船舶结构与设备 舵设备
船舶结构与设备知识点
船舶结构与设备知识点特点：1、知识点多、杂。
考点知识多为书本原文，计算、思考等题目较少；2、与货运、避碰同考，所占比例较小。
其中货运160道题目，结构占20-30道题；3、后期新题更新不多；4、难点不多，需记忆。
如船舶种类及特点、轻型吊杆、舵设备等。
第一章船舶常识（结构货运）第一节船舶的基本组成与主要标志一、船舶基本组成由主船体、上层建筑及其他各种配套设备等组成。
1、主船体船底：分单层底、双层底。
舭部★舷侧：首/尾部船首/尾甲板：上甲板、平台甲板（注：强力甲板、遮蔽甲板、量吨甲板、舱壁甲板定义见“甲板结构”）、甲板命名舱壁：按方向分横舱壁、纵舱壁（其他分类方式见“舱壁结构”）。
★船底、舷侧、舭部构成船壳板2、上层建筑定义：分类：长上层建筑、短上层建筑（定义）组成：首楼、尾楼、桥楼（位置、作用）、甲板室（长甲板室、短甲板室）★桅屋属于短甲板室上层建筑各层甲板：艇甲板、罗经甲板3、舱室名称机舱、货舱、压载舱、深舱（定义）、其他舱室★隔离空舱（干隔舱）：仅有一个肋骨间距的空舱二、船舶主要标志1、球鼻首和首侧推器标志：位置（前、后）2、吃水标志：公制/英制（10cm/6英尺），★读取3、甲板线标志：尺寸（300mm×25mm）、★位置★4、载重线标志：位置、堪划要求、字母涵义、丈量最小干舷5、其他标志：船名船籍港标志：船名字高比船首字高小10%-20%；船籍港字高为船名字高60%-70%烟囱标志：位置分舱与顶推位置标志：位置、形状引航员登离船标志：上白下红船舶识别号：100总吨及以上客船/300总吨及以上货船，位置公司名称标志：第二节船舶尺度与船舶吨位一、船舶尺度分为：最大尺度、船型尺度、登记尺度最大尺度（全部尺度/周界尺度）：最大长度、宽度、高度（定义）、作用船型尺度（计算尺度、理论尺度）：型长、型宽、型深、型吃水（定义）、作用登记尺度：登记长度、宽度、深度（定义）、作用二、主尺度比型长型宽比、型长型深比、型长型吃水比、型宽型吃水比、型深型吃水比：影响三、船舶吨位1、重量吨分为：排水量和载重量排水量：满载排水量、空船排水量、装载排水量（了解定义）载重量：总载重量、净载重量（了解定义）2、容积吨分为：总吨位、净吨位、运河吨位定义（了解）、★作用：★运河吨位数值比总/净吨位数值大些★第三节船舶种类与特点1、客船分类：全客船、客货船、货客船、客滚船特点：抗沉性好（二舱不沉制）、多层甲板、上层建筑高大、航速快、生活设施配套齐全、设计美观等2、集装箱船特点：单层甲板、开口大、航速快、双层底和双层船壳、抗扭箱（保证强度和提高抗扭强度）、装卸效率高、货损货差小、箱格导轨、方形系数小于0.63、散货船特点：运输密度较小散货、单层甲板、开口大、货舱剖面棱形（作用：便于平舱、卸货、提高稳性）、上下边舱（压载）、单层或双层船壳、船型肥大4、矿砂船特点：运输矿砂、中间舱两侧边舱、开口大、双层底高（重心高）、剖面呈漏斗形、航速低、采用高强度钢5、兼用船O/O船、O/B/O船特点：★装货要求6、杂货船特点：运输件杂货、多起重设备、多层甲板、舱口尺寸大、一舱不沉制7、滚装船特点：首跳板、尾跳板、舷侧跳板（要求、特点）、首门有罩壳式、边铰链式，活动斜坡道或升降平台，跳板工作坡度：不大于8°，通常为4°-5°，横倾小于4°时，跳板对码头负荷不超过2-3t/m2、多层甲板、双层底、纵骨架式、支柱少、纵通甲板、抗沉性差、舱容利用率低、造价高、装卸效率高、航速快、码头适应性好8、木材船特点：舱口大、舷墙高、舷侧多立柱、多起重设备9、冷藏船特点：良好隔热设施与制冷设备、舱口小、多层甲板、航速快、吨位小10、多用途船特点：运输多种货物、舱口大、多层甲板、多起重设备11、液货船油船：双层底和双层船壳、无起重设备、舱口圆形或椭圆、多泵管路、纵骨架式、横、纵舱壁（减少自由液面对船舶稳性影响）、船型肥大、干舷小、专用压载舱/清洁压载舱液体化学品船：采用耐腐蚀不锈钢制成、双层底和双层船壳、舱口小、多泵和管路12、液化气船液化天然气（甲烷）：隔热结构、货舱呈球形和矩形、极少数为棱柱形或圆筒形、常压低温运输液化石油气船：加压液化（球形或圆柱形）/冷冻液化（矩形）/加压、冷冻液化乙烯运输船：加压液化、货舱呈球形、圆柱形和矩形13、高速客船水翼船、气垫船（全垫升、水面效应）、双体船（特点、航行方式）14、其他船舶工程船：挖泥船、起重船、海洋调查船、敷缆船、航标船工作船：拖船、供应船、破冰船（首尾两舷设有大的压载舱）、海难救助船、消防船、科考船第二章船体结构与船舶管系（结构与货运）第一节船体受力1、力/力矩分类：总纵弯曲力矩、扭转力矩、横向作用力、局部作用力2、总纵弯曲力矩产生原因、分布（★船中力矩最大、1/4L处剪切力最大）、“中拱中垂”（★拉伸/压缩，波长=船长）3、扭转力矩、横向作用力产生原因（了解）★4、主要构件、次要构件定义、辨别5、船体结构设计与建造要求第二节船体结构一、船体结构形式与主要结构图1、骨架形式分类：横骨架式、纵骨架式、混合骨架式2、横骨架式/纵骨架式/★混合骨架式特点、应用3、★外板展开图：边接/端接定义、并板位置、船壳板组成（船底、舭部、舷侧、舷顶列板）及厚度分布特点★船壳板命名（两字母一数字）：左、右舷分别为P、S，以平板龙骨为K板，向左/右依次为A、B、C、D...（IOQ不用），船首/尾命名数字（注意：甲板板命名相异）、作用4、总布置图：右舷侧视图、各层甲板与平台平面图、舱底平面图及船体主要尺度和技术数据等（由上往下）二、船底结构1、双层底骨架形式：横骨、纵骨架式，组成，作用（强度、舱室、压载、航行性能、抗沉性、抗泄漏、承受负荷）了解客船双层底布置：50≤L<61、61≤L<76、76≤L2、船底板平板龙骨尺度要求、船底板厚度分布3、横向构件肋板：分类（实肋板、水密肋板、组合肋板）、结构、设置要求（横骨、纵骨架式）舭肘板：作用（★连接肋板、肋骨）、尺寸要求（宽度和高度相同，面板或折角宽度为厚度10倍，减轻孔和污水孔孔缘板宽不小于舭肘板宽度的1/3）4、纵向构件桁材：中桁材（箱形中桁材，别名箱形龙骨）设置要求★箱形龙骨，一般设置机舱、防撞舱壁间，作用，宽度不超过2m，设有水密人孔和通向露天甲板的应急出口，两面操纵关闭装置。
船舶结构与设备课件——舵设备PPT共42页
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
船舶结构与设备课件——舵设备
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
舵设备的作用与组成
舵设备的作用与组成舵设备是船舶的重要部件，它在船舶操纵中起着重要的作用。
本文将介绍舵设备的作用和组成。
1. 舵设备的作用舵设备主要用于控制船舶的航向，它可以使船舶按照船长的操作指令改变航向。
舵设备的作用包括以下几个方面：1.1 定向控制舵设备通过控制舵轮，使船舶改变航向，以响应操纵员的指令。
船舶在航行中可能需要调整航向，例如避开障碍物、转弯等，舵设备可以准确地控制船舶的航向。
1.2 姿态控制除了定向，舵设备还可以通过调整船舶的姿态来控制航向。
船舶在航行中可能会受到横向风浪的影响，舵设备可以通过调整船体的姿态来保持船舶的稳定航行。
1.3 操纵灵活性舵设备的设计和操作使得船舶可以实现灵活的操纵。
无论是大型船舶还是小型船舶，舵设备都可以根据不同的操纵需求来实现快速、准确的舵转。
2. 舵设备的组成舵设备由舵轮、舵机、传动系统以及控制系统等组成。
下面将介绍舵设备的主要组成部分：2.1 舵轮舵轮是操纵员控制舵机的手柄，通过操纵舵轮可以改变舵机的位置和角度，从而实现舵设备的控制。
通常舵轮位于船舶的驾驶室或者船桥上，操纵员可以通过舵轮实现对舵设备的操纵。
2.2 舵机舵机是舵设备的核心部件，它负责实现舵轮的控制指令。
舵机通常由电机驱动，通过传动系统将电机的旋转运动转化为舵机的转动。
舵机的转动使船舶的舵叶发生位移，从而改变船舶的航向。
2.3 传动系统传动系统将舵轮的转动传递给舵机，通常采用舵链、齿轮等传动装置来实现。
传动系统在舵设备中起到传递力量和位移的作用，确保船舶操纵的精度和可靠性。
2.4 控制系统控制系统是舵设备的“大脑”，负责接收操纵员的指令并将其转化为舵机的控制信号。
控制系统通常由传感器、控制器和执行器等组成。
传感器用于检测船舶的航向和姿态等信息，控制器根据传感器的反馈信号计算出舵机的控制指令，执行器负责将控制指令传递给舵机。
3. 总结舵设备是船舶操纵中不可或缺的组成部分，它通过控制舵轮和舵机实现船舶的定向和姿态控制。
船舶结构与设备-第5章-舵设备ppt课件全文
一致，夜间调亮照明 2）灵敏度调高些 3）操舵稳定于新航向、正舵后由“随动”
改为“自动” 4）根据海况和装载状态调节各旋纽。
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第五节 自动舵
• 二、自适应舵 • 1970s，产生了基于现代控制理论的第三代自动
操舵仪——自适应自动舵(adaptive autopilot)，简 称自适应舵。 • 自动适应运动特性和海况的变化，自动确认各项 系数进行最佳控制。
M S F L lL F L (L 2 B P x g x co ) s 1 2 F L L BP
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第五章 舵设备
• 第二节 舵的类型和结构 • 一、舵的类型 • 1、按舵杆轴线位置分：
–不平衡舵(single plate rudder); –平衡舵(balance rudder)：部分舵叶在舵杆轴
• 4、设置要求：除可共用舵柄或舵扇外，辅 助操舵装置不应属于主操舵装置中的任何 部分。
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一、操舵装置的设置
• 5、配置方案： 1）一套主操舵装置和一套辅助操舵装置 2）主操舵装置设置两套相同的动力设备，并设两
套操舵控制系统： a、一套随动控制 b、一套手柄控制
.
一、操舵装置的设置
随动控制 手柄控制
.
第二节 舵的类型和结构
• 二、舵的结构 • 流线型平衡舵由舵叶、舵
杆、舵承组成。 • 1、舵叶 • 由水平隔板和竖直隔板按
线型组成骨架，加舵叶板 焊制而成水密结构。 • 舵叶焊制或修理后在涂油 漆或敷设其他材料之前应 进行密性试验
.
密性试验
每个密封部分进行密性试验：
１）灌水试验 Ｈ=1.2d+V2/60(m)、保持15min以 上 ，不得变形和渗漏
舵设备培训
舵设备培训1. 简介舵设备是一种用于控制船只方向的重要设备。
它通常由舵轮或舵柄以及与船舶操纵系统连接的部件组成。
舵设备的正确使用和操作对于船只的安全驾驶至关重要。
本文将介绍舵设备的基本知识和操作技巧，以帮助船员正确使用舵设备。
2. 舵设备的组成舵设备通常由以下几个部件组成：2.1 舵轮舵轮是舵设备最常见的控制装置之一。
它通常由一个大型圆盘构成，船员通过旋转舵轮来控制船只的方向。
舵轮通常位于船舶的驾驶室内，可以根据需要进行移动。
2.2 舵柄舵柄是另一种常见的舵设备控制装置。
它通常是一个直杆状的手柄，船员通过推拉舵柄来控制船只的方向。
舵柄通常位于船舶的甲板上，需要船员站立使用。
2.3 舵机舵机是舵设备的核心部件，它负责将舵轮或舵柄上的操纵指令转化为舵机的动作。
舵机通常由电动机驱动，可以根据船员的操作传递给舵盘，从而控制船只的方向。
3. 舵设备的操作方法3.1 舵轮操作方法舵轮的操作相对简单，船员只需要根据需要将舵轮顺时针或逆时针旋转即可。
舵轮通常有一个标记，船员可以通过观察标记的位置来判断船只的方向。
在操作舵轮时，船员需要注意以下几点：•操作舵轮时应该轻柔，避免突然用力。
•需要逐渐更改船只的方向时，可以小幅度地旋转舵轮。
•需要快速更改船只的方向时，可以大幅度地旋转舵轮。
•操作舵轮时要时刻观察船只的动态，及时调整舵轮的旋转角度。
3.2 舵柄操作方法舵柄的操作相对复杂，船员需要通过推拉舵柄来控制船只的方向。
在操作舵柄时，船员需要注意以下几点：•舵柄通常有一个中立位置，在操纵舵柄时应该将其置于中立位置，以保持船只的稳定。
•向舵柄施加向前推力可以使船只转向左侧，向后拉动舵柄可以使船只转向右侧。
•操作舵柄时要进行适当的力度控制，避免过度或不足。
•需要更改船只方向时，应该逐渐调整舵柄的位置，以保持船只的稳定。
4. 舵设备的维护与故障排除4.1 维护方法舵设备的维护对于保证其正常运行非常重要。
船员应定期检查舵设备的工作状态，并及时进行维护。
船舶结构与设备概述
船舶结构与设备概述1. 引言船舶是一种常见的水上交通工具，具有复杂的结构和各种设备。
理解船舶的结构和设备对于航海运输领域的专业人士至关重要。
本文将介绍船舶的结构和各类设备的概述，以加深对船舶相关知识的理解。
2. 船舶结构概述船舶的结构可以分为上层结构和下层结构两部分。
2.1 上层结构上层结构主要指船舱、甲板和舰岛等部分。
船舱是船舶的内部空间，用于货物存储和人员居住。
甲板是船舶的平台，用于装载货物和供人员活动。
舰岛是船舶上的一座建筑物，用于指挥和控制船舶的航行。
2.2 下层结构下层结构主要指船体和推进装置等部分。
船体是船舶的骨架，由船体骨骼和船体外壳构成。
船体骨架由龙骨、船体骨架材料等组成，支撑船舶的整体结构。
船体外壳由钢板或其他材料制成，用于保护船体骨架。
推进装置包括主推进装置和辅助推进装置，用于推动船舶前进。
3. 船舶设备概述船舶设备可以分为操纵设备、通讯设备、导航设备和安全设备等多个类别。
3.1 操纵设备操纵设备用于操纵船舶的运动和姿态。
主要包括舵机、舵盘、操纵杆和操纵台等。
舵机用于控制船舶的转向，由舵盘或操纵杆操作。
操纵台是船舶驾驶员用于操纵船舶的工作区域。
3.2 通讯设备通讯设备用于船舶与外界进行通信。
主要包括无线电设备、卫星通信设备和电话设备等。
无线电设备用于短距离通信，包括船用对讲机和航行电台等。
卫星通信设备可以实现远距离通信，用于与陆地或其他船只进行通讯。
3.3 导航设备导航设备用于船舶的导航和定位。
主要包括罗盘、雷达、GPS和惯性导航系统等。
罗盘用于船舶的方向定位，通过测量地球的磁场确定船舶的方向。
雷达可以探测物体的位置和距离，用于船舶的避碰和导航。
GPS系统可以通过卫星定位确定船舶的位置。
惯性导航系统可以通过测量船舶的加速度和角速度确定船舶的位置和姿态。
3.4 安全设备安全设备用于保障船舶的安全。
主要包括救生设备、消防设备和报警设备等。
救生设备包括救生圈、救生艇和救生衣等，用于船舶遇险时的救援。
第5章 舵设备(船舶结构与设备课件)
1.舵叶（rudder stock）
舵杆是舵叶转动的轴，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。其下部与舵叶连接，上部与转 舵装置相连。 为了使舵在受损时不必拆开船体内的部分就能修理，把 舵杆分作上舵杆和下舵杆两段制造，然后用法兰接头连接。 上舵杆的顶端称舵头。舵头通过舵杆套筒伸至舵机室与 转舵装置相连接。上舵杆下端是法兰接头，与舵叶连接。 为了使万一法兰螺母脱落而螺栓不至滑落，安装时，螺 母应朝下，并用水泥包搪。
齿轮襟翼式舵
1-舵叶（rudder blade）； 2-位于舵杆筒内的舵杆（Rudder stock in rudder trunk）； 3-襟翼（flap）； 4-铰轴（hinge line）；
5-舵机（steering engine）；
6-舵机座（steering engine foundation）； 7-密封套与轴承（gland and bearing）； 8-舵顶（rudder dome）； 9-舵承（rudder carrier） 10-转动襟翼的传动装置（flap actuator）
6）倒车舵
（1）正车整流，加强正车舵效； （2）倒车舵效；
（3）侧移功能。
7）全向推进器
又称Z轴螺旋桨。能绕竖轴作360度旋转，用以推进和操 纵船舶的螺旋桨或导管推进器。主机输出功率通过一级伞齿 轮转动竖轴，再通过二级伞齿轮传递给推进器，形成一个Z字 形传动系统。另设有油压泵驱动蜗轮蜗杆，以驱使整个推器 装置作360°水平回转。Z形轴系与导流管螺旋桨全部安装在 一个圆筒体上，整个装置可吊出或安装在甲板开口处。转向 螺旋桨的单位马力推力大，操纵性能良好，装双全向推进器 的拖轮具有就地回转、平移、倒退等能力。后退推力与前进 推力基本相同，可以驾机合一遥控作业。导管前安装网罩可 保护螺旋桨。这种舵适用于港作拖轮等小型船舶。
船舶结构与设备课件第5章舵设备
目 录
• 舵设备概述 • 舵设备的组成与结构 • 舵设备的操作与维护 • 舵设备的设计与优化 • 案例分析
01
CATALOGUE
舵设备概述
舵设备的定义与功能
总结词
舵设备是船舶操纵的重要设备，用于 控制船舶航向和稳定。
详细描述
舵设备包括舵机、传动装置、舵杆和 舵叶等部分，其主要功能是通过操舵 装置控制舵叶的转动，从而产生水流 阻力，实现船舶航向的改变和稳定。
的类型和规格。
舵机内部装有减速器和离合器 等传动装置，以实现操舵指令
的传递和控制。
操舵装置
操舵装置是船舶控制航向的设备 ，包括操舵机和控制系统等部分
。Leabharlann 操舵机通常采用电动或液压方式 驱动，能够根据驾驶员的指令自
动或手动控制舵叶的转动。
控制系统包括传感器、控制器和 执行器等部分，用于检测船舶航 向和操舵指令，控制舵机的工作
总结词
随着船舶工业和科技的不断发展，舵设备也在不断改进和完善。
详细描述
早期的舵设备较为简单，主要由人力操舵。随着蒸汽机等动力设备的出现，舵设备开始采用机械传动。现代船舶 则普遍采用电力操舵，具有更高的稳定性和灵活性。同时，随着计算机技术和自动控制技术的发展，舵设备的智 能化和自动化程度也越来越高。
02
CATALOGUE
舵设备的组成与结构
舵杆
舵杆是连接舵叶和操舵装置的桥梁，主要作用是传递操舵力矩，使舵叶能够按照操 舵指令转动。
舵杆通常采用高强度钢材制造，具有足够的刚度和强度，能够承受较大的扭矩和弯 曲力。
舵杆的截面形状一般为圆形或矩形，根据不同船型和舵机功率的要求，舵杆的直径 和长度会有所不同。
船舶结构与设备舵设备
船舶结构与设备舵设备船舶的舵设备是船舶操纵和控制航向的重要部分。
舵设备包括舵柄、舵轮、舵机和舵链等组成。
舵设备的稳定性和可靠性对船舶的操纵和安全具有非常重要的意义。
船舶的舵设备通常由舵柄和舵轮组成。
舵柄一般位于船舶驾驶室内，由驾驶员通过操纵舵柄来控制舵机的动作。
而舵轮则是舵机的输出部分，驾驶员通过转动舵轮来改变舵机的工作位置，进而改变船舶的航向。
舵柄和舵轮之间通过舵链或者舵机缸来连接，起到传递动力的作用。
舵设备中的舵机是控制舵盘的关键部件。
舵机一般由电动机、减速器和舵盘组成。
当驾驶员操纵舵柄或舵轮时，通过电动机驱动减速器来改变舵盘的角度，从而实现船舶的舵向变化。
舵机需要具备较快的响应速度和良好的承受力，以满足各种情况下的操纵需求。
舵设备中的舵链是连接舵柄和舵机的重要组成部分。
舵链通常由钢制链条组成，具有抗拉强度和耐磨性能。
舵链的作用是传递驾驶员操纵舵柄或舵轮的动作到舵机，并保持舵机和舵柄之间的同步性。
舵链经常处于高压和高摩擦的工作环境中，因此需要定期检查和维护，以确保其可靠性和正常运行。
舵设备的稳定性和可靠性是保证船舶操纵的重要因素。
不同类型和大小的船舶需要不同规格和质量的舵设备。
为了确保舵设备的性能和安全性，船舶设计和制造需要严格按照相关规范和标准进行，如IMO（国际海事组织）制定的国际公约、ISO（国际标准化组织）制定的国际标准等。
总之，舵设备是船舶结构与设备中的重要组成部分。
舵设备包括舵柄、舵轮、舵机和舵链等组成，用于控制船舶的航向变化。
舵设备的稳定性和可靠性对船舶的操纵和安全具有重要意义。
船舶设计和制造需要按照相关规范和标准进行，以确保舵设备的性能和安全性。
船舶结构与设备课件——舵设备
2. 舵叶
平板舵舵叶的截面形状 为平板形状，该舵阻力较 大，主要用于小船。流线 型舵叶剖面呈流线型的复 板舵，该舵都做成空心水 密，一方面可以减轻舵的 重量，另一方面也可减少 舵承上的压力；其阻力小， 强度高，舵效好，可提高 舵向的稳定性。虽然构造 比较复杂，但被广泛采用。
2. 舵杆
1) 作用:是舵叶转动的轴,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,其下 部与舵叶连接,上部与转舵装置相连
二、主操舵装置：
系指在正常情况下为操纵船舶使舵产生动作 所需的机械、舵执行器、操舵动力设备以及 附属设备和对舵杆施加扭矩的设施。主操舵 装置应在驾驶室和舵机室都设有控制器。 辅助操舵装置：系指如主操舵装置失败时驾 驶船舶所必须的设备。它不属于主操舵装置 的任何部分，但不包括舵柄、舵扇或作同样 用途的部件。
原理：转换开关改变发电机励磁方
向，从而使电动机反转。
电动机励磁不变。
第五节 自动舵
一. 一般自动舵 二. 自适应自动舵 三. 航迹舵
一.1. 一般自动舵工作原理
自动操舵：实际上是自动航向保持仪。 组成原理：利用电罗经检测船舶实际航向α ，然后与 给定航向K°进行比较，其差值作为操舵装置的输入信号， 使操舵装置动作，改变偏舵角β。在舵角的作用下，船舶逐 渐回到正航向上。船舶回到正航向后，舵叶不再偏转。 线路分析：最简单的电动操舵线路的工作过程见。
操舵过程：见下图
[第五节要点]：操舵方式(种类、原理)；自动操舵 仪组成原理。
2. 一般自动舵基本类型
定义：自动舵的基本类型是指按操舵 的规律分类的（也就是舵的偏转规律）类 型，而不是舵机装置的类型。
三种基本类型：⑴.比例舵；⑵.比例 - 微分舵；⑶.比例 - 微分 - 积分舵。
《船舶结构与设备》_第五章_题库综述综述分析
《船舶结构与设备》第五章题库第五章舵设备题库与答案1.影响舵效的主要因素是________。
①舵角大小；②流经舵面的流速；③船的转动惯性及纵横倾；④风流、浅水等海况；⑤舵机的性能。
A．①～④B．②～⑤C．①③④⑤D．①～⑤答案：D2.舵效是指________。
A．运动中船舶，操一定舵角后，船在较短时间，较小水域内所取得转头角的大小B．停止中船舶，操一定舵角后，船在较短时间，较小水域内所取得转头角的大小C．旋转中船舶，操一定舵角后，船在较短时间，较小水域内所取得转头角的大小D．后退中船舶，操一定舵角后，船在较短时间，较小水域内所取得转头角的大小答案：A3.舵效与舵角有关，舵角为________时，舵效最好。
A．25°～32°B．20°～30°C．32°～60°D．37°～45°答案：A4.舵力为________。
A．由于舵的两侧面水流相对速度不同而产生的压力差B．由于舵叶两侧水流产生的压力差与水流和舵面产生的摩擦力的合力C．水流冲击舵面的反作用力D．使船舶回旋的力答案：B5.舵力的大小与________有关。
①舵角和舵叶面积；②舵叶断面形状；③船速；④舵速。
A．①②③B．①③④C．①②④D．①②③④答案：C6.海船的极限舵角一般为________；超大型船舶的极限舵角一般为________。
A．25°左右/32B．30°左右/35C．35°左右/35～40D．40°左右/35～407.舵机上限制最大舵角的装置对流线形舵和平板舵分别是________。
A．流线型舵为36°，平板舵为32°B．流线型舵为32°，平板舵为36°C．流线型舵为35°，平板舵为30°D．流线型舵为32°，平板舵为35°答案：D8.一般海船的极限舵角为________。
舵设备的组成
舵设备的组成
舵是船舶、飞机、车辆等交通工具上的重要控制装置，用于改变其方向。
舵设备通常由以下几个主要组成部分构成：
●舵轴（Rudder Post）：
舵轴是舵的主要支撑结构，连接舵叶和操纵机构，使舵能够旋转。
●舵叶（Rudder Blade）：
舵叶是舵的可动部分，负责改变流体（水、空气）的方向，从而影响交通工具的转向。
舵叶的形状和大小根据船舶或飞机的设计而异。
●舵头（Rudder Head）：
舵头是舵叶连接舵轴的部分，通常包括舵轴与舵叶的连接机构。
●舵机（Rudder Actuator）：
舵机是负责控制舵叶运动的执行器。
对于船舶，舵机通常是液压或电动系统。
对于飞机，舵机则由飞行控制系统控制。
●操纵机构（Steering Gear）：
操纵机构是用于操控舵叶的装置。
在船舶上，操纵机构通常包括操舵台、操舵机和操纵系统。
在飞机上，操纵机构通常是由飞行员通过操纵杆或操纵轮进行控制。
●舵柄（Tiller）：
舵柄是一种直接连接到舵轴的手动操纵装置，通常在小型船舶或飞机上使用。
这些组成部分协同工作，使得舵能够被有效地操纵，以实现交通工具的转向和方向控制。
不同类型的船舶和飞机可能会使用不同的舵设备，但基本原理类似。
船舶设备 2. 舵设备
5)升力曲线相对于α斜率dcL/dα
随λ减小而减小,有限翼展:
dcL/dα= π/(0.5+1/λ)
影响舵水动力特性的因素
2.厚度比t
λ＞1.8后,t对CL影响不大,但一 般船舶λ在0.8左右,故影响较大;
α＜θ时, CL随厚度比增大而减 小;
一般船舶,t=15～17%时,CL最大, t＞25%不适合
五、舵设计
舵设备
d c
D
设计内容与步骤
1.确定舵的形式、数量、相对于桨的位置；
2.选择舵面积AR；
3.根据水动力影响规律和
船体线型，确定有关要素（λ、
a
剖面形状、外形、t、e），绘
船、桨、舵综合体关系图；
4.计算水动力；
5.舵主要零件强度计算；
6.确定操舵系统及舵机功率。
舵形式、数量选择、位置的确定
进桨速度: 轴向诱导速度:
VVapp==VVsp((1(-1ω+σ) p)1/2-1)
则射向舵的流速：Vx=Vp+Vap
Tp:桨推力
Dp:桨径
ρ:水密度
σp=8Tp/πρVp2Dp2
在桨尾流影响下，水动力：
PL实
1 2
ARCLVx2
1 2
Vap Vp ( 1 p 1) (
ARCLVs2 (1)2 (1 p )
p
Vp
8Tp
V
2 p
D
2 p
)
影响船后舵水动力的因素
倘若舵部分浸于桨尾流中，其余部分则视为舵伴流中，故
PL实
1 2
ApCLVx2
1 2
( AR
Ap )CLV2
令：
kp
船舶的主要设备
船舶的主要设备船舶的主要设备简介一艘营运的船舶必须安装有各种各样的设备。
通过这些设备的应用来完成船舶的航行、靠离泊、装卸货物等生产作业，并保证船舶和人员的安全。
船舶的主要设备有动力设备、操纵设备、装卸设备和安全设备等。
船舶动力设备船舶必须配置一整套符合规范要求的动力装置和辅助设备后，才能在水上航行。
这些动力装置包括有船舶主动力装置、辅助动力装置、蒸汽锅炉、制冷和空调装置、压缩空气装置、船用泵和管路系统、造水装置和自动化系统等。
这此机电动力设备主要集中于机舱，专门管理这些设备的技术部门是轮机部。
1、主动力装置船舶主动力装置又称“主机”，它是船舶的心脏，是船舶动力设备中最重要的部分，主要包括：（1）船舶主机能够产生船舶推进动力的发动机的一种俗称，包括为主机服务的各种泵和换热器、管系等。
目前商船的主机是以船舶柴油机为主，其次是汽轮机。
（2）传动装置把主机的功率传递给推进器的设备，除了传递动力，同时还可起减速、减震作用，小船还可利用传动设备来改换推进器的旋转方向。
传动设备因主机型式不同而略有差异，总的来说由减速器、离合器、偶合器、联轴器、推力轴承和船舶轴等组成。
（3）轴系和推进器船舶推进器中以螺旋桨应用最为广泛，大多采用固定螺距或可调螺距的螺旋桨推进器；船舶轴系是将主机发出的功率传递给螺旋桨的装置。
船舶主机通过传动装置和轴系带动螺旋桨旋转产生推力，克服船体阻力使船舶前进或后退。
2、辅助动力装置船舶辅助动力装置又称“辅机”，是指船上的发电机，它为船舶在正常情况和应急情况提供电能。
由发动机组、配电盘等机电设备构成了船舶电站。
（1）发电机组原动力主要是由柴油机提供，基于船舶安全可靠和维护管理简便的考虑，大型的船舶配置有不少于两台同一型号的柴油发电机，根据需要可多部同时发电。
为了节能，航行中，有的船舶可利用主机的传动轴来带动发电机发电（轴带发电机）或利用主排出气的余热产生低压蒸汽来推动汽轮发电机组发电等。
（2）配电盘它进行电的分配、控制、输送、变压、变流以保证各电力拖动设备及全船生活、照明、信号及通讯等的需要。
1.舵设备
舵结构
四、舵装置的可靠性设计
结构的可靠性：结构在规定的时间和规定条件下，完成规定功 能的能力。
极限设计（安全系数法，传统方法）
舵构件受力
M 0 M b2 M t2
Mb、Mt 分别为作用在构件上的弯矩和扭矩。 根据强度条件
M0 W
b
nb
=
=
s
ns
其中：σ为构件上的相当弯曲应力；W为构件的抗弯剖面模 数，[σ]为构件的许用应力； σb、 σs 分别为组成构件的材 料之强度极限及屈服极限； nb 、ns 分别为相对于材料强度极 限及屈服极限的安全系数。
ns和 nb
是凭经验取得，一般都作放大。
第一章 舵 设 备
一、船舶操纵性
1. 船舶操纵性通常是指船舶受驾驶者的操纵而 保持或改变航向的性能。
2. 舵设备与船舶操纵性
小舵角时的航向稳定性 中舵角的航向机动性 大舵角的回转性
第一章 舵 设 备
二、舵设备的分类
1.按舵叶的剖面形状分
平板舵 用于驳船、内河船、海洋石 油工程船(吨位小于2000吨）
船 舶 设 备
船舶与海洋工程专业
船舶设备概述
1. 船舶在固定航线上运动，如：天津 →上海→ 香港 →新加坡→法国 为保证航向→ 舵设备 2. 船舶装卸货物 → 装卸设备
3. 船舶固定在码头上 → 系泊设备
（以便上下人及货物装卸） 4.遇到台风、飓风 → 避风↘ 货物进码头并在锚地等待↗ 锚设备
5.船舶遇到危险（如泰坦尼克号） → 救生设备 6.船舶进入窄航道（如港口） → 推拖设备
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15min ，用肥皂水查漏。
c、试验合格，内灌沥青，防止内部锈蚀。
二、舵的结构
• 2、舵杆(rudder stock) – 上舵杆、下舵杆 上舵杆下端与与舵叶连接， 连接方式：
垂直嵌接、水平法兰、垂直法兰
多数通过水平法兰与舵叶连接，水平法兰一 般用六只螺栓，螺母朝下，搪水泥包。
第二节 舵的类型和结构
• 二、舵的结构 • 流线型平衡舵由舵叶、舵
杆、舵承组成。
• 1、舵叶 • 由水平隔板和竖直隔板按
线型组成骨架，加舵叶板 焊制而成水密结构。
• 舵叶焊制或修理后在涂油 漆或敷设其他材料之前应 进行密性试验
密性试验
每个密封部分进行密性试验：
１）灌水试验 Ｈ=1.2d+V2/60(m)、保持15min以 上 ，不得变形和渗漏
目前大型船一般只设上舵承
2、舵杆
第五章 舵设备
• 第三节 操舵装置 • 一、操舵装置的设置 • 1、操舵装置：提供转舵动力 • 2、主操舵装置
正常航行时控制船舶所需的机械、转舵机构、 动力设备及其附属设备。和向舵杆施加转矩的部 件。
一、操舵装置的设置
• 3、辅助操舵装置：主操舵装置失效时控制 船舶。
一、舵的类型
• 3）襟翼舵flap type rudder：
主舵后加襟翼。 可相对主舵产 生转角，提高 舵效
一、舵的类型
•4 ） 反 应 舵 reaction rudder：
舵叶上下各 向左右扭曲，以迎 合排出流。可减小 阻力
一、舵的类型
• 5）组合舵：
舵叶 上下各装一块制 流板。减少绕流 损失。
船舶结构与设备
• 第五章 舵设备 • 本章要求： • 1、掌握舵设备的组成，舵的分类和各种舵
的特点；
• 2、掌握舵机和操舵装置控制系统的种类、 工作原理和特点；
• 3、掌握自动舵的种类、工作原理、特点； • 4、掌握操舵方法和应急操舵的方法。
第五章 舵设备
• 作业：
• 1、简述舵的分类及各种舵的特点； • 2、流线型平衡舵的特点； • 3、一般自动舵有哪几种，自动舵面板上各旋纽的
一、舵的类型
一、舵的类型
• 特种舵
–1 ） 整 流 帽 舵
(bulb
type
rudder)：
–舵叶正对螺旋浆
处设整流帽。改
善排出流的状态，
提高推进效率和 减小振动。
一、舵的类型
• 2）主动舵active rudder：
舵叶随边设带导 流管的小螺旋浆。 提高转船力矩， 低速或停车时能 提供转船力矩。
交流舵机1# 交流舵机2# 直流舵机3#
1#，2#泵机可单独或 同时工作，并互为备 用。其中一台意外停 止后，另一台能自动 启动。
当船舶交流失电后， 直流泵机可自动启动 并投入运行。
第三节 操舵装置
• 二、舵机 stearing gear
• 1、电动舵机 1）电动舵机的组
成和传动原理
2）缓冲弹簧的作 用
一、舵的类型
3、按舵叶的剖面形状分：
• 平 板 舵 (single plate rudder);
– 失速早，阻力大，舵效差
• 流 线 型 舵 (streamlined rudder gear) （复合舵或复
板舵）：应用广泛。 – 水动力性能好、舵效高（升力系
数高、阻力系数低）
– 舵承压力小（叶体空心） – 强度高 – 构造较复杂。
• 4、设置要求：除可共用舵柄或舵扇外，辅 助操舵装置不应属于主操舵装置中的任何 部分。
一、操舵装置的设置
• 5、配置方案： 1）一套主操舵装置和一套辅助操舵装置 2）主操舵装置设置两套相同的动力设备，并设两
套操舵控制系统： a、一套随动控制 b、一套手柄控制
一、操舵装置的设置
随动控制 手柄控制
作用和调节依据；
• 4、船舶操舵方式有哪几种？如何进行应急操舵？
第五章 舵设备
• 学时：6h • 课堂和作业中所反映的主要问题：
• 1、学生对舵设备的设置情况和应急操舵的 程序不很清楚；
• 2、学生感到本章内容较抽象，较难掌握。
第五章 舵设备
• 第一节 舵设备的作用及组成 • 1、作用：控制船首向 • 2、组成
二、舵的结构
• 3、舵承rudder bearing(carrier) • 作用：支持舵杆、支承舵的重量
保证船体水密 将作用在舵上的水动力传递给船体 • 上舵承(upper bearing)：装在舵机甲板上 –止推滚珠轴承，承受轴向力 –垂直滑动轴承，承受径向力 • 下舵承(lower bearing)：装在舵杆筒口或舵杆筒内 –垂直滑动轴承，承受径向力
• V-舵速
• Joessel公式 • P（δ0＝.19150+70..23305ＳsinRδ）Ｖ R2sinδ/
• 舵力转船力矩：
MS
FL
lL
FL
( LBP 2
xg
x cos )
1 2 FL LB和结构
• 一、舵的类型 • 1、按舵杆轴线位置分：
–不平衡舵(single plate rudder); –平衡舵(balance rudder)：部分舵叶在舵杆轴
1）舵装置 rudder：舵叶、舵杆、舵承 2）操舵装置：舵机(steering gear)及转 舵机构，位于舵机房（舵机间） 3) 操舵控制系统(steering system)
舵设备的组成
第一节 舵设备的作用及组成
• 3、舵的工作原理
• Pa-舵力 • 理论公式： • Pa=Ca0.5ρSV2 • C舵a叶-舵形力状系有数关。，与舵角，
线前方，所需转舵力矩、舵机马力均小。 –半平衡舵(semi-balance rudder)
• 平衡比（平衡比度，平衡系数）： 舵的平衡部分面积与舵面积之比，平衡舵平衡比度值
在0.2～0.3之间。
2、按舵叶支承情况分：
• 双支承舵（double bearing rudder）两个支 承点。
– 上支承点：舵承 – 下支承点：舵托 • 多支承舵(multi-pintle rudder) • 悬挂舵(spade rudder) • 半悬挂舵(semi-spade rudder)
二、舵机
• 2、液压舵机(hydraulic stearing gear) • 1）、液压舵机的组成、特点
（1）组成：电动机、油泵、管路、转舵 机构。
（2）特点：传动平稳、无噪声、操作方 便能实现无级调速、可靠性高、尺寸小、 重量轻、布置紧凑。