[发明专利]可绕双轴转动的舵系及船

说明书

可绕双轴转动的舵系及船，涉及船舶及其操舵系统技术领域。可绕双轴转动的舵系包括垂向设置的舵轴及固定在所述舵轴下端的舵叶，第一舵机操控舵轴绕自身轴线转动。舵轴包括上段轴与下段轴，上段轴与下段轴通过转轴铰接，下段轴绕所述转轴的轴线转动，转轴的轴线与舵轴的轴线垂直。船具有上述可绕双轴转动的舵系。具有可降低能耗的优点。

技术领域

本发明涉及一种船舶及改进了的结构的舵系和采用该舵系构建的船舶，具体地说，涉及一种可绕双轴转动的舵及船。

背景技术

舵系包括舵机、传动装置及舵，传统的板叶舵由舵机通过传动装置操控，驱动垂向设置的舵轴绕自身的轴线左右转动，舵轴的下部固定有板叶舵。

参见图2，桨叶5转动产生推力时，以桨叶5的叶梢半径R形成的圆称为叶梢圆51，流过叶梢圆51截面内的流体相对船体的流速较高，板叶舵2的绝大部分位于叶梢圆51延轴线拉出的流体推力管内，这一方面舵效很高，另一方面导致舵阻力也很大。板叶舵2在不打舵角的情形下，在叶梢圆51内的投影面积约占叶梢圆面积的10％－25％之间，大部分船占15％左右，板叶舵产生的阻力相当于桨推力的15％×70％＝10.5％，其中，15％为0度舵角时板叶舵在叶梢圆51内的投影面积占叶梢圆面积的百分比，70％是考虑到板叶舵离开桨后端面一定的距离设置，使阻力有所降低的系数，由此可见0度舵角时板叶舵的阻力耗去了主机动力的10.5％左右，约使船舶的航速下降约3.5％。

注意到船舶航行时多是0度舵角下的直航状态，特别是远洋船舶，基本无需操舵这一实际使用状况，此时若把舵移离流体推力管之外，将会减少舵的上述阻力，增加航速，节省能耗，有鉴于此，有必要设计一种能相对节能的舵系结构及由该舵系构建的船舶。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可绕双轴转动的舵系；

本发明的另一目的是提供一种采用可绕双轴转动的舵系构建的船。

为实现本发明的主要目的，本发明提供的可绕双轴转动的舵系包括垂向设置的舵轴及固定在所述舵轴下端的舵叶，第一舵机操控舵轴绕自身轴线转动。舵轴包括上段轴与下段轴，上段轴与下段轴通过转轴铰接，下段轴绕所述转轴的轴线转动，转轴的轴线与舵轴的轴线垂直。

由以上方案可见，本发明的舵系中，由于舵叶即可以象现有技术一样绕舵轴转动，还可以绕转轴转动，因此称为可绕双轴转动。将舵轴设计成上下两段，下段可以绕转轴的轴线转动，当两段轴的轴线位于同一直线状态时，与现有技术完全相同，当只需0度舵角长时间航行时，可将下段轴相对上段轴旋转一个角度，使板叶舵向艉旋转升起，部分或全部离开流体推力管区域，以降低其阻力，达至节能目的。

进一步的方案是下段轴相对上段轴的转角在0度到90度之间。航行时可根据具体需要旋转控制转角。

更进一步的方案是还包括一个将转角固定在任意角度的锁定机构。锁定机构可使下段轴相对上段轴的转角固定。

更进一步的方案是还包括第二舵机和传动装置，采用第二舵机通过传动装置联结下段轴。

一个方案是传动装置采用减速箱或液压油缸系统。

又一个方案是传动装置采用传动链。

还一个方案是传动装置采用索。

为实现本发明的另一目的，本发明提供的船包括上述任一方案中的可绕双轴转动的舵系。

进一步的方案是艉部设有内凹的舵叶容纳区。当转角A为90度时，舵叶将有部分进入艉部船体，本方案内凹的舵叶容纳区的设置可避免艉部对舵叶转入的阻碍。

更进一步的方案是艉部或/和艏部设置有侧推装置。当转角为90度的直航状态下，如果航向需要小角度的修正时，本方案可根据需要选择侧推装置工件进行行修改航向。

附图说明