵(非弦式)约为20%常规不平衡舵约为10%。关键功率，从左满舵到右满舵的最大角度，关键扭矩的计算，从左满舵到右满舵的限制时间，K惯性，考虑波浪和伺服效率的补贴系数动力液压伺服K=1.5蒸汽伺服K=2.0人力关键K=2.5，提高机动性的措施，正