舵的工作原理.
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2018/9/22
R
PN
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五、特种舵的百度文库效及工作原理
（一）增加拱度比，提高舵压力 1、奥尔兹舵
2、反应舵或整流舵 3、襟翼舵
2018/9/22
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（二）改变尾流方向，提高舵效 1、基青舵 2、主动舵 3、转动导管螺旋桨 4、异步转动导管螺旋桨 5、Z轴旋转螺旋桨 6、平旋推进器 7、横向喷流舵（侧推器） 首侧推器使用时的船速应小于4K （三）增加舵升力，提高舵效 1、鱼尾舵 2、整流帽舵 3、组合舵 4、旋转圆柱舵 5、转子舵 6、新型船用高效舵
（％） 4.6~ 8.0 2.1~ 5.0 3.0~ 8.0 4.0~ 8.5 3.0~ 6.0 6.0~ 11.0 3.0~ 4.0 4.9~ 6.5 8.0~ 10.0 4.0~ 7.0 3.5~ 5.5
海 洋 船 舶
双桨双舵船 油船 大型客船 快速客船 沿海船 渔船 海洋拖船
内 河 船 舶
2018/9/22
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8
（二）系泊时舵压力转船力矩 Mpo=PN· la=PN· Cos （Nm） la
G
四、舵效
（一）舵效概念 船舶在各种不同的状态下，用舵设备操纵船舶 所表现的综合效果。 正舵的稳向性；小舵角的保向性； 一般舵角的改向性；大舵角的回转性 当船舶操一舵角时，回转某一角度所需的时间 和纵、横距。
第六节 舵的工作原理
一、舵压力
（一）舵压力产生的原理
P
PN PL
PD
PT
O
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1
（二）舵压力、舵压力作用点和转舵力矩
1、舵压力
PN=1/2· g· w · CN· AR· VR²
2、舵压力作用点
e=(0.195+0.305Sin)b
3、舵前缘的转舵力矩
Me=41.35· g· b· AR· VR² · Sin
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船舶类型 单桨单舵船 双桨单舵船
（％） 1.6~ 1.9 2.1 1.5~ 2.1 1.35~ 1.9 1.2~ 1.7 1.8~ 2.0 2.0~ 3.3 2.5~ 5.5 3.0~ 6.0
船舶类型 双桨客货船 （险航道） 双桨客货船 （深宽航道） 机动驳 拖船 驳船 推船 双桨油船 （深宽航道） 双桨油船 （险航道） 方箱型工作船 35M 以下各种 排水量艇 渡船
P值代表操舵后船舶移动一个船长时，每单位舵 角引起船首的变化值，称诺宾指数或转首指数。 P值反映了船舶初始回转性。
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（三）影响舵效因素
1、舵角 2、舵面积系数 3、船速 4、舵机性能 5、船体水下侧面积 6、吃水 7、横倾 8、风、流、污底及浅水 9、螺旋桨正、反转
MP MR
3
当 ＝1时，极限舵角约为32度，实际机械 舵角常达35度，内河船可达45度。 一般船舶配舵的展弦比为1.4~1.9范围内
2、舵的外形及剖面现状影响 流线型舵阻力比平板舵阻力小20％
3、舵面积的影响 舵压力与舵面积成正比 舵面积系数：=AR· *100%/Lpp· d 海洋拖船舵面积系数达3.0%~6.0%;
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二、影响舵压力因素
（一）减低舵压力的流体现象 CL 1、失速现象 2、空泡现象 3、空气吸入现象
O S （二）舵的尺度、现状等因素的影响 1、舵叶展弦比的影响 =h/b; =h² /AR 展弦比越大，小舵角时的升力越大，有利于 运用小舵角操船。否则相反。
2018/9/22
（四）船舶倒退舵效
船舶倒退舵效较进航时差，其原因是：
1、船舶水动力转船力矩阻碍船舶回转； 2、舵速下降，舵压力转船力矩减小； 3、产生涡流，水动力性能变差，舵压力下降； 4、吸流使吸力下降，舵压力仍较小； 5、螺旋桨突然反转，舵叶周围产生涡流， 舵压力迅速下降 6、螺旋桨斜流效应横向力阻碍船舶回转运动。
R可达20度左右；通常可达10度至13度。
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三、舵压力转船力矩
（一）航行时舵压力转船力矩 以重心G为支点： l G L/2 PN Mp=PN · l (Nm) l=L/2· Cos
Mp=1/4L· K· g· AR· VR· Sin2 (Nm)
以转心为支点：
Mp=PN· lp （ Nm）
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3、螺旋桨尾流影响
VR=VA+ua=Vs(1-w)+ua
PN=1/2gw·CN· 〔Vs· (1-w) +ua〕² · AR
单桨单舵船船尾舵压力比敞水舵增加2.40～2.58倍 4、滑失的影响
PN=K’S
5、斜流的影响
1.5
实际冲角e= o-( A+)= o · R
5
（三）船体、伴流和螺旋桨尾流
1、船体的干扰和船尾现状的影响 船尾舵的舵压力比敞水舵约提高20％－30％。 2、伴流对舵压力影响
VR=Vs· (1-w) PN=1/ 2· g· w·CN’·Vs² · (1-w) ² · AR
受伴流影响后的舵压力只有敞水舵的0.35～0.46倍 （单桨单舵船）或0.39～0.60倍（双桨单舵船）
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（二）舵效的判断 1、舵效指数
在舵角 一定时，角加速度主要取决于K/T值。 K/T值大，角加速度 就大，舵效就好；反之就 差。 K/T数量上表征每改变1度舵角所能给出的角加 速度量，因此K/T称为舵效指数或应舵指数。
2、诺宾指数
＝（K/T）·
P1/2· K’/T’
R
PN
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五、特种舵的百度文库效及工作原理
（一）增加拱度比，提高舵压力 1、奥尔兹舵
2、反应舵或整流舵 3、襟翼舵
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（二）改变尾流方向，提高舵效 1、基青舵 2、主动舵 3、转动导管螺旋桨 4、异步转动导管螺旋桨 5、Z轴旋转螺旋桨 6、平旋推进器 7、横向喷流舵（侧推器） 首侧推器使用时的船速应小于4K （三）增加舵升力，提高舵效 1、鱼尾舵 2、整流帽舵 3、组合舵 4、旋转圆柱舵 5、转子舵 6、新型船用高效舵
（％） 4.6~ 8.0 2.1~ 5.0 3.0~ 8.0 4.0~ 8.5 3.0~ 6.0 6.0~ 11.0 3.0~ 4.0 4.9~ 6.5 8.0~ 10.0 4.0~ 7.0 3.5~ 5.5
海 洋 船 舶
双桨双舵船 油船 大型客船 快速客船 沿海船 渔船 海洋拖船
内 河 船 舶
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（二）系泊时舵压力转船力矩 Mpo=PN· la=PN· Cos （Nm） la
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四、舵效
（一）舵效概念 船舶在各种不同的状态下，用舵设备操纵船舶 所表现的综合效果。 正舵的稳向性；小舵角的保向性； 一般舵角的改向性；大舵角的回转性 当船舶操一舵角时，回转某一角度所需的时间 和纵、横距。
第六节 舵的工作原理
一、舵压力
（一）舵压力产生的原理
P
PN PL
PD
PT
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（二）舵压力、舵压力作用点和转舵力矩
1、舵压力
PN=1/2· g· w · CN· AR· VR²
2、舵压力作用点
e=(0.195+0.305Sin)b
3、舵前缘的转舵力矩
Me=41.35· g· b· AR· VR² · Sin
2018/9/22 4
船舶类型 单桨单舵船 双桨单舵船
（％） 1.6~ 1.9 2.1 1.5~ 2.1 1.35~ 1.9 1.2~ 1.7 1.8~ 2.0 2.0~ 3.3 2.5~ 5.5 3.0~ 6.0
船舶类型 双桨客货船 （险航道） 双桨客货船 （深宽航道） 机动驳 拖船 驳船 推船 双桨油船 （深宽航道） 双桨油船 （险航道） 方箱型工作船 35M 以下各种 排水量艇 渡船
P值代表操舵后船舶移动一个船长时，每单位舵 角引起船首的变化值，称诺宾指数或转首指数。 P值反映了船舶初始回转性。
2018/9/22 10
（三）影响舵效因素
1、舵角 2、舵面积系数 3、船速 4、舵机性能 5、船体水下侧面积 6、吃水 7、横倾 8、风、流、污底及浅水 9、螺旋桨正、反转
MP MR
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当 ＝1时，极限舵角约为32度，实际机械 舵角常达35度，内河船可达45度。 一般船舶配舵的展弦比为1.4~1.9范围内
2、舵的外形及剖面现状影响 流线型舵阻力比平板舵阻力小20％
3、舵面积的影响 舵压力与舵面积成正比 舵面积系数：=AR· *100%/Lpp· d 海洋拖船舵面积系数达3.0%~6.0%;
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二、影响舵压力因素
（一）减低舵压力的流体现象 CL 1、失速现象 2、空泡现象 3、空气吸入现象
O S （二）舵的尺度、现状等因素的影响 1、舵叶展弦比的影响 =h/b; =h² /AR 展弦比越大，小舵角时的升力越大，有利于 运用小舵角操船。否则相反。
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（四）船舶倒退舵效
船舶倒退舵效较进航时差，其原因是：
1、船舶水动力转船力矩阻碍船舶回转； 2、舵速下降，舵压力转船力矩减小； 3、产生涡流，水动力性能变差，舵压力下降； 4、吸流使吸力下降，舵压力仍较小； 5、螺旋桨突然反转，舵叶周围产生涡流， 舵压力迅速下降 6、螺旋桨斜流效应横向力阻碍船舶回转运动。
R可达20度左右；通常可达10度至13度。
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三、舵压力转船力矩
（一）航行时舵压力转船力矩 以重心G为支点： l G L/2 PN Mp=PN · l (Nm) l=L/2· Cos
Mp=1/4L· K· g· AR· VR· Sin2 (Nm)
以转心为支点：
Mp=PN· lp （ Nm）
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3、螺旋桨尾流影响
VR=VA+ua=Vs(1-w)+ua
PN=1/2gw·CN· 〔Vs· (1-w) +ua〕² · AR
单桨单舵船船尾舵压力比敞水舵增加2.40～2.58倍 4、滑失的影响
PN=K’S
5、斜流的影响
1.5
实际冲角e= o-( A+)= o · R
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（三）船体、伴流和螺旋桨尾流
1、船体的干扰和船尾现状的影响 船尾舵的舵压力比敞水舵约提高20％－30％。 2、伴流对舵压力影响
VR=Vs· (1-w) PN=1/ 2· g· w·CN’·Vs² · (1-w) ² · AR
受伴流影响后的舵压力只有敞水舵的0.35～0.46倍 （单桨单舵船）或0.39～0.60倍（双桨单舵船）
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（二）舵效的判断 1、舵效指数
在舵角 一定时，角加速度主要取决于K/T值。 K/T值大，角加速度 就大，舵效就好；反之就 差。 K/T数量上表征每改变1度舵角所能给出的角加 速度量，因此K/T称为舵效指数或应舵指数。
2、诺宾指数
＝（K/T）·
P1/2· K’/T’