[发明专利]一种大型船舶挂舵臂的设计方法

说明书

本发明公开了一种大型船舶挂舵臂的设计方法，包括以下步骤：步骤一，根据舵叶设计图和舵叶设计图上的舵叶型值表及标注尺寸绘制舵叶的轮廓线；步骤二，绘制整个舵叶的顶板轮廓线；步骤三，根据舵叶的底板至船体底面的距离以及船体艉部的结构形式，确定挂舵臂的顶板至舵叶的底板的距离，并根据舵叶与挂舵臂的嵌合结构确定挂舵臂的底板至舵叶的底板的距离；步骤四，绘制挂舵臂的底板上的站点和站线以及挂舵臂的顶板上的站点和站线；步骤五，绘制挂舵臂的底板轮廓线和挂舵臂的顶板轮廓线；步骤六，确定挂舵臂的尾部中止位置及形状。本发明的大型船舶挂舵臂的设计方法设计出的挂舵臂的轮廓线形既具有良好的流线形状，又与舵叶的线形自然顺势过渡。

技术领域

本发明涉及一种大型船舶挂舵臂的设计方法。

背景技术

大型船舶的航向改变是由操纵设备来完成的，舵是最常用的操纵设备。舵的形式很多，按其与船体的连接方式可分为普通舵、半悬挂舵和悬挂舵。大型船舶的尾部线型一般为开式尾框，因此常用的是半悬挂舵。半悬挂舵的上半部通过舵钮与挂舵臂相连接，下半部呈悬挂状。挂舵臂1是固定在船体艉部2外的臂状构件，其上部臂体伸入船体，并与船体艉部2的外板和结构牢固连接,下部臂体和舵钮与舵叶3相匹配(见图1)。

挂舵臂吊挂在船体艉部，船舶正常航行时浸没在船体艉部水流中。船艉水流十分复杂，既有船舶航行时产生的伴流，也有螺旋桨工作时产生的涡流，还有海水本身的潮流和波浪，它们相互影响，相互作用。挂舵臂的存在，增加了船舶航行时的阻力，但如果其外形设计的科学合理，则增加的阻力很小，可以忽略不计。实验证明，如果挂舵臂与舵叶配合恰当，还可以起到提高船舶航向稳定性的作用。如何设计挂舵臂的轮廓线形，目前并没有相关文献可供参考。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种大型船舶挂舵臂的设计方法，它设计出的挂舵臂的轮廓线形既具有良好的流线形状，又与舵叶的线形自然顺势过渡，减小了船舶航行时的阻力。

本发明的目的是这样实现的：一种大型船舶挂舵臂的设计方法，包括以下步骤：

步骤一，根据舵叶设计图和舵叶设计图上的舵叶型值表及标注尺寸按以下工序绘制舵叶的轮廓线：

(1)先绘制舵杆的中心线，再根据舵叶设计图上标注的尺寸分别绘出与舵杆的中心线垂直的舵叶的底板中心线和舵叶的顶板中心线；

(2)根据舵叶设计图上标注的舵叶的底板长度，在舵叶的底板中心线上截取舵叶的底板首端点0和舵叶的底板尾端点10，并在舵叶的底板首端点0和舵叶的底板尾端点10之间作10等分，得到等分点1～9，将舵叶的底板首端点0、舵叶的底板尾端点10和等分点1～9均命名为舵叶的底板中心线上的站点0～10；

(3)过舵叶的底板中心线上的站点1～9分别作舵叶的底板中心线的垂线，并将这些垂线命名为舵叶的底板上的站线；根据舵叶型值表，以舵叶的底板中心线上的站点1～9为基点，在舵叶的底板上的各站线上分别截取与舵叶的底板中心线上的站点1～9对应的舵叶的底板半宽值，得到舵叶的底板半宽点1’～9’；

(4)先在舵叶的底板中心线上的站点0～1之间再插入舵叶的底板中心线上的站点1/2和1/4，接着过舵叶的底板中心线上的站点1/2和1/4分别作舵叶的底板上的站线，再根据舵叶型值表，在这两条舵叶的底板上的站线上一一对应地截取与舵叶的底板中心线上的站点1/2和1/4对应的舵叶的半宽值，分别得到舵叶的底板半宽点1/2’和1/4’；

(5)依次将舵叶的底板中心线上的站点0、舵叶的底板半宽点1/4’、1/2’、1’～9’光顺连接，并将形成的曲线向舵叶的底板中心线上的站点10顺延，使之与舵叶的底板尾部的圆弧相切，从而得到舵叶的底板一侧轮廓线，以舵叶的底板中心线为对称轴镜像，得到整个舵叶的底板轮廓线；