第一节__舵简介
船用舵机解析
8-1-2-2 综上可见
平衡系数 舵杆轴线之前的舵叶面积A，与整 个舵叶面积A之比，用X表示 X越大，舵叶的最大水动力矩越小， 即舵机所需的公称转舵扭矩较小 但X也不宜过大，否则在常用舵角 (10º -20º )范围内回舵时需克服的转 舵扭矩就可能较大，从而使舵机功 耗增加 一般舵的X在0.15—0.35之间 (3)船舶倒航时 舵叶后缘变成了导边，压力中心离开 舵杆轴线距离增大（力臂增加） 同一舵角下倒航时的水动力矩会超过 正却时的水动力矩 但实际上倒航时的最大航速将比正航 时要小得多，故倒航时的最大水动力 矩不会超过正航时的水动力矩
M= Ma + Mf
普通平衡舵 Mf=(0.15～0.20) Ma Mα可用经验公式或舵的模型试验资料计算 指在规定的最大舵角时所能输出的最大扭矩 它是根据船舶在最深航海吃水和以最大营运航速前进时，将舵转 到最大舵角所需要的扭矩来确定的 公称转舵扭矩是确定舵机结构尺寸和工作参数的基本依据
公称转舵扭矩
双向变量油泵设于舵机室，由电动机1驱动作单向回转 油泵的流量和吸排方向，则通过与浮动杆5的C相连 接的控制杆4控制 即依靠油泵控制C偏离中位的方向和距离，来决定泵 的吸排方向和流量。
泵控型液压舵机原理图（2）
8-2-1 泵控型液压舵机原理
图示舵机采用往复式转舵机构
由油缸14(固定在机座上)和撞杆9(可在缸中往复运动) 等组成 当油泵按图示吸排方向工作时
舵设备
舵设备
(一)特种舵
为了满足其操纵上的特殊要求，如增加舵效，提高推进效率，减小旋回圈直径和改善人型船舶在低速时操纵性能等，常采用一些特种舵。
常见的特种舵有：反应舵、主动舵、整流帽舵、襟叶舵、导流管舵、组合舵、首舵和首推进器等。
●反应舵
在舵叶前缘的上下分别向左右舷相反方向扭曲一个角度，使其迎着螺旋桨排出的两股旋状水流。因此，这种舵也称迎流舵。其作用相当于一个导流叶，使尾流中的轴向诱导速度增大，以减少阻力，增加推力。
●主动舵
在舵叶的后端装有一个导管，导管内装设一个由设臵在叶内的电动机驱动的小螺旋桨。转舵时，螺旋桨随之转动并发出推力，也增加了转船力矩。因此，即使在船舶低速甚至主机停车的情况下，操作这种舵也能获得转船力矩，从而大大提高了船舶的操纵性。特别是对回转性要求高和离靠码头频繁的小船(例如巡逻艇、领港船、渡船等)多有采用。由于舵上的螺旋桨也可以用做微速推进器，在有些科学考察船上也有应用。
●整流帽舵
在流线型舵的正对螺旋桨轴线部位，装设一个圆锥形的流线型体，俗称整流
帽。其作用是有利于改善螺旋桨排出流的乱流状态，从而提高螺旋桨的推力，改善船尾的振动情况。
●襟翼舵
这种舵由主舵和副舵两叶组成，即在普通主舵叶后缘装上一个称为襟翼的副叶，当主舵叶转动一个δ角时，副舵叶绕主舵叶的后缘向相同一舷转出一个卢角度，二者转动的方向是一致的，但副舵的转动角度比主舵的转角大。这样就相当于增加了舵剖面的拱度，从而产生更大的流体动力，提高了转船力矩和舵效。由于其流体动力特性在小舵角时特佳，与飞机上的襟翼作用一样，故称之为襟翼舵。这种舵转舵力矩较小，因而所需的舵机功率也较小，但其结构比较复杂。
舵的种类
船舵完全手册
2008-07-02 09:03:16 来源: 作者: 【大中小】评论：0 条
的确，舵是船舶的一种十分重要和不可缺少的专用舾装设备。可以想象，如果船没有舵，或舵失灵，就象汽车没有方向盘一样，将无法行驶）在大海里任凭风浪摆布。无主动航向的船不仅不能保证航行的安全，而且是不能到达目的港的。
人们都知道舵的重要性，但是，舵的内情怎样，却不是都清楚的。舵是一块置于船尾部螺旋桨后面的且能转动的平板或是剖面为机翼型的板，它是舵手（驾驶人员）用来保持或改变船舶在水中运动方向的专用设备。它有两大功能：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）舵的作用原理是当水流以某冲角冲至舵叶上时，便产生了流体动力，此作用力通过舵杆传递并船体上，从而迫使船舶转向，也就达到了调整航向的目的。
舵从帆船时代的简单平板舵发展到今天的流线型舵，不断得到改进，现普通舵和特种舵已有十几种类型。近个时期，随着科学技术的发展，还出现了一些推进设备也兼有舵设备的功能。
舵的种类
舵的种类很多，分类的方法也很多，有按支承情况、舵杆位置、剖面形状分类的，也有按结构形式和使用功能分的。现介绍如下：
1、按舵的支承情况分为：
1）多支承舵- 与船体尾柱连接的舵钮在3个以上的舵；
2）双支承舵- 只有上舵承和丁舵承的舵；
3）半悬挂舵- 下舵承的位置在舵的半高处的舵；
4）悬挂舵- 完全悬在舵杆上的舵。
第五章 操舵
第五章操舵
作为值班水手，对驾驶台的各种航行设备应该有清楚的了解，并且必须能够操作各种允许水手操作的设备。
第一节操舵
目前海上的操舵系统一般都是集成式的即一套操舵设备包含了几种操舵方式，它们之间由开关进行转换。
一、随动操舵方式
1、舵角指示器
2、标准罗经
3、舵角与航向的关系
（1）航向
（2）航向
二、手柄操舵
1、应急操舵方式
手柄操舵方式又称应急操舵方式，它同样也是一种手动操舵方式，其控制系统是由手柄直接控制继电器是舵机转动的装置。
2、应急操舵须知
（1）手操舵失灵时，值班驾驶员应立即（命令）改为应急操舵，使用磁罗经航向操舵；并迅速通知电机员、大管轮并报告船长。
（2）驾驶台应急操舵装置失灵时，值班驾驶员应做到以下几点：
①派舵工迅速到舵机房进行应急操舵；
②在交通繁忙区立即停车。
③通知大管轮、电机员立即到舵机房协助舵工。
④唤请船长上驾驶台指挥。
⑤用有线电话或手持对讲机或话筒指挥舵工操舵。
⑥请船长增派一名舵工协助操舵。
⑦应急操舵生效后，立即用车舵控制航向和船位。
（3）舵机房应急操舵
①将控制箱选择按钮由“驾驶台”切换到“舵机房”，即可用手柄进行应急操舵；
②用对讲机或电话与驾驶台联系，听从驾驶台指挥。
③用舵工应急操舵手柄处的舵角指示器和航向分罗经协助操舵。
④若操舵装置全部失灵，应迅速倒车、停车，就就地抛锚；若为深水区，应现显示失控信号，并警告附近船只。
三、自动操舵方式
自动操舵方式又称自动舵。提示根据罗经的航向信号来控制舵机自动地使船舶保持在给定航向上的操舵控制装置。
1、操舵方式转换
2、自动多使用须知
（1）权限：船长应根据航道、海面、气象等条件决定是否使用自动舵，船长不在驾驶台时，由值班驾驶员决定使用自动多的时机。
舵的种类
船舵完全手册
2008-07-02 09:03:16 来源: 作者: 【大中小】评论：0 条
的确，舵是船舶的一种十分重要和不可缺少的专用舾装设备。可以想象，如果船没有舵，或舵失灵，就象汽车没有方向盘一样，将无法行驶）在大海里任凭风浪摆布。无主动航向的船不仅不能保证航行的安全，而且是不能到达目的港的。
人们都知道舵的重要性，但是，舵的内情怎样，却不是都清楚的。舵是一块置于船尾部螺旋桨后面的且能转动的平板或是剖面为机翼型的板，它是舵手（驾驶人员）用来保持或改变船舶在水中运动方向的专用设备。它有两大功能：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）舵的作用原理是当水流以某冲角冲至舵叶上时，便产生了流体动力，此作用力通过舵杆传递并船体上，从而迫使船舶转向，也就达到了调整航向的目的。
舵从帆船时代的简单平板舵发展到今天的流线型舵，不断得到改进，现普通舵和特种舵已有十几种类型。近个时期，随着科学技术的发展，还出现了一些推进设备也兼有舵设备的功能。
舵的种类
舵的种类很多，分类的方法也很多，有按支承情况、舵杆位置、剖面形状分类的，也有按结构形式和使用功能分的。现介绍如下：
1、按舵的支承情况分为：
1）多支承舵- 与船体尾柱连接的舵钮在3个以上的舵；
2）双支承舵- 只有上舵承和丁舵承的舵；
3）半悬挂舵- 下舵承的位置在舵的半高处的舵；
4）悬挂舵- 完全悬在舵杆上的舵。
船舶结构与设备课件——舵设备
模型参考控制系统： 设计一个理想（最优）的参考模型，计算机根据实际检
测，实现接近该理想模型的控制规律。 说明：具体
工作原理分析需 要较深基础知识。 因此，本节只做 一般了解。
[第五节要点]：自适应舵的概念和类型。
三、PID自动舵系统工作原理
3、辅助操舵装置
1）具有足够强度和足已在可航行的航速下操纵船舶， 并能于紧急时迅速投入工作。
2）能在船舶最深航海吃水和以最大应运前进航速的一 半或7kn航速（取大者）前进时，在不超过60s内将舵 自一舷15度转至另一舷15度。
3）以及在任何情况下如要求舵柄的舵杆直径超过 230mm操作。
4、主操舵装置和辅助操舵装置的动力设备应：
1、按舵的支承情况分为：
1）多支承舵- 与船体尾柱连接的舵钮在3个以上的舵； 2）双支承舵- 只有上舵承和丁舵承的舵； 3）半悬挂舵- 下舵承的位置在舵的半高处的舵； 4）悬挂舵- 完全悬在舵杆上的舵。
2、按舵杆轴线位置分为：
1）不平衡舵- 舵叶全部位于舵杆轴线 之后的舵；
2）平衡舵- 舵杆轴线位于舵叶前缘后 边一定距离的舵；
主要特点：具有“超前校正”的控制作用，减小船 舶航向的振荡，减轻舵机负担，增加航速，提高系统灵 敏度和船舶的营运效益。
比例-微分-积分舵
组成：是在比例 - 微分舵基础上增加积分环节。积分 环节作用是 —— 克服不对称偏航。K3是积分系数。
船舶舵机调速原理 (修改后)
系统结构简图 ：
系统采用变频调 速电机、定量泵—定 量马达构成液压调速 系统。高压安全阀防 止系统过载，马达加 载，光电编码器时刻 检测马达转速并反馈 给控制器，形成闭环 实时控制系统。
Q 缸： v A
• 因为舵机油泵都采用容积式泵当转舵扭矩变化时，虽然工作油压也随 之变化，但泵的流量基本不变，对转舵速度影响不明显
– 进出港和窄水道航行时，用双泵并联，转舵速度几乎可提高 一倍。
泵控型液压调速系统的特点
• 四缸式转舵机构具有多种工况可供选择，增强了它的生命力 由于主油路系统封闭循环中不可避免有部分泄漏，需要不断补偿油 液，闭式油路液压系统需要有一个辅助油系统。它由辅油泵1和两 个补油液压单向阀3,4组成。一般辅油泵是低压泵，从油箱中吸油， 并通过两个单向阀之一向主油路系统中的低压管补油。另一个单向 阀在高压作用下关闭。 • 一般辅油泵除向主油路系统补偿油液外，兼有冷却主油泵和提 供低压操纵油的功用。 • 这种采用变量泵为主油泵，用它来换向的闭式油路液压系统， 需要附设辅助油系统，较为复杂。但是其操舵和换向工作平稳，冲 击振动小，噪声低。由于主油路系统的油液不经油箱循环，与空气 直接接触的机会少，油的氧化变质过程缓慢，因而提高了系统的工 作可靠性。
• 4)在相同的输出功率和输出力矩下，液压舵机重量轻、体积小， 占舱室面积小。 • 5)维护保养简便。
舵的结构简图
ch5 舵 设 备
一、舵的类型：
2.按舵叶的支承情况分类： 2.按舵叶的支承情况分类：
1）双支承舵（double bearing rudder）：两个支承点，上 ）双支承舵（double rudder）：
支承点一般在船体上；下支承点：对双支承平衡舵，是在舵叶下 端的舵托处，对双支承半悬挂舵，是在舵叶的半高处
2）多支承舵（multipintle rudder）：不平衡舵即为多支承 ）多支承舵（multipintle rudder）：
航行中船舶使用的最大有效舵角：
流线型舵32°；平板舵35° 流线型舵32°；平板舵35°。
舵角限位器的设置：
a、机械舵角限位器P.79页图5-3-4：舵叶上、下舵杆与舵柱的上 P.79页图5 部；还有在舵柄两侧极限舵角处装角铁架。 b、电动舵角限位器：为装于舵柄两侧极限位置的开关。（触位 时开关断开，舵机反转时又回通）
垂直嵌接、水平法兰 垂直嵌接、水平法兰、垂直法兰 水平法兰、垂直法兰
3.舵承（rudder carrier）：p.77～78 3.舵承（rudder carrier）：p.77～
a、作用：支持舵杆、支承舵的重量及保证船体水密。 b、组成：上舵承、下舵承 c、安装：上舵承装在舵机甲板上、下舵承装在舵杆筒口 或舵杆筒内。（目前大型船普遍只设上舵承）
五、操舵装置的基本要求
1.对一艘船舶应满足：一主一辅；失灵率≤1套。 1.对一艘船舶应满足：一主一辅；失灵率≤ 2.主操舵装置和舵杆应能满足： 2.主操舵装置和舵杆应能满足：
舵设备
• • • • •
2、严格遵照舵令操舵，未得到舵令不得 任意改变航向。驾驶人员与操舵人员 要密切配合，有疑问及时互相提醒， 以防发错或听错舵令乃至操错舵角。 还必须及时复述和报告执行情况。 3、努力掌握本船的舵性，如左舵与右舵， 空载和满载、强风与急流、浅水与波 浪、顶流与顺流、快车与慢车等情况 下舵来得快与慢，偏转惯性大与小。 4、 熟悉本船操舵装置的转换开关，能 迅速转换各种操舵方式。
合格后，灌上 沥青防内部锈 蚀，为此，在 舵叶上下部开 有小孔，配有 黄铜制成的栓 塞。
2、舵杆 舵叶转动的 轴，并用以承受和传 递作用在舵叶上的力 及舵给予转舵装置的 力。下部与舵叶连接， 上部与转舵装置连接。 上下舵杆用法兰接头 连接
(a)垂直嵌接 (b)水平法兰 （c〕垂直法兰
舵装置示意图：
二、自动舵的调节 • 1、灵敏度调节 (天气调节) (航摆角调节) • 良好海况下，灵敏度调高些，偏舵角可用得小。 • 2、舵角调节 (比例调节) • 海况恶劣，空载，舵叶浸水面积小应选高档。 • 3、反舵角调节 • 大船、重载、旋回半径大时微分调大，反之，调小 • 海况恶劣，微分作用要调小或调至0。 • 4、压舵调节 • 用一个固定信号使舵叶偏转一个固定角度，以抵销 • 单侧偏航的作用。 • 5、航向改变调节 • 6、零位修正调节 • 用来修正自动舵中航向指示刻度盘与陀螺罗经的同 • 步误差。
舵设备的作用与组成
舵设备的作⽤与组成
第⼀节舵设备的作⽤与组成
舵设备的作⽤：
1．舵设备是船舶在航⾏中保持和改变航向及旋回运动的主要⼯具。
2．影响舵效的主要因素是：舵⾓⼤⼩；流经舵⾯的流速；船的转动惯性及纵横倾；风流、浅⽔等海况；舵机的性能。
3．⼀般把等于32°～35°称为使⽤极限舵⾓。船上对此使⽤了⽌舵器或限
位器，能使舵⾓不超过35°。
舵设备的组成：
1．舵设备由舵装置、舵机与转舵装置、操舵装置的控制装置及其他附属装置组成。
2．舵⼿转动舵轮或扳动操舵⼿柄（或应急装置），启动机械、液压或电⼒操舵装置即可控制舵机正转、反转及停⽌。
3．转舵装置⼜称传动装置，其作⽤是把舵机的动⼒传到舵轴，驱动舵叶转动。舵机和转舵装置⼜统称为操舵装置，均装于船尾舵机舱内。
舵的种类、特点与作⽤：
1．按舵杆的轴线位置分类：不平衡舵、平衡舵和半平衡舵。
2．按舵叶的⽀承情况分类：双⽀承舵、多⽀承舵、悬挂舵和半悬挂舵。
3．按舵叶的剖⾯形状分：平板舵、流线型舵：⼜称（复合舵）。流线型舵的舵叶以⽔平隔板和垂直隔板作为⾻架，外覆钢板制成⽔密的空⼼体，⽔平剖⾯呈机翼形。这种舵阻⼒⼩，升⼒⼤，舵效⾼，虽构造⽐较复杂，但应⽤⼴泛。
4．特种舵：
（1）整流帽舵：即在普通流线型舵的正对螺旋桨的轴线延长部位，加⼀个流线型的圆锥体，俗称整流帽，它有利于改善螺旋桨后的⽔流状态。
（2）主动舵：在舵叶后端装有⼩螺旋桨或导管推进器，转舵时可发出推⼒，增加船舶的转向能⼒；另外，即使是在低速甚⾄停车时，操作⼩螺旋桨仍可得到转头⼒，推船缓⾏，⼤⼤提⾼了船舶的操纵性，这种舵适⽤于对操纵能⼒要求⾼、靠离码头⽐较频繁的船舶，例如引航船、渡轮、科学考察船等。
第八章舵机详解
｝F
F
水作用力
｛ 水作用力
FL 升力 FD 阻力
α
v
舵的作用原理
｝ FN 舵叶两侧水压力（舵压力） F 水作用力
FT 摩擦力
｛ F 水作用力
FL 升力 FD 阻力
FL 升力 FD 阻力
Cx 压力中心系数
v 水流速度
F L12C LρA2 v F D12C D ρ A2 v
x Cxb
水作用力 F 对船舶运动的影响
舵从帆船时代的简单平板舵发展到今天的流线型舵，不断 得到改进，现普通舵和特种舵已有十几种类型。近个时期， 随着科学技术的发展，还出现了一些推进设备也兼有舵设 备的功能。
舵的种类很多，分类的方法也很多，有按支承情况、舵杆位置、剖 面形状分类的，也有按结构形式和使用功能分的。
舵的分类：
（一）按舵的支承情况来分
在船舶重心上加一对大小等于F，方向相反的力F1、F2
1.转船力矩 M S F L l X C c α o F D X C s s α i F L l n 1 2 C L ρ A 2 l
横向推力 TF2coαs
阻力
RF1sinα
转舵效应；
（1）偏转
（2）横移
（3）减速
M S F L l X C c α o F D X C s s α i F L l n 1 2 C L ρ A 2 l v
舵设备的作用与组成(doc 11页)(完美版)
第一节舵设备的作用与组成
舵设备的作用：
1．舵设备是船舶在航行中保持和改变航向及旋回运动的主要工具。
2．影响舵效的主要因素是：舵角大小；流经舵面的流速；船的转动惯性及纵横倾；风流、浅水等海况；舵机的性能。
3．一般把等于32°～35°称为使用极限舵角。船上对此使用了止舵器或限位器，能使舵角不超过35°。
舵设备的组成：
1．舵设备由舵装置、舵机与转舵装置、操舵装置的控制装置及其他附属装置组成。
2．舵手转动舵轮或扳动操舵手柄（或应急装置），启动机械、液压或电力操舵装置即可控制舵机正转、反转及停止。
3．转舵装置又称传动装置，其作用是把舵机的动力传到舵轴，驱动舵叶转动。舵机和转舵装置又统称为操舵装置，均装于船尾舵机舱内。
舵的种类、特点与作用：
1．按舵杆的轴线位置分类：不平衡舵、平衡舵和半平衡舵。
2．按舵叶的支承情况分类：双支承舵、多支承舵、悬挂舵和半悬挂舵。
3．按舵叶的剖面形状分：平板舵、流线型舵：又称（复合舵）。流线型舵的舵叶以水平隔板和垂直隔板作为骨架，外覆钢板制成水密的空心体，水平剖面呈机翼形。这种舵阻力小，升力大，舵效高，虽构造比较复杂，但应用广泛。
4．特种舵：
（1）整流帽舵：即在普通流线型舵的正对螺旋桨的轴线延长部位，加一个流线型的圆锥体，俗称整流帽，它有利于改善螺旋桨后的水流状态。
（2）主动舵：在舵叶后端装有小螺旋桨或导管推进器，转舵时可发出推力，增加船舶的转向能力；另外，即使是在低速甚至停车时，操作小螺旋桨仍可得到转头力，推船缓行，大大提高了船舶的操纵性，这种舵适用于对操纵能力要求高、靠离码头比较频繁的船舶，例如引航船、渡轮、科学考察船等。
1.2第二讲舵设备课件
7.剖面形状——垂直轴的平
面
剖切的舵叶截面形
状。
1)类型 对称剖面
非对称剖面
2)国内常用剖面
NACA ——美国航空国家咨询 委员会（NACA0020）
Jfs ——汉堡大学造船学院
НЕЖ ——<俄>茹可夫斯基 WZF ——武汉水运工程学院
小结
（1）舵的定义 （2）舵的组成 （3）舵的作用原理 （4）舵的分类 （5）特种舵 （6）舵的几何参数
2019/11/8
16
2019/11/8
17
2019/11/8
挂舵臂
18
四、特种舵
1、一般(总)特点：①增加舵效；②提高推进效率；③减小 旋回圈直径；④改善大型船舶在低速时操纵
性能。
2、种类：特种舵有：反应舵、
主动舵、整流帽舵、襟叶舵、
导流管舵、组合舵、首舵和
首推进器等。
1)反应舵(又称迎流舵)
设计成象鱼的形状。舵角可在±75°范围内使用。 ②作用：减少舵叶上下两端的绕流损失，进一步改善舵的流体性能。 ③特点：具有低速时操纵性好，浅水中舵效无显著下降的优点。
2019/11/8
23
6)侧推器(首、尾)；舵和螺旋桨功能合二为一的螺旋桨舵及可转动双 螺旋桨舵等。
尾侧推器
舵的工作原理
舵的工作原理
舵是船舶、飞机等交通工具上的重要部件，能控制交通工具的方向。舵的工作原理主要通过改变水流（对于船舶）或者空气流（对于飞机）的方向来改变交通工具的航向。
船舶的舵有水动力舵和气动力舵两种类型。水动力舵主要是通过改变水流对舵叶的作用力方向，从而改变船舶的航向。当水流对舵叶施加作用力时，舵叶会受到力的作用而产生力矩，使船舶发生转向。气动力舵则是利用空气流对舵叶产生的力矩来实现船舶的转向。
飞机的舵主要包括方向舵、升降舵和副翼。方向舵是用于控制飞机的左右转向，升降舵用于控制飞机的上升和下降，副翼则用于控制飞机的滚转。这些舵的工作原理都是通过改变气流对舵叶的作用力方向来改变飞机的姿态和飞行方向。
舵的工作原理可以归纳为以下几个步骤：
1. 控制操作：由驾驶员或者自动控制系统发出指令，控制舵进行动作。
2. 舵面运动：根据指令，舵面会发生运动，通过机械连接或者电控系统实现。
3. 动力作用：水流或者空气流对舵叶产生作用力，产生力矩。
4. 转向效果：舵叶的力矩使船舶或者飞机改变姿态和航向，实现转向。
需要注意的是，舵的工作原理是基于物理原理的应用，具体的实现方式和控制系统可能因不同的船舶或飞机而有所不同。此
外，在实际操作中，驾驶员需要根据具体情况和操纵要求来调整舵的动作，以达到与船舶或飞机的运动要求相匹配的效果。
舵
水作用力F与船舶的重心G并不在同一水平面上
转船力矩与最大舵角
转船力矩 (Ms)
1 M s FL (l X c con ) FD X c sin FL l Cl Av 2 l 2
式中；l——舵杆轴线至船舶重心的距离 Xc——舵压力中心至舵杆轴线的距离 Ms随舵角α的增大而增大，并在达到某一舵角时出现 极大值Mmax Ms出现极大值时的舵角数值，与舵叶的几何形状有关， 并主要取决于舵叶的展弦比λ (λ =舵叶高度A／舵叶平 均宽度b)
FL=1／2· LρAυ2 C FD=1／2· DρAυ2 C x = Cxb
舵水作用力F对船舶运动的影响
假设在船舶重心G处加上一对方向相反而数值均等于F 的力F1、F2 那么水作用力F对船体的作用
可用水作用力对船舶重心所产生的力矩Ms和F2的作用来代替。 由F和F1形成的力矩Ms迫使船舶绕其重心向偏舵方向回转，称 为转船力矩： F2则又可分解为R和T两个分力 纵向分力R=F2sinα，增加了船舶前进的阻力 横向分力T=F2cos α ，使船向偏舵的相反方向漂移 船在转向的同时，还存在着横倾与纵倾力矩
2、舵高（展长）h，即展长，指沿舵杆轴线 方向，舵叶上缘至下边缘的直线距离。 3、舵宽（弦长）b即弦长，舵叶的导边至随 边的距离（既舵叶的前后缘之间的垂直距 离）。正航时，舵叶的导边至随边的距离 （既舵叶的前后缘之间的垂直距离）当舵 叶为矩形时舵宽既为个剖面的弦长，舵叶 为非矩形时，舵宽用平均舵宽表示： Bm=Am/h
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
应用举例
机床
磨床、组合机床、自动线
工程机械 振动压路机、挖掘机、装载机、起重机等
冶金机械 轧钢机、粉末冶金
塑料机械 液压注塑机、塑料注射成型机
汽车
自卸车、制动器、自动变速器、转向器
航天航空 飞机起落架
我国液压传动技术
始于20世纪50年代，目前正处于迅速发展、提高的阶段。 其产品最初只用于机床和锻压设备，后来才用到拖拉机和 工程机械上。
3.1.2 液压传动的工作原理及组成
一、液压系统的工作原理
举 例：液压千斤顶组成 液压千斤顶工作
3.1.2 液压传动的工作原理及组成
工作原理特点： 1）用具有一定压力的液体来传动； 2）传动过程中必须经过两次能量转换； 3）传动必须在密封容器内进行，且容积要发生变化。 问：大活塞举升速度取决于？与液体压力有关吗？
舵由舵叶和舵杆两部分组成。
2.2.1舵的选择
舵型取决于船舶的类型、大小、尾型和推进装置的 类型。
海船常用单舵，内河船因航道复杂常设有2～3个舵。
舵面积根据船型、螺旋桨和舵的数目、船长和满载 吃水等确定,海船单螺旋桨单舵的舵面积比为1.6%～ 2.2%，双螺旋桨单舵的为1.5%～2.5%；油船的为 1.3%～2.0%；沿海船的为2.3%～3.3%，内河船的 为2.1%～5.0%。
2.2.2舵的选择
舵角：舵转动时产生的回转力矩的大小取决于舵 角，即转舵后舵叶与正舵位置的夹角。当舵角为 0°或90°时，回转力矩等于零，当舵角为37°时， 回转力矩达到最大值。通常将最大舵角控制在35° 以内，该舵角称为有利舵角。
2.2.3根据舵叶分
根据舵叶的剖面形状区分，有平板舵和流线型舵。
操舵装置主要由通常设于船舶尾部的舵机、设在驾 驶台的操纵装置和传动装置组成。
2.3.1操舵装置
舵机是转动舵的机械， 有电动液压舵机和 电动机械舵机。
2.3.2操舵装置
操纵装置是使舵机能按 照驾驶者意图及时地、 准确地将舵转到所需 舵角上的装置，有电 力式、液压式、电动 液压式和机械式等多 种。
2.3.3传动装置
目前，液压技术正在向高压、高速、高效、大流量、大 功率、微型化、低噪声、低能耗、经久耐用、高度集成化 方向发展，向着用计算机控制的机电一体化方向发展。
液压技术的智能化阶段虽然开始不久，但是从它的星星点 点实践成功的事例来看，成果已非常诱人。
流体技术+电气控制，好比老虎插上翅膀。
“东方明珠”电视天线液压同步顶升技术
2.2.4根据舵杆分
根据舵杆轴线在舵叶上的位置区分，有平衡舵、 不平衡舵和半平衡舵。
2.2.4.1根据舵杆分
平衡舵的舵杆轴线在舵叶靠 中前位置，舵压力中心至舵 杆轴线的距离较小，所需转 舵力矩也小，从而可减少转 舵所需的舵机功率。它的缺 点是舵在工作时容易摆动， 对航向稳定性不利。
2.2.4.2根据舵杆分
舵锚装备
学院888888系
第1节 舵装置概述及液压基础
1 舵的发展
舵的出现，对船舶的发展意义 重大，它与风帆、指南针 一起，组成了保证舰船安 全航行的三大条件。
1.1 舵的发展
汉船的推进工具：篙。 篙与筏子同期出现。
1.2 舵的发展
桨 一种用人力推进舟船 的木质工具。
出现时期比篙稍晚。
桨在汉代又叫楫、札、 棹。
1.3 舵的发展
橹由长桨演进来的一种 新的推进与操纵工具。
操作时将其纵置于舷侧， 用手来回摇动橹柄Baidu Nhomakorabea 可产生持续的推力， 还能控制船舶航向。
1.4 舵的发展
风帆始于殷商，秦汉成熟。
舵桨发展成尾舵。为增加 操纵力矩，桨叶渐趋短 宽，人在舷侧难以操作， 转至船尾，尾舵就产生 了。
1.5 舵的发展
广州东汉墓葬陶船模尾 部有尾舵。
传动装置是连接舵机和操纵装置的机构。
3.传动—传递运动和动力的方式
机械（如齿轮传动、皮带传动、 链轮传动） 传
动 类 电力（如电机作动力）
型 流体
液压
气压
液压传动—利用液体压力能实现运动和动力传动方式
液压传动—本系统最复杂、抽象、广泛
3.1.液压传动基础
液压技术的应用和发展 液压传动的工作原理与组成
不平衡舵的舵杆轴线 在舵叶导边处，舵压 力中心至舵杆轴线的 距离较大，所需转舵 力距也大。
2.2.4.3根据舵杆分
半平衡舵是舵叶上半部 分为不平衡舵，下半部 分为平衡舵。不平衡舵 和半平衡舵有利于保持 航向的稳定性，但需要 较大的舵机功率。
2.3操舵装置
将舵转至所需角度的装置。
可分为人力操舵装置和动力操舵装置两类。
液压传动的优缺点
3.1.1 液压技术的应用和发展
第一阶段： 17世纪帕斯卡提出静压传递原理、1795年
世界上第一台水压机诞生,发展缓慢。
第二阶段： 上世纪30年代，由于工艺制造水平提高，开
始生产液压元件，并首先应用于机床。 第三阶段：
上世纪50、60、70年代，液压传动技术迅 速发展，渗透到国民经济的各个领域。
2.2.3.1根据舵叶分
平板舵舵叶由金属板或 木板制成，水平剖面呈 直线形，结构简单，在 帆船上广泛使用。
2.2.3.2根据舵叶分
流线型舵的舵叶以水平隔板 和垂直隔板作为骨架，外覆 钢板制成水密的空心体，水 平剖面呈机翼形，阻力小， 升力大，应用广泛。
有些船为了使螺旋桨后面的 水流情况得到改善，在普通 流线型舵上加了一个流线型 的整流帽，称为整流帽舵。
1.6 舵的发展
现代舵
1.7 舵的发展
2.舵设备组成
舵设备由舵叶、转舵装置、舵机、操舵装置和传 动装置等部分组成。
2.1位置
其中操舵装置在指挥室，舵机和转舵装置安装在 船尾。
2.2舵
舵是由桨演变而来的。
早期的船是用装在船尾的桨来 控制航向。后来将桨固定在船 尾中线处，成为可转动的专用 舵。
二、液压传动系统的组成
1.动力元件—液压泵。将原动机输入的机械能转换为液体 的压力能，作为系统供油能源装置。
2.执行元件— 液压缸（或马达）。将流体压力能转换为机 械能，而对负载作功。
采用比例调速阀的东方明珠电视天 线液压同步顶升技术获得了国家科技 进步奖。
天线桅杆液压整体提升的核心设备 由承重钢铰线、液压提升器、电液动 力系统、传感检测系统以及计算机控 制系统等组成。
根部段内底层为动力舱，布置4套 液压动力系统，分别控制各侧提升器； 上层为控制舱，布置4台动力控制柜， 分别控制4套液压动力系统；总控制 台则控制和监测整套提升设备。