專利名稱：高速舵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及水上船只用的一種舵，這類舵包括一個主體和一片或多片舵翼，它們布置成能相對主體而轉(zhuǎn)動。
低速時，舵必須具有一定尺寸和攻擊角以便有效控制船只。但是。這樣的舵對較高速度可以不必很大，因為這會引起在海水中不必要的阻力，從而損失速度和不必要的高燃料耗費?，F(xiàn)有的舵往往幾乎與速度成比例地增大它們的效果。當高速時，較大的力作用在舵上，舵被轉(zhuǎn)向離開船只運動方向。這可導至舵、舵桿及轉(zhuǎn)向舵機的損壞。具有現(xiàn)有舵的船只在高速下航向突然改變時，會發(fā)生速度損失。
已知有若干種裝置，這些裝置包括船舵和具有舵翼的船底中心垂直升降板型舵。
美國專利1,128,508“應急船頭舵”說明了一種應急舵，它布置在船只的頭部，并布置成借助液壓裝置通過船頭加以推動。這種應急舵布置成用于關鍵情況，如避免海上碰撞，或如果主舵出現(xiàn)故障。本發(fā)明與美國專利1,128,508的差別在于，該美國專利1128528在實際應用中沒有固定錨定的主體，而本發(fā)明的實施例包括一個主體，它可收回至固定錨定的中心位置，并且舵翼的實際應用引起整個舵形狀的改變，從而引起流體力學舵效應，使在高速下改變方向。
美國專利3,326,168“駁船的可伸縮舵”描述了一種駁船舵，它可縮回至開口龍骨內(nèi)側(cè)，從而使舵不能轉(zhuǎn)動。這樣，舵在收回至固定龍骨內(nèi)側(cè)時，舵不工作。因而美國專利3,326,168的目的和效果完全不同于本發(fā)明，本發(fā)明總體提出了轉(zhuǎn)向效果，并準備用于高速情況，所采用的方法是將舵主體的主要部分部分地收回進入船殼上的舵葉鎖定裝置。美國專利3,326,168既未顯示，也未提及任何一種可移動的舵翼。
美國專利4,342,275“船只的翅片舵”提出了一種通常船舵，它在舵葉的尾部或船尾部分裝備有一片或多片折葉，且折葉安裝成圍繞豎直軸線而轉(zhuǎn)動，并布置成被鎖定在主舵葉的固定位置上。
挪威專利162452“水中船只的高效翅片舵”描述了一種具有輔助折葉的船舵，它借助于與折葉的樞軸轉(zhuǎn)動齒輪連接自動提供了一個相對舵葉的折葉輔助運動。折葉也可鎖定至舵葉上。
本發(fā)明涉及一種舵，當在高速下使用時，它布置成與其固定地縮回至船只船殼的舵葉的最近部分進行連接。其中舵效果通過沿所需的船頭轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)動前部折葉和尾部(船尾)折葉以改變舵形狀，而不是轉(zhuǎn)動整個舵板至相對速度方向的一個攻擊角來產(chǎn)生。在所述縮回位置，前部和尾部(船尾)折葉的轉(zhuǎn)動將前部水流以這樣的方式流過舵，即流過舵的水速在其兩個表面上是不同的。從而使兩股水流的壓力效應產(chǎn)生了合力，此力成分垂直舵?zhèn)让娌⒃诿恳凰查g橫越最凸直表面上的水流。在高速時舵借助可伸縮桿固定至船殼，可能還借助附加連接裝置固定至船殼。這使舵在水流內(nèi)的面積減少，從而減少了摩擦。
在低速時，舵從船殼向外推出，并與其先前的固定的錨定位置脫開。由于這一脫開，兩種相互配合的效應同時產(chǎn)生舵葉在水流中獲得更大的有效面積；且主舵葉可如現(xiàn)有舵一樣圍繞舵桿轉(zhuǎn)動。通過對主舵葉上前部和尾部舵折葉的常規(guī)應用還獲得了低速下舵的附加效應。
船殼中的護壁在速度方向和橫向方向均提供了增大的力負載容量。將舵部分地縮回進入護壁凹入部分中的船殼也減小舵表面，從而減少了舵穿越水流的摩擦力。
本發(fā)明限定一種舵裝置，該類型舵裝置其一端連接至船殼，并包括一個主舵體和一個或多個舵折葉，它們可相對主舵體進行轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的新穎性及特征在于，主舵體具有一個相對船殼固定地錨定中心位置，并具有舵折葉提供在高速時的轉(zhuǎn)向效果，還在于主舵體可從其固定地錨定中心位置松開，并布置成作為整體以已知的方式進行轉(zhuǎn)動，尤其是在低速時使船只轉(zhuǎn)向。
本發(fā)明提出實施例的新的及區(qū)別特征的更多細節(jié)可在權(quán)利要求書中找到。
下文將參考附圖對本發(fā)明加以描述。幾個獨特的特征和優(yōu)點將由結(jié)合附圖的詳細描述顯現(xiàn)出來。


圖1顯示了本發(fā)明提出的船只和舵裝置的垂直局部截面圖。
圖2顯示了圖1中裝置的側(cè)視圖及沿船只的垂直截面圖。
圖3是本發(fā)明提出的舵裝置的水平截面圖，舵裝置的可轉(zhuǎn)動舵折葉位于右舷側(cè)的“升”力位置。
圖4顯示了對應圖3的可轉(zhuǎn)動舵折葉位于向著左舷側(cè)的“升”力位置。
圖5顯示了裝置上側(cè)的局部水平視圖，該裝置包括具有齒條和齒輪的一個支撐。
圖6示意地顯示了船只、轉(zhuǎn)向舵機和可伸縮舵桿的橫截面圖，以及本發(fā)明提出的舵在其從船殼移出的低速位置的局部視圖。
圖7示意地顯示了船只、轉(zhuǎn)向舵機和可伸縮舵桿的縱向截面圖，以及舵在其從船只移出的低速位置時的局部側(cè)向視圖。
圖1中舵葉以3標明，它具有一個相應的舵桿8。船只的船殼1具有船殼凹入部分12，其中舵可借助可伸縮舵桿8縮回。舵桿8因而也就是舵3在舵縮入船殼凹入部分12時不轉(zhuǎn)動。
圖2顯示了船殼1、轉(zhuǎn)向舵機10、舵桿8和船殼凹入部分12的縱向截面，以及舵葉3的正視圖，舵葉3具有大體上垂直的軸頸軸承固定的前部和尾部舵折葉或翼5和6。
圖3顯示了舵的一個水平截面，其舵的折葉位于右舷“升”力位置，以使前部舵折葉5A和尾部舵折葉6A轉(zhuǎn)向左舷側(cè)。尾部舵折葉6的中間方向示于圖中。尾部舵折葉安裝成可相對軸部件16轉(zhuǎn)動(圖5)。此結(jié)構(gòu)將使船只的航向改向左舷側(cè)，如果舵安裝在船尾。
圖4顯示了對應圖3的截面，其舵的折葉位于左舷“升”力位置。此結(jié)構(gòu)將使船只的航向改向右舷側(cè)，如果舵安裝在船尾的話。此處所示的舵折葉是位于右舷位置的前部折葉5B和尾部舵折葉6B位置，并顯示了中間位置6。
圖5顯示了自上觀察的舵的部分視圖，其舵折葉5、6借助交叉轉(zhuǎn)向桿21、22相互相連，交叉轉(zhuǎn)向桿21、22樞軸轉(zhuǎn)動地連接至安裝在前部舵折葉上的轉(zhuǎn)動橫桿的端部15A、15B，以及樞軸轉(zhuǎn)動地連接至安裝在尾部舵折葉上的轉(zhuǎn)動橫桿的端部16A、16B。前部和尾部舵折葉的轉(zhuǎn)動運動是圍繞軸15、16進行的。由共用轉(zhuǎn)動軸20傳出的力借助一個齒條和齒輪機構(gòu)，通過一個或多個轉(zhuǎn)向桿21、22進行傳輸。在一個優(yōu)選實施例中，力的傳輸是通轉(zhuǎn)動軸20上的齒輪及轉(zhuǎn)向桿中的一個22進行的。
在低速時，人們需要較大的有效舵面積，因而也即較大的轉(zhuǎn)向效果時，本發(fā)明提出的舵葉借助可伸縮桿8從其在船殼1的凹入部分12中的固定位置移出，如圖6所示，因此，整個舵3、5、6可借助轉(zhuǎn)向舵機10圍繞可伸縮桿轉(zhuǎn)動，該可伸縮桿一般是豎直的。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例具有沿著從船殼向外的方向在寬度和厚度兩方面都呈略為逐漸變細的形狀。這種逐漸變細的形狀對在高速時通常在舵上出現(xiàn)的力作用在主舵葉3及其固定件上的負載是優(yōu)選的，也即對舵在豎直平面中的彎曲風險是優(yōu)選的。
作為主舵葉3逐漸變細的想法的延續(xù)，但與其是否逐漸變細無關，出于上述相同理由，使舵折葉5、6也逐漸變細以減少可能出現(xiàn)于舵折葉上的彎曲力。這種可能的逐漸變細在圖2和7中以標號7表示。
本發(fā)明可以安裝在船只上的一個單獨主舵加以實施，或以雙舵加以實施，此雙舵為兩個基本平行安裝的主舵以獲得最佳效果。
此舵并不限于僅作為船舵，也即安裝在船只船尾的一個或多個主船舵的實施例，而是也可用作水平或亞水平布置的穩(wěn)定折葉，以防止海浪引起的搖晃以及在航向改變過程中船的傾斜。
本發(fā)明或限于船舵，但也包括艦船或水下裝置的舵，它可借助本發(fā)明提出的水平或亞水平深度舵改變其深度，或用作在被驅(qū)動和被牽引或推動的船只和設備諸如ROV潛艇和防潛艇器中應用的諸如平衡舵、穩(wěn)定舵。
顯然，根據(jù)附圖所描述的實施例以簡化和示意方式局部加以說明和顯示以描述本發(fā)明的原理。對于所描述結(jié)構(gòu)的若干特征，有可能加以改變，并添加結(jié)構(gòu)細節(jié)，同時仍保留本發(fā)明提出的主要思想和解決方案。
權(quán)利要求
1.一種舵，特別是用于水中船只的舵，它在其一端與船只的船殼(1)連接，并包括主舵葉(3)和舵折葉(5、6)，舵折葉(5、6)布置成可相對主舵葉(3)轉(zhuǎn)動，其特征在于主舵葉(3)布置成位于相對船殼(1)的固定地錨定中心位置，并具有安裝在主舵葉(3)上的前部和尾部的兩個或多個舵折葉(5、6)，它們被布置成在高速下使船只轉(zhuǎn)向；以及主舵葉(3)布置成可從其固定地錨定中心位置脫開，并布置成可作為整體以通常方式進行轉(zhuǎn)動，尤其是用于在低速時使船只轉(zhuǎn)向。
2.如權(quán)利要求1的舵，其特征在于，主舵葉(3)布置成從其固定地錨定中心位置移離至可轉(zhuǎn)動位置。
3.如權(quán)利要求2的舵，其特征在于，主舵葉(3)安裝在可伸縮舵桿(8)上，該可伸縮舵桿(8)布置成可沿著舵桿軸線移動主舵葉。
4.如權(quán)利要求3的舵，其特征在于，船只的船殼(1)具有凹入部分(12)，它布置成將主舵葉(3)鎖定在其固定地錨定中心位置上。
5.如權(quán)利要求1-4之一的舵，其特征在于，主舵葉(3)沿著從船殼(1)向外的方向逐漸變細成狹窄形狀，最好在寬度和厚度上都沿著從船殼(1)向外的方向逐漸變細成狹窄形狀。
6.如權(quán)利要求1-5之一的舵，其特征在于，舵折葉(5、6)沿著從船殼(1)向外的方向逐漸變細成狹窄形狀，最好在寬度和厚度上都沿著從船殼(1)向外的方向逐漸變細成狹窄形狀。
7.如權(quán)利要求1-6之一的舵，其特征在于，主舵葉(3)具有前部舵折葉(5)和另一尾部舵折葉(6)。
8.如權(quán)利要求7的舵，其特征在于，舵折葉(5、6)通過(21、22)機械連接，并布置成從共用轉(zhuǎn)動軸(20)施力進行相對轉(zhuǎn)動運動。
9.如權(quán)利要求8的舵，其特征在于，橫桿(15A、15B，16A、16B)應用樞軸轉(zhuǎn)動連接至橫桿相應端部的交叉轉(zhuǎn)向桿(21、22)安裝到每一舵折葉(5、6)上，一個或多個轉(zhuǎn)向桿(21、22)最好借助一個或多個齒條和齒輪機構(gòu)連接至共用轉(zhuǎn)動軸(20)。
全文摘要
一種舵,特別是用于水中船只的舵,它在其一端與船只的船殼(1)連接,并包括主舵葉(3)和布置成可相對主船葉(3)轉(zhuǎn)動的舵折葉(5、6)。發(fā)明的新特征在于,主舵葉(3)布置成位于相對船殼(1)的固定地錨定中心位置,并具有安裝在主舵葉(3)上的前部和尾部的兩個或多個舵折葉(5、6),它們被布置成在高速下使船只轉(zhuǎn)向;以及主舵葉(3)布置成可從其固定地錨定中心位置脫開,并布置成可作為整體以通常方式進行轉(zhuǎn)動,尤其是用于在低速時使船只轉(zhuǎn)向。
文檔編號B63H25/06GK1265075SQ98807539
公開日2000年8月30日 申請日期1998年7月21日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月23日
發(fā)明者阿里爾·K·薩穆埃爾森 申請人:挪威國家石油公司