第九章舵機(jī)第一節(jié)概述第二節(jié)舵機(jī)的工作原理第三節(jié)轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)第四節(jié)遙控機(jī)構(gòu)第五節(jié)舵機(jī)實(shí)例第六節(jié)舵機(jī)的管理大管9-1概述舵是舵手（駕駛?cè)藛T）用來(lái)保持或改變船舶在水中運(yùn)動(dòng)方向的專用設(shè)備。舵有兩大功能：一是保持船舶預(yù)定航向的能力，稱為航向穩(wěn)定性；二是改變船舶運(yùn)動(dòng)方向的能力，稱回轉(zhuǎn)性。通常把二者統(tǒng)稱為船舶的操縱性。9-1概述操舵裝置：動(dòng)力設(shè)備：原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)(舵機(jī))：使舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)的油缸等遙控(遠(yuǎn)操)機(jī)構(gòu)：控制舵葉轉(zhuǎn)動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)。9-1-1舵設(shè)備的組成和舵的類型舵桿和舵銷保持同一軸線。9-1-1舵設(shè)備的組成和舵的類型舵的類型不平衡舵圖9-1(a)舵桿軸線緊靠舵葉前緣的舵平衡舵圖9-1(b)舵桿軸線位于舵葉前緣后面一定位置的舵半平衡舵圖9-1(c)僅于下半部做成平衡型式的舵后兩種舵在舵桿軸線之前有一定的舵葉面積，轉(zhuǎn)舵時(shí)水流作用在它上面產(chǎn)生的扭矩可以抵消一部分軸線后舵葉面積上的扭矩，從而減輕舵機(jī)的負(fù)荷。復(fù)板舵：對(duì)稱機(jī)翼型、空心結(jié)構(gòu)。9-1-2舵的作用原理

9-1-2-1舵的水動(dòng)力及其對(duì)船舶的影響F水作用力FN舵葉兩側(cè)水壓力（舵壓力）FF

摩擦力｝FL

升力FD阻力F水作用力｛水作用力F

FNFFLFDαXcZXO9-1-2舵的作用原理

9-1-2-1舵的水動(dòng)力及其對(duì)船舶的影響FL

升力FD

阻力Cx

壓力中心系數(shù)v

水流速度b舵葉的平均寬度FNFFLFDαA舵葉單側(cè)浸水面積9-1-2-1舵的水動(dòng)力及其對(duì)船舶的影響假設(shè)在船舶重心G處加上一對(duì)方向相反而數(shù)值均等于F的力F1、F2那么水作用力F對(duì)船體的作用可用水作用力對(duì)船舶重心所產(chǎn)生的力矩Ms和F2的作用來(lái)代替。由F和F1形成的力矩Ms迫使船舶繞其重心向偏舵方向回轉(zhuǎn)，稱為轉(zhuǎn)船力矩：9-1-2-1舵的水動(dòng)力及其對(duì)船舶的影響F2則又可分解為R和T兩個(gè)分力縱向分力R=F2sinα，增加了船舶前進(jìn)的阻力橫向分力T=F2cosα，使船向偏舵的相反方向漂移。水作用力F與船舶的重心G并不在同一水平面上。船在轉(zhuǎn)向的同時(shí)，還存在著橫傾與縱傾力矩。轉(zhuǎn)船力矩(Ms)式中；L——舵桿軸線至船舶重心的距離Xc——舵壓力中心至舵桿軸線的距離CL——舵的升力系數(shù)A---舵單面浸水面積

ν----水流速度。

ρ----水的密度Ms隨舵角α的增大而增大，并在達(dá)到某一舵角時(shí)出現(xiàn)極大值Mmax9-1-2-2舵的轉(zhuǎn)船力矩MSαMmaxαmax9-1-2-2舵的轉(zhuǎn)船力矩Ms出現(xiàn)極大值時(shí)的舵角數(shù)值，與舵葉的幾何形狀有關(guān)，并主要取決于舵葉的展弦比λ展弦比λ：λ=舵葉高度a／舵葉平均寬度bλ越小,繞流的影響就越大，即在同樣舵角上所產(chǎn)生的舵壓力越小，而達(dá)到最大轉(zhuǎn)船力矩時(shí)的舵角就越大。反之λ越大，最大轉(zhuǎn)船力矩時(shí)的舵角就越小。舵葉的λ值受到船舶吃水及船尾形狀等條件限制海船(λ=2～2.5)，Mmax的舵角多介于30o～35o之間，規(guī)定35o河船(λ1.0～2.0)，Mmax出現(xiàn)在35o～45o舵角之間9-1-2舵的水動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)舵力矩FNFFLFDαXcZXOFNFFLFDαXcZXO9-1-2舵的水動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)舵力矩水動(dòng)力矩：舵壓力對(duì)舵桿產(chǎn)生的力矩。9-1-2舵的水動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)舵力矩轉(zhuǎn)舵力矩(M)：操舵裝置加在舵桿上的力矩。公稱轉(zhuǎn)舵扭矩：最深航海吃水、最大航速、最大舵角時(shí)所需的扭矩。Mαααmax平衡舵不平衡舵平衡舵在小舵角時(shí)，壓力中心會(huì)出現(xiàn)在舵桿軸線前，故水動(dòng)力矩Ma會(huì)為負(fù)值。摩擦力矩Mf始終為正值。轉(zhuǎn)舵力矩M在轉(zhuǎn)舵過(guò)程中基本為正值。回舵過(guò)程中即為負(fù)值。水動(dòng)力矩Ma會(huì)為負(fù)值9-1-2舵的水動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)舵力矩maxMMSMmaxAAacb(1)轉(zhuǎn)船力矩MS比水動(dòng)力矩Ma大的多，但都與A和v2成正比，隨舵角增大而增大。(2)舵葉平衡系數(shù)K(0.15~0.35)越大，最大水動(dòng)力矩越小，舵機(jī)所需公稱轉(zhuǎn)舵扭矩越小。(3)倒航時(shí)，水動(dòng)力矩會(huì)很大。但最大倒航速度不是很大。9-1-2對(duì)舵機(jī)的基本技術(shù)要求1.基本性能35(P/S)3535(P/S)30<28s主：強(qiáng)度足夠；最深吃水、最大航速15(P/S)15<60s輔：強(qiáng)度足夠；最深吃水、1/2最大航速(7kn)主、輔操舵裝置各一套，并故障時(shí)不相互影響。如果主操舵裝置有２套以上動(dòng)力設(shè)備，并在①能隔離單項(xiàng)故障，②客船單套工作或貨船２套同時(shí)工作，主操舵裝置滿足上述要求時(shí)。可不設(shè)輔操舵裝置。主、輔操舵裝置的動(dòng)力設(shè)備的起停應(yīng)駕駛臺(tái)可控，電源故障回復(fù)后，能自動(dòng)再起動(dòng)。9-1-2對(duì)舵機(jī)的基本技術(shù)要求2.操舵控制系統(tǒng)駕駛臺(tái)、舵機(jī)室都能方便操作。如果主操作系統(tǒng)為２套、則應(yīng)設(shè)２套獨(dú)立控制系統(tǒng)，并均能駕控。若控制系統(tǒng)為液壓遠(yuǎn)控系統(tǒng)，除10000GT以上的油、化、氣船外，不必設(shè)第2套控制系統(tǒng)。但是舵機(jī)室控制有優(yōu)先權(quán)。9-1-2對(duì)舵機(jī)的基本技術(shù)要求3.安全閥安全閥設(shè)置、安裝位置能夠被隔斷的任何部分、由于動(dòng)力源或外力作用能夠產(chǎn)生壓力的任何部分。參數(shù)選定開(kāi)啟壓力≮1.25倍最大工作壓力，且不超過(guò)設(shè)計(jì)壓力；排量≮泵總流量的110%，低溫黏度影響后，壓力升高≯開(kāi)啟壓力的10%。9-1-2對(duì)舵機(jī)的基本技術(shù)要求4.液壓系統(tǒng)應(yīng)設(shè)濾油器、循環(huán)油箱、低油位報(bào)警器。應(yīng)設(shè)帶有液位計(jì)的貯油箱。容量滿足上述要求。應(yīng)設(shè)檢修用隔離閥，放氣閥。5.監(jiān)測(cè)和報(bào)警故障時(shí)，應(yīng)能在主機(jī)處所、集中控制室、駕駛臺(tái)給出聲光報(bào)警。9-1-2對(duì)舵機(jī)的基本技術(shù)要求6.舵角指示和限制舵角指示駕駛臺(tái)、集控室、船長(zhǎng)室、老軌室分別顯示。舵角限制動(dòng)力轉(zhuǎn)舵裝置應(yīng)設(shè)限位器。使舵在達(dá)到限位器前停住。限位器應(yīng)與轉(zhuǎn)舵機(jī)構(gòu)同步，不與舵機(jī)控制機(jī)構(gòu)同步。有控制舵位不動(dòng)的制動(dòng)裝置。9-1-2對(duì)舵機(jī)的基本技術(shù)要求7.應(yīng)急動(dòng)力舵桿直徑>230mm的舵機(jī)，45s內(nèi)提供替代動(dòng)力源。應(yīng)急動(dòng)力為獨(dú)立動(dòng)力源或應(yīng)急電源，能滿足1套動(dòng)力設(shè)備、控制系統(tǒng)、舵角指示的功率要求。并滿足：1萬(wàn)Gt以上工作30min,其他工作10min。總結(jié)1.轉(zhuǎn)船力矩MS水作用力F對(duì)船舶重心所產(chǎn)生的力矩。2.舵的水動(dòng)力矩Ma舵壓力FN對(duì)舵柱軸線所產(chǎn)生的力矩。3.轉(zhuǎn)舵力矩M操舵裝置對(duì)舵桿施加的力矩。4.磨擦力矩Mf舵柱支承處總摩擦力矩。5.轉(zhuǎn)舵力