舵设备

舵和操舵装置组成的装置

舵设备，用舵使船在航行中保持所需航向、改变原来航向或进行旋回运动的有关装置的总称。主要由舵、舵机及转舵装置、操舵装置等设备组成，分别安装在船尾下部、舵机间和驾驶台。

设备介绍

舵设备是用舵使船在航行中保持所需航向、改变原来航向或进行旋回运动的有关装置的总称。主要由舵、舵机及转舵装置、操舵装置等设备组成，分别安装在船尾下部、舵机间和驾驶台。

舵设备由操舵装置、传动装置、动力装置、转动装置、舵装置和操纵装置等6个主要部分组成。舵设备主要由舵叶、转舵装置、舵机、操舵装置和传动装置等部分组成。其中舵机和转舵装置安装在船尾。

舵机是将操舵指令传递给舵的动力装置。用电动机转舵的叫电动舵机；用电动机拖动液压泵进行传动转舵的叫电动液压舵机。舵装置由舵及其支承部件组成，通常位于艉部。舵由木质或金属等材料制成的平板或流线型部面的板状结构。具有舵角的舵面与水流作相对运动产生水动力，通过舵杆传递至船体，推动船舶旋转。船舶通常装有1个或2—3个舵。

分类及功能

船舶舵设备按驱动动力分为人力舵设备、蒸汽舵设备、电动舵设备与电动液压舵设备。液压舵设备具有体积小、重量轻、转矩大、灵敏度高的特点，工作平稳安全可靠，能缓冲风浪对舵叶的冲击，运转噪音低、振动小，而且可实现无级变速，功率的范围广。所以现代化的大中型船舶上，广泛采用液压舵设备。

舵设备能使船舶具有航向稳定和回转性能。按有无舵机可分为有舵机舵和无舵机舵两种。有些船舶利用推进设备兼作舵设备。海船一般配有人工舵和自动舵两种操作装置，自动舵可根据人预先的指示转向或保持原航向。舵设备是船舶的重要组成部分，如有故障，应及时修理，否则船舶将处于不适航状态。

舵

舵是由桨演变而来的。早期的船是用装在船尾的桨来控制航向。后来将桨固定在船尾中线处，成为可转动的专用舵。舵由舵叶和舵杆两部分组成。

舵的种类

舵的种类很多。根据舵叶的剖面形状区分，有平板舵和流线型舵。平板舵舵叶由金属板或木板制成，水平剖面呈直线形，结构简单，在帆船上广泛使用。流线型舵的舵叶以水平隔板和垂直隔板作为骨架，外覆钢板制成水密的空心体，水平剖面呈机翼形，阻力小，升力大，应用广泛。根据舵杆轴线在舵叶上的位置区分，有平衡舵、不平衡舵和半平衡舵。

平衡舵的舵杆轴线在舵叶靠中前位置，舵压力中心至舵杆轴线的距离较小，所需转舵力矩也小，从而可减少转舵所需的舵机功率。它的缺点是舵在工作时容易摆动，对航向稳定性不利。不平衡舵的舵杆轴线在舵叶导边处，舵压力中心至舵杆轴线的距离较大，所需转舵力距也大。半平衡舵是舵叶上半部分为不平衡舵，下半部分为平衡舵。不平衡舵和半平衡舵有利于保持航向的稳定性，但需要较大的舵机功率。根据舵的支承方式区分，有多支承舵、双支承舵、悬挂舵、半悬舵。多支承舵的舵叶由几个舵销同舵柱连接，一般为不平衡舵。双支承舵的舵叶有上、下两个支承件。悬挂舵的舵叶悬挂于船体下面，无下支承，舵杆受弯矩大，常用作多舵船的边舵。半悬舵的舵叶上半部连接在舵柱上，下半部呈悬挂状。根据舵板数量区分，有单板舵和双板舵。单板舵舵叶由一层平板构成，结构简单，航行时阻力较大，转舵后产生的舵压力较小，性能较差。双板舵又称复板舵，舵叶由两层板制成，性能较单板舵好。

为改善船舶操纵性能和推进效率，船上常设置一些特殊形式的舵。①导流罩舵：在舵叶中部正对螺旋桨轴线处装有一个流线型的导流罩，导流罩改善了螺旋桨后水流情况，可以提高推力和减小船尾振动。②襟翼舵：整个舵叶由主舵叶和襟翼组成，转舵时襟翼的转角可大于主舵叶的转角，方向可以变换，从而提高舵效或减小舵杆扭矩。③反应舵：舵叶前部有向左右舷相反方向扭曲的部分，对经螺旋桨的水流可起导流的作用，从而减小阻力，增大推力。④主动舵：在舵叶后端装有小螺旋桨或导管推进器，转舵时可发出推力，增加船舶的转向能力，也可用以推船缓行。⑤反射舵：由螺旋桨两侧各一块可绕轴旋转的弧形片组成，弧形片的旋转可独立控制，按其相对位置，在螺旋桨不逆转的情况下，将尾流导向某一方向或变向，使船舶转向或倒航。⑥差动舵：由多舵叶组成，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。⑦喷射舵：舵叶内装有导管，后端开有喷口，利用从喷口高速喷出水流的作用来提高船舶的回转性能。⑧并联舵：在同一螺旋桨尾流中由两个同步转动的舵并联而成，可以增大舵面积，提高舵效。⑨多叶舵：一根舵杆上装有两个或两个以上舵叶，作用与并联舵同。

舵的位置

舵通常安装在船尾螺旋桨后面，可以利用螺旋桨尾流提高舵的效率。也有装在螺旋桨前面的舵，称倒车舵。装在船首部的舵，称首舵，用以改善船舶倒航时的操纵性。多舵船上，位于船体中纵剖面的舵称中舵；位于两侧的称边舵。气垫船、水翼船等离开水面航行的船，船体上部设空气舵操纵船舶。水下航行的船设水平舵控制船舶升降。

舵的选择

舵型的选择，取决于船舶的类型、大小、尾型和推进装置的类型。舵的数量和舵面积的大小对船舶操纵性影响很大。海船通常采用单舵，内河船则因航道弯曲而复杂常设有2～3个舵。舵面积一般根据船型、螺旋桨和舵的数目、船长和满载吃水等确定。舵面积的大小，一般用舵面积比（舵面积同船舶长度和设计吃水乘积之比）表示。海船单螺旋桨单舵的舵面积比为1.6%～2.2%，双螺旋桨单舵的为1.5%～2.5%；油船的为1.3%～2.0%；沿海船的为2.3%～3.3%，内河船的为2.1%～5.0%。

舵角

舵转动时产生的回转力矩的大小取决于舵角，即转舵后舵叶与正舵位置的夹角。当舵角为0°或90°时，回转力矩等于零，当舵角为37°时，回转力矩达到最大值。通常将最大舵角控制在35°以内，该舵角称为有利舵角。

操舵装置

操舵装置是保证将操舵指令及时传递给舵机的装置，是将舵转至所需角度的装置。可分为人力操舵装置和动力操舵装置两类。操舵装置主要由通常设于船舶尾部的舵机、设在驾驶台的操纵装置和传动装置组成。舵机是转动舵的机械，有电动液压舵机和电动机械舵机。操纵装置是使舵机能按照驾驶者意图及时地、准确地将舵转到所需舵角上的装置，有电力式、液压式、电动液压式和机械式等多种。传动装置是连接舵机和操纵装置的机构。现代大型船舶已广泛使用自动操舵仪。

操舵装置通常由操纵装置、动力装置、传动装置和舵角指示装置组成。操纵装置一般为操舵手柄或舵轮，用以发送操舵指令，驱动动力装置使舵按预定指令转动。动力装置是输出动力使舵转动的机械，双支承式平衡舵悬挂式半平衡舵半悬挂式半平衡舵多支承式不平衡舵多为电动舵机和电动液压舵机。传动装置是连接操纵装置、舵机和舵的机构。转舵时舵手转动操纵装置，通过传动机械带动舵叶转动；或由舵手转动操纵装置，控制动力装置正转、反转或停转，通过传动装置，驱使舵叶转动，使舵转至预定舵角。舵角指示装置用来指示转舵的角度，有机械舵角指示装置和电动舵角指示装置两种，机械舵角指示装置通常安装在舵轮座上，由机械舵轮直接带动。电动舵角指示装置多由自整角机带动，其发信器与舵柄直接相连，舵柄转动时带动发信器转轴转动。收信器装于操舵部位，由于收、发信器是同步的，所以和收信器转轴相连的指针能准确指示实际的舵角。陆军船艇一般装有两套操舵装置：一套装在驾驶室操纵的主操舵装置，船艇正常航行均使用主操舵装置；另一套装在舵机舱内的应急操舵装置，当主操舵装置损坏时，应急操舵装置立即投入使用。陆军船艇的应急操舵装置多为人力驱动，使用时对船艇的航速、舵角有所限制。有的陆军船艇装有自动操舵仪，当船艇在宽阔水域按预定航向航行时，自动操舵仪能自动测出航向参数，反馈至系统的输入端并与给定的航向比较，求出偏差角，放大成控制信号，具有自动保持船艇航向的功能。

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