平板舵（single-plate rudder），舵葉剖面呈平板狀，其主體為一單板，故也稱單板舵。舵葉兩側設有交替安裝的橫向加強筋的舵臂，以增加其強度。這種舵阻力較大，其舵效隨著舵角的增大而變差，失速現象發生得早。所以僅用於非自航船、帆船或小艇上。
基本介紹
- 中文名：平板舵
- 外文名：single-plate rudder
- 形狀：剖面呈平板狀
- 別稱：單板舵
- 結構：舵葉兩側交替安裝橫向加強筋舵臂
- 一級學科：船舶工程
簡介,提高平板舵應舵措施,平板舵結構方面改進建議,平板舵舵葉厚度,舵葉水平加強筋,
簡介
舵的構造按其截面形狀之不同，有平板舵與流線型舵兩種。
平板舵由舵板、舵臂、上舵桿、下舵桿的舵銷和連線法蘭等構件組成。
圖1
圖1舵通常布置在船體的艉部下，由於舵離開船舶重心較遠，這樣可以獲得最大的轉船力矩。此外，舵布置在艉端也可受到良好的保護。
舵的具體布置方式如圖1所示。各類船舶根據實際需要，選擇舵的布置和舵的數量。舵的數量是根據各類船舶操縱性要求而定的，其中要求船體迴轉性能高的船舶，通常是設定多舵結構的，如客船或專業性船舶，尤其在軍艦上最為多見；而以航向穩定性要求為主的船舶，則採用單舵結構的較多，如大中型貨船、油輪等。
實踐證明，舵所產生的轉船力矩大小，與船舶航速、舵葉的剖面形狀以及舵角有關，但最大舵角應受到限制、否則會使轉船力矩減少，因此舵角一般取±35°以下為宜。舵所產生的轉船力矩不同於轉舵的力矩。
提高平板舵應舵措施
根據《內河船舶設計手冊》介紹，平板舵的升力並不比同樣外型的流線型舵低，特別是小舵角時，其升力甚至超過流線型舵。但它的缺點是舵的阻力大，壓力中心變化幅度大，力矩係數Cm大。裝在豐滿船尾處不能消減漩渦，對正車葉的平板舵又不能對尾流起整流作用（不能提高推進效率）。由於平板舵的造價低廉，施工簡易，且小舵角時的舵效高，所以在內河小型船舶上還廣泛使用。灕江旅遊客船均為小型內河船舶，且吃水淺，靜態下還有一部分舵葉露出水面，能不能消減漩渦或提高推進效率對其要求並不重要，實際上也做不到，只能選擇放棄，把著重點放在發揮平板舵的優勢。尤其是小角度時，其升力大，舵的迴轉性能好，對航道狹窄、淺水的灕江船舶來說防止碰撞、擱淺、觸礁極為有利。
為了提高舵效和推進性能，建議在平板舵的上端和下端加設蓋板，既有壓浪和整流作用，又可減少空泡現象的發生，對提高舵效和保護舵葉不受空泡腐蝕是大有好處的。另外還可將舵葉上的水平加強筋加工為縱向整流板，以加強整流作用，對有部分舵葉露出水面的灕江旅遊客船來說，在低速航行或靠離碼頭時，舵效可獲最佳。
增大舵面積也是提高舵效的有力措施，但舵面積A不宜太大，否則會使正常航行時操舵次數過於頻繁，造成航向不穩定，同時也增大了舵機功率消耗和船舶航行的阻力
根據《廣西內河船舶回航穩性研究》項目中的“廣西航運管理01-001船舶回航試驗報告”，舵面積係數μ建議可按下式確定：
平板舵結構方面改進建議
平板舵舵葉厚度
舵葉強度計算，可將平板舵視作一邊完全自由（舵葉後緣），三邊剛性固定（舵板與舵桿連線處及舵板與加強筋連線處）的剛性板，並承受水流的均布載荷（摩擦阻力）。根據材料力學，最大彎矩產生在長邊中點處，即：
根據傅汝德公式計算摩擦阻力Rm為：
為此，可設定單板舵舵板厚度t按下式計算：
舵葉水平加強筋
《鋼質內河船舶建造規範》（2009）規定，單板舵葉與水平加強筋在舵桿處的帶板剖面模數W應不小於按下式計算所得之值：
式中：V為船舶設計最大航速，km/h；b為舵葉後緣至舵桿中心線的水平距離，m；
