JP2002331996A

JP2002331996A - Rudder fin

Info

Publication number: JP2002331996A
Application number: JP2001137224A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sannomiya; 一彦三宮
Original assignee: Shin Kurushima Dockyard Co Ltd
Current assignee: Shin Kurushima Dockyard Co Ltd
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2002-11-19
Anticipated expiration: 2021-05-08
Also published as: JP3531813B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that increased frictional resistance adversely affects propelling performance as a result of a top end plate being provided to extend over a wide range from a leading edge to a trailing edge in a dead water region in the presence of a tendency for propeller slip stream to form the dead water region in the vicinity of a top of a rudder plate, to contract in front of the trailing edge of the rudder plate and to expand behind the trailing edge. SOLUTION: In the vicinity of the top 8 of the rudder plate 1, a state close to the dead water region 400 is established over a wide range due to a low flow velocity. Middle fins 6a, 6b and lower fin 4 are provided to play different roles. The middle rudder fins 6a, 6b mounted forcibly change three-dimensional flow generated in the vicinity of the trailing edge 21 of the rudder plate 1 into two-dimensional flow to improve rudder lift. The lower fin 4 mounted suppresses an eddy generated at the lowest edge of the trailing edge 21 of the rudder plate 1 to improve the rudder lift and reduce eddy resistance.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、船舶のプロペラ
後流を舵板に沿って整流しようとするラダーフィンに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ladder fin for rectifying a wake of a propeller of a ship along a rudder plate.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、この種の発明は、図３に示すよう
に、吊舵タイプの舵板３１を略示するものであり、流線
形断面形状を有したものが一般的に使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, as shown in FIG. 3, this type of invention schematically shows a rudder-type rudder plate 31 having a streamlined cross-sectional shape. I have.

【０００３】また、舵板３１は、推進性能の面から小型
化することが望まれるが、操縦性を十分に確保する観点
から安全率を大きく設定することで大型化する傾向があ
る。The rudder plate 31 is desired to be reduced in size in terms of propulsion performance, but tends to increase in size by setting a large safety factor from the viewpoint of ensuring sufficient maneuverability.

【０００４】また、一部の者からプロペラ後流は、船体
の船尾部分の形状により程度の差はあるが、船尾部にお
ける水流のベクトルは船の前進中は後方に向かって水平
より上向きになるという理論が発表され、当該理論に基
づき、実願昭６２−１６９５９５号（実公平５−１３６
８０）が考案され、当該考案の第１図に上向きのベクト
ルＦ１が示されている。[0004] Also, although the wake behind the propeller varies to some extent depending on the shape of the stern part of the hull, the vector of the water flow at the stern is upward from the horizontal toward the rear during the forward movement of the ship. Was published, and based on this theory, Japanese Utility Model Application No. 62-169595 (Japanese Utility Model Application No. 5-136)
80) is devised, and an upward vector F1 is shown in FIG. 1 of the invention.

【０００５】当該従来の技術を図４および図５を用いて
説明すると、プロペラ後流は、後方に向かって水平より
上向きに流れ、舵板３１１から逸流しようとする。よっ
て、舵板３１１の頂辺３３１および底辺３４１に頂端板
３５１および底端板３６１を設け、プロペラ後流の舵板
３１１からの逸流を抑制しようとするものである。[0005] The conventional technique will be described with reference to FIGS. 4 and 5. The wake of the propeller flows upward from the horizontal toward the rear, and tends to escape from the rudder plate 311. Therefore, the top end plate 351 and the bottom end plate 361 are provided on the top side 331 and the bottom side 341 of the rudder plate 311, respectively, in order to suppress the flow of the wake of the propeller from the rudder plate 311.

【０００６】また、プロペラ後流の水平上向きの水流
は、水平線（プロペラ軸心線ＰＬ）に対して、角度αだ
け上向きになっているという当該理論に基づき、頂辺３
３１および底辺３４１を傾斜させ、当該辺に頂端板３５
１および底端板３６１を同様に角度αだけ上向けに設置
することで、逸流を止めようとする技術思想である。Further, based on the theory that the horizontal upward water flow downstream of the propeller is at an angle α with respect to the horizontal line (propeller axis PL), the top 3
31 and the bottom side 341 are inclined, and the top end plate 35
It is a technical idea to stop the escaping by similarly setting the bottom end plate 361 upward by the angle α.

【０００７】また、舵板断面形状は、前端部３９１から
中間部側面３７１までは流線形を有し、中間部側面３７
１から後部側面３８１までは直線形状、更に後部側面３
８１から後縁４０１は一定のテ−ル角度を保った直線形
状を有している。The cross section of the rudder plate has a streamlined shape from the front end 391 to the middle side 371,
1 to the rear side 381 are straight, and the rear side 3
From 81, the trailing edge 401 has a linear shape maintaining a constant tail angle.

【０００８】舵板３１１の上方外または下方外への逸流
を食止めるために、頂端板３５１及び底端板３６１は大
型化しており、断面積は舵板３１１の略2倍、幅は舵板
３１１の最大幅より広く設定されている。The top end plate 351 and the bottom end plate 361 are large in size to prevent the upward or downward flow of the rudder plate 311 from flowing out, and the cross-sectional area is approximately twice as large as the rudder plate 311 and the width is rudder. The width is set wider than the maximum width of the plate 311.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたよ
うに、プロペラ後流が水平上向きに流れるという理論
は、当社の回流水槽試験の結果から必ずしもそのように
はならず、図３に示すように、プロペラ後流は水平に流
れるものの、舵板３１１の頂辺３３１付近では死水域４
００を形成する。また、プロペラ後流は舵板３１１の後
縁より前方で縮流した後、後方にて拡張する傾向が認め
られる。また、舵板は、流線形の断面および直線部が設
けられ、後縁は断面形状が末広がりとなっており、転舵
時には、揚力・抗力を増すものの、反面、直進時におい
ては、一般流線形状の舵板に比べ、推進抵抗となってい
た。さらに、死水域中に前縁端から後縁まで全長に渡っ
て広面積に頂端板が設けることは、摩擦抵抗が増加し、
推進性能に悪影響を及ぼしていた。As described in the description of the prior art, the theory that the wake of the propeller flows horizontally upward is not always the case based on the results of our circulating water tank test, and is shown in FIG. Thus, although the wake behind the propeller flows horizontally, near the top 331 of the rudder plate 311 the dead water area 4
00 is formed. In addition, the propeller wake has a tendency to contract in front of the trailing edge of the rudder plate 311 and then expand rearward. In addition, the rudder plate is provided with a streamlined cross section and a straight portion, and the trailing edge has a divergent cross-sectional shape. When turning, the lift / drag increases, but on the other hand, when turning straight, the general streamline Propulsion resistance compared to the rudder plate of shape. Furthermore, providing a top end plate over a wide area from the leading edge to the trailing edge in the dead water area over the entire length increases frictional resistance,
The propulsion performance was adversely affected.

【００１０】この発明は、従来の技術の有するこのよう
な不十分な点に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、三次元流および渦抵抗の解消を図ること
により、推進性能および操縦性の向上を図ることであ
る。回流水槽試験の結果から、プロペラによって加速さ
れたプロペラ後流は舵板の前方端より舵長さの略1／2〜
2／3後方付近において一旦縮流した後、再び拡大する現
象が確認され、また、舵板の頂辺付近は流速が遅く広範
囲に渡って死水域に近い状態をなしていることが確認さ
れたことにより、役割の異なる中段フィンおよび下段フ
ィンを設けることとした。先ず、中段ラダ−フィンの装
備は、舵板の後縁付近にて発生する三次元流を強制的に
二次元流へ変えることで舵揚力の向上を図ろうとするも
のであり、また、下段フィンの装備は、舵板の後縁の最
下端より発生する渦を抑制することで舵揚力の向上およ
び渦抵抗の減少を図るものである。[0010] The present invention has been made in view of such inadequate points of the prior art, and has as its object to eliminate three-dimensional flow and eddy resistance to improve propulsion performance. And to improve maneuverability. From the results of the circulating water tank test, the wake of the propeller accelerated by the propeller is approximately 1/2 of the rudder length from the front end of the rudder plate.
It was confirmed that the flow contracted once near the rear of 2/3 and then expanded again, and that the velocity near the top of the rudder plate was low and the state was close to the dead water area over a wide area. Accordingly, the middle fin and the lower fin having different roles are provided. First, the middle ladder fin is designed to improve the steering lift by forcibly changing the three-dimensional flow generated near the trailing edge of the rudder plate into a two-dimensional flow. Is designed to suppress the vortex generated from the lowermost end of the trailing edge of the rudder plate, thereby improving the steering force and reducing the vortex resistance.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、舵板の後縁の下方端に下段フィンを
設け、プロペラ軸心線を挟んだプロペラの0.7Ｒの略水
平位置の後縁に各々中段フィンを設けるものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a lower fin at a lower end of a rear edge of a rudder plate, and a substantially horizontal position of 0.7R of a propeller sandwiching a propeller axis. Are provided with middle fins at the trailing edges.

【００１２】下段フィンは、下方流に沿わせて基線から
１０〜１５deg.下方に傾斜させているものである。The lower fin is inclined downward by 10 to 15 deg. From the base line along the downward flow.

【００１３】下段フィンおよび各々中段フィンの断面
積は、舵板の断面積の略１／６である。The cross-sectional area of the lower fin and each of the middle fins is approximately 1/6 of the cross-sectional area of the rudder plate.

【００１４】[0014]

【発明の実施の形態】この発明を図１および図２を用い
て説明すると、プロペラ後流３００は後方に向かって水
平に流れ、上方流は死水域４００を形成している。ま
た、プロペラ後流３００は、舵板１の後縁２１より前方
でプロペラ２の直径Ｄｐより縮流ｄとなり、その後、後
方で拡張する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The propeller wake 300 flows horizontally rearward, and the upper stream forms a dead water area 400. Further, the propeller wake 300 has a contraction d that is smaller than the diameter Dp of the propeller 2 in front of the trailing edge 21 of the rudder plate 1 and then expands rearward.

【００１５】プロペラ後流中の下方流３０２は縮流ｄし
た後、後方で拡張し舵板１より逸流しようとする。この
場合、舵板１の後縁２１の下方端２２から下方に剥離渦
２３（図３に示す）が発生し、渦抵抗となる。該渦抵抗
を軽減るために、舵板１の後縁２１下方端２２に下段フ
ィン４を設け、下方流３０２を下段フィン４に沿わせて
船体後部に流そうとするものである。After the downward flow 302 in the wake of the propeller contracts d, it expands rearward and tries to escape from the rudder 1. In this case, a separation vortex 23 (shown in FIG. 3) is generated downward from the lower end 22 of the trailing edge 21 of the rudder plate 1, and vortex resistance occurs. In order to reduce the eddy resistance, a lower fin 4 is provided at a lower end 22 of a trailing edge 21 of the rudder plate 1 so that a downward flow 302 flows along the lower fin 4 toward the rear of the hull.

【００１６】また、プロペラ後流３００は舵板１の後縁
２１に近づくにつれ、三次元流を形成し、舵揚力低下が
生じる。そこで、舵板１の後縁２１に各々中段フィン６
ａ，６ｂを装備して三次元流を強制的に二次元流へ変え
ることで、舵揚力の向上を図り操縦性能の向上効果をも
たらす。Further, as the propeller wake 300 approaches the trailing edge 21 of the rudder plate 1, a three-dimensional flow is formed, and the steering lift is reduced. Therefore, each of the middle fins 6 is attached to the rear edge 21 of the rudder plate 1.
By equipping a and 6b to forcibly change the three-dimensional flow to the two-dimensional flow, the steering lift is improved and the steering performance is improved.

【００１７】[0017]

【実施例】実施例について、図１に示すように、船体Ｓ
の基線ＢＬに水平にプロペラ軸心線ＰＬおよび舵板１の
底辺７が設けられている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG.
The propeller shaft center line PL and the bottom side 7 of the rudder plate 1 are provided horizontally on the base line BL.

【００１８】舵板１の底辺７は、船体Ｓの基線ＢＬの延
長線上に設けられ、頂辺８は該プロペラ２の直径Ｄｐの
上端より少し上方に設けられ、略矩形の側面を有してお
り、流線形の断面を有している。The bottom 7 of the rudder plate 1 is provided on an extension of the base line BL of the hull S, and the top 8 is provided slightly above the upper end of the diameter Dp of the propeller 2 and has a substantially rectangular side surface. And has a streamlined cross section.

【００１９】プロペラ後流中の下方流３０２は縮流ｄし
た後、後方で拡張し舵板１より逸流しようとする。この
場合、舵板１の後縁２１の下方端２２から下方に剥離渦
２３（図３に示す）が発生し、渦抵抗となる。該渦抵抗
を軽減るために、舵板１の後縁２１下方端２２に下段フ
ィン４を設け、下方流３０２を下段フィン４に沿わせて
船体後部に流そうとするものである。After the downward flow 302 in the wake of the propeller contracts, it expands rearward and tends to escape from the rudder 1. In this case, a separation vortex 23 (shown in FIG. 3) is generated downward from the lower end 22 of the trailing edge 21 of the rudder plate 1, and vortex resistance occurs. In order to reduce the eddy resistance, a lower fin 4 is provided at a lower end 22 of a trailing edge 21 of the rudder plate 1 so that a downward flow 302 flows along the lower fin 4 toward the rear of the hull.

【００２０】プロペラ後流３００は、舵板１の後縁２１
に近づくにつれ、三次元流を形成し、舵揚力低下を招
く。そこで、舵板１の後縁２１に各々中段フィン６ａ，
６ｂを装備して、三次元流を強制的に二次元流へ変える
ことで、舵揚力の向上を図り、操縦性能の向上効果をも
たらす。The propeller wake 300 is formed by the trailing edge 21 of the rudder plate 1.
As it approaches, a three-dimensional flow is formed, leading to a decrease in steering lift. Therefore, the middle fins 6a,
By equipping 6b, the three-dimensional flow is forcibly changed to the two-dimensional flow, whereby the steering force is improved and the steering performance is improved.

【００２１】図２は、図１の中段フィン６ａ，６ｂのＡ
−Ａ断面である。下段フィン４も略同様形状である。舵
板１の長さをＬとし、幅をＢとすると、中段フィンの長
さはＬ／３、幅はＢ／２である。また、下段フィン４お
よび中段フィン６ａ，６ｂの断面積は、舵板１の断面積
の略１／６であり、小型化を実現している。FIG. 2 is a sectional view of the middle fins 6a and 6b of FIG.
-It is an A section. The lower fin 4 has substantially the same shape. Assuming that the length of the rudder plate 1 is L and the width is B, the length of the middle fin is L / 3 and the width is B / 2. The cross-sectional area of the lower fin 4 and the middle fins 6a and 6b is approximately 1/6 of the cross-sectional area of the rudder plate 1, thereby realizing miniaturization.

【００２２】また、下段フィン４は、下方流３０２の流
れに沿わせ、１０〜１５deg.下方に傾斜させている。The lower fins 4 are inclined downward by 10 to 15 deg. Along the flow of the downward flow 302.

【００２３】[0023]

【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次に記載する効果を奏する。この発明は、下段
フィンおよび中段フィンを設けることにより、大舵角時
の操縦性に悪影響を及ぼす原因の一つとなっている渦抵
抗の発生および舵揚力の低下を抑制することで操縦性の
向上を図ろうとするものである。また、渦抵抗の発生位
置および三次元流の局所に必要最小限の大きさのラダ−
フィンを装備することにより舵板の小型化を図ることが
でき、推進性および操縦性の向上を図ろうとするもので
ある。Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained. The present invention improves the maneuverability by providing a lower fin and a middle fin, thereby suppressing the generation of eddy resistance and a decrease in the steering lift, which are one of the causes that adversely affect the maneuverability at a large steering angle. It is to try to. In addition, a ladder of minimum size is required at the position where eddy resistance is generated and at the local part of the three-dimensional flow.
By providing fins, the rudder plate can be reduced in size, and the propulsion and maneuverability are improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明の舵板を側面図で略示したものであ
る。FIG. 1 is a schematic side view of a rudder plate of the present invention.

【図２】この発明の舵板を断面図で略示したものであ
る。FIG. 2 schematically shows a rudder plate according to the present invention in a sectional view.

【図３】従来の一般的な舵板を側面図で略示したもので
ある。FIG. 3 schematically shows a conventional general rudder plate in a side view.

【図４】従来の舵板を側面図で略示したものである。FIG. 4 is a schematic side view of a conventional rudder plate.

【図５】従来の舵板を上下平面図および後方から略示し
たものである。FIG. 5 is a plan view schematically showing a conventional rudder plate from above and below and from behind.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１舵板２プロペラ４下段フィン５船尾部６ａ，６ｂ中段フィン７底辺８頂辺２１後縁２２下方端２３剥離渦３００プロペラ後流３０１上方流３０２下方流４００死水域Ｄｐ直径（プロペラの直径）Ｒ半径（プロペラの半径）ｄ縮流ＰＬプロペラ軸心線Ｓ船体ＢＬ基線 Reference Signs List 1 rudder plate 2 propeller 4 lower fin 5 stern 6a, 6b middle fin 7 bottom 8 top 21 trailing edge 22 lower end 23 separation vortex 300 propeller wake 301 upward flow 302 downward flow 400 dead water area Dp diameter (diameter of propeller) R radius (radius of propeller) d contraction PL center axis of propeller S hull BL baseline

Claims

【特許請求の範囲】[Claims]

【請求項１】舵板の後縁の下方端に下段フィンを設
け、プロペラ軸心線を挟んだプロペラの0.7Ｒの略水平
位置の後縁に各々中段フィンを設けることを特徴とする
ラダーフィン。1. A rudder fin comprising: a lower fin provided at a lower end of a rear edge of a rudder plate; and a middle fin provided at a rear edge of the propeller at a substantially horizontal position of 0.7R across the propeller axis. .

【請求項２】下段フィンは、下方流に沿わせて基線か
ら１０〜１５deg.下方に傾斜させている請求項１記載の
ラダーフィン。2. The ladder fin according to claim 1, wherein the lower fin is inclined downward by 10 to 15 deg. From the base line along the downward flow.

【請求項３】下段フィンおよび各々中段フィンの断面
積は、舵板の断面積の略１／６である請求項１記載のラ
ダーフィン。3. The rudder fin according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the lower fin and each of the middle fins is substantially 1/6 of a cross-sectional area of the rudder plate.