3万吨级化学品船舵系统设计

供船舶行业的同仁参考

%万吨级化学品船舵系统设计

谢家文

&广船国际技术中心(

摘响。

要：介绍舵系统的设计，水下检验、冰区加强以及规范修改对舵的要求和影

舵系统

设计

A—舵面积&1"(B—吃水&1()—船长&1(4—船宽&1(D4—方型系数"—排水量&E(

按以上公式求得本船所需舵面积A,%#0/31"，而实际的舵面积&计入舵顶水平线以下的全部挂舵臂面积(A,%.0"/1"，满足规范的要求。

还有利用船型统计资料和图谱确定舵面积的方法，这里就不多谈。

关键词：化学品船

船舶的操纵性是衡量一艘船舶优劣的重要性能之一。操纵性包含船舶的航向稳定性和回转的灵活性。舵系统是操纵船舶的设备，该系统设计好坏直接影响船舶营运的安全性。现就我公司承建的%万吨级化学品船舵系统设计中的若干问题，阐述如下。

!舵面积的确定

船舶的主尺度为：总长)*+,-./!0!1，

两柱间长)22,.3/0###1，船宽4,"50"#型深6,.%0’!1，设计吃水7,50!#1，1，

舵面积航速8,.$0!9:。主尺度确定以后，的选择就直接影响船舶操纵性。选择舵面积有几种方法，一般是选择一艘船型及主尺度和新设计船较接近、操纵性也好的母型船。看其舵面积是船体纵中剖面水下侧面积比例的多少，以此来确定新船的舵面积比例，并在规格书中写明。我们所接触过的许多大、中型船，舵面积大多选为.;!’<.;3#水

下侧面积，本船舵面积确定为.;3#水下侧面积。舵的高度=,/0%1，舵上顶板宽度

下底板宽>,$03"1。>,%0!!1，

鉴于6?8和@)规范对舵面积有规

《船舶入级规范》定。所以我们还按照6?8中对于处于螺旋浆尾流正后方的舵面积的决定，验算本船舵面积是否达到规范的要求。

A,B);.##&.C!#D"4&4;)("(D4,";.0#"!)4B

式中

广船科技

"##$年第%期&总第’!期(

"关于操纵性预报

这是选择舵面积的重要考虑因素。由于

本船在规格书中阐明要满足FGHA0/!.&.’(

《船舶操纵性临时标准》决议提出的。该标准&+(长度规定对于具有舵和螺旋浆型的海船：等于和大于.##1的海船以及&>(不论其长

度的化学品液化船和气体运输船。要求在设计阶段对这些船舶作出操纵性预报&经验预报，模拟计算预报或模型试验预报(，并在船舶完工后进行实船试验，试验结果应符合标准规定的操纵性指标!回转纵距不应超过$0!个船长&)(，回转直径不应超过!个船长；"舵角转向左舷;右舷.#时船舶从原船首方向到改变船首方向.#I时，船舶的移动不应超过"0!个船长；#全速后退停止实验中的迹延长不应超过.!个船长。这个标准

!

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对船舶的操纵性要求是较高的，也是船东最关注的问题。所以，船东在审图时要求舵面积增大一点。据有关的统计资料记载：对于单螺旋浆船，舵面积比"%4/07%&(!@&(1A；油船"%&("@&(1A，本船的"%满足要求。&(2A，

按惯例，我们还在船池作了操纵性试验，结果如表&。

表&

装载状态

FG—压力中心距舵的导缘的距离#B,

4—舵面积#B3,

$—航速#B/I,#—转舵角度#:,

尽管该公式忽略了船体及螺旋浆的影响，也忽略了展弦比的影响，但因为简单方便，而且得出的结果偏于安全，故应用较多。

有时候，我们也用.H$规范中的公式来确定舵力。

操纵性试验

试验结果./0%&(123

45/0%"(6’".7/0%3(’164-%&(")3!&68&%9(2):!&683%33(9):!368&%33()):;7%!(3230./0%"(66&45/0%"()6&.7/0%"(26)4-%&()3’!&68&%’(3):!&683%)(9:!368&%&6(6:;7%!("660

<=>衡准—?’()?)?3()?&!(3:?"’(3:?3):?&)0—?’()?)?3()?&)():?""(":?3):?&)0

试验内容

在366"年版劳氏规范中对舵的压力中心侧向力已有了计算公式：

C0%&"3J&J3J"J7K4L$3式中

查表可得。J&，J3，J"，J7K为系数，

C0—侧向力#*H,

4L—舵面积#B3,

$—舵最大的服务速度#*+,。

回转试验

设计吃水#$%&’()*+,

-形操纵试验

停车试验回转试验

"舵销直径

压载吃水#$%&)()*+,

-形操纵试验

按3663年版劳氏规范中的舵销直径计算公式，本船的直径为：

$C0%M6&/3N"&E’(&2$#4C0OL,&/3P%"26BB

式中

M6—舵销材料因素

4C0—舵销支承的舵面积#B3,$—航速#*H,OL—舵系数

而按366"年版劳氏规范中的舵销直径计算公式，本船的直径为：

$C0%6(")#QM6,%’6)(!BB

式中

Q%R/G!C0—轴承力#对于单舵销,

R—从舵面积中心到下舵承中点距离#B,

J—从下舵销轴承中点到下主舵承中点距离#B,

从以上的计算看出，新规范对舵销的要求高了，直径比原来增加")(!BB。

停车试验

从试验结果看是满足《船舶操纵性临时

标准》的各项要求，考虑到本船是化学品船，要求较高，且在可能的情况下也应尽量满足船东的要求。所以，最后还是把舵叶的导、随边从斜线变成垂直线，舵的可动面积从4%3!(!&!B3增大到4%31("32B3，从而使舵面积比达到"%&(93A。

!舵力的确定

在366"年以前，劳氏规范对舵力的计算

是没有具体的计算公式的。所以，我们在确定舵力时通常是采用乔赛尔公式：

C+%1(9&!’&(");D+#/#6(&1)E6("6);D+#,!4$3

FG%#6(&1)E6("6);D+#,式中

C+—作用在舵上的法向力#H,!

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!舵销的保护

舵销与舵钮接触部分为工作部位，经常

舵头上的制舵器。要将舵固定在船中心线的位置处是件很难办的事。但必须想办法保证船后退时舵转动角度尽量小。本船在舵板和挂舵臂处装设一对限位块，把船倒车时舵转动的角度限制在最小角度&大约只能做到角度越小越好)，使舵叶不再转动，%(56$(5，

以免损坏舵系统。

磨擦。所以用耐磨和耐腐蚀的不锈钢制成轴套包覆在舵销上，舵销与轴套采用过盈配合。为了防止海水进入接触表面，以前的作法是轴套的上下端充填密封填料。本船应船东的要求把轴套的上端用不锈钢板焊牢，下端充填密封填料。

$对舵叶结构的局部改进

挂舵臂以上的舵叶，在舵杆与舵叶锥体

"水下检验对舵销的要求

本船被授予!/01&水下检验)符号，劳

连接部分，舵杆下端紧固螺母以下空间一般都设计为不水密。但船舶营运了一定时间以后，该处舵板的内侧和水平隔板容易锈蚀，又无法重新油漆。为了消除这一缺陷，我们在增加一块缓装水平封板，/01检查孔的上面，

把该处的右侧舵板也作为缓装件&加焊接垫板)，在舵销装好后，把水平封板装焊后再装舵板，并要求所有焊缝为全焊透，使该处变成水密空间，满足船东的要求。

氏船级社委员会将接受水下检验以代替规定(年间隔的"次特 …… 此处隐藏：2770字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……