更新时间:2022-08-25 18:10
差动舵是特殊船舵的一种,指由三个或三个以上舵叶组成而转动时各舵叶的舵角有差异的舵。差动舵一般由多舵叶组成的舵。通常,单桨船舶由三个舵叶组成,而双桨船舶却由四个舵叶所组成。利用各舵叶的不同转动角度把尾流导向一侧,以提高船舶转向能力。
如《差动舵简图》所示,差动舵由三个或三个以上的舵叶组成,转舵时,通过转舵联动机构,几个舵叶相应转成不同的舵角,前后相近的舵叶组合成,犹如襟翼舵,可以增加舵效。三个舵叶组合起来,犹如构成一个导管,把螺旋桨尾流导向一侧,从而也提高船舶转向能力。
差动舵的主要优点是舵效好。如图《差动舵舵叶布置》所示可以看出:左舷两只舵首尾衔接,形成大拱度的组合舵,犹如“襟翼舵”一样,因而也就兼有“襟翼舵”的优点;右舷两只舵形成喇叭状,起到导流作用。因此,差动舵可提高舵的水动力特性,增大了舵压力和转船力矩。采用差动舵后,船舶的回转性可大大改善。根据各种舵型在同一自航模上试验结果表明:差动舵比之其他舵型,效果较好。差动舵主要适用于船宽较大、吃水较小、需多舵布置的内河船舶上。
如《差动舵传动示意图》所示,可以看出:二只中舵舵杆上各装有一只绳轮(舵轮),而左、右边舵舵杆上却各设上、下两只偏心的绳轮(偏心轮)。每一中舵舵轮各用一根钢索与边舵上偏心轮连接起来,同时用另一根钢索把左、右边舵下偏心轮之间也连接起来,并在钢索中段设置一个弹簧装置。两只中舵,是利用一般的连杆(图上未示出)连接而使其同步动作的。
图示为向左舷转舵的情形。当中舵向左舷转舵时,左舵轮收进(卷入)钢索,带动左边舵的上偏心轮跟着转动,于是左边舵也向左舷转舵;此时,左边舵的下偏心轮一边随舵杆转动,一边亦收进钢索且带动右边舵的下偏心轮转动,于是与该偏心轮同轴的右边舵亦向左舷转舵;同时,装在右边舵舵杆上的上偏心轮,一边随着转动,一边收进右舵轮所放出的钢索。显然,舵轮所收进(或放出)的钢索长度,与边舵舵杆上的上偏心轮所放出(或收进)的是相等的;左、右边舵上的两只下偏心轮所收进与所放出的钢索,理论上彼此亦是等长度的,但由于机构存在安装间隙和设计计算上的误差,不是在所有舵角下都是等长度的。因此,使同一只舵在向左舷转舵时所放出(或收进)的钢索长度,与在向右舷转动同一角度时所收进(或放出)的钢索长度可能有微小的差别。此时,弹簧以其一定的伸缩量就可自动地弥补钢索长度的变化。
我们知道,由于偏心轮的尺寸比舵轮小得多,在转过相同弧长(相同钢索长度)的条件下,偏心轮所转过的角度就较舵轮为大。尽管,左、右边舵上的两只下偏心轮的尺寸是相同的,但是偏心轮在转过同一弧长的条件下,从半径较大处向较小处转动,与从半径较小处向较大处转动,其所转过的角度是不等的。前者角度较大,后者较小。而这也就是差动舵的设计原理。