导流罩舵

更新时间:2023-01-02 19:17

导流罩舵(bulb rudder)又称整流帽舵,是指在舵叶中部正对螺旋桨轴线处装有流线型导流罩的舵。对于导流罩舵,其导流罩的尺寸应与螺旋桨桨毂相匹配。导流罩舵可改善螺旋桨后水流状况,从而提高推力和减小船尾振动。

简介

在普通舵的舵叶中部位于螺旋桨轴线处装有回转体状的导流体,称为导流罩舵,见右图《导流罩舵》所示。由于导流体填充在螺旋桨尾流的旋涡低压区内,改善尾流情况,提高了推进效率,对尾部振动也略有改善。实验证明,一般可以提高航速0.3~0.5kn,在拖船或渔船加装导流罩后,拖力可提高10%左右。平板舵和流线型舵都可以采用导流体,平板舵的效果更好。这种舵结构简单,效果显著,只要预先把导流体做成两爿,然后焊在舵上即成。

原理

改善舵效可以提高船舶的操纵能力,因此设计者们不断研究、开发高效能舵。目前提高舵效的方法主要有:一是增加拱度比,提高舵压力,如奥尔滋舵、反应舵、整流舵或襟翼舵等;二是改变尾流方向,提高舵效,如基青舵、主动舵、转动导流管螺旋桨、异步转动导流管螺旋桨、z形旋转螺旋桨、平旋推进器、横向喷流舵等;三是增加舵升力,提高舵效,如鱼尾舵、整流帽舵、组合舵、旋转圆柱舵、转子舵、新型船用高效舵等;四是利用倒车舵,提高舵效。

为了提高船舶的推进效率,在一些单螺旋桨船舶的舵上,于螺旋桨轴线的延续部分装设整流帽。它的外形为对称机翼剖面的回转体或者近似于椭圆体,亦有做成宽而较扁的型式。

由于整流帽填充了通常是涡流低压区的空间,就使螺旋粱后部的乱流情况得到改善(图1所示),这不仅提高螺旋桨的推力和效率,滑除在螺旋桨帽后的腐蚀现象,且还改善了船艉的震动情况。

设计原则

1)导流罩的纵轴应在螺旋桨轴线的延长线上;

2)导流罩应尽可能靠近螺旋桨;

3)导流罩的最大直径应略大于螺旋桨轴彀的直径(约为1.1倍的轴彀直径),它的长度可取为其直径的2.5~3倍,或等于舵宽;

4)导流罩的线型可取为对称的机翼剖面。导流罩的构造十分简单,只需将两个已成型的半块直接焊在舵板上。导流罩可以是水密的、部分水密的或是非水密的。

相关特种舵

为满足某些船舶在操纵上的特殊需要,如增加舵效,提高推进效率以及改善大型船舶低速航行时的操纵性能等,配备了特种性能舵。

反应舵(reaction rudder):该舵叶前缘以螺旋桨轴线为界,上下分别向左右舷相反方向扭曲一个角度,相当于导流叶,使尾流中的轴向诱导速度增大,增加推力。

主动舵(active rudder):在舵叶后面装设一个带有小螺旋桨的导管,小螺旋桨由电动机驱动。它比普通舵有较大的回转力矩,大大提高了船舶的操纵性。

襟翼舵(flettner rudder):由主舵和副舵两叶组成,转舵时主副舵的转角不同,增加舵剖面的拱度,能产生更大的流体动力,提高了舵效。

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