几种常用进口井式安装Z型舵桨装置

<正> 随着国民经济的发展,港口作业繁忙与船舶大型化,要求港口作业效率提高和加强作业安全性。在这样的形势下,辅助大型船舶在港口靠离码头的全回转推进拖轮已愈来愈多地应用于各港口。目前在我国各港口的全回转推进拖船所用的Z型舵桨装置主要依赖于进口。这里向读者介绍几种常用的进口井式安装Z型舵桨装置,供有关人员作为设计及选型的参考。     

国产Z型传动舵桨装置的问题和对策

本文分析了目前国产Z型传动舵桨装置零部件的可靠性、互换性、密封装置、备配件、生产、维修等方面存在的问题，提出了解决问题的对策。     

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。     

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。     

舵桨推进装置

德根多尔夫船厂生产的三艘自卸泥驳采用了舵桨推进装置。每一舵桨推进装置均由一台在转速为1000转/分时额定功率为525千瓦的6L20/27型曼恩主柴油发动机、一台赖因特耶斯(Reintjes)增速齿轮箱、一根联接轴和一台SRP300/300型肖特尔(Schottel)定距舵桨组成。     

全回转舵桨拖轮轴系施工如何更标准操作？

<正>装有全回转舵桨装置的拖轮，由于其出色的灵活性和动力性，在港口作业领域受到了极大重视和欢迎。目前新建造港作拖轮中，绝大多数均选用了全回转舵桨装置作为其推进装置。早期港作拖轮主机功率较小，轴系传递负荷不大，现场施工中对轴系施工精度要求并不高，而随着进出港口船舶吨位的增加，对全回转舵桨拖轮主机功率的需求也在不断增加，轴系传递负荷也随之增加，对轴系施工工艺和精度控制提出了更高要求。     

一体化桨舵装置造型设计及水动力计算方法研究

以一体化桨舵装置为分析对象,详细论述了该装置的造型设计及水动力计算方法。通过MATLAB计算模型的空间坐标,实现模型的建立及运动学仿真。基于MATLAB和Turbo Grid划分螺旋桨周围的流体网格,以ANSYS CFX分析不同桨舵装置的水动力性能,比较了不同水动力计算结果,为一体化桨舵装置水动力计算提供了基本思路。     

国产先进的推进及操纵技术

苏州船用机械厂是一家有20多年专业制造调距桨、侧向推进器(定距、调距)及全回转舵桨(Z型推进)的专业工厂。在船用特种推进器的设计、制造方面积累了丰富的经验和资料。尤其是引进瑞典KMW公司及德国Schottel公司的世界上最先进的制造技术后,产品更臻完美。生产的船用特种推进器分获国际、国内众多船级社认可。产品已大量装船使用。全回转舵桨(Rudder Propeller) 通过舵桨的转舵机构,使螺旋桨能绕其中间垂直立柱在360°范围内任何回转,因此它集推进与操舵功能于一体,既能操纵船舶航向,又能获得该航向上的最大推力。常用作拖船、推船、渡船、驳船、工程船等的主、辅推进和动力定位。     

基于滑移网格与RNG k-ε湍流模型的桨舵干扰性能研究

结合RNG k-ε湍流模型,运用滑移网格技术对粘性流场中桨舵相互干扰引起的三维非定常湍流进行了计算,得到了随进速系数的变化,桨舵之间相互干扰性能的变化规律;同时获得了桨舵干扰性能随桨舵之间的距离的改变而相应的变化规律。文中给出了桨舵干扰水动力性能的计算结果,并与试验测量值作了比较。从对计算结果的分析可知,利用滑移网格技术及RNG k-ε湍流模型,可以较好地模拟桨舵干扰的水动力性能问题。同时文中分析了桨舵表面压强分布规律以及舵的存在对螺旋桨尾流场的影响。     

节能型汽车渡轮

一种新的节能型汽车渡轮具有纵贯首尾的中央隧道,在隧道的首尾部各装一台Z型传动的全回转舵桨装置作为推进器。本文介绍了新型汽车渡轮的特点、航行性能实测结果。实测结果表明,航速17km/h时,本船推进功率仅为常规汽车渡轮的41.6％.节能效果明显。     

反应舵在螺旋桨尾流中的水动力性能

本文对反应舵在螺旋桨尾流中的水动力性能及桨舵干扰进行了研究。舵的水动力及周围流场用面元法计算，螺旋桨性能用无限叶数的简易螺旋桨理论预估。桨舵干扰作用以迭代方法求得。采用面元法计算反应舵的性能，可以更精确地反映较复杂的反应舵表面形状对水动力性能的影响。通过计算得到的舵表面压力分布可看出反应舵节能的原因。本文还对反应舵的操纵性能进行了计算和研讨。     

均流中大型集装箱船桨舵干扰粘性流场的数值计算研究

应用FLUENT软件的滑移网格技术,实现了均匀来流中的桨舵干扰粘性流场计算。考察了桨推力、舵受力,桨舵周围的速度、压力分布。为尝试预报舵空泡性能,还考察了桨舵间距变化对舵面上的压力分布的影响,取得了与舵空泡观察试验一致的结果。本项工作为船后桨舵干扰粘性流场计算提供了基础。     

基于CFD技术的节能舵球节能效果数值预报

基于CFD技术,分别预报了单个螺旋桨、桨舵组合的水动力性能,并将计算结果与试验值比较,结果显示预报结果与试验值吻合良好.在此基础上,对螺旋桨-舵-舵球组合进行了计算,并比较了舵球设计参数对节能效果的影响.计算结果表明,舵球可以有效地提高螺旋桨的效率,在舵球直径与螺旋桨直径之比为0.292时,其节能效果最好,达7.66％.     

基于故障树模型的全回转舵桨液压系统可靠性分析

文章针对全回转舵桨液压系统可靠性进行了研究,首先对舵桨液压系统工作原理进行了分析,建立舵桨液压系统的可靠性框图及故障树模型,并结合拖轮的实际运行情况,对舵桨液压系统的可靠度进行评估,最后对提高舵桨液压系统可靠性提出了一些建议。     

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。     

桨舵干扰系统非定常水动力性能预估

基于对桨舵干扰的系统研究，本文提供了一个桨舵非定常干扰问题的理论计算方法，桨采用非定常涡格法，舵采用基于速度势的非定常面元法。在时域范围内通过迭代计算考虑螺旋桨和舵的相互影响。文中提供了一些算例考核，通过与实验结果对比，证明本文提供的方法是可靠的，可供实际应用。     

A suggestion of gap flow control devices for the suppression of rudder cavitation

This paper presents the numerical analysis of rudder cavitation in propeller slipstream and the development of a new rudder system aimed for lift augmentation and cavitation suppression. The new rudder system is equipped with cam devices which effectively close the gap between the horn/pintle and movable wing parts. A computational fluid dynamics code that solves the Reynolds-averaged Navier–Stokes equations is used to analyze the flow field of various rudder systems in propeller slipstream. The body force momentum source terms that mimic flow field behind a rotating propeller are added in the momentum equations to represent the influence of the propeller and its slipstream. For detailed explication of the new rudder system’s lift augmentation and cavitation suppression mechanism, three-dimensional flow analysis is carried out. Simulations clearly display the mechanism of the lift augmentation and cavitation suppression. The computational results suggest that the Reynolds-averaged Navier–Stokes-based computational fluid dynamics reproduces the flow field around a rudder in propeller slipstream and that the present concept for a cavitation suppressing rudder system is highly feasible and warrant further study for inclusion of the interaction with hull and mechanical design for manufacturing and operations.     

螺旋桨-舵-舵球推进组合体水动力性能的计算与仿真研究

建立了螺旋桨-舵-舵球推进组合体水动力性能的计算机仿真系统.系统研究了螺旋桨-舵-舵球推进组合体水动力性能的计算方法,建立了相关的仿真数学模型.模型中螺旋桨的水动力性能采用升力面理论涡格法计算,桨毂的影响采用Hess-Smith面元法计算.将舵及舵球的诱导速度作为对桨及桨毂进流的修正,以考查舵及舵球的影响.舵与舵球水动力的计算采用以速度势定义的面元法.在此基础上,进行系统功能设计,编制了计算机仿真系统.应用此软件设计了四种舵球方案,并进行了相应方案螺旋桨的定常水动力性能的计算对比分析.仿真计算表明,设计的舵球方案可有效地提高螺旋桨的水动力性能.其中不对称型舵球方案在实船对比测试中获得了节能5.1%,提高主机功率储备5%以上的效果.     

扭曲舵水动力数值计算和自航约束模试验测量研究

建立了桨后舵水动力的CFD数值计算方法,对两种舵的压力分布和舵力进行了比较,结果显示扭曲舵可以明显减小0°舵角时舵上的横向力和舵轴扭矩。在拖曳水池中进行了自航约束模舵力测量试验,对扭曲舵和普通舵的舵力进行了测量,试验结果也表明,在0°舵角时,扭曲舵上的受力状态得到明显改善。将舵力的数值计算结果与试验结果进行比较,两者有较好的一致性,说明建立的数值计算方法可以对桨后舵舵力进行较好的模拟计算。     

舵几何参数对桨舵系统水动力性能的分析(英文)

In order to study the effects of geometric parameters of the rudder on the hydrodynamic performance of the propeller-rudder system,the surface panel method is used to build the numerical model of the steady interaction between the propeller and rudder to analyze the relevant factors.The interaction between the propeller and rudder is considered through the induced velocities,which are circumferentially averaged,so the unsteady problem is translated to steady state.An iterative calculation method is used until the hydrodynamic performance converges.Firstly,the hydrodynamic performance of the chosen propeller-rudder system is calculated,and the comparison between the calculated results and the experimental data indicates that the calculation program is reliable.Then,the variable parameters of rudder are investigated,and the calculation results show that the propeller-rudder spacing has a negative relationship with the efficiency of the propeller-rudder system,and the rudder span has an optimal match range with the propeller diameter.Futhermore,the rudder chord and thickness both have a positive correlation with the hydrodynamic performance of the propeller-rudder system.