专利名称：包括一个降低空化的扭曲型舵、特别是平衡舵的高速船用舵装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种^4^WJ要求l前序部分所述的包括一个斷氐空化的扭曲 型舵、特别是平衡舵的高速船用4樣置。
背景技术：
已知^t不同结构形式的带有或不带铰接上的尾鳍的M，如平衡航或平
衡成型舵。同a已知带有扭曲型舵叶的船舵，所i^;叶由两个上下相互重叠
的舵叶段构成，所it^叶段的朝向螺旋桨的前缘(Nasenleiste)紛口下方式侧 向偏置，即， 一个前*4^月左舷偏置，另外一个前多^月右舷偏置。
JP (A) Sho 58-30896描述了一种带有一个扭曲型航叶的船舵，所絲叶 由一个上段与一个下^iM，其中这个两^其朝向螺旋桨的方向上受到M， 并ibi以这种方式这两个段只有涉;SJ，J前缘的区域才侧向偏置，然而向两个
GB 332,082同样^Z/Hf—种带有一个扭曲型舵叶的皿，所^S叶朝向螺 旋桨的成型区域(也lt^说前缘)向右舷和向左舷侧面安装，其中前缘是以尖 状收缩的形式构成。两^叶段的横截面轮廓构成方式为两^HS叶段位于左 舷侧和右舷侧的侧壁面在后緣之间直至侧向弯曲的前缘是无隆曲亦即直线延 伸，从而侧壁面不具有以不同曲率半径向外拱曲的区域。除jtb^卜，舵叶的轮 廓结构如下两个相互重叠设置的舵叶段的两个横截面面积大小相等，并JL^ 舵叶的整个高麽Ji^f申。通过尖状收缩的前,成4JUt的切口，所述切口受到 空^/^/ft用与损坏。利用这种舵的轮廓形脉改4#^力。
现代化船的逸变不断提高。,行lfci^增加，流动iiJL也会增加，那么 螺放桨和皿的负荷也会增加。已知舵叶的型面对称性会导致船^面产生低压区域，而低压区域会导致空泡/化与侵蚀。在舵叶上流速极端加速的部位会产 生空泡。这时，螺縣的高速旋转;綠拟g叶表面。这种强加ii;l把静态压力 降至水的蒸〖^力之下，这样就会产生可能会突然内爆的气泡。这种内爆导致
损坏4g叶表面，从而为》b^付出昂贵的维修成本，大多数情况是必须^^]新的
舵叶。
发明内容
本发明的任务在于提fr"种船用皿置，它具有;tA寸以;^^A寸的、
特别是具有扭曲型舵前缘的平衡舵叶，在其中可以避免由于形成空泡而在舵叶 上产生侵蚀现象(特别是在带有高负荷螺^J^的高速船中^ 1时)，并且配置一
^W支承装置，在所i^沐支承装置中，伸A^叶的舵杆筒通过一个在底面
M的颈轴^fe^力直M递⑩身，其中悬臂上的力传iHA以无扭矩的纯弯 曲应力的形i^^生的。除》b^卜，还要吸收作用在舵叶下部区域的、通过具有 超高aii的螺凌桨排7jc产生的力，并JlJi針衡舵叶，而不出现絲用轴承的
损坏。itb^卜，舵叶的扭曲区雞当具有封闭的it)度。
在按开头所述形式的縱置中，通过具有^5U，漆求1所述特征的带有特殊 4沐支^L置的扭曲型平衡舵叶的功^N互作用解决上述任务。
*匕，^^>^发明的^^置的特#于
a)包括一个具有一个较小型面厚度的细长型面的M平衡舵叶，平衡舵叶 由具有相同或不同高度的相互重:fi殳置的舵叶^i赋，M包括一个高度比上 舵叶段的高度小的下舵叶段和朝向螺旋桨的具有;Ut半圆形型面的前缘，所述 前,过以下方式定位，即，相对于舵叶的纵向中心线LML， 一个前缘向左舷 BB或右舷SB侧向偏置，而另一个前缘向右舷SB或左舷BB侧向偏置，其中 两愤叶段的侧壁面^^一个背向螺旋桨的后缘，
al.)其中，所述两个前^所i^缘锥形向下，缩小地延伸，从而横截 面面积^Ji部区域OB至下部区域UB减小；
a2.)或者后缘直线地并且平行于^4f延伸，并且两个前^^形地向下自 缩小地x3^伸，从而^^截面面积的尺寸M部区域OB朝下部区域UB减小；a3.)其中上舵叶段与下舵叶段的横截面部分在后缘与舵叶最大型面厚度 PD之间的区域内具有一个"MX,该^0 少等于上舵叶段与下舵叶段的##1 面部分的在舵叶最大型面厚度PD与前纟彖之间的长复L1的1 Vz倍，
a4.)其中上航叶tt左舷侧BB和下舵叶絲右舷侧SB各有一个緩^^瓜形 延伸的并JL^前缘向后缘方向延伸的侧壁部分，该侧壁部分的M为L2，该长 度在侧壁部分的从前缘至最大型面厚PD的长度L，2加上一个至少等于&变L，2 1/3的&变L"2上延伸，其中直线延伸的侧壁部分与所述援^^瓜形延伸的侧壁部 W目连，所述直线延伸的侧壁部^if到后缘中，
a5.)其中上舵叶絲右舷侧SB和下舵叶絲左舷侧BB各有一个强4^瓜形 延伸的侧壁部^从前缘向后缘方向延伸的^1为L3的侧壁部分，该长度等于 侧壁部分的从前缘至最大型面厚度的^LL，3加上一个至少等于长度L，3的1/3 的钇变L"3，其中直线延伸的侧壁部分与所述强^^瓜形延伸的侧壁部^目连， 所述直线延伸的侧壁部^t到后缘中，
a6.)其中两个直线延伸的侧壁部分具有^j"相同的长度，并且位于两^H!'J 壁部分之间的滅面部^i殳计为大小相同和对称的，以及
a7.)其中，^^<1^瓜形延伸的侧壁部分与纵向中心线之间的间隔大于强拱 弧形延伸的侧壁部分与纵向中心线之间的间隔，并iL在两个緩^^瓜形延伸的侧 壁部分之间位于纵向中心线两侧的各横截面部分设计为非对称的，并且
a8.)在两个相互重叠设置的舵叶段的两个侧向偏置部分的过渡区域中设置 导流板，所述导流板构成与前缘的弧形延伸相对应成型的流线体 (Str6mungsk6rper)并JL^盖所述偏置区域，所述导;射反具有流线型的^^的 且与舵叶外壁相匹配的细长形或半球形型面，其中一个导^^AJi舵叶段的前 缘一Jl^伸到该上舵叶段的侧壁之中，另 一个导^W，J从下舵叶段的前缘一直 延伸到该下舵叶段的侧壁之中，并且
b)包括一个与航叶在功能上相互作用的M，所述4沐带有至少一个轴
承，
bl.)其中，舵杆与安勤b^杆的舵杆筒一起设置在最大型面厚度PD区域 中，或在最大型面厚度PD与上舵叶段的前缘之间诏！在上舵叶段中，并且以其端侧的紧固装置在上舵叶段的整个高^4伸，其中所ii4^H^由锻钢或 一种其它合适的材辨'J成，所ii^t筒做由锻钢或一种其它合适的材m'J成，
b2.)其中深^Ji舵叶段中的用于松叶的松fr筒作为悬臂设有一个中心的内
纵向；L用于安^4t,
b3.)其中，树筒滅面是薄壁结构的，并JU!W筒在其用于支承贿的 自由端区域内在内壁侧具有一个颈轴承，以及
b4.)其中^^f在其端部区域内以1分^M沐筒伸出并JJt过该部分的末 端与上舵叶糊连。
令人意想不到地已表明，通过作为平衡舵的扭曲型舵叶的本发明结构，下 舵叶段得到一种细长的形状，所述平衡舵型面厚度较小，并糊沐支^^舵叶 的上舵叶段中的最大型面厚度的区域内，从而尽管击打在舵叶上的螺旋桨排水 的iiJL较高，但是没有附加的力消耗，也可以##舵叶的平衡，即4^它叶具有
最大的尺寸，而仅^ii过扭曲型舵叶与舵叶支承装置的功育LH目互作用就能达 到，但是在其它舵叶结构与姚支承装置中就不能iii，j这种目的。
通过本发明创造了一种4樣置，也f^t^说一种由两个构件组成的系统，即 一个扭曲型的舵叶与一个在功育Lh与jtM它叶相互作用的特歹tt支承的4沐。这 种4樣置是构建大型与特大型平衡舵叶的满意技术方案。其中^a^:叶的上舵
身上。力传递i作为悬臂的形iUjt的:也t^B议以純弯曲负荷的形iUjt 的，而没有扭矩。这样，这种4沐筒横截面可以以相对薄壁的形式构成。这种 薄壁性非常重要，因为M筒的下部区域安置在舵叶中，也iUJUt上舵叶段 中，并JUt样对舵叶的型面厚度有直接的影响。只有细长的舵型面，也!6i较 小的型面面厚度，才完全可以建造高育^t的舵叶，因为一^Ng型面,，在螺 4t^水加速流动中所产生的阻力也f^大。
扭曲型舵叶与4沐支承装置组合的4樣置的另外一个优点在于，使用了高 等^#料。只有通过按本发明树支絲上舵叶段中，才能^ ]高强度的锻钢， 才能&'J根本降低重量的目的，也就是说降低至相同功率的传统舵的重量的
50%。与^支承装置组合的4樣置的另外一个主要优点在于，只有通过^A到
舵叶中也f^ULh舵叶段中的这种类型支承装置，才能^^)平衡^isU产形舵的 结构形式，并且舵叶的尺寸几乎没有限制。传统的^&l带有一个应急^^l挂环
(Ruderhorn)或舵JL^的半平衡舵。这种复杂的积械结构使得在前缘处几乎不 能扭曲，因为固定的应急舵链挂环与围触急舵链挂环旋转的舵叶不能自由变
装置的平衡舵中产生的力与力矩大得多。;向螺i桨的舵叶前缘的显著扭曲 (Twistierung)意pMi更计上巨大的不经济絲，也:t6li^f^]相对錄的型 面。
还有一个优点在于，通ii^杆的支承装置，平衡航(Vollschweberuder:伊 形舵)才能作为结构形式，这就意味着在以前所需的应急舵链挂环与絲叶之 间不再存在间隙。这样就可以避免通过这种间隙产生的横向流动以及由此产生 的严重的空泡剥蚀。
此外，在按本发明的M置结构中，优选由锻钢制成的舵杆筒延长到舵叶 中，也IUJ(^J^上舵叶段中，但是只带有一个下部的颈轴承。舵杆，同样 带有一个用作轴套(Nabe)的锻件，在流体动力中心附近与4劲目连，这样由于 弯矩只育^^得较小的负荷。通itit种结构可以消ftH目互重叠的振动。
通过这种细长的舵型面以及由Mit^叶较d、的型面厚度可以保证，相对 于以非常高速度撞击到下航叶段上的螺^J^排水的高压力，保持舵叶平衡，而 不^H沐的支^iiA特别的负荷。
为了消除舵叶上的空泡，这种舵叶具有^^本发明的型面，所述型面分为上 神分与下神分，上转分与下转分的前絲者是前棱以一定的角度扭曲。
动多少度。通itit种新的型面方案，螺旋桨涡流可以更好地沿着舵叶流动，并 JL^舵叶的型面表面上不会产生有利于空泡产生的压力峰值。舵的改善的环流 导致大大节省燃料并且提高机动性能。
在两个上下叠置的舵叶段的偏置部分的过渡区域中^M)这种导流板结构， 可获#-种^^型轮廓，从而i^在这些池度区域内产生空泡。这些;赋， 造的"导;緣"设计成使其etA两个前软间的it)度区。这些导^^偏置区域内紧贴在舵叶上，并且将其覆墓，使得水并非沿着偏置部分，而是沿着导流 板流过。这样就可斷氏产生涡流的危险。这些导流板形成在上、下舵叶段之 间的过渡区域的侧向桥4^或者覆盖。这里所述的"a^"指的是^^体的导流板 尽可f诚盖偏置区域。
在本发明的具有一个扭曲型舵叶的舵中有利的是，通过仅M偏置区域内
局部形成或者安置的、覆盖偏置面的iU卜全(erganzenden)为一流戟体的导流 板，从而可以减少流动撕裂的危险，且i^体形状的导流板由于相对较小的尺 寸，对船舶的^ii性能没有影响，因此具有"不影响^ii性能"的絲。
本发明有利的结构是M权利要求的对象。
本发明i殳计一种4樣置， 一个紧固板设置在上舵叶段与下舵叶段之间并且 与上舵叶#下舵叶段固定连接，其中紧固板具有在纵向中心线LML的两侧 对称的M截面部分并且具有型面和尺寸，所述型面和尺寸包含上舵叶段的底 ^下^g叶段的顶板(盖板)的型面和尺寸。
本发明的进一步的设计方案规定，上舵叶段的前缘与下舵叶段的前緣逸过 以下方^目对于纵向中心线LML向左舷BB和右舷SB偏置，即，穿过侧向偏 置的前缘部分的中心线M2与一个肋骨架(Spant)横截面的纵向中心线LML 成至少3。至10。，條可以较高，舰8。的角度a^kJ^f申。
另外，按本发明的设计方案im^，上舵叶脉下舵叶段的位于左舷侧BB 和右舷侧SB的緩4^瓜形侧壁部分的长度L4要比上舵叶紗下舵叶段的位于右 舷侧SB和左舷侧BB的强4^瓜形侧壁部分的"ML^。
除此以外，本发明im定，上舵叶段与下舵叶段的强拱孤形侧壁部分的弧 长BL1要比上舵叶段与下舵叶段的緩#^瓜形侧壁部分的弧长BL大得多，因此 上舵叶^下舵叶段的强拱弧形侧壁部分到直线延伸^缘的侧壁部分的过渡 区域t)Bl与上舵叶^下舵叶段的緩^f瓜形侧壁部分到直线延伸至后缘的侧壁 部分的过渡区域tJB向后缘的方向偏置。
下面借助附图对本发明的实施例进^^释，其中图1为一种皿置的俩J^见图，所i^l樣置包括一个带有一个上舵叶段与一
个下舵叶段的扭曲型平衡舵叶以及一个支*上舵叶段中的航杆； 图2为M置的扭曲型航叶的视图3为扭曲型舵叶的骨架视图，其中去除了外壳并包括在两，叶段中的 大量板形肋骨架；
图4、 4A、 4B、 4C为按照图3的舵叶的上舵叶段的四个板形肋骨架； 图4D为按照图3的舵叶的下舵叶段的一4Nl形肋骨架的放大图； 图4E为按照图3的舵叶的下舵叶段的一才M1形肋骨架； 图5为按照图4的板形肋骨架的放大图6为按照图4的板形肋骨架的放大图，包括有关肋骨架的侧ii^区g 纵向中心线的距离的数才射兌明；
图7为带有多个板形肋骨架的扭曲型平衡舵叶的另一种实施形式的骨架视 图，所述板形肋骨架安^t上舵叶段与下舵叶段中；
图8、 8A、 8B、 8C为按照图7的舵叶的上舵叶段的四个板形骨架的放大俯 视图，包括用于安，片筒的穿孔；
图8D、 8E、 8F为按照图7的舵叶的下舵叶段的三个板形肋骨架的放大俯 视图9为按照图7的舵叶的上舵叶段的顶板的放大# 见图，包括用于安斜它 杆筒的穿孔；
图10为按照图7的M置的扭曲型^;叶的方文大仰浮见图11为一个具有型面和尺寸的紧固板的放大# 见图，所述紧固板安絲案 图7的4樣置的上舵叶段与下舵叶段之间，所述型面与尺寸包含上舵叶段的底 板与下舵叶段的顶板的型面和尺寸；
图12为扭曲型4S叶的正3见图13为舵叶的,抖见图，包括在螺^^侧倾斜延伸的舵叶*图14为另一种实施形式的上舵叶的肋骨架的横戴面形状的俯视图；以及
图15为4沐支承装置的竖直剖面图，包4射 在上舵叶段中的4沐筒； 图16扭曲型舵叶的仰视示意图，包含在舵的两^^叶段的偏置区 域内的;M体形状的导^^，
图17 图16所示舵的,財见图， 图18 图16所示舵的背视图， 图19 图16所示舵的图解j^f见图，
图20 图16所示舵的图解,扭见图，
图21 图16所示舵的图解j^f见图，
图22 图16所示舵的浮见图，从正面朝向具有s形导流板的舵叶前
缘方向鹏，
图23 图16所示舵的仰视图，以及
图24扭曲舵叶的仰视图，包含在舵的两^NS叶段的偏置区域内的、 为半i^形^W体的Vh导^^。
M实施方式
按本发明的皿置200由两个功育feJ^目互作用的并且可以解决本发明任务 的构件组成，也t^l说由一个带有一个扭曲型;^叶100和一个支#其上部区 域中的舵杆140的优选平衡^^且成(图1、 2、 3、 7和14)。
在图i中所示的4樣置200中，用110才封e^給身，用120才科己用于安^^;
杆140的4沐筒，用100才^i诚叶。舵叶100西沐螺旋桨115。螺絲轴用PA 标己。
按照图1、 2、 3和7的舵叶100由两个相互重叠设置的舵叶段10、 20组成， 其朝向螺旋桨115的前缘U、 21通过以下方式偏置，即，上舵叶段10的前缘 11相对于舵叶100的纵向中心线LML向左舷BB偏置，下舵叶段20的前缘21 相对于舵叶100的纵向中心线LML向右舷SB偏置(图4、 4A、 4B、 4C、 4D、 4E和13)。通过以下方式也可以iiJ!J前缘ll、 21的侧向偏置，即，上舵叶段 10的前缘11向右舷SB偏置，下舵叶段20的前缘21向左舷BB偏置。在中间 连接直线延伸的侧壁部分16、 17与26、 27的情况下(所述侧壁部^it到后缘15中)，上舵叶段10的两^H^壁表面12、 13与下舵叶段20的侧壁表面21、 23 从前缘11、 21弧形地朝向一个背向螺旋桨115的后缘15的方向延伸。两^NS 叶段IO、 20有一个共同的后缘15，但每^NS叶段10、 20*—个前缘11和 21，通过它们的侧向偏置达到扭曲。
^置200包4舌一^H^平^^舵，当然"^可以4^)其它结构的:^，只要这 些皿用于具有一个扭曲型舵叶的设计，并且可以iii'J按本发明的舵叶结构的 优点。两个相互重:BO:的舵叶段10、 20具有相同或不同的高度。to下舵叶 段20的高度比上舵叶段的高度小一些，其中上舵叶段IO的高度至少等于下舵 叶段20高度的lVz倍。两愤叶段IO、 20的前缘U、 21设计为半圆弧形的。
舵叶100具有锥形向下延伸的前缘U、 21，然而后缘15直g并且平4亍于 4沐140itkJ^伸(图l、 2、 3)。两樣叶段IO、 20的1^缘U、 21的锥形;^f申
况下，两^NS叶段10、 20的横截面面积30的大小扁S叶100的上部区域OB 向下部区域UB逐新缩小，从而通ii^线面积30的减小可以得到一个向下延伸 的细长形状，在下部区域的型面厚度较小，这特别是可以通过两，叶段IO、 20的侧壁面12、 13与22， 23的延伸得到。舵叶100较小的型面厚vtA本发明 的一个主鈥征。
如图13所示，舵叶100的朝向螺旋桨115的棱絲者前缘11、 21相对于 背向螺放桨的棱iiisL后缘15以一个至少为5°、 te 10°的角度p倾斜i^L5l伸。
两，叶段10、20在最大型面厚度PD两侧的横截面部分31、32的"MLL、 Ll设:计为不同的。与上舵叶段10和下舵叶段20在舵叶100的最大型面屌^度 PD与前缘ll、 21之间的横截面部分32的狄L1相比，上舵叶段10和下舵 叶段20在舵叶100的后缘15与最大型面厚度PD之间的滅面部分31具有一 个更大的A复L。其中M比例优选L为Ll的lV2倍(图5)。
舵叶的结构为上舵叶段10在左舷侧BB和下舵叶段20在右舷侧SB M 有一个緩^i^瓜形延伸的、并JL^前缘11、 21向后缘15方向延伸的长度为L2 的侧壁部分18、 28，该ML2等于侧壁部分18的从前缘11、 21至最大型面 厚度PD的长度L，2加上长度L"2，该UL，，2至少等于L，2的V3，其中直线延伸的侧壁部分16与緩^^瓜形延伸的侧壁部分28相连，并延伸J^缘15中(图
另夕卜，上舵叶段10在右舷侧SB和下舵叶段20在左舷侧BB M—个强拱弧形延伸的、并从前缘ll、 21向后缘15方向延伸的")^1为L3的侧壁部分19、29，该ML3等于侧壁部分19的从前缘11、21至最大型面厚度PD的^L'3加上ML"3，该^lL"3至少等于钇变L，3的1/3。直线延伸的侧壁部分17、27与强^^瓜形延伸的侧壁部分19、 29相连，并延伸J^缘15中(图5、 4D)。
##两种舵叶段10、 20的这种结构，前缘ll、 21和后缘15两侧的侧壁部分具有朝向最大的型面厚度PD的上升的延伸。
前
下方^目对于纵向中心线LML侧向偏置，即，穿过侧向偏置的前缘部分的中心线M2与肋骨架的横截面的纵向中心线LML成至少3°至10。，但也可以更高，M8。的角度ailkJ^伸。
jJ^卜，M置200还包才—个与舵叶100在功能上共同作用的* 140，^N^由锻钢或一种其它合适的材^"^成，所^J^f借助至少一个轴承150安^^舵杆筒120中，所ii^杆筒特别是由锻钢或一种其它合适的材料制成。船片140在上舵叶段10安装在最大型面厚度PD的区域中，并JLP、安^^此区域中(图l、 2、 3和15)，也!Ui兌，^Ji^L大型面厚度PD的直线与纵向中心线LML (图5)的免泉上。舵杆140与其紧固装置145 —fe^舵叶100的上航叶段10的整个高JLiJ^伸。出于结构上的原因，也可把带有4沐140的*筒120安絲最大型面厚度PD与前缘U、 21之间的上舵叶段10中。
^LAji舵叶段10中的M筒120作为悬臂西e^-个内孔125,用于安g杆140 (图14 )。 4沐筒120的i^A通过^^t筒推Wj位于上舵叶段10的肋骨架40中的#4^杆筒夕卜径确狄寸的穿孔105中实现的(图3、 8、 8A、8B、 8C)。
^筒120作为悬臂梁酉沐一个用于安，叶100用4沐140的中心内纵向孔12S。除此以外，^沐筒120直到与^沐末端相连的舵叶100，只伸Aji舵叶段10中。在其内孔125中，^筒120具有用于支承^f 140的轴承150，其中该轴承150 ^it安^M沐筒120的下端区域120b中。
140通过其一个末端140b以一转分145 vM^f筒120中伸出来。4沐140的该延长部分145的自由下端在170处与上舵叶段10固定连接，其中i^E也配置了一个连接装置，所iii^接装置可以保证当例如需要更换螺JM轴时可以^^f 140开舵叶100。航杆140在区域170中与扭曲型舵叶100的连接位于螺g轴PA上方，从而为了拆卸螺4t^轴只需要拆糊沐140的舵叶100，而为了螺絲轴的更换不需^te4沐140 M^f筒120中拉出来，因为不管，阡筒的自由下端120b还，杆140的自由下端都位于螺^i^轴中心上方。在图15中所示的实施形式中，只在4沐筒120中设置了唯一的一个用于支承胞t干140的内轴承150，这时可以取消在舵杆筒120外壁上的用于舵叶100的其它轴承。
为了安^#筒120的自由下端120b,航叶100西沐一个以160表示的凹口或凹座。
4沐筒120的横栽面M壁结构的，4沐筒在其用于支承称片140的自由末端区域内内壁侧至少具有一个颈轴承130。即^(M^f筒120的其它位置，也可以设置用于4沐140的附加轴承。4沐140在其末端区域140b以一个部分140a筒120中伸出来，并JUt过该部分140a的末端与上舵叶段10连接(图14)。
按图3和图7，上舵叶段10和下舵叶段20由一个构成侧壁的^^由水平腹M者是助骨架40， 50及由竖直腹M者是助骨架构成，所述腹M者是肋骨架构成两，叶的内部加固件。腹^J沐减重孑L^排7jC5L
如图3、 4、 4A、 4B、 4C和8、 8A、 8B、 8C所示，舵叶100的上舵叶段10的所有肋骨架40#*有相同的造型、相同的侧壁结构和一致的前缘ll与后缘15，其中肋骨架从各自最顶端肋骨架至M端肋骨架的"ML以及肋骨^AU:至下的滅面积的大小都是it^/f缩小，从而前缘ll是相对于舵叶100的底面倾^4伸的(图1 )。
下舵叶段20的所有肋骨架50 #*有相同的造型、相同的侧壁结构和一致的前缘21与后缘15，其中肋骨架50从各自最顶端肋骨架至M端肋骨架的长度以及助骨^v上至下的横截面积的大小都是iE^斤减少的，从而前缘ll相对于下舵叶段20的^^^倾斜延伸的。
才M居这种设计方案，上舵叶段10与下舵叶段20的前缘11、 21是倾斜向下延伸的，而后缘15 ;Ol线地并且平行于4沐140的纵向轴延伸的，如图1所示。
两^叶段10、 20可以直接相X^目连。在图7与11中，两^N它叶段10、20通过一个紧固板45相互连接。该紧固板45具有在纵向中心线LML两#财称的M截面部分46、 47并且具有一表面型面以A^寸，所ii^面型面以;Sj^寸包含上舵叶段10的底板42和下舵叶段20的顶板41的型面和尺寸，从而在^eJi舵叶型材10重叠安置到紧固板45上以及把下舵叶段20从下面安^J'J紧固板45上的情况下，紧固板以非常小的边缘区域侧向^目互重叠安置的舵叶段10、 20中伸出来(图10和11 )。紧固板45具有一个位于纵向中心线LML上的、朝向螺旋桨的半圆形的边缘倒棱11，以及一个背向螺旋桨的棱边15，，它转入两^NS叶段10、 20的后缘15中。紧固板45的侧壁表面45a、 45b具有一致的弧形延伸。
如图3和10所示，下舵叶段20在下部区域与紧固板45相连，所述下舵叶段的肋骨架50具有一个横截面结构与造型，所述横截面结构与造型与肋骨架40的横截面结构与造型一致，但是在肋骨架40围绕其纵向中心线LML旋转90。的情况下(图4D、 4E、 8D、 8E、 8F)。
才娘图7、 8、 8A、 8B和8C，部段A、 B、 C与D的肋骨架40在型面上相同，但是M肋骨架40的滅面积^Ji至下麟缩小，从而前缘ll是倾斜延伸的。包括紧固板45的部段D与部段C相连。下舵叶段20的部段E、 F和G的肋骨架50具有与肋骨架40型面的相同的型面，但;U力骨架50带有强^^瓜形的侧壁部分29的侧壁位于左舷侧BB (图8D、 8E与8F)，然而在图7的实施例中，肋骨架40的带有强拱孤形的侧壁部分19的侧壁位于右舷侧SB (图8、8A、 8B与8C )。下舵叶段20的肋骨架50的麟面面积在其"J^LhAUi至下逐渐缩小，从而下舵叶段20的前缘21同样也是倾斜延伸的(图7)。
在图9中示出了上舵叶段10的上顶板43，所紅顶板设有用于插A^f筒120的穿孔105。图10示出了舵叶100的仰视图，包括其两^叶段10、 20与肋骨架40和50。舵叶段10的最大型面厚度PD小一些。由于这种结构能创造非常细长的舵叶型面。
舵叶100包括其两^NS叶段10、 20的横截面形状与结构的形式如下，上舵叶段与下^;叶段10、 20的^^ll形的侧壁部分18、 28的ML2、 L，2比上舵叶段与下舵叶段10、 20的强拱孤形的侧壁部分19、 29的狄L3短(图5与6 )。^Ji舵叶段10的侧壁部分18至纵向中心线LML的距离a等于侧壁部分19至纵向中心线的距离al。 一直到后缘15,距离a、 al的大小总是相等，但是向后缘15的方向上，这两个距离却i^f缩小。在向前缘ll的方向上可以得出如下距离关系
a2 <a3
a4<a5
a6<a7
^接着U大型面厚度PD。在向前缘的方向上可得出如下距离关系
a8>a9
alOall
a12 >al3
al4>al5
al6>al7
al8>al9，
其中，距离a16与a17的比例大约为2:1，从图6中可以清楚赠出，各距离之间处于何种比例关系，也f^t^J^巨离a9、 all、 a13、 a15、 a17、 al9相对于与其相对置的距离a8、 a10、 a12、 a14、 a16、 a18的比例J^Ji^向前缘11的方向Jii^f缩小。具有所示距离的这种^面型面在上舵叶段10的所有横截面上以及下舵叶段的所有横截面上延伸，因为上舵叶段10的所有^^截面#*有相同的造型，这HLii合于下舵叶段20的橫截面，而iL是在考虑实情的情况下，即舵叶段100的横截面或^SO力骨絲其"j^Ji以;5Ufe絲向前缘的区^Ji^上向下逸斩变尖(图IO)。
才娘参照图14的另一实施形式，上舵叶段与下舵叶段10、 20的强《1^瓜形的側壁部分19、 29的弧长BL1比上舵叶段与下舵叶段IO、 20的緩^^瓜形的侧壁部分18、 28的弧长BL大，从而上舵叶段与下舵叶段10、 20的强拱弧形侧壁部分19、 29到直线延伸至后缘15的侧壁部分n、 27的过渡区域t)Bl和上舵叶段与下舵叶段10、 20的緩^^瓜形侧壁部分18、 28到直线延伸至后缘15的侧壁部分16、 26的过渡区域t)B向后缘l^的方向以下述的方式偏置，即过渡区域tJBl相对于过渡区域tJB朝向后缘。其中，侧壁部分18、 19与28、 29的狄如下
L3^L2
U2<L'3
L4>L'4
(图14)
#于后缘15的上舵叶段10与下舵叶段20的直线延伸的侧壁部分16、17、 26、 27的侧边M具有相同的M，但也可以具有不等储造。
本发明也包^it才科樣置，在这些^>置中扭曲型舵叶100设有一个在两^N它叶段10、 20Ji^伸的鳍板。
如附图16至23所示，在两个相互叠置的舵叶段10、 20的两种'〗向偏置部分Al、 A2的过渡区域中设置导流板200、 201 (导向板)，所述导;維与前
半球形型面，其中一个导;綠200 ^Ji舵叶段10的前缘11 一JJ^f申到该上舵叶段的侧壁之中，另 一个导^t^ 201则从下舵叶段20的前缘21 —直延伸到该下舵叶段的侧壁之中，并且利用它们的tobt目对的ii^200d、 201d相互连接。两个导流板200、 201 4h^为一个流线体，其覆盖两^N化叶段10、 20的偏置区域之间的it^度区域。无论;Ui舵叶段10还是下航叶段20，均M有一个条状、略微#^的且与舵叶外壁形树目匹配的导流板200或201，且每一个导流板均以一朝向前缘11、 21或者朝向螺旋桨115的部分200b或201b位
于在前缘的区域内，并iL^前缘的ia^部分，即^Oa^部分。jtb^卜，^个
导;綠200或201均具有一段向后的条状部分200c或201c，且这部分紧贴在航的侧壁上，或者^^在侧壁之中(附图17、 18、 19和20)。这两个导流板200、 201上的部分200b或201b均雖前缘11、 21的区域内，并且;Ut具有一种盖軍形状200a、 201a，其从前端朝向前缘11、 21观蕃;Ut为半圓形状(附图16和22)， JLit些盖革形状的部分200b、 201b与前缘11、 21 —样朝向左舷BB和右舷SB偏置(附图22 )。
这两个盖罩形状的部分200b、 201b共同构成两个底ii^目邻的半球200'b、201'b (附图16、 17 、 20)。
上舵叶段10的左舷侧侧壁具有导;維200，下舵叶段20的右^t侧侧壁具有导;i:緣201，且导;維200、 201如此布置，使得^^状的l^的部分200c、 201c位于舵叶的側壁内，而导^^L200、 201的朝向螺旋桨115的部分200b、 201b絲前缘11、 21区域之中。
位于两个前缘11、 21区域内的部分200b、 201b利用其相对的* 200d、201d相互焊接并且与前缘11、 21焊4妾在^ (附图22)。
在附图24所示的实施例中，在两^N《叶段10、 20的偏置区域内有一个^M体形式的半球形的导流板210。
按本发明的4汰置通i^M又利要求中所述的特征、通#说明书中所阐述
的实施形式以;SJt过在附图中所描绘的实施例进行表述。布置于两^NS叶段
10、 20偏置区域内的导流板200、 201以及210均具有在说明书中描述所述的以及附图中所示的构造，并且与所述的舵叶构造同样是本发明的内容。
权利要求
1. 一种带有降低空化的扭曲型舵、特别是平衡舵的高速船用舵装置，包括舵叶(100)和与舵叶(100)相连的舵杆(140)，所述舵叶带有一个与舵叶相配并且设置在可驱动的螺旋桨轴(PA)上的螺旋桨(115)，其特征在于，所述舵装置(200)a)包括一个具有一个较小型面厚度的细长型面的优选平衡舵叶(100)，该平衡舵叶由两个具有相同或不同高度的相互重叠设置的舵叶段(10、20)组成，优选带有一个高度比上舵叶段(10)的高度小的下舵叶段(20)和朝向螺旋桨(115)的具有大致半圆弧形型面的前缘(11、21)，所述前缘通过以下方式定位，即，一个前缘(11)相对于舵叶(100)的纵向中心线(LML)向左舷(BB)或右舷(SB)侧向偏置，而另一个前缘(21)相对于舵叶的纵向中心线向右舷(SB)或左舷(BB)侧向偏置，其中两个舵叶段(10、20)的侧壁面(12、13；22，23)会聚到一个背向螺旋桨(115)的后缘(15)中；a1. )其中，两个前缘(11、21)和后缘(15)锥形向下逐渐缩小地延伸，从而横截面面积(30)从舵叶(100)的上部区域(OB)至下部区域(UB)减小；a2. )或者后缘(15)直线地并平行于舵杆(140)延伸，并且两个前缘(11、21)锥形地向下逐渐缩小地延伸，从而横截面面积(30)的尺寸从上部区域(OB)朝下部区域(UB)减小；a3. )其中上舵叶段(10)和下舵叶段(20)的横截面部分(31)在后缘(15)与舵叶(100)最大型面厚度(PD)之间的区域内具有一个长度(L)，该长度至少等于上舵叶段(10)和下舵叶段(20)的横截面部分(32)的在舵叶(100)最大型面厚度(PD)与前缘(11、21)之间的长度(L1)的11/2倍；a4. )其中上舵叶段(10)在左舷侧(BB)和下舵叶段(20)在右舷侧(SB)各有一个缓拱弧形延伸的并且从前缘(11、21)向后缘(15)方向延伸的侧壁部分(18、28)，该侧壁部分(18、28)具有一个长度(L2)，该长度在侧壁部分(18)的从前缘(11、21)至最大型面厚度(PD)的长度(L’2)加上一个至少等于长度(L’2)1/3的长度(L”2)上延伸，其中直线延伸的侧壁部分(16、26)与所述缓拱弧形延伸的侧壁部分(18、28)相连，所述直线延伸的侧壁部分通到后缘(15)中；a5. )其中上舵叶段(10)在右舷侧(SB)和下舵叶段(20)在左舷侧(BB)各有一个强拱弧形延伸的并且从前缘(11、21)朝后缘(15)方向延伸的侧壁部分(19、29)，该侧壁部分具有一个长度(L3)，该长度等于侧壁部分(19)的从前缘(11、12)至最大型面厚度(PD)的长度(L’3)加上一个至少等于长度(L’3)的1/3的长度(L”3)，其中直线延伸的侧壁部分(17、27)与所述强拱弧形延伸的侧壁部分(19、29)相连，所述直线延伸的侧壁部分通到后缘(15)中；a6. )其中两个直线延伸的侧壁部分(16、17；26、27)具有成对相同的长度，并且位于两个侧壁部分(16、17；26、27)之间的各横截面部分设计为大小相同的且对称的，以及a7. )其中，在缓拱弧形延伸的侧壁部分(18；28)与纵向中心线(LML)之间的间隔大于强拱弧形延伸的侧壁部分(19；29)与纵向中心线(LML)之间的间隔，并且在两个缓拱弧形延伸的侧壁部分(18；28)之间位于纵向中心线(LML)两侧的各横截面部分设计为非对称的，以及a8. )在两个相互重叠设置的舵叶段(10、20)的两个侧向偏置部分的过渡区域中设置导流板(200、201)，所述导流板构成与前缘(11、21)的弧形延伸相对应成型的流线体并且覆盖所述偏置区域，所述导流板具有流线型的拱起的且与舵叶外壁相匹配的细长形或半球形型面，其中一个导流板(200)从上舵叶段(10)的前缘(11)一直延伸到该上舵叶段的侧壁之中，另一个导流板(201)则从下舵叶段(20)的前缘(21)一直延伸到该下舵叶段的侧壁之中，并且b)包括一个与舵叶(100)在功能上相互作用的舵杆(140)，所述舵杆带有至少一个轴承，b1. )其中，舵杆(140)与安装此舵杆的舵杆筒(120)一起设置在最大型面厚度(PD)区域中，或在最大型面厚度(PD)与上舵叶段(10)的前缘之间设置在上舵叶段中，并且以其端侧的紧固装置(145)在上舵叶段(10)的整个高度上延伸，其中所述舵杆优选由锻钢或一种其它合适的材料制成，所述舵杆筒优选由锻钢或一种其它合适的材料制成，b2. )其中深入上舵叶段(10)中的用于舵杆(140)的舵杆筒(120)作为悬臂设有一个中心的内纵向孔(125)，用于安装舵杆(140)，b3. )其中，舵杆筒横截面是薄壁结构的，并且舵杆筒(120)优选在其用于支承舵杆(140)的自由端区域内在内壁侧具有一个颈轴承(130)，并且b4. )其中舵杆(140)在其端部区域(140b)内以一部分(140a)从舵杆筒(120)伸出并且通过该部分(140a)的末端与上舵叶段(10)相连。
2. 才M居权利要求1所述的4汰置，其特征在于，在上舵叶段(10)与下舵 叶段(20)之间iM有一个紧固板(45),并且该紧固板与上舵叶^下航叶段 固定连接，其中紧固板(45)具有在纵向中心线(LML)两,'财称的^t截面 部分(46， 47)并且具有一个表面型面以M寸，所ii^面型面以;SX寸包含 上舵叶段(10)的皿(42)和下舵叶段(20)的顶板(41)的表面型面以及 尺寸。
3. 才M居权利要求1或2中^"-项所述的4汰置，絲;f碌于,上舵叶段(10) 的前缘(11)和下舵叶段(20)的前缘(21)通过以下方i^目对于纵向中心线 (LML)向左舷(BB)和右舷(SB)侧向偏置，即，穿过侧向偏置的前缘部分 的中心线(M2)与肋骨架橫截面的纵向中心线(LML)成至少3。至10。、 ^￡ 可以更大、怖&8。的角度(a)蚰延伸。
4. 才娘权利要求1至3中^r-项所述的絲置，膽棘于，上舵叶段(10) 和下舵叶段(20)的位于左舷(BB)侧和右舷(SB)侧的緩^f瓜形侧壁部分(18， 28)的长度(L4)比上舵叶段(10)和下舵叶段(20)的位于右舷(SB)侧与 左舷(BB)侧的强^^瓜形侧壁部分(19、 29)的A变(L5)短。
5. 才娥^^要求1至4中^""项所述的4樣置，^#絲于，上舵叶段(10) 和下航叶段(20)的强#^瓜形侧壁部分(19、 29)的弧长(BL1)大于上舵叶 段(10)和下舵叶段(20)的緩4^瓜形侧壁部分(18、 28)的弧长(BL)，从 而上舵叶段(10)和下舵叶段(20)的强拱弧形侧壁部分(19、 29)到直线延 伸至后缘(15)的侧壁部分(17、 27)的过渡区域(t)Bl),以及上舵叶段(10) 和下舵叶段(20)的緩^ 瓜形侧壁部分(18、 28)到直线延伸至后缘(15)的 侧壁部分(16、 26)的过渡区域(tJB)，向后缘的方向偏置。
6. 才 权利要求1至5中任一项所述的4汰置,^#征在于，上舵叶段(10) 中用于安装舵杆筒(120)的穿孔(105)或孔的直径略小于上航叶段(10)的 最大型面厚度(PD)。
7. 才娥权利要求l至6中^-项所述的綠置，^#棘于，舵叶(IOO) 的朝向螺旋桨(115)的棱边或者前缘(11、 21)与背向螺旋桨(115)的棱边 或者后缘(15)成一个至少为5°、魏10°的角度(p)倾斜^1伸。
8. #4^^要求1至7中任一项所述的^^置，其特征在于，在两个相 互重叠设置的舵叶段(10、 20)的两个侧向偏置部分(Al、 A2)的过渡区域中 iM的、与前缘(11,21)的弧形延伸相对应成型的导;條(200、 201)具有拱 起的细长形的型面；两个导; >(200、 201)中的^个导^m以一朝向前缘 (11， 21)的部分(200b、 201b)位于前缘区域内，并ibi前缘的^^组成部分， 并且设有一个紧贴在舵侧壁上或者^于舵侧壁中的条状部分(200c、 201c); 两个导;維(200、 201)的位于前缘(11、 21)区域内的部分(200b、 201b) 具有一种盖罩形状(200a、 201a);上舵叶段(10 )的左舷侧侧壁具有导流板(200 )， 下舵叶段(20)的右舷侧侧壁具有导流板(201);导沐板(200、 201)如此布 置于上舵叶段(10)和下航叶段(20)的过渡区域之中，使#^状部分(200c、 201c)位于舵叶的侧壁内并JL^i^度区域；导;維(200、 201)的朝向螺炎 桨(115)的部分(200b、 201b)位于前缘(11、 21)区域中。
全文摘要
本发明涉及一种船用舵装置，包括一个扭曲型平衡舵叶(100)与一个安装在上舵叶部分中的舵杆筒，所述平衡舵叶一个螺旋桨，所述舵杆筒带有一个舵杆，其中舵叶具有两个相互重叠的舵叶段，其朝向螺旋桨的前缘(11、21)偏置，即，一个前缘向左舷或右舷偏置而另一个前缘向右舷或左舷偏置，其中舵叶的两个侧壁表面会聚于背向螺旋桨的后缘(15)，并且具有不同的弧形走向，并且在两个舵叶段(10、20)的偏置区域中设置导流板(200)，所述导流板构成流线体并且覆盖所述过渡区域，所述导流板具有流线型的拱起的且与舵叶外壁相匹配的细长形或半球形型面；并且包括一个与舵叶(100)在功能上相互作用的舵杆(140)。
文档编号B63H25/38GK101531248SQ200810189550
公开日2009年9月16日 申请日期2008年11月12日 优先权日2007年11月13日
发明者D·莱曼, H·库尔曼, M·克卢格 申请人:贝克船舶系统有限及两合公司