一种节能船舵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种船用组件，具体说是安装在船尾螺旋桨后侧的节能船舵。
【背景技术】
[0002]螺旋桨是用于船舶推进最常规的手段，其具有两个或更多的桨叶，为减少船舶的燃油消耗和排放，应尽可能提高螺旋桨的推进效率。从螺旋桨和船舵相互作用的角度使船舵与螺旋相互协调，以利于回收桨后尾流中的能量，提高螺旋桨/舵系统的推进效率，已成为船舶推进设计中的一个重要考虑因素。
[0003]申请号为200910173151.6 (公布号为CN 101716989 A)的中国发明专利申请公开了一种船用的推进和操舵装置，该装置舵板的上前缘和下前缘中至少一个具有不变的扭转角度，即舵板的上前缘或下前缘向舵板后段竖向对称中心面的一侧扭转，或者舵板的上前缘、下前缘分别向舵板后段竖向对称中心面的两侧扭转。将该舵板设置在船舶螺旋桨的后侦牝可有效改善穿过舵区域的螺旋桨的滑流，进而提升螺旋桨的效率。
[0004]目前使用的船舵舵板都和上述专利申请一样，均为单个的整体板结构，其横截面均呈前缘为圆弧、中部向两侧拱起、尾部为尖角的流线形。由于受到舵板整体尺寸、舵杆吊挂受力强度、使用中水流状况、操控性等的限制，舵板横截面的拱度不能设计的很大，否则会降低舵板的水动力性能，同时拱度增大会增加舵板的重量，不利于船舶的操纵。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的问题是提供一种节能船舵，该船舵可增加舵板横截面的拱度，提尚航板的水动力性能，有利于船舶的操纵。
[0006]为解决上述为问题，采取以下技术方案:
本发明的节能船舵包括舵板，该舵板呈竖向布置，其上端有用于与船体呈转动配合的舵杆。所述舵板的后段自上而下呈横截面为半椭圆形的规则形状。所述舵板的上前缘向舵板后段竖向对称中心面的一侧扭转，舵板的下前缘向舵板后段竖向对称中心面的另一侧扭转。其特点是所述舵板的后端连接有尾翼，该尾翼呈竖向布置，且其与舵板间呈铰接配合。所述尾翼上有用于与船体相连的传动机构。
[0007]本发明的进一步改进方案是所述舵板上前缘自上而下、下前缘自上而下均具有恒定的扭转角度。所述舵板上前缘、下前缘的扭转角度均小于18度。舵板的上前缘、下前缘所具有的恒定不变的扭转角度可有效改善穿过舵区域的螺旋桨的滑流，进而提升船舶螺旋桨的效率。
[0008]本发明的进一步改进方案是所述舵板的中部两侧均有推力鳍，所述推力鳍均靠近舵板的前缘。推力鳍能够有效回收因尾流周向诱导速度而损失的能量，具有良好的助推节能效果。
[0009]所述推力鳍的纵截面呈前缘为圆弧、中部向上下拱起、尾部为尖角的流线形，其最前端到最后端的连线呈向后上方倾斜布置，且其与水平方向的夹角角度为3~6度。推力鳍采用流线形的剖面、以及向后向上的小角度仰起，有利于适应螺旋桨的尾流，并在推力鳍尾部产生吸力，对船舶的助推效果更加明显。
[0010]所述舵板两侧的推力鳍呈一高一低布置，位于高位的推力鳍的上表面拱度大于下表面拱度，位于低位的推力鳍的上表面拱度小于下表面拱度，且两推力鳍的纵截面的最前端到最后端的连线位于同一平面内。当船舶的螺旋桨尾流以一定攻角流过推力鳍的上、下表面时，会在拱度小的一面形成压力面、在拱度大的一面形成吸力面，此时水动力合力能够进一步提升对船舶的助推效果。
[0011]所述推力鳍的外端均连接有竖向布置的制流板。位于高位的推力鳍外端的制流板上沿与该推力鳍的上表面齐平，下沿突出在该推力鳍的下方；位于低位的推力鳍外端的制流板上沿突出在该推力鳍的上方，下沿与该推力鳍的下表面齐平。制流板可消除螺旋桨尾流在推力鳍外端由压力面向吸力面翻滚的绕流，减少推力鳍外端附件产生的能量损失。
[0012]本发明的更进一步改进方案是所述舵板的前段中部有舵球，该舵球为纺锥形回转体，其前段近似于半球形且位于舵板前缘的前方，其后段与舵板呈一体连接，且该舵球位于舵板上前缘和下前缘过度的位置处。安装时，舵球的位置应当与船体螺旋桨的桨毂位置对应，可消除螺旋桨转动时产生的毂涡紊流，回收能量，提高螺旋桨的推进效率。
[0013]采取上述方案，具有以下优点:
由于本发明的节能船舵的舵板后端连接有尾翼，该尾翼与舵板间呈铰接配合，且尾翼上有用于与船体相连的传动机构。使用时，尾翼通过传动机构与船体相连，可起到吊挂舵板的作用，加上舵杆与船体的连接，即舵板与船体间通过两点吊挂支撑，可大大提高舵板与船体的连接强度和稳定性。因此，与【背景技术】相比，该船舵可增加舵板横截面的拱度，尾翼起到导流作用，可有效回收螺旋桨后端尾流的能量，提高舵板的水动力性能，提升船舶的操纵性能。另外，尾翼和传动机构可分担舵板吊挂时舵杆承受的重量，即使舵板的重量增加，舵杆依旧能保持良好的转动性，有利于船舶的操纵。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的节能船舵的结构示意图；
图2是图1中A-A向的剖视图；
图3是舵板上前缘、下前缘在水平面的投影视图；
图4是舵板两侧的推力鳍在竖直平面内的投影视图；
图5是图2中B-B向的剖视图。
【具体实施方式】
[0015]以下结合附图对本发明做进一步详细描述。
[0016]如图1、图2和图3所示，本发明的节能船舵包括舵板1，该舵板1呈竖向布置，其上端有用于与船体8呈转动配合的舵杆7。所述舵板1的后段自上而下呈横截面为半椭圆形的规则形状。所述舵板1的上前缘1A向舵板1后段竖向对称中心面的一侧扭转，舵板1的下前缘1B向舵板1后段竖向对称中心面的另一侧扭转。所述舵板1的后端连接有尾翼2，该尾翼2呈竖向布置，且其与舵板1间呈铰接配合。所述尾翼2上有用于与船体8相连的传动机构。所述传动机构包括呈水平布置的套筒5，该套筒5固定在尾翼2的上端，且套筒5内有导杆6，导杆6与套筒5间呈滑动配合；所述导杆6对应舵板1的一端伸出在套筒5夕卜，且导杆6该端连接有竖向的销轴4，使用时该销轴4与船体8间呈转动状配合。当本发明的节能船舵与船体8相连，且舵板1在舵杆7的驱动下转动时，该传动机构可使得尾翼2也随之动作，此时导杆6的一端绕销轴4的轴线转动，导杆6的另一端在套筒5内滑动，尾翼2将按照特定的转动角度相对舵板1转动。
[0017]从发挥该船舵的水动力性能和便于传动机构动作两方面考虑，尾翼2的后缘到其与舵板1铰接处轴线的距离应为船舵剖面总弦长(即舵板1+尾翼2)的02.-0.22倍为最佳。
[0018]使用时(图1)，若本发明的节能船舵位于右旋螺旋桨11的后方，此时在舵板1的上部具有来自左前方的来流，舵板1的下部具有来自右前方的来流，将舵板1的上部和下部分别扭转一定角度可有效改善舵板1前缘的压力