CN1518512A - 大型船用双叶舵系统 - Google Patents
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Abstract
大型船用双叶舵系统,具有大升力,在一台推进螺旋桨(3)的后方配置一对大升力舵(1、2),各大升力舵(1、2)分别在舵叶(4、5)顶端部和底端部具有顶端板(6、7)和底端板(8、9);在各舵叶(4、5)内舷侧的面上与推进螺旋桨(3)轴线大体相同的水准位置从大体前缘部朝后方设置具有预定翼弦长的翅片(10、11);与推进螺旋桨叶片朝上升方向回转的舷侧相向一方的舵叶(4)的翅片(10)具有构成使前进方向推力与抗力的比为最大的迎角的姿势,该前进方向推力由具有朝流动的上方向成分的推进螺旋桨尾流产生;与推进螺旋桨叶片朝下降方向回转的舷侧相向的另一方舵叶(5)的翅片(11)具有构成使前进方向推力与抗力的比为最大的迎角的姿势,该前进方向推力由具有朝流动的下方向成分的推进螺旋桨尾流产生;使各舵叶(4、5)的弦长为推进螺旋桨直径的60~45%。
Description
技术领域
本发明涉及大型船用双叶舵系统,涉及有效地利用推进螺旋桨尾流的技术。
背景技术
过去,大型船的舵系统如图21~图22所示,在一台推进螺旋桨3的后方配置单叶舵51,舵51的通常被称为马里纳(マリナ一)的形式占绝大多数。该舵51由从船尾52的底面中央朝下方凸出地设置的呈流线型的舵柱53的下端部的舵销54可自由回转地支承。舵51的最大可回转角度为单舷35°、相反舵35°,合计70°。
过去,舵的面积随船的长度和种类而不同,但使吃水与船长相乘获得浸水投影面积然后用舵面积除该浸水投影面积获得的值(舵面积比)处于某一值的范围内地根据经验决定。
然而,最近,对于存在大型油船等船舶机动性、随动性问题的大型船,狭窄水路航行时和卸货港内航行时等的船舶操纵性能被作为问题看待,为了满足国际海事机构(IMO)的规定对船舶操纵性能的要求事项,现有的方法是通过不仅改变船体形状而且减小舵面积比的、即增大舵面积来加以对应。在世界性地大型油船中设置舵51的叶片的平均弦长c′高达推进螺旋桨直径d的110%左右的大尺寸的单叶舵。
另外,虽然也存在设置二台推进螺旋桨、在其后方分别设置单叶舵的构想,但这仅是将一台螺旋桨、单叶舵的上述构成设置成二个系统实现推进器出现故障时的安全性。在该场合,船进行旋转操纵时,双叶舵可同步地朝左右舷转舵到最大角度35°。
如上述那样,在现有的舵系统中,存在增大舵面积的必要性,结果,舵成为重构造,另外,必须增大舵机的力量,而且,导致推进性能下降,另外,在某些场合,为了确保与舵增大相应量的空间,可能必须增大船体尺寸,这也存在导致经济损失的问题。
另外,虽然只有在狭窄水路和港内航行时要求高的操纵性,但由于即使舵面积大也为低速率,所以,舵力并不很大,存在操纵性的提高时不太有效的问题。
另外,在现有的舵中,当使舵角比35°大时,失速急剧地使舵的升力减少。因此,即使增大舵角,对于提高操纵性能也不太有效。
另外,在上述现有的舵系统中,当舵或舵机发生故障时,存在不能操纵船舶、船的安全性受到损害的问题。为了解决该问题,虽然将现有的舵系统设置成二系统也解决该问题,但产生推进效率变差、空间和设备变大、成本增大这样的别的问题,所以,难以实施。另外,在设置二系统的场合,由于使双叶的舵同步地转舵,所以,当舵角增大时,双叶的舵间的水流的干涉作用可能发生,存在不能有效地产生舵力的问题。
作为具有双叶的舵的船的舵角控制系统,过去例如图23所示那样,自动领航操舵装置62进行控制,使左舷舵61p和右舷舵61s同步作动并且朝外舷方向和内舷方向作动到最大转舵角地作动。
即,当从自动领航操舵装置62的自动操舵系62a或手动舵轮操舵系62b发出舵角命令信号δi时,该信号δi同时依原状态输入到用于控制左舷舵61p的左舷控制放大器63p和用于控制右舷舵61s的右舷控制放大器63s。这样,左右舷控制放大器63p、63s分别对使左舷舵61p作动的左舷舵机64p的左舷液压泵装置65p和使右舷舵61s作动的右舷舵机64s的右舷液压泵装置65s发出作动命令,左右舷舵机64p、64s和左右舷舵61p、61s同时开始朝相同方向回转。
左舷舵61p的移动量作为左舷舵角反馈信号δfp反馈到左舷控制放大器63p,另外,右舷舵61s的移动量作为右舷舵角反馈信号δfs反馈到右舷控制放大器63s。各信号如为δfp=δi、δfs=δi,则左右舷控制放大器63p、63s分别使舵机液压泵装置65p、65s的作动停止,左右舷舵61p、61s保持为自动领航操舵装置62的自动操舵系62a或手动舵轮操舵系62b的命令的舵角δi。
如上述那样,按照现有的自动领航操舵装置,同步地使双叶的舵作动,所以,当舵角增大时,产生左舷舵与右舷舵间的推进螺旋桨尾流的偏流的相互干涉作用,存在不能有效地发生舵力的问题。
另外,由于朝外舵方向的最大转舵角度同时地成为相对内舵方向的最大转舵角度,所以,舵的作动角度范围必然增大,但由于舵机在机构上存在制约,所以,不得不对最大转舵角施加限制,因此,存在不能获得大的舵力的问题。
另外,在设置双叶的舵的场合,如分别朝外舵方向使双叶的舵转舵,则相对船的行进产生制动力,所以,当进行船的急速停止操纵时,可利用该特性,但在现有的自动领航操舵装置中未进行该控制。
在船的急速停止(クラツシュアス夕一ソ)操纵的场合,由主发动机的反转操作或设置于推进螺旋桨轴减速装置的离合器的反转操作使推进螺旋桨的回转方向反转,从而使前进状态的船停止,并转变成后退状态。
此时,即使切断主发动机的燃料供给,也由大的惯性力使船体继续前进,推进螺旋桨空转。在该状态下,如对推进螺旋桨进行反转操作,则在推进系产生过负荷,所以,惯性产生的船体的前进速度即推进螺旋桨的自由回转速度自然下降到某一值后,进行主发动机的反转操作或减速装置的离合器反转操作。
为此,在可对船施加后退推力之前需要较长时间,因此,在此期间,船由惯性力使前进航行持续较长距离,从而使得撞船的危险增大,而且为了避免危险,船舶操纵者承受极大的劳动强度。
另外,在主发动机为柴油发动机、推进螺旋桨为固定桨距的场合,不能使主发动机下降到作为最低转速的极微速以下,存在残余相当高的船速的问题,但在设置双叶的舵的场合,通过分别使双叶的舵朝外舷方向转舵,控制其转舵角度,在由舵的可朝外舷方向的最大角度限定的范围,可将船速减速到与柴油主发动机的极微速相当的速率以下的任意的船速,而且还可控制方向,而在现有的自动领航操舵装置中未进行该控制。
本发明在一台的推进螺旋桨的后方配置使舵叶的弦长为推进螺旋桨直径的大体一半左右的双叶的大升力舵,使两舵的舵角的组合最有效地进行控制,从而可使大型船具有包含制动作用在内的优良的操纵性,特别是不仅在高速率航行时而且在狭窄水路和港内的低速率航行时也可发挥出优良的操纵性,推进性能也可确保与现有的舵系统的场合同等或在其以上的性能,可使舵轻构造化,由舵尺寸的缩短使船体长度缩短或使载货量增加,减小舵机的必要力量和必要作动角度,可使舵的支承方式为简单的平衡舵型,另一方面,即使在舵或舵机出现故障时也可确保船舶操纵功能和安全性。
发明内容
另外,本发明的目的在于提供一种大型船用双叶舵系统,在大型船用双叶舵系统中,即使在船的旋转或回头操纵时以大舵角控制舵,也不易受到双叶舵的推进螺旋桨尾流的偏流的相互干涉的影响,可有效地发生舵力,即使最大的转舵角度大,也可减少舵机的必要作动角度范围,当进行船急速停止(クラツシュアスタ一ソ)操纵时,将双叶舵用作相对船的行进的制动力,可大幅度缩短船的急速停止距离,另外,利用双叶舵,减速到与柴油主发动机的容许最低转速相当的船速以下,而且还可控制方向。
为了解决上述问题,本发明第一方面的大型船用双叶舵系统具有大升力,在一台的推进螺旋桨的后方大体平行地将1对大升力舵配置到相对推进螺旋桨轴线对称的位置,各大升力舵分别在舵叶的顶端部和底端部具有顶端板和底端板;各舵叶的水平断面的轮廓具有由前缘部、中间部、及鱼尾后缘部构成的形状,该前缘部朝前方凸出成半圆形,该中间部连着前缘部地以流线型使宽度增大到最大宽度部之后朝最小宽度部逐渐减少宽度,该鱼尾后缘部连着中间部地朝预定宽度的后方端逐渐增大宽度;在各舵叶的内舷侧的面上的与推进螺旋桨的轴线大体相同的水准位置从大体前缘部朝后方设置具有预定的翼弦长的翅片;与推进螺旋桨叶片朝上升方向回转的舷侧相向的一方的舵叶的翅片具有构成使前进方向推力与抗力的比为最大的迎角的姿势,该前进方向推力由具有流动的朝上方向成分的推进螺旋桨尾流产生;与推进螺旋桨叶片朝下降方向回转的舷侧相向的另一方的舵叶的翅片具有构成使前进方向推力与抗力的比为最大的迎角的姿势,该前进方向推力由具有流动的朝下方向成分的推进螺旋桨尾流产生;其特征在于:使各舵叶的弦长为推进螺旋桨直径的60~45%。
按照上述构成,当为了操纵船而对各舵施加舵角时,推进螺旋桨的尾流被封入到舵叶的顶端板与底端板之间、流入到舵叶的面,所以,作为叶片的升力或作为水流的直压力产生的升力增大,并且,作为升力施加鱼尾后缘部的水流的折曲反力,所以,可产生大的升力。
而且,即使使舵角为比过去最大的35°大,也不会失速,可持续发生升力,并且舵角越大抗力越大地使船减速,提高操纵性。另外,由于舵为双叶,从而即使升力最大地发生的舵叶前缘部近旁的合计纵长为舵单叶的场合的近2倍,另外,作为升力的另一发生源的鱼尾后缘部的合计纵长也增大近2倍,所以,整体上可产生大的升力。另外,通过组合双叶的舵的舵角,由相互的作用效果使整体的升力更大。
因此,本发明的舵系统即使使舵叶的弦长为推进螺旋桨直径的60~45%这样小的值,也可在以比舵叶弦长为推进螺旋桨直径的约110%的现有的单叶舵系统的场合更高速率航行时和在狭窄水路或港内的低速率航行时都发挥出优良的操纵性即优良的航向保证性能、旋转性能、回头性能、停止性能。
另外,在船的直进时的舵中立位置,由两舵叶的翅片将一边在两舵叶间回转一边朝后方流动的推进螺旋桨尾流的回转能量变换成具有前进方向成分的升力。
因此,产生于船直进时的舵中立位置的鱼尾后缘部的粘性压力阻力和舵叶具有双叶时产生的自航要素的推力减少系数的下降倾向由在翅片发生的前进方向推力和舵面积小导致的阻力的减少相互抵消,推进效率可使与现有的单叶舵系统的场合相同或比其更大。
另外,舵叶的弦长的缩短使舵叶高度也多少缩短一些,结果,大升力舵单叶的舵面积与现有的马里纳型单叶舵的包含舵柱的舵面积相比一般减少约30~40%左右。因此,舵单叶的构造和重量与现有的系统相比显著轻构造化、轻量化,从而可使制造容易,而且可将舵的支承方式从现有的马里纳舵方式改变成简单的平衡舵方式。另外,由舵尺寸的缩短可使船体长度缩短或使载货容量增加。
另外,舵机的组合二台的合计所需要力量也为现有的马里纳型单叶舵系统的场合的约50%左右。即,一台舵机的力量减少到过去的约25%左右,为此,不需要使用现有系统中的那样的特别制作的大容量舵机。
另外,即使在一方的舵或其舵机出现故障的场合,也可由另一方的舵或其舵机维持船舶操纵功能,与现有的单叶舵系统的场合相比可明显提高安全性。
本发明第二方面的大型船用双叶舵系统将各个大升力舵的回转中心与推进螺旋桨轴线之间的间隔设为推进螺旋桨直径的25~35%,在使各个大升力舵分别为朝外舷侧进行最大舵角转舵的状态下,使各舵叶前缘端间的间隙最大为40~50mm。
按照上述构成,即使在使任一舵朝其舷的外舷侧转舵到最大舵角时,也可增大推进螺旋桨尾流的流束冲击舵叶的面积,可由舵产生大的升力,进一步提高操纵性。
另外,在使左右的舵分别朝外舷侧转舵到最大舵的状态下,进行各舵叶相对船的行进的制动作用,而且各舵叶的前缘端间的间隙小,从而使通过该间隙的推进螺旋桨尾流朝后方的逸流量减少,所以,由推进螺旋桨产生的前进推力减少,同时,舵叶产生的抗力也成为最大,可使船急速停止,安全性显著提高。
本发明第三方面的大型船用双叶舵系统使各鱼尾后缘部连于中间部地朝预定宽度的后方端仅朝外舷方向单侧逐渐地增大宽度。
按照上述构成,在船的直进时的舵中立位置,可使鱼尾后缘部的粘性压力阻力减半,可提高推进效率。相反,对于鱼尾后缘部的升力的发生减少,通过在效果更大的外舷侧重点地进行鱼尾后缘部的水流折曲作用,可使整体的升力发生的减少为最小限度,所以,发挥出比现有的单叶舵系统的场合更优良的操纵性(即优良的航向保证性能、旋转性能、回头性能、停止性能)。
本发明第四方面的大型船用双叶舵系统在各舵叶的翅片的端面设置按预定长度朝上方、下方、上下双方中的任一个折曲的端板。
按照上述构成,可由翅片端板减少翅片翼端部的端面影响和自由涡流的发生,并使翅片翼面上的升力分布延伸到端部,而且,可将自由涡流的一部分变换成前进力。因此,翅片的升力变换效率提高,可进一步提高推进效率。
本发明第五方面的大型船用双叶舵系统在推进螺旋桨的毂盖设置用于朝与推进螺旋桨叶片产生的推进螺旋桨尾流相同方向产生尾流的翅片。
按照上述构成,可减少推进螺旋桨尾流流束的中心部的轮毂涡流的发生,因此,推进效率提高。在舵存在于推进螺旋桨后方中心的场合,舵具有在某种程度上抑制轮毂涡流发生的效果,但在本发明中,由于在推进螺旋桨的后方中心不存在舵,所以,在毂盖设置翅片抑制轮毂涡流的发生的有效度极大。
本发明第六方面的大型船用双叶舵系统具有操作对各舵设置的舵机控制各舵的舵角的自动领航操舵装置,自动领航操舵装置具有比朝内舷方向的最大转舵角度大地操作各舵的朝外舷方向的最大转舵角度的控制功能。
按照上述构成,当在船旋转或回头操纵的场合使双叶的舵朝相同舷方向回转到最大转舵角度时,即例如在转舵的场合左舷舵朝左舷方向回转到最大转舵角度或右舷舵朝左舷方向回转到比左舷舵的相同最大转舵角度小的最大转舵角度时,受到左舷舵和右舷舵形成的推进螺旋桨尾流的偏流的相互干涉作用的影响少,可有效地产生舵力,另外,可减小舵机的必要作动角度范围。
本发明第七方面的大型船用双叶舵系统的自动领航操舵装置具有急速停止时对各舵进行操纵的急速停止操纵功能回路和起动急速停止操纵功能回路的急速停止按钮,急速停止操纵功能回路具有分别朝外舷方向使各舵操作到最大转舵角度的控制功能。
按照上述的构成,在进行船急速停止时的急速停止操纵的场合,按下自动领航操舵装置的急速停止按钮,使急速停止操纵功能回路起动,使左舷舵和右舷舵分别朝外舷方向转舵到最大转舵角度,从而可相对船的行进产生制动力。因此,由于船被急速地减速,所以,可在短时间使船从前进操纵转移到后退操纵,可显著地缩短船的停止距离。
另外,通过利用使各舵分别朝外舵方向转舵的功能,调节其角度,从而在主发动机为柴油发动机、推进螺旋桨为固定桨距的场合,虽然由舵朝外舵方向的可能的最大角度的大小限定,但可将船速减速到与柴油主发动机的容许最低转速(极微速)相当的速率以下的任意船速,而且还可控制方向。
本发明第八方面的大型船用双叶舵系统, 自动领航操舵装置具有急速停止时对各舵进行操纵的急速停止操纵功能回路,急速停止操纵功能回路具有在急速停止操纵时接收从主发动机操纵系统发出的燃料供给切断信号、分别朝外舷方向使各舵操作到最大转舵角度的控制功能。
按照上述构成,当船的急速停止操纵时,不进行按下自动领航操舵装置的急速停止按钮等特别的操作,也可在急速停止操纵中接收主发动机操纵系统发出的信号,起动急速停止操纵功能回路,自动地使左舷舵和右舷舵分别朝外舷方向转舵到最大转舵角度,产生相对船的行进的制动力。因此,由于船被急速地减速,所以,可在短时间使船从前进操纵转移到后退操纵,可显著地缩短船的停止距离。
附图说明
图1为示出本发明实施形式的大型船用双叶舵系统的背面图。
图2为该大型船用双叶舵系统的图1的a-a向视断面平面图。
图3为该大型船用双叶舵系统的图1的b-b向视断面平面图。
图4为该大型船用双叶舵系统的图1的c-c向视断面平面图。
图5为示出该大型船用双叶舵系统的动作的说明图。
图6为示出该大型船用双叶舵系统的动作的说明图。
图7为示出该大型船用双叶舵系统的动作的说明图。
图8为示出本发明另一实施形式的大型船用双叶舵系统局部断面平面图。
图9为在该大型船用双叶舵系统将毂盖翅片设置到推进螺旋桨的场合的局部断面平面图。
图10为示出用于关于该大型船用双叶舵系统的模型船的试验的模型船技术规格的图表。
图11为示出关于该大型船用双叶舵系统的模型船的推力和前进推力的测量试验的结果的图。
图12为示出关于适用该大型船用双叶舵系统的超大型油船的旋转性能的模拟结果的图。
图13为示出关于适用该大型船用双叶舵系统的超大型油船的10°/10°曲折试验的模拟结果的图。
图14为示出作为关于该大型船用双叶舵系统的超大型油船模型船的试验的对象的船和舵的技术规格和装备状态的图。
图15为示出关于该大型船用双叶舵系统的超大型油船模型船的推进性能试验的结果的图。
图16为示出关于该大型船用双叶舵系统的实际船适用的试设计的结果的图表。
图17为本发明的实施形式的双叶舵的舵角控制系统的回路说明图。
图18为示出该舵角控制系统的操作例1的旋转操纵时的舵角命令信号与各舵的操舵量的关系的图。
图19为示出该舵角控制系统的操作例2的旋转操纵时的舵角命令信号与各舵的操舵量的关系的图。
图20为本发明另一实施形式的舵角控制系统的回路说明图。
图21为示出现有的大型船用舵系统的背面图。
图22为该大型船用舵系统的图21中的d-d向视侧面图。
图23为现有的舵角控制系统的回路说明图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的实施形式。在图1~图4中,一对大升力舵1、2在一台推进螺旋桨3的后方相对推进螺旋桨轴线即船体中心线左右对称地配置,推进螺旋桨3从后方观看时朝顺时针方向回转(右转)。
配置到左右两舷侧的大升力舵1、2包括左舷舵叶4和右舷舵叶5、分别在左右舷舵叶4、5的各顶端部朝两舷侧伸出地设置的平板状的顶端板6、7、分别在底端部朝两舷侧伸出地设置而且呈侧缘部朝下方稍弯曲的形状的底端板8、9、在左右舷舵叶4、5的各内舷侧的面上凸设到与推进螺旋桨3的轴线大体相同水准位置的左右舷翅片10、11、设置于左右舷翅片10、11的各内舷侧端部的按预定长度朝上下弯曲的平板状的左右舷翅片端板12、13、及连接到各舵叶4、5的各回转中心顶部的舵轴14、15。
各舵叶4、5具有由前缘部16、17、中间部18、19、鱼尾后缘部20、21构成的形状;该前缘部16、17的水平断面的轮廓朝前方凸出成半圆形;该中间部18、19连于前缘部16、17地以流线型使宽度增大到最大宽度部18b、19b后朝最小宽度部18a、19a逐渐减少宽度;该20、21连于中间部18、19地朝预定宽度的后方端20a、21a逐渐增大宽度。
与推进螺旋桨3的叶片朝上升方向回转的舷侧相向的左舷舵叶4的左舷翅片10构成从左舷舵叶4的前缘部16朝后方具有预定的翼弦长的翼断面,以构成使前进方向推力与抗力的比为最大的迎角α的姿势配置,该前进方向推力由具有流动的朝上方向成分的推进螺旋桨3的尾流产生。设于左舷翅片10的端面10a的端板12与推进螺旋桨3的轴线方向平行或沿着推进螺旋桨3的尾流的流线矢量地设置。
与推进螺旋桨3的叶片朝下降方向回转的舷侧相向的右舷舵叶5的右舷翅片11构成从舵叶5的前缘部17朝后方具有预定的翼弦长的翼断面,以构成使前进方向推力与抗力的比为最大的迎角α的姿势配置,该前进方向推力由具有流动的朝下方向成分的推进螺旋桨3的尾流产生。设于右舷翅片11的端面11a的端板13与推进螺旋桨3的轴线方向平行或沿着推进螺旋桨3的尾流的流线矢量地设置。
各舵叶4、5的平均弦长(ュ一ド长)c以推进螺旋桨3的直径d为基准是其60~45%,舵叶高度h为推进螺旋桨3的直径d的约90%。各舵叶4、5的回转中心与推进螺旋桨3的轴线之间的间隙s为推进螺旋桨3的直径d的25~35%。
各舵叶4、5分别可朝外舷侧例如回转60°,例如可朝内舷侧回转30°。各舵叶4、5在分别朝外舷侧回转60°的状态下。各舵叶4、5的前缘部16、17的各前端部间的间隙最大为40~50mm。
下面,说明上述构成的作用。当为了操纵船而对舵1或2施加舵角时,舵1、2的回转中心分别处于与推进螺旋桨3的轴线相距推进螺旋桨3的直径d的25~35%的位置,所以,推进螺旋桨3的尾流的流束具有足够的投影面积地冲击到舵叶4、5,封入到舵叶4、5的顶端板6或7与底端板8或9之间地流入到舵叶4或5的面。为此,作为叶片的升力或水流的直压力的升力较大地发生,并且,在鱼尾后缘部20或21水流的折曲的反力作为升力施加,所以,产生大的升力。而且,即使在使舵角比现有的最大35°更大时也不失速地持续发生升力,同时,舵角越大则抗力越大地使船减速,船的操纵性提高。另外,由于舵1、2为双叶,所以,升力最大地发生的舵叶前缘部16、17近旁的合计纵长为单叶舵的场合的近二倍,另外,作为升力的另一个发生源的鱼尾后缘部20、21的合计纵长也增大到近2倍,所以,可整体上产生大的升力。另外,通过组合双叶的舵1和2的舵角,由相互的使用的效果使整体的升力更大。
在现有的马里纳舵51单叶系统中,即使增大舵叶的面积,转舵时推进螺旋桨3的尾流强有力地作用于舵叶这一情况也仅限于局部范围,所以,发生的舵力不与面积增大成比例。由于舵力发生不依赖于推进螺旋桨尾流而是依赖于水流速度的范围增大,所以,当在狭窄水路或港内按低速率航行时,不能由水流速度的下降产生足够的舵力。而在本发明的实施形式中,由于推进螺旋桨3的尾流作用于舵叶4、5的大体整个面,而且,其能量封入到顶端板6、7与底端板8、9之间,作用于舵叶4、5,所以,可产生大的舵力,在狭窄水路和港内按低速率航行时也可发挥高操纵性。
因此,即使舵叶4、5的弦长c为推进螺旋桨3的直径d的60~45%、舵叶高度h为推进螺旋桨3的直径d的约90%,即,即使双叶的舵叶4、5的合计面积为使舵叶弦长c′等于推进螺旋桨直径d的约110%的现有的马里纳型单叶舵系统的包含舵柱53的舵面积的约55~70%这样的值,也可在高速率航行时和在狭窄水路或港内的低速率航行时都发挥出比过去优良的操纵性即优良的航向保证性能、旋转性能、回头性能、停止性能。
另外,在船的直进时的舵中立位置,两舵叶4、5的翅片10、11一边在两舵叶4、5间回转一边将流向后方的推进螺旋桨3的尾流的回转能量变换成具有前进方向成分的升力。翅片端板12、13减少翅片10、11的翼端部的端面影响和自由涡流的发生,并使翅片10、11的翼面上的升力分布延伸到端部,而且,可将自由涡流的一部分变换成前进力,因此,翅片10、11的升力变换效率提高。
因此,在船的直进时的船中立位置,产生于鱼尾后缘部20、21的粘性压力阻力和舵叶4、5为双叶产生的自航要素的推力减少系数的下降倾向由在翅片10、11发生的前进方向推力和舵面积小导致的阻力抵消,推进效率等同或超过现有的单叶舵系统的场合。
另外,舵叶4、5的尺寸小,舵的每叶的舵面积减少到现有的马里纳型单叶舵系统的包含舵柱53的舵面积的约28~35%左右,从而产生出缩短船体长度或增加载货容量的经济效果。另外,舵每叶的构造和重量与现有的系统相比显著轻构造化、轻量化,从而可使制造容易,而且可将舵的支承方式从现有的马里纳舵方式改变成简单的平衡舵方式。另外,舵机的组合二台的合计所需力量也成为现有的马里纳型单叶舵系统的场合的50%左右,即一台舵机的力量减小到过去的约25%左右,所以,不需要使用现有系统中的那样的特别制作的大容量的舵机。
另外,即使在双叶的舵1、2的一方的舵或其舵机出现故障的场合,也可由另一方的舵或其舵机维持船舶操纵功能,与现有的单叶舵系统的场合相比可明显提高安全性。
在本实施形式中,舵叶4、5可分别朝外舷方向例如回转60°,朝内舷方向例如回转30°,例如,按图5所示左舷舵叶4为左舷60°、右舷舵叶5为左舷30°的舵的组合可避免在双叶的舵叶4、5间的水流的干涉作用,有效地发生舵力,以最大的能力使船左旋转。
另外,如使各舵叶4、5分别朝外舷侧转舵,则由推进螺旋桨3的尾流在各舵叶4、5产生升力和抗力,升力在左右平衡地抵消,余下的阻力减少由推进螺旋桨3产生的前进推力。因此,不控制推进螺旋桨3的回转即可对船施加制动力使其减速。结果,如图6所示那样,在使各舵叶4、5分别朝外舷侧转舵最大60°、伸出到两舷侧的状态下,各舵叶4、5进行作为相对船的行进的制动板的制动作用。
同时,由于各舵叶4、5的前缘部16、17的端间间隙m足够小,通过该间隙的推进螺旋桨3的尾流朝后方的逸流量少,所以,推进螺旋桨3产生的前进推力减少,同时,在舵叶4、5产生的阻力也最大,可使船急速停止,安全性显著提高。
如上述那样,使各舵叶4、5分别朝外舷侧转舵这样的特性也可用于使船进行微速航行。即,在主发动机为柴油机、推进螺旋桨3为固定桨距的场合,不能使主发动机下降到作为最低转速的极微速以下,残余相当高的船速,但此时通过分别使双叶的舵叶4、5朝外舷侧打开地转舵,而且调节其转舵角度,从而调节产生于舵叶4、5的阻力,由此使由推进螺旋桨3产生的前进推力被抵消,可使船从与主发动机的极微速对应的速率进一步减速。
另外,即使如上述那样使舵1、2进行大舵角转舵,也由于舵机不需要在两舷侧采取相同的大舵角,所以,具有可减小必要作动角度范围的优点。
相反,如使用舵机的尽可能的最大作动角度范围分别使舵1、2的朝各外舷方向的最大舵角增大,则可进一步提高上述旋转性能、回头性能、停止性能。例如,在旋转叶片式舵机的场合,可容易地使最大作动角度范围为140°,在该场合,例如当使各舵叶4、5的各外舷方向的舵角为110°、内舷方向的舵角为30°时,与前面的实施例的外舷方向舵角60°、内舷方向舵角30°的场合相比,旋转性能、回头性能更好,而且在急速停止时由舵叶4、5朝各舷侧的伸出面积的增加使制动力进一步增大,另外,如图7所示那样,在舵角110°,后退推力也发生,所以制动力更大。
另外,由双片的舵1、2的舵角的组合使进行推进螺旋桨3的尾流的方向控制的自由度增大,可进一步提高操纵性。推进螺旋桨3都保持前进方向回转,根据船的属性,例如可进行如下那样的操纵。即,如使左舷舵1朝左舷转到75°近旁,使右舷舵2朝右舷转到75°近旁,则推进螺旋桨3的前进推力和产生于舵1、2的阻力大体相对抗,另一方面,产生于舵1、2的升力在左右相互抵消,所以,可大体在该处使船体悬停。如使左舷舵1朝左舷转到70°近旁,使右舷舵2朝右舷转到25°近旁,则可抑制船的前进,使船首朝左回转。如使左舷舵1朝左舷转到110°近旁,使右舷舵2朝右舷转到65°近旁,则可在使船缓慢地后退的同时使船尾朝左舷侧回转。另外,如使左舷舵1朝左舷转到110°近旁,使右舷舵2朝右舷转到75°近旁,则可在加快船的后退的同时使船尾朝左舷侧旋转。
图8示出本发明的另一实施形式。对起到与前面在图1~图4中说明的技术基本相同的作用的构件采用相同编号,省略说明。
如图8所示,在两舵叶4、5的水平断面轮廓中,各鱼尾后缘部22、23具有连于中间部18、19地朝预定宽度的后方端22a、23a仅朝外舷方向单侧逐渐增大宽度的形状。
按照该构成,在船的直进时的舵中立位置,可使由鱼尾后缘部22、23的水流产生的粘性压力阻力减半,可提高推进效率。
相反,鱼尾后缘部22、23的升力的发生减少使各舵1、2的可能舵角从内舷方向朝外舷方向变得更大,鉴于这一点,在效果更大的外舷侧重点地进行鱼尾后缘部22、23的水流折曲作用,从而可将整体的升力减少为最小极限,可发挥出比现有的单叶舵系统的场合更优良的操纵性(即优良的航向保证性能、旋转性能、回头性能、停止性能)。
图9为示出在本发明的实施形式中将朝与推进螺旋桨3的叶片3b发生的尾流相同方向产生尾流的翅片3c安装于推进螺旋桨3的毂盖3a的场合的图。
推进螺旋桨3的叶片3b产生的尾流在其流束中心部产生轮毂涡流,作为使推进螺旋桨3的前进推力减少的力起使用,所以,虽然推进效率相应下降,但设于推进螺旋桨3的毂盖3a的翅片3c在叶片3b的尾流流束的中心部也形成尾流,所以,轮毂涡流的发生受到抑制。因此,推进效率下降可得到抑制。
在马里纳舵51存在于推进螺旋桨3后方中心面上的现有技术中,舵51具有在某种程度上抑制轮毂涡流发生的效果,而在本发明中,在推进螺旋桨3的后方中心不存在舵,从而处于易于发生轮毂涡流的条件。为此,在毂盖3a设置翅片3c以抑制轮毂涡流的发生的有效度比现有的舵单叶的技术的场合大幅度增大。
为了验证本发明的大型船用双叶舵系统的上述效果,由模型船进行水槽试验,同时,根据其试验数据进行典型的超大型油船的运动的模拟计算。另外,还进行使用接近超大型油船的实际的标准船型的大型模型船的精细的推进性能试验。以下说明其结果。
(1)利用模型船的试验
下面,使用长度4m的模型船进行利用试验水槽的模型试验。试验按照图10所示技术要求按对现有的马里纳型单叶舵与本发明实施形式的双叶舵系统双方进行比较的形式进行。
作为船的各种各样的操纵性能的指标,当在使推进螺旋桨作动的状态获得舵角时为作用于舵的横推力和作用于船体的前进推力的大小,另外,船直进时的推进性能为在船中立位置作用于船体的前进推力的大小,所以,在模型试验中测量这些值。其结果示于图11。对于各推力的大小,将约束船地使推进螺旋桨作动时的推进螺旋桨推力设为1,按对其的比无因次化后进行表示。
从图11可知得知,本发明的双叶舵系统在除去舵中立位置的所有的舵角,与现有的马里纳型单叶舵相比,横推力比其大,前进推力比其低。即,当形成舵角时,使船进一步减速,朝横向的推力更大。另外,推力持续到35°以上的大舵角。
由此可验证,本发明的双叶舵系统的船的操纵性比现有的马里纳型单叶舵优良。另外,关于舵中立位置的前进推力,两者间没有发现有意的差别,本发明的双叶舵系统可以说具有与现有的马里纳型单叶舵的场合同等的推进性能。
(2)船体运动的模拟计算
根据由上述水槽试验获得的数据,对典型的超大型油船进行其旋转运动与10°/10°曲折试验的运动的模拟计算。其结果示于图12~图13。
由图12可知,本发明的实施形式的双叶舵系统在旋转圈直径、旋转纵距、旋转横距都比现有的马里纳型单叶舵优良。
另外,由图13可知,本发明实施形式的双叶舵系统的10°/10°曲折试验中的、没有特别的问题的第二过冲角与现有的马里纳型单叶舵的场合相比大幅度改善。
(3)超大型油船的船型的水槽试验
为了更仔细地考察将本发明的实施形式适用于超大型油船的场合的推进性能,使用接近300,000DWT型超大型油船的实际的标准船型的现有的单舵用模型船(长7m)进行水槽试验。作为试验对象的超大型油船和舵的技术规格如图14所示,对将现有的马里纳型单叶舵安装到相同船体模型的场合和安装本发明的实施形式的双叶舵系统的场合分别进行推进性能试验,比较两者。
图15示出根据试验的测量值求出制动马力并绘制成的图。由试验结果可知,当航海速率16海里时,在本发明实施形式的双叶舵系统的场合,与现有的马里纳型单叶舵的场合相比,需要约大2%的制动马力。
然而,对保持单叶舵用的船体模型、安装双叶舵进行试验的修正还需要适合于试验结果判明的船尾和螺旋桨附近的水流特性的那样的舵设计的修正,例如舵断面形状的修正、顶·底端板的倾斜角和面积的修正、双叶的舵的轴中心间隔的修正等。从图14可明显看出,其中需要使变得极大的尾柱底材缩小化。
在本试验中,首先在内舷侧设置2°的角度地安装这样的大的尾柱底材从而减小阻力的措施。
另外,虽然在该模型船试验中未设置,但在实际船中,已知通常为了消除推进螺旋桨的轮毂涡流损失以改善推进效率在螺旋桨毂盖安装翅片。在该场合,推进效率的改善度在双叶舵的场合比在单叶舵的场合最低大3%以上。
如在本发明的实施形式的双叶舵系统的试验结果中考虑上述的修正,则可预想到比试验结果最低也改良3%以上,因此,可预想到推进效率比现有的马里纳型单叶舵的场合约高1%以上。另外,如考虑到尾柱底材的缩小化产生的阻力减少和上述诸项目的最佳化,则可预想到该差进一步增大。
以上,如由图11、图12~图13和图15可看出的那样,本发明的实施形式的双叶舵系统虽然舵尺寸极小,但与现有的马里纳型单叶舵相比,转舵时的横推力、前进推力方面具有优势,发挥出高操纵性能,另一方面,直进时的推进阻力大体相同或更小,可获得具有大体相等或在其之上的推进性能这样的试验和模拟结果。
下面,通过由模型试验和模拟验证本发明的效果,按与现有的系统的场合进行比较的形式对满足了IMO(国际海事机构)的规定对操纵性能的要求事项的300,000DWT型超大型油船适用本发明的场合进行了试设计。其结果示于图16。
由此可知,在适用了本发明的双叶舵系统的300,000DWT型超大型油船中,与适用现有的马里纳型单叶舵的场合相比,总舵面积仅在可动部减少到约77%,总舵转矩即总舵机所需力量减少到约50%。
图17示出本发明实施形式的舵角控制系统,舵角控制系统包括自动领航操舵装置31、用于左舷舵33p的回转操作的左舷舵机34p、用于右舷舵33s的回转操作的右舷舵机34s、驱动左舷舵机34p的左舷液压泵装置36p、驱动右舷舵机34s的右舷液压泵装置36s。左舷舵33p和右舷舵33s分别朝外舷方向转到外舷最大转舵角度δM、朝内舷方向转到比δM小的内舷最大转舵角度δT。
构成舵角控制系统的自动领航操舵装置31包括自动操舵系31a、手动舵轮操舵系31b、急速停止舵角控制运算器31c、控制左舷舵机34p的作动的左舷舵角控制运算器32p和左舷控制放大器35p、控制右舷舵机34s的作动的右舷舵角控制运算器32s和右舷控制放大器35s,由左舷舵角控制运算器32p和右舷舵角控制运算器32s构成舵角控制运算器32。
左舷反馈装置37p检测左舷舵33p的实际回转量,反馈到左舷控制放大器35p,右舷反馈装置37s检测右舷舵33s的实际回转量反馈到右舷控制放大器35s。左舷舵33p和右舷舵33s具有可分别朝外舷方向回转到外舷最大转舵角度δM、朝内舷方向回转到比δM小的内舷最大转舵角度δT的构造。外舷最大转舵角度δM和内舷最大转舵角度δT的设定也可不由左舷舵33p和右舷舵33s的构造限制,而是由左舷舵角控制运算器32p和右舷舵角控制运算器32s设定。
舵角控制运算器32的左舷舵角控制运算器32p和右舷舵角控制运算器32s具有分别输出左右舷控制信号δp、δs、将该信号分别送给左舷控制放大器35p和右舷控制放大器35s的功能回路,该左右舷控制信号δp、δs由以从自动领航操舵装置31的自动操舵系31a或手动舵轮操舵系31b发出的舵角命令信号δi为变量的函数f(δi)构成。
该函数f(δi)随舵形式、船尾构造等而不同,成为最佳函数式地设定。例如,当使左舷舵33p和右舷舵33s转舵到相同舷方向时,受到双叶的舵间的推进螺旋桨尾流的偏流产生的水流的相互干涉作用的影响的程度少,而且,形成尽可能大的舵角,从而有效地产生舵力,从这一观点出发,在朝左舷侧转舵(左转舵)的场合,相对左舷舵33p提供与舵角命令信号δi相等的左舷控制信号δp直到外舷最大转舵角度δM,相对右舷舵33s提供成为δs=δi-(δM-δT)δi 2/δM 2的右舷控制信号δs直到内舷最大转舵角度δT。另外,在朝右舷侧转舵(右转舵)的场合,相对左舷舵33p提供成为δp=δi-(δM-δT)δi 2/δM 2的左舷控制信号δp直到内舷最大转舵角度δT,相对右舷舵33s提供与舵角命令信号δi相等的右舷控制信号δs直到外舷最大转舵角度δM。图18以图示出该关系。
自动领航操舵装置31的急速停止舵角控制运算器31c具有使左舷舵33p朝左舷方向获得外舷最大转舵角度δM地向左舷控制放大器35p提供命令信号、使右舷舵33s朝右舷方向获得外舷最大转舵角度δM地向右舷控制放大器35s提供命令信号的功能回路。
另外,急速停止舵角控制运算器31c的急速停止按钮PB具有根据其接通操作由继电器RY自动地隔断从自动领航操舵装置31的自动操舵系31a或手动舵轮操舵系31b送往左舷控制放大器35p和右舷控制放大器35s的输入信号的功能回路。
下面,说明上述构成的作用。首先,说明船的旋转或回头操纵。
(操作例1)
从自动领航操舵装置31的自动操舵系31a或手动舵轮操舵系31b向例如左转舵方向发出舵角命令信号δi。
此时,关于左舷舵33p的操作,从左舷舵角控制运算器32p将与舵角命令信号δi相等的左舷控制信号δp提供给左舷控制放大器35p。左舷控制放大器35p通过控制左舷液压泵装置36p、操作左舷舵机34p,从而使左舷舵33p朝左转舵方向作动。左舷舵33p实际回转的量由左舷反馈装置37p检测后反馈到左舷控制放大器35p。在该反馈量与左舷控制信号δp相等的时刻,左舷控制放大器35p使左舷液压泵装置36p的作动停止。由该操作将左舷舵33p保持在与舵角命令信号δi相等的舵角而且保持在不超过外舷最大转舵角度δM的舵角。
另一方面,关于右舷舵33s的操作,从右舷舵角控制运算器32s把成为δs=δi-(δM-δT)δi 2/δM 2的控制信号δs提供给右舷控制放大器35s。由该右舷控制信号δs使右舷控制放大器35s、右舷液压泵装置36s、右舷舵机34s与左舷舵33p的情况同样地作动,右舷舵33s保持在与右舷控制信号δs相等的舵角即比左舷舵33p的舵角小的舵角而且保持在不超过内舷最大转舵角度δT的舵角。
因此,在左舷舵33p与右舷舵33s之间,存在Δ=δp-δs=(δM-δT)δi 2/δM 2的角度差,从而可避免左舷舵33p与右舷舵33s之间的推进螺旋桨尾流的偏流导致的水流的相互干涉作用,可对双叶的舵分别有效地产生舵力。
在朝右转舵方向发出舵角命令信号δi的场合,与左转舵方向的场合仅是左右相反,产生相同的作用,为此省略说明。
(操作例2)
在较小的舵角的范围,鉴于双叶舵间的推进螺旋桨尾流的偏流产生的水流的相互干涉作用的影响小,可简化舵角控制运算器32p、32s的左右舷控制信号δp、δs的函数运算。
例如,在朝左舷侧转舵(左转舵)的场合,关于左舷舵33p的操作,在直到外舷最大转舵角度δM的范围提供与舵角命令信号δi相等的左舷控制信号δp,关于右舷舵3s的操作,在舵角命令信号δi比内舷最大转舵角度δT小的范围提供δs=δi的右舷控制信号δs,在舵角命令信号δi比内舷最大转舵角度δT大的范围提供成为δs=δT(一定)的右舷控制信号δs。
另外,在朝右舷侧转舵(右转舵)的场合,关于左舷舵33p的操作,在舵角命令信号δi比内舷最大转舵角度δT小的范围,提供成为δp=δi的左舷控制信号δp,在舵角命令信号δi比内舷最大转舵角度δT大的范围提供δp=δT(一定)的左舷控制信号δp。关于右舷舵33s的操作,在外舷最大转舵角度δM之前提供与舵角命令信号δi相等的右舷控制信号δs。该关系由图19以图示出。
在上述操作中,左舷舵33p与右舷舵33s之间在比内舷最大转舵角度δT小的舵角范围内没有角度差,在这以上的舵角范围,存在Δ=δp-δs=δi-δT的角度差,在较小的舵角的范围,虽然双叶的舵33p、33s产生的水流的相互干涉作用的影响多少有些增加,但可使舵角控制运算器32p、32s的构成更简化。
下面说明船急速停止时的作用。
(操作例3)
在使船急速停止时,进入急速停止操纵模式。在急速停止操纵中,当相对前进运行过程中的主发动机的燃料被切断时,按下自动领航操舵装置31的急速停止舵角控制运算器31c的急速停止按钮PB,由继电器RY自动地隔断从自动操舵系31a或手动舵轮操舵系31b到左舷控制放大器35p和右舷控制放大器35s的输入信号,使左右舷控制放大器35p、35s转移到急速停止舵角控制运算器31c的控制支配下。
急速停止舵角控制运算器31c相对左舷控制放大器35p输出使左舷舵33p左满舵地转舵的控制信号,相对右舷控制放大器35s输出使右舷舵33s右满舵地转舵的控制信号。左右舷舵33p、33s的实际的舵角如分别达到左满舵、右满舵,则接收各舵角反馈信号,左右舷控制放大器35p、35s使左右舷液压泵装置36p、36s的作动停止,从而将左右舷舵33p、33s分别保持于左满舵和右满舵的位置。
在该状态下,左右舷舵33p、33s相对船体的惯性力前进产生大的制动力,使船的前进急减速,同时,在短时间中将推进螺旋桨的空转急减速到可进行推进螺旋桨反转运行或可投入推进螺旋桨轴减速装置的反转离合器的回转速度。为此,在进入使船急速停止的急速停止操纵模式后短时间内可将船转移到后退操纵,可大幅度地缩短此期间的船的惯性力行走距离。因此,可大大降低此期间船碰撞的危险,而且可显著减轻为了避免危险而由操作者承受的负担。
开始推进螺旋桨的反转运行后,在船从惯性前进状态到停止的时刻将自动领航操舵装置31的急速停止舵角控制运算器31c从控制系隔离,一般切换到手动舵轮操舵系31b,转移到左右舷舵33p、33s的控制。
(操作例4)
图20示出本发明另一实施形式。如图20所示,在急速停止舵角控制运算器31c连接来自主发动机操纵系统38的和转到推进螺旋桨的反转后经过一定时间用于定时器(图中未示出)输入的信号线,当进入到急速停止操纵模式时,主发动机操纵系统38发出的对主发动机的燃料供给切断的信号ICA和开始推进螺旋桨的反转后经过一定时间后由定时器发出的信号IPR通过信号线输入到急速停止舵角控制运算器31c。
按照上述构成,如船成为急速停止操纵模式,则接收信号ICA,由继电器RY自动地隔断从自动操舵系31a或手动舵轮操舵系31b到左舷控制放大器35p和右舷控制放大器35s的输入信号,使左右舷控制放大器35p、35s转移到急速停止舵角控制运算器31c的控制支配下。以后,与前面的操作例3同样,分别使左右舷舵33p、33s左满舵、右满舵地转舵后,提供对船的惯性力前进的制动力,如船转移到后退操纵模式将船的前进停止,则接收信号IPR,自动地隔断自动领航操舵装置1的急速停止舵角控制运算器31c的控制,转移到手动舵轮操舵系31b的控制。
发明的效果
如上述那样按照本发明,可有效利用推进螺旋桨尾流地将舵叶的弦长设为推进螺旋桨直径的大体一半左右的双叶大升力舵配置到一台推进螺旋桨的后方,最有效地控制两舵的舵角的组合,从而可使大型船在高速率航行时和低速率航行时都具有优良的操纵性能,即,航向保证性能、旋转性能、回头性能、停止性能,而且,推进性能也可确保等同或超过现有的单叶系统的场合的性能,另外,由舵尺寸的缩短可产生船体长度缩短或载货容量增加的经济效果并可使舵轻构造化,可减小舵机所需的力量,另外,可提供即使在一方的舵或舵机出现故障的场合也可确保操船功能、安全的大型船用的舵系统。
例如,在将本发明的大型船用双叶舵系统适用于满足IMO(国际海事机构)的规定对操纵性能的要求事项的超大型油船的场合,与安装马里纳型单叶舵的现有舵系统的场合相比,舵面积按双叶合计减少到60~80%的左右,舵转矩即总舵机所需力量约减少到约50%左右。即使这样,船的操纵性能也比现有的单叶舵系统的场合优良,另外,推进性能发挥出与现有的场合相同或在其以上的性能这样的卓越的效果。
另外,在旋转或回头操纵时,不受到双叶舵的推进螺旋桨尾流的偏流的相互干涉的影响,可有效地发挥舵力地控制双叶舵,此外,可减小舵机的必要作动角度范围。另外,进行船的急速停止(クラツシュアスタ一ソ)操纵时,可由双叶舵对船的惯性力前进施加制动力,可显著缩短船停止之前的行走距离。
另外,即使在主发动机为柴油发动机、推进螺旋桨为固定桨距的场合,也可将船速减速到与柴油主发动机的容许最低转速(极微速)相当的速率以下的任意船速,而且还可控制方向。
Claims (8)
1.一种大型船用双叶舵系统,具有大升力,在一台的推进螺旋桨的后方大体平行地将1对大升力舵配置到相对推进螺旋桨轴线对称的位置,各大升力舵分别在舵叶的顶端部和底端部具有顶端板和底端板;各舵叶的水平断面的轮廓具有由前缘部、中间部、及鱼尾后缘部构成的形状,该前缘部朝前方凸出成半圆形,该中间部连着前缘部地以流线型使宽度增大到最大宽度部之后朝最小宽度部逐渐减少宽度,该鱼尾后缘部连着中间部地朝预定宽度的后方端逐渐增大宽度;在各舵叶的内舷侧的面上的与推进螺旋桨的轴线大体相同的水准位置从大体前缘部朝后方设置具有预定的翼弦长的翅片;与推进螺旋桨叶片朝上升方向回转的舷侧相向的一方的舵叶的翅片具有构成使前进方向推力与抗力的比为最大的迎角的姿势,该前进方向推力由具有流动的朝上方向成分的推进螺旋桨尾流产生;与推进螺旋桨叶片朝下降方向回转的舷侧相向的另一方的舵叶的翅片具有构成使前进方向推力与抗力的比为最大的迎角的姿势,该前进方向推力由具有流动的朝下方向成分的推进螺旋桨尾流产生;其特征在于:使各舵叶的弦长为推进螺旋桨直径的60~45%。
2.根据权利要求1所述的大型船用双叶舵系统,其特征在于:将各个大升力舵的回转中心与推进螺旋桨轴线之间的间隔设为推进螺旋桨直径的25~35%,在使各个大升力舵分别为朝外舷侧进行最大舵角转舵的状态下,使各舵叶前缘端之间的间隙最大为40~50mm。
3.根据权利要求1或2所述的大型船用双叶舵系统,其特征在于:使各鱼尾后缘部连于中间部地朝预定宽度的后方端仅朝外舷方向单侧逐渐地增大宽度。
4.根据权利要求1~3中任何一项所述的大型船用双叶舵系统,其特征在于:在各舵叶的翅片的端面设置按预定长度朝上方、下方、上下双方中的任一个折曲的端板。
5.根据权利要求1~4中任何一项所述的大型船用双叶舵系统,其特征在于:在推进螺旋桨的毂盖设置用于朝与推进螺旋桨叶片产生的推进螺旋桨尾流相同方向产生尾流的翅片。
6.根据权利要求1~5中任何一项所述的大型船用双叶舵系统,其特征在于:具有操作对各舵设置的舵机控制各舵的舵角的自动领航操舵装置,自动领航操舵装置具有比朝内舷方向的最大转舵角度大地操作各舵的朝外舷方向的最大转舵角度的控制功能。
7.根据权利要求6所述的大型船用双叶舵系统,其特征在于:自动领航操舵装置具有急速停止时对各舵进行操纵的急速停止操纵功能回路和起动急速停止操纵功能回路的急速停止按钮,急速停止操纵功能回路具有分别朝外舷方向使各舵操作到最大转舵角度的控制功能。
8.根据权利要求6所述的大型船用双叶舵系统,其特征在于:自动领航操舵装置具有急速停止时对各舵进行操纵的急速停止操纵功能回路,急速停止操纵功能回路具有在急速停止操纵时接收从主发动机操纵系统发出的燃料供给切断信号、分别朝外舷方向使各舵操作到最大转舵角度的控制功能。
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