第三章 舵的设计.ppt

二、舵的强度计算 二、舵的强度计算 第三章 舵的设计 3.6 舵设计计算举例 舵的设计步骤 舵面积及几何要素 水动力及转舵力矩 强度校核，定舵杆尺寸 舵机功率选舵机 3.6 舵设计计算举例 3.6 舵设计计算举例 3.6 舵设计计算举例 3.6 舵设计计算举例 3.6 舵设计计算举例 第三章 舵的设计 3.7 改善操纵性措施 一、船舶主尺度与形状对操纵性的影响 二、特种操舵装置 3.7 改善操纵性措施 一、船舶主尺度与形状对操纵性的影响 2、船舶主尺度比 船长越长那么定常回转直径越大，给操纵船舶带来了困难。 1. 船舶水线长LWL 1。L/B增加，船舶直线稳定性有所提高，而回转性 变差，定常回转直径变大。 2。B/d增加，船舶扁而宽，回转性有所提高。 3。船体修长度 增大，回转阻尼降低，回转性 指数K增加，提高船舶回转性。 一、船舶主尺度与形状对操纵性的影响 3、方型系数CB 方型系数增加，船体受扰动之后，水动力的位置力作用点往船首移动，使直线稳定性变差，回转性有所改善。 4、中线面面积 尾部中线面面积和尾部形状的微小变动对船舶操纵性有明显的影响。为了提高直线稳定性，可增加尾部中线面面积，让中线面面积形心后移。 一、船舶主尺度与形状对操纵性的影响 5、尾部形状 尾部形状不仅对快速性有影响，对操纵性也有显著影响。在尾部中线面面积不变的情况下，增大后体丰满度采用U形剖面，提高了回转性。 6、首部形状 球鼻艏的安装相当于增加了首部中线面面积，使直线稳定性变差，回转性改善。总体来说首部对操纵性影响不是太显著，只有特殊船型如破冰船的首部才会对回转性显著影响。 二、特种操舵装置 襟翼舵 二、特种操舵装置 转柱舵 二、特种操舵装置 组合舵 二、特种操舵装置 组合舵的形状 二、特种操舵装置 1、侧推器的工作原理 侧推器安装在船首（首侧推）或船尾（尾侧推），由电动机带动螺旋桨产生横向力，进而产生转船力矩。其速度一般为2－3档，在驾驶台用手柄控制。 2、侧推器在操纵中的应用 侧推器的作用与船舶速度有关，船速越小，其作用越大，随着船速的增加，其作用逐渐降低。 例如： 船速 3节 8节 转船力矩（与舵）/单独舵转船力矩 3.5 1.28 侧推器的使用 二、特种操舵装置 思 考 题 1.何谓舵的展弦比？从提高舵效的观点，应使舵的展弦比增加还是减少？为什么？ 2.内河浅吃水船上，为什么常在舵的上下端处安装止流板？ 3.为什么现代船上都采用平衡舵，且剖面形式是流线型的？ 4.试分析船舶主尺度与形状对操纵性的影响 * 3.3 舵的水动力特性 δ （+） （-） L F FN D FT D——阻力（N） L——升力（N） F——舵力（N） FN——正压力（N） PT——摩擦力（N） δ——舵角（°） V ——舵叶对水速度（m/s） Ad——舵叶浸水面积（m2） e S b 1、舵力的概念 由机翼理论可知舵的水动力特征。 水流以α角冲向舵时，产生升力L和 阻力D，其合力R分为法向力F和切向力A。 我们称法向力F为舵力。舵力F的大小可用 下式求得： 其中：AR－为舵面积； V－为舵速 C为舵力系数，其大小可用经验公式计算： 其中，λ为舵的展舷比 舵压力及舵压力转船力矩 α R F D L A 2. 舵力转船力矩 其中NR为舵力转船力矩，其大小 与舵力、舵角等因素有关。 舵压力及舵压力转船力矩 G xe δ 3.3 舵的水动力特性 在均匀流场中敞水舵水动力特性的基础上，进行船体、螺旋桨等项的修正。 （一）敞水舵 升力系数： 阻力系数： 压力中心系数： 合力系数： 法向力系数： 敞水舵的系列试验资料 据流体力学相似理论，几何形状相似的机翼在相同的流动状态下CL、CP、CD均相等，所以，一组实验值可用于几何相似，大小不等的一系列机翼中 敞水舵的试验资料： NACA 系列 前苏联 汉堡大学Jfs系列 Tayler水池 TMB系列 （一）敞水舵 运用试验资料来估算舵的水动力特性 （一）敞水舵 运用试验资料来估算舵的水动力特性 （一）敞水舵 （二）船后舵 1。船体对舵力的影响： 其大小比螺旋桨处伴流的还要大。 有效进速-- 船后伴流降低了舵与水的相对速度。 1. 船体对舵力的影响 有效攻角