CN109895988A - 一种舵叶结构 - Google Patents
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Abstract
一种舵叶结构，舵叶本体竖直安装于船舶螺旋桨的后方，其上部的迎流面上装有顶板、迎流面导流板和上导流板，且下部的去流面上装有去流面导流板、下导流板和底板，舵叶本体背向螺旋桨的一侧还装有后缘板和鱼尾板。该舵叶结构可以使螺旋桨带动的水流形成速度更快的加速横向流，同时能够有效抑制横向绕流，增大纵向绕流的速度环量，从而提高舵叶对船舶的操纵性能。
Description
技术领域
本发明涉及船舵，特别是涉及一种舵叶的结构。
背景技术
船舵是一种用于操纵和控制船舶航向的装置，其一般安装于船舶的尾部，又称为船尾舵；而舵叶则是产生舵作用力的本体。对于单桨推进船舶而言，船舵通常安装在螺旋桨后方，其形状和结构受到船体线型的限制，导致舵叶面积难以达到理想要求，从而对船舶的操纵性能造成不良影响。有鉴于此，现有的一些船舶采用襟翼舵、西林舵等高效舵叶以提高操纵性能，但这些舵叶的结构较为复杂，制作和维护成本都较高，且难以适用于小型内河船舶之上。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种结构简单且操纵性能更佳的舵叶结构，以在简化舵叶结构的同时提高其对船舶的操纵性能。
本发明所述的舵叶结构，包括竖直安装于船舶螺旋桨后方的舵叶本体，以舵叶本体上与螺旋桨轴线重合的点作为中心点，舵叶本***于顶部与中心点之间的部分为上舵体，舵叶本***于中心点与底部之间的部分为下舵体，上舵体朝向螺旋桨桨叶旋转方向的一面为迎流面，下舵体朝向螺旋桨桨叶旋转方向的一面为去流面，且上舵体的顶部和下舵体的底部均位于螺旋桨桨叶的外径范围之外；迎流面的顶部和中部分别向外延伸出顶板和迎流面导流板，去流面的中部和底部分别向外延伸出去流面导流板和底板。
本发明所述的舵叶结构，舵叶沿垂向安装于船舶的螺旋桨后方，并以舵叶的中心点将上、下两部分划分为上舵体和下舵体，同时，螺旋桨在船舶动力***的带动下转动而推动船舶向前航行，而螺旋桨桨叶在旋转时一方面推动水流向后运动，另一方面也带动水流随螺旋桨桨叶转动，上舵体迎向转动的水流的一面即为迎流面，下舵体迎向转动的水流的一面则为去流面。在工作过程中，舵叶本体处于螺旋桨桨叶带动而产生的水流之中，这些水流经过顶板、迎流面导流板、去流面导流板和底板时将产生速度更快的加速横向流，同时能够有效抑制横向绕流，增大纵向绕流的速度环量，从而提高舵叶对船舶的操纵性能。
附图说明
图1是舵叶结构的结构示意图。
图2是舵叶结构安装在船舶上的结构示意图。
图3是图2所示舵叶结构的局部结构示意图。
图4是图2所示舵叶结构的左视结构示意图。
图5是舵叶结构位于迎流面导流板处的截面结构示意图。
图6是舵叶结构位于去流面导流板处的截面结构示意图。
具体实施方式
如图1-6所示，船舶100上装有螺旋桨200，且螺旋桨桨叶如图3中箭头所示沿逆时针方向转动，本发明所述的舵叶结构安装于螺旋桨的后方。
一种舵叶结构，包括竖直安装于船舶螺旋桨后方的舵叶本体1，以舵叶本体上与螺旋桨轴线重合的点作为中心点，舵叶本***于顶部与中心点之间的部分为上舵体2，舵叶本***于中心点与底部之间的部分为下舵体3，上舵体朝向螺旋桨桨叶旋转方向的一面为迎流面4，下舵体朝向螺旋桨桨叶旋转方向的一面为去流面5，且上舵体的顶部和下舵体的底部均位于螺旋桨桨叶的外径范围之外；迎流面的顶部和中部分别向外延伸出顶板6和迎流面导流板7，去流面的中部和底部分别向外延伸出去流面导流板8和底板9。
船舶的螺旋桨沿逆时针方向转动，舵叶沿垂向安装于螺旋桨后方，并以舵叶的中心点O将上、下两部分划分为上舵体和下舵体，同时，螺旋桨在船舶动力***的带动下转动而推动船舶向前航行，而螺旋桨桨叶在旋转时一方面推动水流向后运动，另一方面也带动水流随螺旋桨桨叶转动，上舵体迎向转动的水流的一面即为迎流面，下舵体迎向转动的水流的一面则为去流面。在工作过程中，舵叶本体处于螺旋桨桨叶带动而产生的水流之中，这些水流经过顶板、迎流面导流板、去流面导流板和底板时将产生速度更快的加速横向流，同时能够有效抑制横向绕流，增大纵向绕流的速度环量，从而提高舵叶对船舶的操纵性能。
所述的舵叶结构，如图3所示，附图标号300为螺旋桨的桨毂，迎流面导流板7和去流面导流板8在水平高度上分别与螺旋桨桨毂外径的顶部和底部相对；迎流面4上位于顶板6和迎流面导流板7之间处安装有上导流板10，去流面5上位于去流面导流板8和 底板9之间处安装有下导流板11；且上导流板10和下导流板11在水平高度上分别与螺旋桨桨叶外径的顶部和底部相对；另外，上导流板10、迎流面导流板7、去流面导流板8和下导流板11均沿水平方向从舵叶本体1上延伸而出。上导流板和下导流板的安装可以增加和加强加速横向流的产生，而上导流板、迎流面导流板、去流面导流板和下导流板的位置和方向设置，则可以进一步增强加速横向流，进而提高舵叶对船舶的操纵性能。另外，若顶板在水平高度上与螺旋桨桨叶外径的顶部之间的距离，即顶板与上导流板之间的距离小于螺旋桨直径的10%时，舵叶本体上可以不设置上导流板，反之则设置上导流板为佳；同样地，若底板在水平高度上与螺旋桨桨叶外径的底部之间的距离，顶底板与下导流板之间的距离小于螺旋桨直径的10%时，舵叶本体上可以不设置下导流板，反之则设置下导流板，从而有效保证舵叶对船舶的操纵性。
如图5、6所示，舵叶本体1为流线型平衡舵，该种平衡舵的舵杆轴线位于舵叶中前位置，压力中心至舵杆轴线的距离较小，所需转舵力矩也小，便于船舶的操纵。舵叶本体1轴线方向上背向螺旋桨的一侧设有向后延伸的后缘板12，后缘板的末端装有与后缘板相互垂直的鱼尾板13；迎流面导流板7、去流面导流板8、上导流板10和下导流板11沿水平方向从舵叶本体1轴线方向上朝向螺旋桨的一侧延伸至鱼尾板13处，通过该结构的设置提高舵叶对水流的导向作用和对船舶的操纵性能。除比之外，迎流面导流板7、去流面导流板8、上导流板10、下导流板11、顶板6和底板9的长度不大于舵叶本体1长度的5%，且表面面积不大于舵叶本体的2/3；而后缘板12的长度为舵叶本体1长度的5%-12%（如10%），鱼尾板13的宽度为舵叶本体长度的5%。如图5、6所示，长度L为舵叶本体的长度，实验证明，该种结构下的舵叶相比一般流线型平衡舵能够有效提高20%的操纵性。
Claims (10)
1.一种舵叶结构，包括竖直安装于船舶螺旋桨后方的舵叶本体1，以舵叶本体上与螺旋桨轴线重合的点作为中心点，舵叶本***于顶部与中心点之间的部分为上舵体（2），舵叶本***于中心点与底部之间的部分为下舵体（3），上舵体朝向螺旋桨桨叶旋转方向的一面为迎流面（4），下舵体朝向螺旋桨桨叶旋转方向的一面为去流面（5），其特征在于：上舵体的顶部和下舵体的底部均位于螺旋桨桨叶的外径范围之外；迎流面的顶部和中部分别向外延伸出顶板（6）和迎流面导流板（7），去流面的中部和底部分别向外延伸出去流面导流板（8）和底板（9）。
2.根据权利要求1所述的舵叶结构，其特征在于：迎流面（4）上位于顶板（6）和迎流面导流板（7）之间处安装有上导流板（10），去流面（5）上位于去流面导流板（8）和底板（9）之间处安装有下导流板（11）。
3.根据权利要求1或2所述的舵叶结构，其特征在于：迎流面导流板（7）和去流面导流板（8）在水平高度上分别与螺旋桨桨毂外径的顶部和底部相对。
4.根据权利要求2所述的舵叶结构，其特征在于：上导流板（10）和下导流板（11）在水平高度上分别与螺旋桨桨叶外径的顶部和底部相对。
5.根据权利要求2所述的舵叶结构，其特征在于：上导流板（10）、迎流面导流板（7）、去流面导流板（8）和下导流板（11）均沿水平方向从舵叶本体（1）上延伸而出。
6.根据权利要求2所述的舵叶结构，其特征在于：迎流面导流板（7）、去流面导流板（8）、上导流板（10）、下导流板（11）、顶板（6）和底板（9）的长度不大于舵叶本体（1）长度的5%，且表面面积不大于舵叶本体的2/3。
7.根据权利要求1所述的舵叶结构，其特征在于：舵叶本体（1）为流线型平衡舵。
8.根据权利要求1或7所述的舵叶结构，其特征在于：舵叶本体（1）轴线方向上背向螺旋桨的一侧设有向后延伸的后缘板（12），后缘板的末端装有与后缘板相互垂直的鱼尾板（13）。
9.根据权利要求8所述的舵叶结构，其特征在于：迎流面导流板（7）和去流面导流板（8）沿水平方向从舵叶本体（1）轴线方向上朝向螺旋桨的一侧延伸至鱼尾板（13）处。
10.根据权利要求8所述的舵叶结构，其特征在于：后缘板（12）的长度为舵叶本体（1）长度的5%-12%，鱼尾板（13）的宽度为舵叶本体长度的5%。
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