[发明专利]一种舵，特别是用于船舶的铲形平衡舵

说明书

本发明涉及一种舵，特别是用于船舶的铲形平衡舵。它有一个舵叶及与舵叶联接的鳍，安装在可驱动的桨轴上的螺旋桨与它相邻。

特别是在使用具有鳍的铲形平衡舵的场合中，舵的支承件传给船体一个非常大的弯矩，该弯矩来自舵所受的合力，该力作用在承舵孔座或舵支承管上，再加上操纵舵所需力矩，该双轴向应力状况决定了承舵孔座附近舵杆的横断面型式，支承部件的尺寸，舵叶与舵杆联结处的尺寸及舵叶翼型厚度。

众所周知，有良好流体动力特性的铲形平衡舵，特别是加有导鳍或尾鳍的高效铲形平衡舵，经常被安装在浇铸的和/或焊在船尾上的承舵孔座内，承舵孔座一般位于船尾突出部分之上，或位于平底上方，或位于固定于船体的尾鳍内。

在舵体部分下悬的场合中，弯矩被与船体联结的舵柱承受，但是非常大的舵使用不同的支承设备。

在一种公知的可固定式的舵中，船体上有一个套筒式的承舵孔座以容纳舵杆，舵杆伸入到舵叶内，舵叶由多片具有一定间隔的镶有侧向金属板的水平金属薄板组成，伸入舵叶内的舵杆通过焊接与舵叶固联，于是舵杆可以吸收转矩与弯矩。

具有尾鳍的铲形平衡舵的支承部件的建造方式使舵产生的弯矩传至承舵孔座，并由舵杆承受，这样就必须使用非常厚的舵杆，对于舵杆及其支承部件的大尺寸要求使具有尾鳍的铲形平衡舵的广泛使用受到限止，这种情况发生在具有大约15000吨载重能力的船上。

这种部分下悬舵的双轴向应力状态的分离导至流体动力学上不利的不对称特性，这是由于舵柱固定在上方以及发生在下面可移动的平衡面上的间隔效应的结果。因为螺旋桨推出旋转的水流，舵矩经常是很不对称的，所以操纵舵需用较大马力的操纵设备。

具有“底基”支承的舵具有很大缺点，即尾流分布对螺旋桨的位置所产生的不利影响以及附体阻力增大。

针对舵，特别是具有鳍的单板或复板铲形平衡舵，本发明要解决的问题是：通过设计一种特殊的承舵孔座，在舵所在位置直接吸收一部分会通过舵杆传至承舵孔座再传至船体的弯矩，这种吸收减少了舵杆应力，以达到可使用较细的舵杆与舵简单连接的目的。本发明要解决的另一个问题是：把舵建造在这样一种方式里-无需把舵杆从承舵孔座内抽出就可装拆螺旋桨轴。

按照本发明，解决问题的方法是把前述的舵建造在这种方式里，即承舵孔座

a）被建造成一种悬臂梁的形式，其中有纵向中心内孔以容纳带有舵叶的舵杆，

b）伸入到与舵杆端固联的舵叶中，

c）在其内孔中装有舵杆支承轴承，

d）在其外壁上装有舵叶支承轴承以固定舵叶，其高度与内孔中的支承轴承的高度大致相同，

并且位于舵叶中的舵杆下端位于螺旋桨轴线附近或在其上方。

解决问题的方法之二是前述舵的承舵孔座

a）被建造成一种悬臂梁的形式，其中有纵向中心内孔以容纳带有舵叶的舵杆，

b）伸入到与舵杆端固联的舵叶中，

c）在其内孔中装有舵杆支承轴承，

d）其自由端伸入到舵叶中的凹槽内，

并且舵杆下端的一部分伸出承舵孔座，舵叶与舵杆的该部分固联，该联结处位于螺旋桨轴线上方。

第一个实施例给出了这样的可能性，即可以有一种舵与承舵孔座可伸缩的联结方式，还可以使舵杆紧挨操纵设备，为此目的在承舵孔座内设置一个舵杆支承轴承以架置舵杆，也可以沿舵杆安装几个这样的支承轴承。

于是在船尾部，按现有的建造与加工的技术可以建造这样的舵，最好使承舵孔座尽可能地伸入到舵叶内，如果入伸达到或超过舵叶高度的一半将产生明显的优越性。

本发明的进步性在于：现在对有尾鳍的铲形平衡舵的使用范围大大增加，这样的尾鳍通常按实际舵的尺寸采用分离或不分离的形式。靠双轴向应力状态的分离，弯矩被伸入到舵内的承舵孔座吸收然后传到船体上，而舵的启动力矩可通过长舵杆传送。在不改变舵外表尺寸的情况下，可以使用薄剖面翼型使阻力减小。如果考虑到制做价格与安装，舵与舵杆的这种结合方式更为有利。该解决方法也给小尺寸的承舵孔座带来了减少成本与安装价格的可能性。弯矩与转矩分开的结果可使支承部件缩小尺寸，因为它们不再经受严厉的弯曲应变与应力。

进一步的实施例给出了这样的优越性：由于舵杆仅仅是被位于承舵孔座下端内的支承轴承架置起来，其下端的一部分伸出承舵孔座与舵叶固定，该联结处位于螺旋桨轴线上方，不需要在承舵孔座外表面上安装其它支承舵叶的部件。所以，如果要拆下螺旋桨轴，只要先拆下舵叶，无需把舵杆从承舵孔座中取出，因为舵叶与舵杆联结处位于 桨轴上方。