CN103395489A - 仿鱼形襟翼式船舵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供仿鱼形襟翼式船舵装置，包括仿鱼形主舵、鱼尾式子舵，仿鱼形主舵的舵前体为流线型对称翼型，仿鱼形主舵的舵中体为平板腰段，仿鱼形主舵的舵后体为扇形，仿鱼形主舵的舵后体与鱼尾式子舵铰接，鱼尾式子舵随仿鱼形主舵转动而产生相对转动。本发明在小舵角情况下具有较好的舵效，可以保证船舶的航向稳定；不仅适用于对船舶操纵性能有特殊要求的内河运输船、港口作业船以及海洋工程船，还能应用与对航向稳定性要求高的原样运输船舶。

Description

仿鱼形襟翼式船舵装置
技术领域
本发明涉及的是一种船舵装置。
背景技术
目前，用来掌握航向的船舵装置大都是整体结构，且其表面为流线型剖面。由于这种船舵为整体结构，使得安装这种舵的船舶转弯半径较大。随着内河航运事业的进一步发展以及十二五海洋强国战略的实施，内河及远洋运输船、港口作业船以及海洋工程船越来越多，以往传统的流线型整体舵难以满足这些高操纵性要求的船舶。另外，随着国际上石油价格飞涨，能源短缺，特别是MEPC第58次会议发布EEDI计算公式以及2011年7月MEPC第62次会议上，正式通过《MARPOL73/78公约》附则Ⅵ修正案，确定了EEDI和SEEMP两项船舶能效准则。两项准则在2013年1月1日已经生效，2015年起强制执行，EEDI指数超标的新设计船将不能通过船级社或IMO的审核，EEDI指数超标的运营船舶可能被强制报废或者无法进入国际航运市场。营运船舶的航向稳定性对船舶在运营中能源的消耗起重要作用，船舵装置的操控需要消耗船舶能源，传统的流线型整体舵的压力中心随舵角的改变而变化较大，舵轴的扭矩变化亦大，所需的舵机功率加大，运行成本较高，船舶能耗较高。
发明内容
本发明的目的在于提供能够提高船舶的操纵效能，降低船舶的运行成本与能源消耗的仿鱼形襟翼式船舵装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明仿鱼形襟翼式船舵装置，其特征是：包括仿鱼形主舵、鱼尾式子舵，仿鱼形主舵的舵前体为流线型对称翼型，仿鱼形主舵的舵中体为平板腰段，仿鱼形主舵的舵后体为扇形，仿鱼形主舵的舵后体与鱼尾式子舵铰接，鱼尾式子舵随仿鱼形主舵转动而产生相对转动。
本发明还可以包括：
1、鱼尾式子舵为流线型对称翼型。
2、仿鱼形主舵的最大厚度处离仿鱼形主舵前缘的距离为仿鱼形主舵弦长的20%。
本发明的优势在于：本发明在小舵角情况下具有较好的舵效，可以保证船舶的航向稳定；不仅适用于对船舶操纵性能有特殊要求的内河运输船、港口作业船以及海洋工程船，还能应用与对航向稳定性要求高的原样运输船舶。
附图说明
图1a为本发明的总体结构图a，图1b为本发明的总体结构图b，图1c为本发明的总体结构图c；
图2a为直航状态下仿鱼形襟翼式船舵装置三视图a，图2b为直航状态下仿鱼形襟翼式船舵装置三视图b，图2c为直航状态下仿鱼形襟翼式船舵装置三视图c；
图3a为转舵A状态下仿鱼形襟翼式船舵装置三视图a，图3b为转舵A状态下仿鱼形襟翼式船舵装置三视图b，图3c为转舵A状态下仿鱼形襟翼式船舵装置三视图c；
图4a为转舵B状态下仿鱼形襟翼式船舵装置三视图a，图4b为转舵B状态下仿鱼形襟翼式船舵装置三视图b，图4c为转舵B状态下仿鱼形襟翼式船舵装置三视图c；
图5仿鱼形襟翼式船舵装置水流流线图；
图6a仿鱼形襟翼式船舵装置不同舵角下2维船舵剖面图a，图6b仿鱼形襟翼式船舵装置不同舵角下2维船舵剖面图b，图6c仿鱼形襟翼式船舵装置不同舵角下2维船舵剖面图c。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1～6，仿鱼形襟翼式船舵装置，由一个仿鱼形主舵1，一个主舵舵杆2，一个铰接舵轴3以及一个鱼尾襟翼子舵4。仿鱼形主舵舵体由仿鱼形主舵舵前体、5仿鱼形主舵舵中体6、仿鱼形主舵舵后体7三大部分组成。
参照图2、3、4、6，新型仿鱼形襟翼式船舵装置中鱼尾式子舵4与仿鱼形主舵的扇形多后体7相链接，仿鱼形主舵1随主舵舵杆2转动舵角α10/χ12，鱼尾襟翼式子舵4随仿鱼形主舵1转动而产生相对转动,襟翼舵舵角β11/δ13。
参照图5，仿鱼形主舵的舵前体5流线型头部，主舵舵体的最大厚度处离前缘的距离为主舵弦长的20%左右达到良好的水动力效果，此种布置可使绕过翼面前体的流体速度迅速上升，压力下降，上下翼面产生大的压力差，在小攻角时可获得较高的升力系数；仿鱼形主舵的舵中体6使水流加速，并向外挤压水流增加舵的侧向力；仿鱼形主舵的舵后体7扇形段与鱼尾式襟翼子舵4构成船舵装置的鱼尾式舵尾部，主舵的舵后体扇形段7改变了翼型的拱度，拱度增加时，升力系数增加。鱼尾式子舵4与主舵的扇形舵后体7相链接可以使流体流过扇形段后流线均匀。
参照图6，仿鱼形主舵舵体由仿鱼形主舵舵前体、5仿鱼形主舵舵中体6、仿鱼形主舵舵后体7三大部分组成。
本发明由仿鱼形主舵与鱼尾式子舵组成，仿鱼形主舵的尾部铰接有一鱼尾襟翼子舵，该襟翼子舵可绕固定设于仿鱼形主舵的枢轴摆动。仿鱼形主舵的舵前体为流线型对称翼型，仿鱼形主舵的舵中体为平缓曲度细长平板腰段，仿鱼形主舵的舵后体为扇形后体与襟翼子舵铰接。鱼尾式子舵为流线型对称翼型。
由于本发明仿鱼形襟翼式船舵装置由主舵与子舵组成。其中，仿鱼形主舵的舵前体流线型头部，舵体的最大厚度处离前缘的距离为主舵弦长的20%左右，可使绕过翼面前体的流体速度迅速上升，压力下降，上下翼面产生大的压力差，在小攻角时可获得较高的升力系数；仿鱼形主舵的舵后体扇形段与鱼尾式子舵构成船舵装置的鱼尾式舵尾部，主舵的舵后体扇形段改变了翼型的拱度，拱度增加时，升力系数增加。鱼尾式子舵与主舵的扇形舵后体相链接可以使流体流过扇形段后流线均匀；襟翼式子舵随仿鱼形主舵转动而产生相对转动，且舵叶弯曲的拱度较大，从而产生更大的舵升力，提高船舶的回转能力，使船舶的转弯半径缩小。因此，不仅适用于对船舶操纵性能有特殊要求的内河运输船、港口作业船以及海洋工程船，还能应用与对航向稳定性要求高的原样运输船舶。本发明专利具有明显的技术进步与经济效益。

Claims (3)

1.仿鱼形襟翼式船舵装置，其特征是：包括仿鱼形主舵、鱼尾式子舵，仿鱼形主舵的舵前体为流线型对称翼型，仿鱼形主舵的舵中体为平板腰段，仿鱼形主舵的舵后体为扇形，仿鱼形主舵的舵后体与鱼尾式子舵铰接，鱼尾式子舵随仿鱼形主舵转动而产生相对转动。
2.根据权利要求1所述的仿鱼形襟翼式船舵装置，其特征是：鱼尾式子舵为流线型对称翼型。
3.根据权利要求1或2所述的仿鱼形襟翼式船舵装置，其特征是：仿鱼形主舵的最大厚度处离仿鱼形主舵前缘的距离为仿鱼形主舵弦长的20%。
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