平衡舵是指舵桿軸線位于舵葉中前位置的舵。也可定義為舵葉在轉(zhuǎn)動軸線前面的部分占舵總面積25%~30%以上的舵。平衡舵壓力中心至舵桿軸線的距離較小，所需轉(zhuǎn)舵力矩也小，因此，平衡舵使用較廣泛但其也存在存在舵易擺動的缺點。
簡介
根據(jù)舵桿軸線在舵葉上的位置，可分為平衡舵、不平衡舵和半平衡舵。平衡舵的舵壓中心至舵桿軸線的距離小，故轉(zhuǎn)舵力矩小，但舵在水流作用下易擺動，是中國造船技術(shù)一項重要的技術(shù)發(fā)明。
平衡舵轉(zhuǎn)舵時，由于軸線前后部分所受的水動力對軸線的力矩，方向相反，因此轉(zhuǎn)舵力矩小，可以配用功率較小的舵機。軸線之前的舵葉，在轉(zhuǎn)舵時起平衡作用，故稱平衡部分，整個舵也因此稱作平衡舵。平衡舵多采用懸掛支承，其舵軸所受彎矩大，要求有較高的強度。此外，其平衡部分向軸線之前伸延，對船尾線型影響較大。懸掛式平衡舵多用于有兩個以上螺旋槳的艦艇。
起源及發(fā)展
發(fā)現(xiàn)
1978年，在天津市靜海區(qū)元蒙村古運河舊道發(fā)現(xiàn)了北宋末年木船。該船 方頭、齊尾、平底，長14.62米，最大寬4.05米。船內(nèi)由12道隔艙板分為13艙。船尾設(shè)平衡舵，舵桿粗糙，只是一根修整過的樹干，殘高2.19米。舵扇呈不等邊三角形，邊框內(nèi)豎行排列14條木板；舵扇斷面積為858平方厘米。舵桿安插在舵扇后半部。這種平衡舵能夠縮小舵扇平面的擺動力矩，可使轉(zhuǎn)舵較為省力，對控制船只航向有較好的效果。靜海宋船的平衡舵，是世界上最早的平衡舵發(fā)現(xiàn)。
發(fā)展
早期船舵，舵桿多固定在舵面的一側(cè)，舵桿與舵面重心有一定距離，轉(zhuǎn)動時力矩較大，費力且不靈活j中國人在宋代以后發(fā)明了平衡舵，即將舵桿固定在舵面重心所在的垂線上，可以縮短舵壓力中心與舵軸的距離，減少轉(zhuǎn)舵力矩，使轉(zhuǎn)動的靈活度大大增加。
宋朝平衡舵的大小和結(jié)構(gòu)可以從一些出土的宋船文物中看出。1978年，在天津市靜海區(qū)元蒙村古運河舊道發(fā)現(xiàn)了北宋末年木船。該船方頭、齊尾、平底，長14.62米，最大寬4.05米。船尾設(shè)平衡舵，舵桿粗糙，只是一根修整過的樹干，殘高2.19米。舵扇呈不等邊三角形，底邊長3.9米，高1.14米，舵葉總面積為2.223平方米。舵桿安插在舵扇后半部。此舵葉的形狀與《清明上河圖》中的船舵非常相似，這也從另一個側(cè)面說明此時平衡舵的使用已經(jīng)相當(dāng)普及了。這種平衡舵能夠縮小舵扇平面的擺動力矩，可使轉(zhuǎn)舵較為省力，對控制船只航向有較好的效果。
目前世界上發(fā)現(xiàn)最早的平航舵是靜海宋船的平衡舵，歐洲直到18世紀(jì)才出現(xiàn)類似的平衡舵j平衡舵這項重要技術(shù)，即使是在今天的船舶設(shè)計中仍然不失其意義。
平衡舵的結(jié)構(gòu)
舵的種類繁多，其結(jié)構(gòu)也不盡相同，現(xiàn)代海船普遍采用流線型舵，而流線型舵的種類也較多，結(jié)構(gòu)亦不同，因此，這里著重介紹一般流線型平衡舵的結(jié)構(gòu)。一般流線型平衡舵的結(jié)構(gòu)主要由舵葉、舵桿、舵承組成。
舵葉
為了保證舵葉的強度和線型，用水平隔板和垂直隔板按線型的組成骨架，將兩塊流線型舵的外殼直接焊在骨架外面。
按規(guī)范要求，舵葉焊成或修復(fù)后，每個密封部分都應(yīng)進行密性試驗。密性試驗前應(yīng)將舵表面清潔干凈，焊縫應(yīng)清除氧化皮及焊渣，不得對水密焊縫涂刷油漆，敷設(shè)隔熱材料及水泥等。常用的密性試驗方法為灌水和充氣等。密性試驗合格后，通常在舵葉內(nèi)灌上瀝青，以防舵葉內(nèi)部銹蝕。
舵桿
舵桿是舵葉轉(zhuǎn)動的軸，并用以承受和傳遞作用在舵葉上的力及舵給 予轉(zhuǎn)舵裝置的力。其下部與舵葉連接，上部與轉(zhuǎn)舵裝置相連(圖1)。為了使舵在受損時不必拆開船體內(nèi)的部分就能修理，把舵桿分作上舵桿和下舵桿兩段制造，然后用法蘭接頭連接。
舵承
舵承是用來支持舵桿、支承舵的重量及保證船體水密的設(shè)備。按其位置可分上舵承和下舵承兩種。上舵承裝在舵機甲板上；下舵承裝在舵桿筒口或舵桿筒內(nèi)。
相關(guān)概念
不平衡舵
整個舵葉在轉(zhuǎn)動軸線之后的舵，稱為不平衡舵。其舵葉由多個支承承托，比較牢固。由于舵葉在軸線之后，所以舵對船尾線型影響較小。其缺點是舵壓中心離軸線較遠，轉(zhuǎn)舵所需的力矩大，因此要配用功率較大的舵機，此外，在大風(fēng)浪中容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)舵不靈的現(xiàn)象。不平衡舵多用于單螺旋槳單舵船舶。
半平衡舵
平衡部位在舵葉下半部，且其兩積小于舵葉總面積25—30%的舵，稱為半平衡舵，多采用半懸掛式支承。半平衡舵的優(yōu)缺點，介于平衡舵和不平衡舵之間，即轉(zhuǎn)舵所需力矩、舵軸所受彎矩較小，而對船尾線型的影響則大于不平衡舵。半平衡舵多裝于大型艦船。
平衡舵葉
平衡舵的舵葉剖面形狀一般都是流線型的。流線型舵的特點是，舵葉產(chǎn)生的水動壓力大，阻力小、強度高，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。
目前船上廣泛采用的都是這種流線型剖面的平衡舵。舵葉是由水平隔板和垂直隔板組成的骨架，在骨架的外面用鋼板包起來，形成一個空心水密結(jié)構(gòu)。為防止生銹，在舵葉內(nèi)部涂有瀝青。舵葉的上下端板上開有小孔，并配有栓塞，供灌入瀝青和作水密試驗用。
參考資料 >