CN105197220A - 一种用于破冰船的鱼尾舵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于破冰船的鱼尾舵，包括安装在船尾(1)的舵踵(3)、冰刀(2)和位于舵踵下方的舵叶(7)，所述舵叶的整流尾(12)为鱼尾形，舵叶的上端和下端安装有上制流板(9)和下制流板(11)，所述鱼尾舵的转角为±70°。所述舵叶中部安装有中加强筋(10)，所述中加强筋的边缘与舵叶的边缘之间的距离为100-150mm。所述整流尾的宽度与舵的弦长的比例为0.07。所述上、下制流板的边缘与舵叶的边缘之间的距离为150-200mm。本发明能够有效提高船舶的航向稳定性和回转性，同时提高冰区航行时舵的抗冰块碰撞的能力，改善尾部流场，提高螺旋桨的推进性能。本发明较现有技术的鱼尾舵，舵效更高，强度更好，更适应冰冻海域工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于破冰船的鱼尾舵，具体是指，一种可提高破冰船的航向稳定性和回转性，而且还具有防冰块碰撞能力的鱼尾舵。
背景技术
作为提高舵效的手段，将舵的尾部改为活动式襟翼和在导边处添加转柱等专门措施最为有效，但这些措施不适用于破冰船，因为襟翼舵和转柱式舵在破冰航行时，后面的襟翼和转柱易被浮冰碰撞，大大增加了舵的损坏几率，并易使舵机负担过重。
而常规流线型舵的舵效相对于襟翼舵和转柱式舵的舵效较低，虽然可以避免破冰航行时的防碰撞问题，但无法适应某些破冰船对操纵性、回转性的特殊要求。
常规型鱼尾舵仅设置上制流板和下制流板，且多为方形，对尾部流场不利。而且常规鱼尾舵的未设置中部加强筋板制流板，一方面舵的升力提高受限，另一方面舵的强度无法抵挡破冰航行时冰块的碰撞。目前常规鱼尾舵的转角为±35°，使得船舶的回转性能和横移能力受限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于破冰船的鱼尾舵，能够有效提高船舶的航向稳定性和回转性。
本发明解决上述问题的技术方案如下：
一种用于破冰船的鱼尾舵，包括安装在船尾的舵踵、冰刀和位于舵踵下方的舵叶，所述舵叶的整流尾为鱼尾形，舵叶的上端和下端安装有上制流板和下制流板，其特征在于：
所述鱼尾舵的转角为±70°。
进一步的改进是，所述舵叶中部安装有中加强筋，所述中加强筋的边缘与舵叶边缘之间的距离为100-150mm。
再进一步，所述整流尾的宽度与舵的弦长的比例为0.07。
进一步，所述上制流板和下制流板的形状一致。
所述上、下制流板的边缘与舵叶的边缘之间的距离为150-200mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明用于破冰船的鱼尾舵，最大舵角可达±70°，从而使螺旋桨尾流偏转达90°以上，使船舶获得了侧推力，大大提高了船舶的回转性能和横移能力。
2、中加强筋板的设置具有两方面的优点，一是可提高舵的升力，二是可提高舵叶的强度，抵挡破冰航行时冰块的碰撞。
3、通过鱼尾舵的整流舵宽度与舵的弦长之间设定适宜的比例，在提高升力的同时，可以稳定压力中心位置，在同等舵面积时，能够有效降低舵机的功率。
4、通过舵叶宽度与上、下制流板之间距离的合理设定，可以在起到限制舵上下端的绕流、提高舵升力的同时，改善尾部流场。
综上所述，本发明能够有效提高船舶的航向稳定性和回转性，同时提高冰区航行时舵的抗冰块碰撞的能力，改善尾部流场，提高螺旋桨的推进性能。本发明较现有技术的鱼尾舵，舵效更高，强度更好，适应冰冻海域工作。另外，同等舵面积时，舵机功率较低。
本发明的实际舵效在实船试航中得到了很好的验证，与相近尺度和相近吨位救助船的襟翼舵相比，在舵角不变时船舶的偏转角小，在航向不变时最大操舵角相当，回转相同角度所需时间少，非常好的满足了各工况的操纵性要求，具体参见以下对比(以下表格中，左边表格均为襟翼舵，右边表格均为鱼尾舵)。
表1襟翼舵/鱼尾舵航向稳定性试验对比(舵角不变)
表2襟翼舵/鱼尾舵航向稳定性试验对比(航向不变)
表3襟翼舵/鱼尾舵回转性能试验对比
附图说明
图1是本发明的整体示意图。
图2是图1的A-A剖视图-冰刀和舵踵。
图3是图1的B-B剖视图-舵叶上制流板。
图4是图1的C-C剖视图-舵叶中加强筋板。
图5是图1的D-D剖视图-舵叶下制流板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，所述实施例并非对发明保护范围的限定，显然，本领域普通技术人员在不需付出创造性劳动的前提下获得其他实施例，这些都属于本发明的保护范围。
结合图1所示，一种用于破冰船的鱼尾舵，包括安装在船尾1的舵踵3、冰刀2、位于舵踵下方的舵叶7，所述舵叶与船尾之间通过舵杆组件4、上舵承组件5、舵套筒组件6及液压螺母组件8连接，所述舵叶的整流尾12为鱼尾形，舵叶的上端和下端安装有上制流板9和下制流板11，所述鱼尾舵的转角为±70°。
所述舵叶中部安装有中加强筋10，所述中加强筋的边缘与舵叶的边缘之间的距离为100-150mm。一来可提高舵的升力，二来可提高舵叶的强度，抵挡破冰航行时冰块的碰撞
所述整流尾的宽度与舵的弦长的比例为0.07。这种比例值在提高升力的同时，可以稳定压力中心位置，在舵面积同等时，可降低舵机功率。
所述上制流板和下制流板的形状一致。所述上、下制流板的边缘与舵叶的边缘之间的距离为150-200mm。通过舵叶宽度与上、下制流板之间距离的合理设定，可以在起到限制舵上下端的绕流、提高舵升力的同时，改善尾部流场。
综上所述，本发明能够有效提高船舶的航向稳定性和回转性，同时提高冰区航行时舵的抗冰块碰撞的能力，改善尾部流场，提高螺旋桨的推进性能。本发明较现有技术的鱼尾舵，舵效更高，强度更好，更适应冰冻海域工作。另外，同等舵面积时，舵机功率较低。
Claims (5)
1.一种用于破冰船的鱼尾舵，包括安装在船尾(1)的舵踵(3)、冰刀(2)和位于舵踵下方的舵叶(7)，所述舵叶的整流尾(12)为鱼尾形，舵叶的上端和下端安装有上制流板(9)和下制流板(11)，其特征在于：
所述鱼尾舵的转角为±70°。
2.根据权利要求1所述的用于破冰船的鱼尾舵，其特征在于：
所述舵叶中部安装有中加强筋(10)，所述中加强筋的边缘与舵叶的边缘之间的距离为100-150mm。
3.根据权利要求1所述的用于破冰船的鱼尾舵，其特征在于：
所述整流尾的宽度与舵的弦长的比例为0.07。
4.根据权利要求1所述的用于破冰船的鱼尾舵，其特征在于：
所述上制流板和下制流板的形状一致。
5.根据权利要求1所述的用于破冰船的鱼尾舵，其特征在于：
所述上、下制流板的边缘与舵叶的边缘之间的距离为150-200mm。
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