舵效,用來描述舵在船舶航行時(shí)改變方向的能力,亦即舵對(duì)航向的控制能力。當(dāng)船只需要改變方向的角度相同時(shí),所需要的時(shí)間越短,所需要舵轉(zhuǎn)過的角度越小,稱為舵效越佳。
簡(jiǎn)介
舵力對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的作用和影響,稱為舵效應(yīng),簡(jiǎn)稱舵效。一般說,舵效以應(yīng)舵時(shí)間和小舵角舵效為指標(biāo)。船舶迸車時(shí)的舵效有下述幾個(gè)主要影響:
??轉(zhuǎn)舵產(chǎn)生的轉(zhuǎn)船力矩使船首朝轉(zhuǎn)舵同側(cè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)
??橫移力使船向外側(cè)橫向移動(dòng)
??阻力增加,船速降低
??使船發(fā)生向內(nèi)傾側(cè),穩(wěn)定旋回時(shí)間向外傾側(cè)
??航進(jìn)時(shí),舵面受螺旋槳尾流沖擊,舵效顯著
倒航時(shí),舵力方向與進(jìn)車時(shí)相反,船首朝轉(zhuǎn)舵反方向轉(zhuǎn)動(dòng);舵效所產(chǎn)生的(1),(2),(4)各項(xiàng)影響也隨之相反。螺旋槳效率下降,車葉轉(zhuǎn)數(shù)降低,尾流不作用于舵上,由于吸入流流速很低,做舵角往往沒有舵效;只有船體有一定退速時(shí)刁‘有舵效,但不少船倒航時(shí)用舵也無法保持直航。另外還增加了阻力,降低倒航速度。
舵
舵(英語(yǔ):Rudder),為航行設(shè)備上用于改變或保持航行方向的一種裝置。最早用于船舶,是控制船舶航向的設(shè)備。
通俗的來說,舵就是“和輪船外殼相連接,控制其運(yùn)動(dòng)方向的裝置”,各類槳帆船船槳也具有相類似的功能。古代的船只往往靠人力來推動(dòng),有些把船槳用雙耳圓環(huán)固定在船舷的兩側(cè),有些則安裝在船尾,其中一部分船槳甚至設(shè)計(jì)為兩者皆可通用。在地中海地區(qū)的文獻(xiàn)中,兩側(cè)的船槳往往被稱為“四分之一船槳”,其得名于此類船槳安裝的位置在船身后方的四分之一處。而位于船尾的槳與現(xiàn)代輪船的轉(zhuǎn)向原理相類似,一般為船尾中心線的位置。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常多樣化,古代歐洲往往通過鐵制的螺栓和鏈將其和船身連接,阿拉伯人的設(shè)計(jì)是在船尾安裝一個(gè)圓環(huán),把船舵插在其中。中國(guó)古代的舵和阿拉伯比較類似,但是是通過滑輪驅(qū)動(dòng)的。
古埃及人在公元前3100年美尼斯時(shí)期就已發(fā)明。但那比較像控制方向的船尾船槳而非現(xiàn)代的船舵,不需用人力一直控制的轉(zhuǎn)向舵,最早出現(xiàn)在西元一世紀(jì)的中國(guó),至于歐洲可能到12世紀(jì)才有這類船舵。
1955年在廣州市近郊出土的東漢陶制船模,船尾就設(shè)有一支舵,這是中國(guó)最早的舵。從出土的漢朝文物和文獻(xiàn)可以說明,舵在漢朝已經(jīng)有。1978年在天津市靜海區(qū)宋朝古船上發(fā)現(xiàn)了平衡舵。1999年在安徽省淮北市唐朝木船上發(fā)現(xiàn)拖舵。
影響因素
對(duì)于指定的船舶,舵板面積、舵與車葉的相對(duì)位置,以及船長(zhǎng)與吃水之比等都是給定的,因此,其舵效主要和下列因素有關(guān):
??與舵角大小成正比。
??與作用在舵面上的水流流速的平方成正比。
因此,快車前進(jìn)中,舵效較好;慢車前進(jìn)中,舵效較差,慢車停車后,舵效更差多而當(dāng)淌航速度降低到某值時(shí),舵效就會(huì)消失。
掌握這個(gè)規(guī)律,在港內(nèi)航行采取慢車是有益的,這樣可在必要時(shí)加大車速以增加舵效,以期為提高操縱靈活性留有余地。
??與船舶轉(zhuǎn)動(dòng)慣量有關(guān)。
船大、載重量越大,舵效就較差。因?yàn)橘|(zhì)量大,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也大。轉(zhuǎn)舵后,船首偏轉(zhuǎn)較慢,船身轉(zhuǎn)動(dòng)以后,要停止轉(zhuǎn)動(dòng),同樣是較慢。因此在港內(nèi)操縱噸位大的滿載船舶必須注意這一點(diǎn),在轉(zhuǎn)向時(shí),一般需早做舵,早回舵。
??一與風(fēng)、流和淺水等外界因素對(duì)船的作用力的大小和方向有關(guān)。
例如,空船在大風(fēng)的影響下,有時(shí)用快車滿舵還不能轉(zhuǎn)向上風(fēng);順流時(shí)的舵效沒有頂流好;在淺水中,阻力增加,舵效不如深水中好。
??與縱橫傾有關(guān)。
循縱傾時(shí),舵效較差,做舵后,船首轉(zhuǎn)動(dòng)來得慢,轉(zhuǎn)動(dòng)后,又不易停往它。適量尾傾,舵效較好;過多的尾傾也會(huì)降低舵效。橫傾時(shí),由于兩舷浸水面積不對(duì)稱,增加水的阻力,從而使船速降低,影響了舵效。
??與舵板浸水面積有關(guān)。
舵板浸水面積越大,舵力越大。因此,空船必須壓載,以增加舵板浸水面積。
??勸與舵機(jī)的性能有關(guān)。
一般舵機(jī),從一舷滿舵至另一舷滿舵所需的時(shí)間,應(yīng)在30秒以內(nèi)。電動(dòng)液壓舵機(jī)性能較好,舵來得快,回得亦快。電動(dòng)舵機(jī)的舵來得快,回得慢,不易把定。
相關(guān)條目
??舵
參考資料 >