舵系统常见故障浅析

舵是由桨演变而来的。早期的船是用装在船尾的桨来控制航向的，后来将桨固定在船尾中线处，成为可转动的专用舵，用以改变和保持船舶航向。舵系统主要由舵叶、舵杆、舵机等部分组成，航行时，通过舵机转动舵叶，使水流在舵叶上产生横向作用力，为船舶提供回转力矩，从而使船舶保持航向或回转。     

“粤剧红船”电网及电力推进系统设计

随着节能减排要求的提高,船舶采用电力推进将越来越普及。全回转舵桨电力推进具有舵桨一体化、操纵性能良好、振动噪音小等优点,尤其适用于内河等机动操纵受限的船舶。"粤剧红船"采用全回转舵桨电力推进装置,大幅度提升了旅客观光体验的舒适性。     

单手柄操纵全回转四舵桨遥控装置

本文涉及到一种特殊的船舶航行操纵装置。仅用一个手柄就能操纵一艘有4个舵桨的船舶航行。随机操纵方式选择,使一艘带有4个舵桨的船舶有尽可能多的舵桨组合形式,智能化地实行了船舶航行的全功能。     

NIIGATA(新泻)ZP-31全回转舵桨液压系统管理

随着航运船舶大型化的发展,大型船舶安全靠离码头需要港作拖轮的协助。港作拖轮本来船型较小就具有操纵性好、机动性强的特点。随着全回转舵桨装置的应用,港作拖轮能够实现原地掉头,十分灵活,能够有效地保障大型船舶安全且快速靠离泊。全回转舵桨装置的安全可靠工作不仅关系到拖轮自身安全,还关系到被协助大型轮船的安全。本文对全回转舵桨装置进行研究分析,以日本NIIGATA(新泻)ZP-31为例,讲述其液压系统工作原理,结合工作实践遇到的故障案例加以分析,谈谈全回转舵桨管理要点,以促进全回转舵桨装置的安全管理工作。     

桨舵间距对螺旋桨推进性能影响的研究

利用CFD数值工具对原型以及减少桨舵间距后的布置进行数值模拟,量化其节能效果,并通过模型试验进行验证。CFD和模型试验结果均表明,减少桨舵间距对于提高螺旋桨推进性能有明显效果。以某3万吨级散货船为例,模型试验结果显示,减少桨舵间距0.5m后,收到功率降低3.1%,航速提高0.13kn。目前市场上运行的三大主力船型中,有相当数量船舶的桨舵间距仍有一定调整空间,表明这项研究成果具有良好的市场应用前景。     

非水平状态下的伸缩舵桨定位对中技术

为满足船舶建造过程中的设备对中需求，对随动式伸缩舵桨的定位对中技术进行介绍，并提出一种基于非水平状态下的伸缩舵桨设备本体对中方案。研究表明：该对中技术可有效确保设备本体分段式结构定位对中的准确性。研究成果可为船舶设备对中提供一定参考。     

舵球对螺旋桨敞水效率的影响

以一套模型桨和４只几何相似的舵球相互组合的试验，探讨了不同的桨、舵球间距和舵球尺度对螺旋桨敞水效率的影响。试验结果表明，桨、舵球间距的变化对螺旋桨敞水效率的影响是明显的。在舵上安装舵球后一般可使螺旋桨的敞水效率提高３％～５％。若舵球位置安装适当，可使原有的毂涡消失，考虑到螺旋桨后带舵时，它的敞水效率将发生变化。因此，在进行船模自航试验数据分析时，应考虑舵对螺旋桨敞水效率带来的影响而给予适当的修正。     

船舶以桨代舵的优化设计

本文指出了船舶桨后设舵存在的问题。并从实用出发，较详细地分析了以桨代舵的优越性及设计要点。     

Z型螺旋桨的管理及维护保养

Z桨装置组成船舶的推进系统,柴油机输出轴线与螺旋桨输入轴线成Z型布置。该装置舵、桨功能合二为一,操纵灵活,在港作等船广泛使用。其结构特性和传动原理与传统舵桨各不相同,就如何维护保养Z型桨的相关事项作重点阐述。     

某全回转拖船艉轴重力油柜系统故障及解决方案

全回转舵桨装置的螺旋桨可360°任意旋转且转动速率相对较快,大大提高船舶的操纵性和机动性,广泛应用于港作拖船。目前,国内港作拖船的舵桨装置主要有日本新潟ZP、日本石川岛DP、德国肖特尔SRP、芬兰Aquamaster US等,这些装置的原理基本相同,仅芬兰Aquamaster US舵桨装置的结构稍有不同。     

4250 TEU集装箱船舵空泡试验研究

大型集装箱船航速高,主机功率大,实船航运中半平衡舵上易产生由空泡引起的剥蚀危害。为改善这种状况,在船研所空泡水筒进行了4 250 TEU集装箱船舵空泡试验研究。观察操舵过程中舵空泡产生的情况,探讨降低舵剥蚀的方法,延长舵的有效使用年限。     

船舶轴舵系安装设备的虚拟设计与装配

以船舶轴舵系安装设备为例,使用SolidWorks软件设计建立轴舵系安装设备的三维实体模型,研究轴舵系安装设备的安装过程和安装工艺,并对轴舵系安装设备的干涉检查及装配约束进行仿真分析,以验证轴舵系安装设备在设计及安装工艺方面的准确性和适用性,对提高造船设备产品质量、降低产品设计误差、缩短生产周期、优化装配流程具有重要意义。     

常规海运船型开发中舵面积的预选研究与验证

船舶操纵性是船舶的重要指标,然而各船级社近期相继删除了其规范中对舵面积的强制要求。本文基于对操纵性理论的分析和总结,对常规运输船舵面积的确定进行了方法上的探讨,为方便数值分析对吃水、舵面积比等进行了统一定义,根据系列船资料拟合出修长度与舵面积比的关系曲线,并根据操纵性试验结果对87000t散货船进行了舵面积和舵形优化讨论,在此基础上梳理出舵面积的开发思路,即舵面积比应与船体修长度在较小时成负相关关系,但当修长度大过某一数值时,需要相对较大的舵面积比。在进行货船初步开发设计时,可根据修长度数值分析结果,选用合适的舵形和舵面积。     

Practically applicable devices for blocking the gap flow of a horn rudder to reduce rudder cavitation and their verification through numerical simulations

Rudder cavitation causes serious damage to the rudder and affects the safety and cost-effectiveness of a ship. In recent applications, a semicircular prismatic bar protruding beyond the concave surface of the horn facing the gap, located along the center-plane of the rudder, has been used to lessen the gap flow between the horn and the movable portion of the rudder system. Previous numerical studies with this single bar indicate that it can noticeably reduce rudder cavitation. In the present study, a pair of bars for blocking the vertical gaps, which are attached symmetrically to the center-plane on opposite convex surfaces of the movable portion, is suggested for circumventing the difficulties that arise in the practical application of single centre bars. Placed near the outer edges of the gap, the bars are are easily accessible at the maximum rudder angle to allow simple installation during routine ship maintenance. An additional blocking disk is inserted on top of the pintle block, blocking the horizontal gaps. Three-dimensional computations are conducted with these combined devices and the results show that the devices are remarkably efficacious in reducing rudder gap cavitation.     

Prediction of ship steering capabilities with a fully nonlinear ship motion model. Part 1: Maneuvering in calm water

This paper introduces a new method for the prediction of ship maneuvering capabilities. The new method is added to a nonlinear six-degrees-of-freedom ship motion model named the digital, self-consistent ship experimental laboratory (DiSSEL). Based on the first principles of physics, when the ship is steered, the additional surge and sway forces and the yaw moment from the deflected rudder are computed. The rudder forces and moments are computed using rudder parameters such as the rudder area and the local flow velocity at the rudder, which includes contributions from the ship velocity and the propeller slipstream. The rudder forces and moments are added to the forces and moments on the hull, which are used to predict the motion of the ship in DiSSEL. The resulting motions of the ship influence the inflow into the rudder and thereby influence the force and moment on the rudder at each time step. The roll moment and resulting heel angle on the ship as it maneuvers are also predicted. Calm water turning circle predictions are presented and correlated with model test data for NSWCCD model 5514, a pre-contract DDG-51 hull form. Good correlations are shown for both the turning circle track and the heel angle of the model during the turn. The prediction for a ship maneuvering in incident waves will be presented in Part 2. DiSSEL can be applied for any arbitrary hull geometry. No empirical parameterization is used, except for the influence of the propeller slipstream on the rudder, which is included using a flow acceleration factor.     

基于舵角信息的航向修正和横漂速度估计算法研究

阐述了舰船在机动情况时舵角反馈信号对航向精度的提高以及对横漂速度的估计作用,结合舰船的运动模型和航向角H与舵角β的关系模型,考虑横漂速度对舰位的影响,引入舵角反馈信息,建立了有舵角反馈信息参与的kal-man滤波模型,并利用Matlab软件将有/无舵角信息参与的kalman滤波模型进行了比较,结果显示有舵角信息参与的kal-man滤波模型效果较好。     

船体影响下舵附推力鳍的节能效果研究

通过 CFD方法实现船舶自航试验模拟,计算在船体影响下舵附推力鳍可带来2.3%左右的节能效果,分析指出舵附推力鳍通过吸收螺旋桨尾流能量,增加螺旋桨推力,改善船尾伴流,降低船身阻力的节能原理。计算敞水状态下桨/舵/舵附推力鳍系统的推进性能,并与船体影响下的推进性能进行比较,指出敞水状态下舵附推力鳍的工作状态与在船体影响下有着较大不同,为设计人员提供基础参考。     

35000吨肥大船浅水操纵性能改进

本文叙述浅吃水肥大船的操纵性改进试验研究，采取安装不同的稳定鳍，采用西林舵和鱼尾组合舵，增大舵面积等改进措施，通过自由自航模的常规试验和淌航试验，比较了每一单项改进措施对船舶浣操纵性指标及淌航操纵性指标的定量影响。     

基于自航流场数值模拟的舵球节能流场分析

本文采用快速性数值模拟方法对加装舵球的36000吨散货船进行了节能评估。结果显示,加装舵球能起到一定的节能效果。之后本文对有、无舵球的两种方案的自航数值模拟流场进行了对比,分析获得了舵球节能的原理。本文模拟结果不仅可作为模型试验的有力补充,也可为舵球的优化设计提供重要参考。     

一种适用于船舶轴舵系一体化安装的新型装备

研制一种船舶轴舵系一体化安装的新型装备。该装备采用2级导轨布置的结构对轴舵系进行安装,克服船舶尾部狭小空间的限制,现场安装与拆卸便捷,可缩短前期安装准备及拆卸时间。该装备集成电控系统及液压顶升系统,在安装过程中自动化程度提高较大,省去烧焊吊码工序,可大幅提高安装效率与精度,降低人工操作强度,消除安全隐患,提高船舶建造的智能化水平。该装备在船舶行业具有较高的实用推广价值。