CN212861810U - 船舶三叉戟舵鳍 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种船舶三叉戟舵鳍。本实用新型包括推进机构、设置在船体前方的球鼻首舵、设置在船体左右两侧的左胸鳍舵和右胸鳍舵，所述球鼻首舵能够在水平预设角度内自由位移并固定，在第一状态下，球鼻艏舵居中保持不动，作为球鼻艏，在第二状态下，球鼻艏舵左右转动，作为舵，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵为独立控制的可伸缩旋转式结构，在第三状态下，能够完全缩回船体内部，在第四状态下，能够伸出于船体预设距离，第五状态下，全部伸出的胸鳍舵可前后转动90°。本实用新型取消了舭龙骨，通过模拟海洋生物的胸鳍舵，起到船舶航行时中舵角的改航性和大舵角的回转性。

Description

船舶三叉戟舵鳍

技术领域

本实用新型涉及一种船用组件，尤其涉及一种船舶三叉戟舵鳍。

背景技术

船舶发展，从史前时期靠摇橹或风力的原始木筏和小船，到1879年制造了第一艘钢船，十九世纪又发展到机器驱动，这期间经历了漫长的演变，才有了今天的各种不同类型、不同用途的大型船舶，人类无穷的智慧和发明创造力，在船舶建造上得到了充分体现，为了让船舶在茫茫的大海上安全航行到目的地，人们从开始的靠天象确定航位，到使用罗盘、指南针等指引航程，再到今天通过卫星的全球定位系统导航，为了让船舶跑的快，人们发明了螺旋桨，为了让船舶转向自如，人们在螺旋桨后面设计安装了船舵，为了让船舶的耐波性和稳性得到加强、降低船舶纵摇、横摇和垂荡，人们在船体舭部设计安装了舭龙骨，还有的设计安装了防摇鳍、防摇舵和防摇水舱等，为了让船舶进出港口转向和靠港离港更灵活，人们在船的艏艉部设计安装了侧推，为了克服船舶航行时的各种阻力，人们设计了各种船型，其中为了减少行波阻力，人们在船艏设计安装了球鼻艏，根据船舶不同的功能要求，人们设计了各种不同类型的船舶，并且为各种不同的船舶，不同的用途和要求配备了各种不同的动力。

船舶航行，节能减排已是世界相关组织的规定，节能的关键是节能船型的优化设计，在满足船舶使用的条件下，优化船体线型的设计，使船舶阻力最小，选用耗油量最小的主机，使总体协调匹配，达到船、机、桨、舵的最佳配合，从而提高船舶的推进效率，减少运营费用，减排也是衡量船舶先进性的重要方面。

节能减排主要体现在船舶动力上，船舶航行阻力包括空气阻力和水阻力，在一般民用船舶中，空气阻力仅为总阻力的2％～4％。水阻力包括两部分，一是突出于船体以外的舵、轴和舭龙骨等所受的附加阻力，二是船体本身所受的阻力即裸体阻力。附加阻力一般占总阻力的3％～10％。

船舶航行，附加阻力中的舭龙骨，主要作用是增加舰船横摇时的阻尼，减轻横摇的程度，属于一种固定式减摇装置，舭龙骨的存在虽然增加了阻力，但它可以减少船舶20％以上的横摇，舭龙骨在船的两舷对称布置，在长度方向，舭龙骨装在船中部1/2至2/3船长之内(船长的50％至75％)，舭龙骨的宽度视船的大小和用途而定，小的宽度为0.2m，大的可达到1.2m，但不能超出船的半宽线和基线范围，以避免在进坞或停靠码头时碰坏。

船舶航行，舵是最主要的设备，他有两大功能，一是保持船舶预定航向的能力，称为航向稳定性；二是改变船舶运动方向的能力，称为回转性，通常把二者统称为船舶的操纵性，船舵主要由舵叶和舵杆组成，舵叶是产生水压力的部分，舵杆的作用是转动舵叶和保证舵叶具有足够的强度，当舵转动的时候，水流以某种角度冲至舵叶上时，便产生了流体动力

舵是船舶航行最重要的组成部分，没有舵船舶就无法航行，但现在的船尾舵也给船舶航行带来了不利的一面，一是如果船艉部有舵和无舵船舶航行速度是不一样的，有舵增加了航行的阻力，而这个舵阻是舵的面积与螺旋桨产生的水流速度的平方成正比(相当于舵面积的增大)，速度越快阻力越大，二是船舵对螺旋桨推水产生的反作用力，即螺旋桨强大水流对舵前端产生的与船舶前进方向相反的拉力，三是舵的制造还包括舵机、操舵系统、挂舵臂以及在船体上的加强等，这些在一起的重量，较大型的船舶都在一百多吨以上，整个的制造费用占据了全船的百分之几(主机是占15％左右)，四是由于螺旋桨后舵的存在，限定了螺旋桨最佳位置的确定，使得螺旋桨和舵的有关理论至今还在探索中。

实用新型内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种船舶三叉戟舵鳍。本实用新型采用的技术手段如下：

一种船舶三叉戟舵鳍，包括推进机构、设置在船体前方的球鼻首舵、设置在船体左右两侧的左胸鳍舵和右胸鳍舵，所述球鼻首舵能够在水平预设角度内自由位移并固定，在第一状态下，球鼻艏舵居中保持不动，作为球鼻艏，在第二状态下，球鼻艏舵左右转动，作为舵，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵为独立控制的可伸缩式结构，在第三状态下，能够完全缩回船体内部，在第四状态下，能够伸出于船体预设距离，第五状态下，全部伸出的胸鳍舵可前后转动90°。

进一步地，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵规格相同。

进一步地，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵均包括长段和短段，短段内设有胸鳍舵伸缩的丝杠和丝母以及长段部分的转动装置，所述长段能够伸出于船体，所述长段和短段通过主轴连接，所述长段还通过转动轴套接在短段的轴上，通过相连的齿轮和液压系统，完成长段相对于短段的转动。

进一步地，船体左右两侧设有侧推器。

进一步地，侧推机构包括侧推器和设置在左胸鳍舵和右胸鳍舵内部设置的侧推水管，所述胸鳍舵的轴为管型，其作为侧推水管，所述侧推水管与所述侧推器或设置在中央的螺旋桨侧推器两端的进出水口相连，螺旋桨侧推器工作靠电机，喷水侧推器工作靠水泵。

进一步地，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵为翼型。

进一步地，船体为不等宽时，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵设置在船舶最宽处，也可根据左右胸鳍舵和侧推装置的尺寸，应尽量设置在前端；船体为平行舯体时，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵设置在平行舯体的前端。

进一步地，船艏的前端为球形，所述球鼻首舵的后端通过球形套套接在船艏的前端，通过立柱轴将其固定，船艏设有对称设置的第一液压推杆和第二液压推杆，二者分别连接在球鼻首舵内的两侧。

本实用新型取消了舭龙骨，通过模拟海洋生物的胸鳍舵，起到船舶航行时中舵角的改航性和大舵角的回转性；当船舶靠离岸时，从胸鳍舵射出的水流，起到了艏侧推的作用，当船舶保航时，球鼻艏舵作为球鼻艏；球鼻艏舵更多的是在船舶航行中起到正舵的稳向性；小舵角的保向性，当船舶需要大回转时，根据回转的方向决定伸出哪个胸鳍舵，根据回转半径的大小决定胸鳍舵伸出的大小；本实用新型提升了船舶的航速，有效节能减排。由于三叉戟舵鳍设置在船的艏部，它的控制液压系统与锚机的液压系统可以统一为一个液压系统，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体结构示意图。

图2为船舶向左转和向右转时，胸鳍舵状态示意图，其中(a)为左转， (b)为右转。

图3为左胸鳍舵伸出于船体的示意图。

图4为船体侧视图，图中的胸鳍舵为右胸鳍舵。

图5为喷水侧推状态示意图。

图6为胸鳍舵的翼型示意图。

图中：1、球鼻艏舵；2、左胸鳍舵；3、右胸鳍舵；4、螺旋桨；5、喷水侧推；6、船体外板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1、图4所示，本实施例公开了一种船舶三叉戟舵鳍，包括推进机构、设置在船体外板6前方的球鼻首舵1、设置在船体外板6左右两侧的左胸鳍舵2和右胸鳍舵3，所述球鼻首舵能够在水平预设角度内自由位移并固定，在第一状态下，球鼻艏舵居中保持不动，作为球鼻艏，在第二状态下，球鼻艏舵左右转动，作为舵，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵为独立控制的可伸缩式结构，在第三状态下，能够完全缩回船体内部，在第四状态下，能够伸出于船体预设距离，第五状态下，全部伸出的胸鳍舵可前后转动90°。

胸鳍舵不伸出时，对船舶不产生阻力，当伸出时，左旋伸出时助推球鼻艏舵使船舶向左转，如图2a，右旋伸出时助推球鼻艏舵使船舶向右转，如图 2b。

所述左胸鳍舵和右胸鳍舵规格相同。所述左胸鳍舵和右胸鳍舵均包括长段和短段，短段内设有胸鳍舵伸缩的丝杠和丝母以及长段部分的转动装置，所述长段能够伸出于船体，所述长段和短段通过主轴连接，所述长段还通过转动轴套接在短段的轴上，通过相连的齿轮和液压系统，完成长段相对于短段的转动，本实施例中，胸鳍舵总长度可分为三分之一段(短段)和三分之二段(长段)，或着四分之三段(长段)和四分之一段(短段)，如图3所示，根据船舶需要回转半径的大小，决定胸鳍舵伸出的长度。当风浪使得船舶产生纵摇和垂荡时，水平状态下的胸鳍舵，随着船舶的起伏而转动，转动的频率和角度，是根据船舶的起伏、航速和风浪决定，也可根据胸鳍舵的形状决定转动的方向。

船体左右两侧设有侧推器，所述推进机构还包括螺旋桨4。侧推机构包括侧推器和设置在左胸鳍舵和右胸鳍舵内部设置的侧推水管5，所述胸鳍舵的轴为管型，其作为侧推水管，所述侧推水管与所述侧推器或设置在中央的螺旋桨侧推器两端的进出水口相连，当侧推器工作时，左右胸鳍舵是不伸出的，此时胸鳍舵的侧推水管与设置在中央的螺旋桨侧推器或喷水侧推器两端的进出水口相碰链接，形成左右胸鳍舵的侧推水管与侧推器的两端水管一体化，如图5所示，当侧推器工作时，一侧胸鳍舵的侧推管是进水管，另一侧的胸鳍舵的侧推管就是出水管，反之进水管成为出水管，出水管成为进水管。螺旋桨侧推器工作靠电机，喷水侧推器工作靠水泵。当船舶靠离岸时，从胸鳍舵射出的水流，起到了艏侧推的作用，当船舶保航时，球鼻艏舵就起到了作用，当船舶需要大回转时，根据回转的半径伸出胸鳍舵，船舶航行不是每时每刻都在大风大浪中，当风浪对船舶航行没有影响时，船舶没有了附加阻力的舵和舭龙骨，航行速度有所提高，当风浪对船舶航行产生横摇、纵摇和垂荡时，全部伸出的胸鳍舵转动90°就起到了消摇鳍的作用，又能使得风浪中航行的船舶航速提高，由于三叉戟舵都在船的艏部，所以舵机和锚机只需一套液压系统，这一点也降低了制造成本。

所述左胸鳍舵和右胸鳍舵为常见的翼型，如图6示出的多种样式。

船体为不等宽时，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵设置在船舶最宽处，也可根据左右胸鳍舵和侧推装置的尺寸，应尽量设置在前端；船体为平行舯体时，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵设置在平行舯体的前端。

船艏的前端为球形，所述球鼻首舵的后端通过球形套套接在船艏的前端，通过立柱轴将其固定，船艏设有对称设置的第一液压推杆和第二液压推杆，二者分别连接在球鼻首舵内的两侧。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种船舶三叉戟舵鳍，其特征在于，包括推进机构、设置在船体前方的球鼻首舵、设置在船体左右两侧的左胸鳍舵和右胸鳍舵，所述球鼻首舵能够在水平预设角度内自由位移并固定，在第一状态下，球鼻艏舵居中保持不动，作为球鼻艏，在第二状态下，球鼻艏舵左右转动，作为舵，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵为独立控制的可伸缩旋转式结构，在第三状态下，能够完全缩回船体内部，在第四状态下，能够伸出于船体预设距离，第五状态下，全部伸出的胸鳍舵可前后转动90°。

2.根据权利要求1所述的船舶三叉戟舵鳍，其特征在于，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵规格相同。

3.根据权利要求1或2所述的船舶三叉戟舵鳍，其特征在于，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵均包括长段和短段，所述长段能够伸出于船体，所述长段和短段通过主轴连接，所述长段还通过转动轴套接在短段的轴上，通过相连的齿轮和液压系统，完成长段相对于短段的转动。

4.根据权利要求1所述的船舶三叉戟舵鳍，其特征在于，船体左右两侧设有侧推器。

5.根据权利要求1或4所述的船舶三叉戟舵鳍，其特征在于，侧推机构包括侧推器和设置在左胸鳍舵和右胸鳍舵内部设置的侧推水管，所述胸鳍舵的轴为管型，其作为侧推水管，所述侧推水管与所述侧推器或设置在中央的螺旋桨侧推器两端的进出水口相连，螺旋桨侧推器工作靠电机，喷水侧推器工作靠水泵。

6.根据权利要求1所述的船舶三叉戟舵鳍，其特征在于，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵为翼型。

7.根据权利要求1所述的船舶三叉戟舵鳍，其特征在于，船体为不等宽时，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵设置在船舶最宽处，或是根据左右胸鳍舵和侧推装置的尺寸，设置在前端；船体为平行舯体时，所述左胸鳍舵和右胸鳍舵设置在平行舯体的前端。

8.根据权利要求1所述的船舶三叉戟舵鳍，其特征在于，船艏的前端为球形，所述球鼻首舵的后端通过球形套套接在船艏的前端，通过立柱轴将其固定，船艏设有对称设置的第一液压推杆和第二液压推杆，二者分别连接在球鼻首舵内的两侧。

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