差動舵

差動舵是特殊船舵的一種，指由三個或三個以上舵葉組成而轉動時各舵葉的舵角有差異的舵。差動舵一般由多舵葉組成的舵。通常，單槳船舶由三個舵葉組成，而雙槳船舶卻由四個舵葉所組成。利用各舵葉的不同轉動角度把尾流導向一側，以提高船舶轉向能力。

基本介紹

• 中文名：差動舵
• 外文名：Differential rudder
• 實質：轉動時各舵葉的舵角有差異的舵
• 學科：船舶工程
• 特點：由三個或三個以上舵葉組成
• 屬性：特殊船舵的一種

簡介

如右圖所示，差動舵由三個或三個以上的舵葉組成，轉舵時，通過轉舵聯動機構，幾個舵葉相應轉成不同的舵角，前後相近的舵葉組合成，猶如襟翼舵，可以增加舵效。三個舵葉組合起來，猶如構成一個導管，把螺旋槳尾流導向一側，從而也提高船舶轉向能力。

差動舵簡圖

優點

差動舵的主要優點是舵效好。從圖1可以看出：左舷兩隻舵首尾銜接，形成大拱度的組合舵，猶如“襟翼舵”一樣，因而也就兼有“襟翼舵”的優點；右舷兩隻舵形成喇叭狀，起到導流作用。因此，差動舵可提高舵的水動力特性，增大了舵壓力和轉船力矩。採用差動舵後，船舶的迴轉性可大大改善。根據各種舵型在同一自航模上試驗結果表明：差動舵比之其他舵型，效果較好。差動舵主要適用於船寬較大、吃水較小、需多舵布置的內河船舶上。

圖1 差動舵舵葉布置

設計原理

圖2所示的是差動舵傳動示意圖。從圖中可以看出：二隻中舵舵桿上各裝有一隻繩輪(舵輪)，而左、右邊舵舵桿上卻各設上、下兩隻偏心的繩輪(偏心輪)。每一中舵舵輪各用一根鋼索與邊舵上偏心輪連線起來，同時用另一根鋼索把左、右邊舵下偏心輪之間也連線起來，並在鋼索中段設定一個彈簧裝置。兩隻中舵，是利用一般的連桿(圖上未示出)連線而使其同步動作的。

圖2 差動舵傳動示意圖

圖示為向左舷轉舵的情形。當中舵向左舷轉舵時，左舵輪收進(捲入)鋼索，帶動左邊舵的上偏心輪跟著轉動，於是左邊舵也向左舷轉舵；此時，左邊舵的下偏心輪一邊隨舵桿轉動，一邊亦收進鋼索且帶動右邊舵的下偏心輪轉動，於是與該偏心輪同軸的右邊舵亦向左舷轉舵；同時，裝在右邊舵舵桿上的上偏心輪，一邊隨著轉動，一邊收進右舵輪所放出的鋼索。顯然，舵輪所收進(或放出)的鋼索長度，與邊舵舵桿上的上偏心輪所放出(或收進)的是相等的；左、右邊舵上的兩隻下偏心輪所收進與所放出的鋼索，理論上彼此亦是等長度的，但由於機構存在安裝間隙和設計計算上的誤差，不是在所有舵角下都是等長度的。因此，使同一隻舵在向左舷轉舵時所放出(或收進)的鋼索長度，與在向右舷轉動同一角度時所收進(或放出)的鋼索長度可能有微小的差別。此時，彈簧以其一定的伸縮量就可自動地彌補鋼索長度的變化。

我們知道，由於偏心輪的尺寸比舵輪小得多，在轉過相同弧長(相同鋼索長度)的條件下，偏心輪所轉過的角度就較舵輪為大。儘管，左、右邊舵上的兩隻下偏心輪的尺寸是相同的，但是偏心輪在轉過同一弧長的條件下，從半徑較大處向較小處轉動，與從半徑較小處向較大處轉動，其所轉過的角度是不等的。前者角度較大，後者較小。而這也就是差動舵的設計原理。