差動舵

差動舵

差動舵是特殊船舵的一種,指由三個或三個以上舵葉組成而轉動時各舵葉的舵角有差異的舵。 差動舵一般由多舵葉組成的舵。通常,單槳船舶由三個舵葉組成,而雙槳船舶卻由四個舵葉所組成。利用各舵葉的不同轉動角度把尾流導向一側,以提高船舶轉向能力。

簡介

差動舵簡圖 差動舵簡圖

如右圖所示,差動舵由三個或三個以上的舵葉組成,轉舵時,通過轉舵聯動機構,幾個舵葉相應轉成不同的舵角,前後相近的舵葉組合成,猶如襟翼舵,可以增加舵效。三個舵葉組合起來,猶如構成一個導管,把螺旋槳尾流導向一側,從而也提高船舶轉向能力。

優點

圖1 差動舵舵葉布置 圖1 差動舵舵葉布置

差動舵的主要優點是舵效好。從圖1可以看出:左舷兩隻舵首尾銜接,形成大拱度的組合舵,猶如“襟翼舵”一樣,因而也就兼有“襟翼舵”的優點;右舷兩隻舵形成喇叭狀,起到導流作用。因此,差動舵可提高舵的水動力特性,增大了舵壓力和轉船力矩。採用差動舵後,船舶的迴轉性可大大改善。根據各種舵型在同一自航模上試驗結果表明:差動舵比之其他舵型,效果較好。差動舵主要適用於船寬較大、吃水較小、需多舵布置的內河船舶上。

設計原理

圖2 差動舵傳動示意圖 圖2 差動舵傳動示意圖

圖2所示的是差動舵傳動示意圖。從圖中可以看出:二隻中舵舵桿上各裝有一隻繩輪(舵輪),而左、右邊舵舵桿上卻各設上、下兩隻偏心的繩輪(偏心輪)。每一中舵舵輪各用一根鋼索與邊舵上偏心輪連線起來,同時用另一根鋼索把左、右邊舵下偏心輪之間也連線起來,並在鋼索中段設定一個彈簧裝置。兩隻中舵,是利用一般的連桿(圖上未示出)連線而使其同步動作的。

圖示為向左舷轉舵的情形。當中舵向左舷轉舵時,左舵輪收進(捲入)鋼索,帶動左邊舵的上偏心輪跟著轉動,於是左邊舵也向左舷轉舵;此時,左邊舵的下偏心輪一邊隨舵桿轉動,一邊亦收進鋼索且帶動右邊舵的下偏心輪轉動,於是與該偏心輪同軸的右邊舵亦向左舷轉舵;同時,裝在右邊舵舵桿上的上偏心輪,一邊隨著轉動,一邊收進右舵輪所放出的鋼索。顯然,舵輪所收進(或放出)的鋼索長度,與邊舵舵桿上的上偏心輪所放出(或收進)的是相等的;左、右邊舵上的兩隻下偏心輪所收進與所放出的鋼索,理論上彼此亦是等長度的,但由於機構存在安裝間隙和設計計算上的誤差,不是在所有舵角下都是等長度的。因此,使同一隻舵在向左舷轉舵時所放出(或收進)的鋼索長度,與在向右舷轉動同一角度時所收進(或放出)的鋼索長度可能有微小的差別。此時,彈簧以其一定的伸縮量就可自動地彌補鋼索長度的變化。

我們知道,由於偏心輪的尺寸比舵輪小得多,在轉過相同弧長(相同鋼索長度)的條件下,偏心輪所轉過的角度就較舵輪為大。儘管,左、右邊舵上的兩隻下偏心輪的尺寸是相同的,但是偏心輪在轉過同一弧長的條件下,從半徑較大處向較小處轉動,與從半徑較小處向較大處轉動,其所轉過的角度是不等的。前者角度較大,後者較小。而這也就是差動舵的設計原理。

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