側(cè)推器及其效應(yīng)PPT實(shí)用課件

1、側(cè)推器及其效應(yīng)船舶后退中側(cè)推器效應(yīng)首側(cè)推器的轉(zhuǎn)船力矩要大得多，其轉(zhuǎn)船效果要比尾側(cè)推器好很多側(cè)推器及其效應(yīng)船舶前進(jìn)中側(cè)推器效應(yīng)尾側(cè)推器的效應(yīng)單獨(dú)使用尾側(cè)推器時(shí)，水動(dòng)力中心逐漸向前移動(dòng)，力偶臂逐漸變長(zhǎng)，雖然有效推力逐漸降低，但與首側(cè)推器比較，有效側(cè)推力相同時(shí)，尾側(cè)推器的轉(zhuǎn)船力矩要大得多，其轉(zhuǎn)船效果要比首側(cè)推器好很多；故船舶前進(jìn)中應(yīng)使用尾側(cè)推器來(lái)調(diào)整航向；隨著船速的增加，尾側(cè)推器也有失效的問(wèn)題，這種失效不是由于力偶臂的減小引起的，而是由尾側(cè)推器附近的流態(tài)造成的。側(cè)推器及其效應(yīng)船舶前進(jìn)中側(cè)推器效應(yīng)首側(cè)推器的效應(yīng)單獨(dú)使用首側(cè)推器產(chǎn)生側(cè)推力，船舶橫向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)生橫移速度，即產(chǎn)生漂角，使船舶處于斜

2、航狀態(tài)。由于船舶前進(jìn)中水動(dòng)力中心在船中之前，隨著船速的提高，水動(dòng)力中心逐漸向前移動(dòng)，且有效側(cè)推力也逐漸降低，轉(zhuǎn)船效應(yīng)也不斷降低。理論上，當(dāng)船速提高至水動(dòng)力中心達(dá)到首側(cè)推器的位置時(shí)，首側(cè)推器失去效應(yīng)。實(shí)際上，隨著船速的提高，水動(dòng)力中心還未達(dá)到首側(cè)推器位置之前，其已經(jīng)不能發(fā)出有效側(cè)推力，即首側(cè)推器失去轉(zhuǎn)船效應(yīng)。側(cè)推器及其效應(yīng)船舶前進(jìn)中側(cè)推器效應(yīng)尾側(cè)推器的轉(zhuǎn)船力矩要大得多，其轉(zhuǎn)船效果要比首側(cè)推器好很多側(cè)推器及其效應(yīng)船舶靜止中側(cè)推器效應(yīng)同時(shí)使用雙側(cè)推器效應(yīng)轉(zhuǎn)船效率比單獨(dú)使用首或尾側(cè)推器的效率高得多；若首、尾側(cè)推力的大小、方向相同，位置距離船中相等，則將不產(chǎn)生轉(zhuǎn)船效應(yīng)，僅產(chǎn)生橫移效應(yīng)。側(cè)推器及其效應(yīng)船舶

3、靜止中側(cè)推器效應(yīng)單獨(dú)使用一個(gè)側(cè)推器的效應(yīng)單獨(dú)使用首側(cè)推器產(chǎn)生側(cè)推力，船舶橫向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，船舶將產(chǎn)生橫向阻力，船首將繞船中位置轉(zhuǎn)動(dòng)；單獨(dú)使用尾側(cè)推器時(shí)，其效應(yīng)與單獨(dú)使用首側(cè)推器的情況類似。側(cè)推器及其效應(yīng)側(cè)推器效應(yīng)及技術(shù)指標(biāo)側(cè)推器失效船速側(cè)推器效應(yīng)隨著船速的增加而降低一般首側(cè)推器失效船速為46kn。首側(cè)推器和尾側(cè)推器的效率受船速的影響不盡相同，一般首側(cè)推器受船速的影響要比尾側(cè)推器要大，失效船速要高一些。船舶最大旋回角速度啟動(dòng)時(shí)間和換向側(cè)推器及其效應(yīng)側(cè)推器概述側(cè)推器工作原理及側(cè)推力側(cè)推力的大小與槽道內(nèi)單位時(shí)間的流量有關(guān)，流量越大，側(cè)推力越大；側(cè)推器的功率越大，側(cè)推力也越大；糟式側(cè)推器在船速為零

4、時(shí)能產(chǎn)生最大的側(cè)推力，有航速時(shí)有效推力下降；側(cè)推力的大小還與船舶載重狀態(tài)有關(guān)。側(cè)推器效應(yīng)隨著船速的增加而降低側(cè)推器可以作為船舶的輔助操縱裝置，廣泛應(yīng)用于港內(nèi)船舶操縱。船舶操舵后，舵周圍出現(xiàn)的壓力變化，即左右兩側(cè)的壓力差將波及到尾部船體兩側(cè)，使船體也產(chǎn)生了左右的壓力差，這相當(dāng)于增加了船尾舵的舵力。首側(cè)推器最大可以給出294kN(30t)的推力；一般用舵面積比(A R / L pp d)來(lái)考察舵對(duì)船舶操縱性的影響。舵軸上的支撐點(diǎn)較多，故強(qiáng)度較大。增加螺旋槳轉(zhuǎn)速不但增加了螺旋槳的滑失比，同時(shí)也使螺旋槳尾流速度增大，進(jìn)而增加了舵速。船舶操舵后，舵周圍出現(xiàn)的壓力變化，即左右兩側(cè)的壓力差將波及到尾部船體兩

5、側(cè)，使船體也產(chǎn)生了左右的壓力差，這相當(dāng)于增加了船尾舵的舵力。這種舵的性能介于普通舵和平衡舵之間。狹義上，舵效，操一舵角后船舶在一定時(shí)間、一定水域內(nèi)船首轉(zhuǎn)過(guò)的角度大小?？张莠F(xiàn)象會(huì)造成舵葉的侵蝕損壞。尾側(cè)推器的轉(zhuǎn)船力矩要大得多，其轉(zhuǎn)船效果要比首側(cè)推器好很多旋回中的降速，導(dǎo)致舵處的來(lái)流速度下降，舵力下降；理論上，當(dāng)船速提高至水動(dòng)力中心達(dá)到首側(cè)推器的位置時(shí)，首側(cè)推器失去效應(yīng)。首側(cè)推器的轉(zhuǎn)船力矩要大得多，其轉(zhuǎn)船效果要比尾側(cè)推器好很多空泡現(xiàn)象（aviation）旋回中的降速，導(dǎo)致舵處的來(lái)流速度下降，舵力下降；舵寬的一部分分布在舵軸前方；側(cè)推器及其效應(yīng)側(cè)推器概述側(cè)推器的布置及功率某8100TEU 集裝箱船配

6、有一個(gè)首側(cè)推器和兩個(gè)尾側(cè)推器首側(cè)推器最大可以給出294kN(30t)的推力；兩個(gè)尾側(cè)推器也總共給出294kN 的推力。側(cè)推器及其效應(yīng)側(cè)推器概述側(cè)推器結(jié)構(gòu)側(cè)推器及其效應(yīng)側(cè)推器概述側(cè)推器的布置側(cè)推器及其效應(yīng)側(cè)推器概述側(cè)推器的構(gòu)造廣泛采用的側(cè)推器為一種槽式側(cè)推器槽道與船舶縱舯拋面垂直，其中裝設(shè)螺旋槳側(cè)推器及其效應(yīng)主要內(nèi)容側(cè)推器概述側(cè)推器效應(yīng)及技術(shù)指標(biāo)船舶靜止中側(cè)推器效應(yīng)船舶后退中側(cè)推器效應(yīng)側(cè)推器及其效應(yīng)船舶進(jìn)港船速逐漸降低的過(guò)程中，操舵產(chǎn)生的舵力轉(zhuǎn)船力矩逐漸減小，控制航向的能力逐漸變差。為了解決這個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生了另一種產(chǎn)生轉(zhuǎn)船力矩的方法，即在船上安裝側(cè)推裝置，簡(jiǎn)稱為側(cè)推器。側(cè)推器可以作為船舶的輔助操縱裝

7、置，廣泛應(yīng)用于港內(nèi)船舶操縱。靠離碼頭中船舶的橫向移動(dòng)、航道內(nèi)低速航行時(shí)調(diào)整航向、抑制倒車過(guò)程中的船首偏轉(zhuǎn)等都是側(cè)推器在船舶操縱中的具體應(yīng)用。側(cè)推器適用于靠離泊操縱頻率較高的船舶，如滾裝船、大型客船、大型集裝箱船以及部分化學(xué)品船舶和油船等等。提高舵效的措施降低船速的同時(shí)增加螺旋槳的轉(zhuǎn)速。降低船速舵速同時(shí)降低了伴流的影響，且使船舶進(jìn)距有所減??；增加螺旋槳轉(zhuǎn)速不但增加了螺旋槳的滑失比，同時(shí)也使螺旋槳尾流速度增大，進(jìn)而增加了舵速。由于船舶慣性較大，船速的增量在有限距離內(nèi)是有限的。船舶在港內(nèi)寬度和深度受限的直航道中航行時(shí)，船速不宜過(guò)高，可以在船尾系帶一拖船協(xié)助減速，同時(shí)增加螺旋槳轉(zhuǎn)速，以提高舵效。首側(cè)推

8、器最大可以給出294kN(30t)的推力；側(cè)推器適用于靠離泊操縱頻率較高的船舶，如滾裝船、大型客船、大型集裝箱船以及部分化學(xué)品船舶和油船等等。這種舵的性能介于普通舵和平衡舵之間。故船舶前進(jìn)中應(yīng)使用尾側(cè)推器來(lái)調(diào)整航向；側(cè)推器的功率越大，側(cè)推力也越大；空氣吸入現(xiàn)象（aeration）一般用舵面積比(A R / L pp d)來(lái)考察舵對(duì)船舶操縱性的影響。船舶控制方向的主要手段；若首、尾側(cè)推力的大小、方向相同，位置距離船中相等，則將不產(chǎn)生轉(zhuǎn)船效應(yīng)，僅產(chǎn)生橫移效應(yīng)。排出流的影響與伴流的影響相反；當(dāng)初始操舵時(shí)，回轉(zhuǎn)角加速度將主要取決于K/T值的大小（舵角一定）， K/T反映了單位舵角所能產(chǎn)生的角加速度大小

9、，通常稱為舵效指數(shù)，即K大T小，舵效好。對(duì)于矩形舵，其展弦比為舵高與舵寬之比；廣泛采用的側(cè)推器為一種槽式側(cè)推器旋回中的降速，導(dǎo)致舵處的來(lái)流速度下降，舵力下降；單獨(dú)使用一個(gè)側(cè)推器的效應(yīng)舵高(h)在舵翼中稱為翼展，舵寬(b)稱為翼弦，單獨(dú)使用首側(cè)推器產(chǎn)生側(cè)推力，船舶橫向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，船舶將產(chǎn)生橫向阻力，船首將繞船中位置轉(zhuǎn)動(dòng)；狹義上，舵效，操一舵角后船舶在一定時(shí)間、一定水域內(nèi)船首轉(zhuǎn)過(guò)的角度大小。理論上，當(dāng)船速提高至水動(dòng)力中心達(dá)到首側(cè)推器的位置時(shí)，首側(cè)推器失去效應(yīng)。側(cè)推器適用于靠離泊操縱頻率較高的船舶，如滾裝船、大型客船、大型集裝箱船以及部分化學(xué)品船舶和油船等等。舵效影響舵效的因素舵角舵面積比舵速

10、舵速r等于 sWr+rx(s船速 Wr舵葉處的伴流速度 rx 排出流流速的軸向分量) ，在船速低時(shí)通過(guò)提高主機(jī)轉(zhuǎn)速方法來(lái)提高舵速度。吃水縱傾與橫傾舵機(jī)特性其他因素舵效舵效指數(shù)舵效的好壞與船舶旋回性、追隨性密切相關(guān)。當(dāng)初始操舵時(shí)，回轉(zhuǎn)角加速度將主要取決于K/T值的大?。ǘ娼且欢ǎ?， K/T反映了單位舵角所能產(chǎn)生的角加速度大小，通常稱為舵效指數(shù)，即K大T小，舵效好。舵效舵效的概念操舵后，會(huì)引起船首回轉(zhuǎn)、橫向移動(dòng)、船速下降、船體橫傾等現(xiàn)象，廣義上，舵效即為船體對(duì)舵的響應(yīng)。狹義上，舵效，操一舵角后船舶在一定時(shí)間、一定水域內(nèi)船首轉(zhuǎn)過(guò)的角度大小。舵效的判斷如能在較短的時(shí)間、較小的水域內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)較大的角度，認(rèn)為

11、舵效好，否為差。船尾舵的性能船舶旋回中的舵力降低旋回中的降速，導(dǎo)致舵處的來(lái)流速度下降，舵力下降；旋回中舵處的有效沖角減?。从行Ф娼菧p?。?。船尾舵的性能排出流的影響排出流的影響與伴流的影響相反；螺旋槳排出流增加了舵處的來(lái)流速度，從而提高了舵力。船尾舵的性能伴流及其影響伴流是船體周圍的水部分地隨船舶運(yùn)動(dòng)而形成的水流，伴流方向與船舶運(yùn)動(dòng)方向相同者稱為正伴流；反之，則稱為負(fù)伴流。按其形成的原因可以分為摩擦伴流、勢(shì)伴流和興波伴流。 伴流影響使舵的正壓力降低。船尾舵的性能舵與船體之間的相互干擾船舶操舵后，舵周圍出現(xiàn)的壓力變化，即左右兩側(cè)的壓力差將波及到尾部船體兩側(cè)，使船體也產(chǎn)生了左右的壓力差，這相當(dāng)于增

12、加了船尾舵的舵力。 據(jù)Gawn的研究，這種船體和舵之間的相互干擾的結(jié)果將使船尾舵的舵力比單獨(dú)舵的舵力提高約2030%，而且船尾的鈍材越大，舵與船尾的間隙越小，這種效果越顯著。 舵力減小的流體現(xiàn)象空氣吸入現(xiàn)象（aeration）在舵的背面吸入空氣、產(chǎn)生渦流，使舵力下降的現(xiàn)象，稱為空氣吸入現(xiàn)象?？諝馕氍F(xiàn)象多發(fā)生在舵的上緣與水面接近或高出水面且速度較大的情況下，這也是一種降低舵力的有害現(xiàn)象。舵力減小的流體現(xiàn)象空泡現(xiàn)象（aviation）當(dāng)使用大舵角或舵的前進(jìn)速度相當(dāng)大時(shí)，特別是舵的前緣橫截面曲率較大時(shí)，舵的背面壓力出現(xiàn)劇烈下降，當(dāng)下降至或接近于該溫度下的汽化壓力時(shí)，在舵的背面將產(chǎn)生空泡現(xiàn)象?？张莠F(xiàn)

13、象會(huì)造成舵葉的侵蝕損壞。舵力減小的流體現(xiàn)象失速現(xiàn)象（Stall）一般說(shuō)來(lái)，隨著舵角的增大，舵的升力系數(shù)CL和阻力系數(shù)CD均具有增大的趨勢(shì)，可是當(dāng)舵角達(dá)到某一舵角時(shí)，由于流經(jīng)舵背面的水流從舵的后緣之前嚴(yán)重地與舵的背面剝離，從而出現(xiàn)強(qiáng)渦時(shí)，舵升力系數(shù)CL則將驟然下降，這種現(xiàn)象叫作失速現(xiàn)象。 舵力及舵力轉(zhuǎn)船力矩沖角不大時(shí)正壓力PN可以表示為舵力及舵力轉(zhuǎn)船力矩舵力產(chǎn)生條件舵速有效攻角舵力分解舵力PR正壓力PN阻力（縱向）D升力（橫向）L舵的水動(dòng)力特征舵力及舵力轉(zhuǎn)船力矩使舵力減小的流體現(xiàn)象船尾舵的性能船舶控制方向的主要手段；若首、尾側(cè)推力的大小、方向相同，位置距離船中相等，則將不產(chǎn)生轉(zhuǎn)船效應(yīng)，僅產(chǎn)生橫移

14、效應(yīng)。首側(cè)推器最大可以給出294kN(30t)的推力；伴流影響使舵的正壓力降低。螺旋槳排出流增加了舵處的來(lái)流速度，從而提高了舵力。據(jù)Gawn的研究，這種船體和舵之間的相互干擾的結(jié)果將使船尾舵的舵力比單獨(dú)舵的舵力提高約2030%，而且船尾的鈍材越大，舵與船尾的間隙越小，這種效果越顯著。尾側(cè)推器的轉(zhuǎn)船力矩要大得多，其轉(zhuǎn)船效果要比首側(cè)推器好很多空泡現(xiàn)象（aviation）當(dāng)使用大舵角或舵的前進(jìn)速度相當(dāng)大時(shí)，特別是舵的前緣橫截面曲率較大時(shí)，舵的背面壓力出現(xiàn)劇烈下降，當(dāng)下降至或接近于該溫度下的汽化壓力時(shí)，在舵的背面將產(chǎn)生空泡現(xiàn)象。一般用舵面積比(A R / L pp d)來(lái)考察舵對(duì)船舶操縱性的影響。降低

15、船速的同時(shí)增加螺旋槳的轉(zhuǎn)速。側(cè)推器的功率越大，側(cè)推力也越大；(s船速 Wr舵葉處的伴流速度 rx 排出流流速的軸向分量) ，在船速低時(shí)通過(guò)提高主機(jī)轉(zhuǎn)速方法來(lái)提高舵速度。旋回中的降速，導(dǎo)致舵處的來(lái)流速度下降，舵力下降；兩個(gè)尾側(cè)推器也總共給出294kN 的推力。單獨(dú)使用首側(cè)推器產(chǎn)生側(cè)推力，船舶橫向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)生橫移速度，即產(chǎn)生漂角，使船舶處于斜航狀態(tài)。首側(cè)推器的轉(zhuǎn)船力矩要大得多，其轉(zhuǎn)船效果要比尾側(cè)推器好很多兩個(gè)尾側(cè)推器也總共給出294kN 的推力。操舵后，會(huì)引起船首回轉(zhuǎn)、橫向移動(dòng)、船速下降、船體橫傾等現(xiàn)象，廣義上，舵效即為船體對(duì)舵的響應(yīng)。側(cè)推器適用于靠離泊操縱頻率較高的船舶，如滾裝船、大型

16、客船、大型集裝箱船以及部分化學(xué)品船舶和油船等等。旋回中的降速，導(dǎo)致舵處的來(lái)流速度下降，舵力下降；舵的幾何要素舵面積(AR )舵的外形輪廓所包圍的面積一般用舵面積比(A R / L pp d)來(lái)考察舵對(duì)船舶操縱性的影響。展弦比 ()舵高(h)在舵翼中稱為翼展，舵寬(b)稱為翼弦，對(duì)于矩形舵，其展弦比為舵高與舵寬之比；舵平衡系數(shù)(k)舵面積在舵軸前后的比例關(guān)系。舵的幾何要素舵面積(AR )舵面積比(A R / L pp d)展弦比 ()舵平衡系數(shù)(k)舵的種類按照舵拋面的結(jié)構(gòu)分類平板舵；流線型舵；特種舵。按照舵的支撐結(jié)構(gòu)分類多支撐舵；雙支撐舵；半懸掛舵懸掛舵等等。舵的種類半平衡舵舵寬和舵高的一部分

17、分布在舵軸之前；這種舵的性能介于普通舵和平衡舵之間。舵的種類平衡舵舵寬的一部分分布在舵軸前方；水動(dòng)力作用中心距離舵軸較近，故轉(zhuǎn)舵力矩較??；舵軸上的支撐點(diǎn)較少，故強(qiáng)度較小。舵的種類普通舵舵的全部面積分布在舵軸的后方；水動(dòng)力作用中心距離舵軸較遠(yuǎn)，故轉(zhuǎn)舵力矩較大，所需舵機(jī)功率較大。舵軸上的支撐點(diǎn)較多，故強(qiáng)度較大。舵的種類古老的舵舵的種類普通舵平衡舵半平衡舵舵及其效應(yīng)舵的種類及幾何要素舵的水動(dòng)力特征舵力作用于船舶的效果舵效及舵效指數(shù)影響舵效的因素舵及其效應(yīng)船舶控制方向的主要手段；用舵進(jìn)行的操縱小舵角使船舶保持其航向；中舵角改變其航向；大舵角進(jìn)行旋回。若首、尾側(cè)推力的大小、方向相同，位置距離船中相等，則

18、將不產(chǎn)生轉(zhuǎn)船效應(yīng)，僅產(chǎn)生橫移效應(yīng)。旋回中舵處的有效沖角減?。从行Ф娼菧p小）。靠離碼頭中船舶的橫向移動(dòng)、航道內(nèi)低速航行時(shí)調(diào)整航向、抑制倒車過(guò)程中的船首偏轉(zhuǎn)等都是側(cè)推器在船舶操縱中的具體應(yīng)用。一般首側(cè)推器失效船速為46kn。當(dāng)使用大舵角或舵的前進(jìn)速度相當(dāng)大時(shí)，特別是舵的前緣橫截面曲率較大時(shí)，舵的背面壓力出現(xiàn)劇烈下降，當(dāng)下降至或接近于該溫度下的汽化壓力時(shí)，在舵的背面將產(chǎn)生空泡現(xiàn)象。側(cè)推器效應(yīng)隨著船速的增加而降低單獨(dú)使用首側(cè)推器產(chǎn)生側(cè)推力，船舶橫向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，產(chǎn)生橫移速度，即產(chǎn)生漂角，使船舶處于斜航狀態(tài)。由于船舶慣性較大，船速的增量在有限距離內(nèi)是有限的。據(jù)Gawn的研究，這種船體和舵之間的相互干擾的結(jié)果將使船尾舵的舵力比單獨(dú)舵的舵力提高約2030%，而且船尾的鈍材越大，舵與船尾的間隙越小，這種效果越顯著。側(cè)推器效應(yīng)隨著船速的增加而降低一般說(shuō)來(lái)，隨著舵角的增大，舵的升力系數(shù)CL和阻力系數(shù)CD均具有增大的趨勢(shì)，可是當(dāng)舵角達(dá)到某一舵角時(shí)，由于流經(jīng)舵背面的水流從舵的后緣之前嚴(yán)重