船舶结构与设备第五章 舵设备.ppt

第五章第五章 舵设备舵设备l第一节 舵设备的作用及其组成l第二节 舵的类型和结构l第三节 操舵装置l第四节 操舵装置的控制系统l第五节 自动舵、自适应舵与自动驾驶仪l第六节 操舵要领及注意事项l第七节 舵设备的检查保养与试验l1、作用：船舶在航行中按驾驶人员的意图保持和改变航向、旋回运动的工具l2、组成：l（1）舵装置：舵叶、舵杆、舵承l（2）操舵装置：舵机及转舵装置：l（3）操舵装置的控制装置：l（4）附属装置第一节第一节 舵设备的作用及其组成舵设备的作用及其组成3、舵力分析右舵，左侧流速加快，右侧的流速减慢，产生压力差P，加上摩擦阻力r，其合力为舵力R结论：舵力的大小与舵角、舵叶面积、舵速、舵断面积形状、船舶浮态及水深等因素有关对于海船来说，32～35度为极限舵角l半平衡舵 不平衡舵 三支点平衡舵 穿心舵轴平衡舵l半悬挂舵 悬挂舵 多支承舵 双支承舵第二节 舵的类型和结构l3、按舵叶的剖面形状分类l1） 平板舵 l2）流线型舵优点：水动力性能好，舵的升力系数高，阻力系数低，即舵效高4、特种舵可减少舵叶两端的绕流损失，进一步改善舵的流体的动力性能二、舵的结构特点：结构简单， 操作简便， 工作可靠， 适用于中 小型船舶。

一、电动操舵装置第三节 操舵装置往复式液压舵机l 滑式转舵装置l 滚轮式转舵装置l 摆缸式转舵装置转叶式液压舵机l二、液压操舵装置 l五、舵角限位器 l四、辅助操舵装置l 共用舵柄和舵扇l1、对一艘船舶应满足l如果设置一个主操舵装置和一个辅助操舵装置，对主辅操舵装置的布置，应满足当它们中的一个失效时应不致使另一个失效l2、主操舵装置和舵杆应能满足l1）具有足够的强度并能在最大营运前进航速时进行操舵，使舵自任一舷的35度转至另一舷的30度所需的时间不超过28秒l2）为了满足上款的要求，当舵柄处的舵杆直径（不包括航行冰区的加强）大于120毫米时，该操舵装置应为动力操作l3）设计成船舶最大后退速度（指船舶的最大航海吃水情况下用设计的最大后退功率估计能达到的速度）时不致损坏但这一设计要求不需要在试航中的最大后退速度和最大舵角进行验证六、.操舵装置的基本要求l1）具有足够的强度和足以在可驾驶的航速下操纵船舶，l 并能在紧急时迅速投入工作l2）能在最大营运前进航速的一半但不小于7节时进行l 操舵，使舵自任一舷的15度转至另一舷的15度，且l 所需的时间不超过60秒。

l3）为了满足上款的要求，在任何情况下，当舵柄处的l 舵杆直径（不包括航行冰区的加强）大于230毫米l 时，该操舵装置应为动力操作l4）人力操舵装置只有当其操作力在正常情况下不超过l 160N时方允许装船使用l4、主、辅操舵装置动力设备的布置应能满足l1）当动力源发生故障失效后又恢复输送时，能自动再l 启动3、辅助操舵装置应能满足l3）任一台操舵装置动力设备的动力源发生故障时，应l 在驾驶室发出声、光警报l4）如主操舵装置具有两台或几台相同的动力设备，则l 在下列条件下可不设辅助操舵装置：l（1）对于客船，当任一台动力设备不工作时，主操舵l 装置仍能按上2 1）的规定进行操舵l（2）对于货船，当所有动力设备都工作时，主操舵l 装置仍能按上2 1）的规定进行操舵l（3）主操舵装置应布置成当其管系或一台动力设备发l 生单项故障时，此缺陷能被隔离，使操舵能力能l 够保持或迅速恢复2）能在驾驶室使其投入工作第四节 操舵装置的控制系统l一、液压控制系统l通过一组充满甘油和水液体的连通器，将驾驶台的操舵动作传到舵机室的受动器。

l液压控制系统示意图：二、电力控制系统（海船上普遍使用）l优点：轻便灵敏，线路易于布置，对船体变形和温度变化可不受影响，工作可靠，维修方便，并有利于操舵自动化l1、 随动操舵系统 （ 有舵角反馈发送器）l三、应急操舵 （3个月一次）2、手柄控制系统 （没有舵角反馈发送器，手柄或揿钮直接控制）舵机间应急操舵手柄  1）对主操舵装置，应在驾驶室和舵机室两处都设有控制器l2）对主操舵装置是由两台或几台相同的动力设备组成 不设辅助操舵装置时，应设置两个独立的控制系统，且每个系统均应能在驾驶室控制l3）对于辅助操舵装置应在舵机室进行控制若辅助操 舵装置是用动力操纵的，则也应能在驾驶室进行控 制，并应独立于主操舵装置的控制系统l4）能从驾驶室操作的主、辅操舵装置的控制系统应符 合下列要求1、操舵装置控制系统的布置l四、操舵控制系统的要求l6）驾驶室与舵机室之间应备用通信设施l7）舵角位置应在驾驶室及舵机室显示舵角指示应与操舵装置控制系统独立l8）驾驶室和舵机室应固定展示带有原理框图的适当操作说明此说明表明操舵装置控制系统和动力转舵系统的转换程序 5） 当控制系统的电源供应发生故障后，应能在驾驶室发出能视听的报警。

（1）在舵机室应设有能将驾驶室操作的控制系统与其 所服务的操舵装置脱开的设施2）此控制系统应能在驾驶室某一位置被投入操第五节第五节 自动舵、自适应舵与自动舵、自适应舵与自动驾驶仪自动驾驶仪l优点：自动纠正偏航角，减轻人员的劳动强度，航向精度高，提高航速，减少燃料消耗，缩短航程l 一、一般自动舵：l（一）自动舵的基本工作原理l（二）自动舵的种类l 1、按船舶偏航角来操舵的自动舵l2、按船舶偏航角和偏航角速度来操舵的自动舵克服船舶惯性l l3、按偏航角、偏航角速度、及偏航角积分来操舵的自动舵（三）自动舵的使用操作程序l1、随动操舵l2、自动操舵l3、应急操舵l1、灵敏度调节 (天气调节) (航摆角调节)l2、舵角调节 (比例调节)l3、反舵角调节l4、压舵调节l5、航向改变调节l6、零位修正调节（三）自动舵的调节操舵调节多功能操舵仪l能适应船舶运动特性和海况的变化，自动确定各项系数，得到最佳控制，减少操舵次数，减小舵角等l组成:l1、一般自动舵;l2、数学模型;计算、比较、鉴别l3、辨识装置：l4、卡尔曼滤波器l5、最佳控制器：发出最佳舵令。

l6、增益调节器二、 自适应自动舵三、三、 航迹舵航迹舵l转舵原理l航迹舵中的微处理机对输入的数据进行计算分析与处理，给出一连串的变化的指标航向，而使船舶自动航行在规定的舷迹带内，并按指标航向自动转向；l数据的获得和处理l航迹使用注意事项l一、检查保养l 1、日常检查保养l 1）平时l 2）开航前l 对舵方法l 3）航行中l 4）停靠后l 第六节第六节 舵设备的检查保养与试验舵设备的检查保养与试验l2、定期检查保养l 每3个月应对舵进行一次全面的检查和保养l1）查看舵杆、舵叶各部分磨损及损坏情况，做好记录l2）检查电操舵装置的绝缘和触点情况，用不带毛头的细布清洁，做好记录液压式舵角要检查泄漏情况及油的质量，以及时修复并充液l二、试验l1、系泊试验l2）主操舵装置的强度l3）舵角极位限制器的正确性l4）转舵周期l5）船舶主、辅操舵装置的布置应合理和实际可行l6）检查舵制动装置的工作可靠性l 2、航行试验系泊试验合格后才可进行航行试验其试验内容如下： l1）全速前进中转舵周期是否符合规定（同系泊试）l2）舵角指示器的误差不超过规定。

l3）记录在全速后退时向两舷转舵的速度和工作可靠性l4）主、辅操舵装置间的转换是否符合要求l5）人力操舵的速度和工作的可靠性l6）记录自动操作装置灵敏度和航向超出允许偏差时自动报警的可靠性l7）舵制动装置的可靠性l8）记录“ Z”字试验中舵角、旋回角速度、航向变化等曲线l9）主驾驶室和应急驾驶室间通信联络的可靠性 l一、操舵要领l 1、 操舵要求l 2、掌握罗经基线与船舶航行方向的关系l 3、按航向操舵l 4、压舵l 5、不用急舵l 6、按导标操舵l二、操舵注意事项l第七节第七节 操舵要领及注意事项操舵要领及注意事项特点第八节 舵令及操舵基本方法标准舵令：见p125。