和下部分别扭转一定角度可有效改善舵板I前缘的压力分布，推迟空泡腐蚀的出现。为此，舵板I的上前缘IA具有相对于舵板I剖面中心线从扭转轴(舵杆7轴线)朝向左前方的恒定的扭转角度;舵板I的下前缘IB具有相对于舵板I剖面中心线从扭转轴(舵杆7轴线)朝向右前方的恒定的扭曲角度。舵板I上前缘1A、下前缘IB的扭曲角度均小于18度，优选小于13度，最优选在6度至11度之间。若将本实用新型的节能船舵安装在左螺旋桨11的后方，则其舵板I上前缘1A、下前缘IB的扭转方向应与上述相反。
[0025]所述舵杆7的中心轴到舵板I前缘的距离占舵板I和尾翼2横向总长的40?55%，即舵板I前段扭曲部的横向长度占船舵剖面总弦长的40?55%。
[0026]所述舵板I的中部两侧均有推力鳍10，所述推力鳍10均靠近舵板I的前缘。
[0027]如图4和图5所示，所述推力鳍10的纵截面呈前缘为圆弧、中部向上下拱起、尾部为尖角的流线形，其最前端到最后端的连线呈向后上方倾斜布置，且其与水平方向的夹角角度为3~6度。
[0028]所述舵板I两侧的推力鳍10呈一高一低布置，位于高位的推力鳍10的上表面拱度大于下表面拱度，位于低位的推力鳍10的上表面拱度小于下表面拱度，且两推力鳍10的纵截面的最前端到最后端的连线位于同一平面内(图4)。
[0029]本实施例中，推力鳍10剖面采用非对称机翼形，该机翼的剖面厚度比为0.15，最大厚度距机翼前缘的距离为机翼弦长的0.3倍。以该船舵安装在右旋螺旋桨11的正后方为例(图1)，舵板I左侧和右侧的推力鳍10向后上方的仰角β(图4)一般取3度至6度合适，推力鳍10的仰角β增大了来流攻角，增加了推力鳍10的升力，可有效提升推力鳍10的助推效果。推力鳍10的前缘有后掠角α(图2)，在确保转舵时不碰坏导流管及桨叶和螺旋桨11后尾流中杂物顺利滑脱的前提下，α可取25度至45度，优选取27度至35度。理论上推力鳍10的翼展长度越大，推力鳍10的升力越大，越有利于推力鳍10的助推节能。但越接近螺旋桨11半径处螺旋桨11的螺距角不断减小及螺旋桨11后尾流的收缩，推力鳍10前缘的来流攻角不断减小，使得推力鳍10的阻力增大，反而降低了推力鳍10的助推节能效果。为此，使用时推力鳍10的翼展长度应取船体8螺旋桨11直径的0.3倍至0.4倍为宜；同时，推力鳍10根部的弦长约为船舵剖面总弦长的0.45-0.55倍。
[0030]所述推力鳍10的外端均连接有竖向布置的制流板3。位于高位的推力鳍10外端的制流板3上沿与该推力鳍10的上表面齐平，下沿突出在该推力鳍10的下方(图5);位于低位的推力鳍10外端的制流板3上沿突出在该推力鳍10的上方，下沿与该推力鳍10的下表面齐平(与图5上下方向相反)。制流板3可阻止推力鳍10翼端涡流的产生，减少能量损失。
[0031]如图1和图2所示，所述舵板I的前段中部有舵球9，该舵球9为纺锥形回转体，其前段近似于半球形且位于舵板I前缘的前方，其后段与舵板I呈一体连接，且该舵球9位于舵板I上前缘IA和下前缘IB过度的位置处。安装时，舵球9的回转轴线应当与船体8的螺旋桨11轴线重合，为有效消除桨毂12尾涡，吸收尾涡损失的能量，舵球9的最大回转直径应略大于螺旋桨11的桨毂12直径。
[0032]CR)仿真计算、船模试验及部分实船使用情况表明:本实用新型的节能船舵在正确使用情况下，具有4%_8%的节能效果，是一款优秀的水动力节能装置;且可以推迟空泡腐蚀，有效延长舵系使用寿命;提升舵系的水动力性能，改善船舶的操纵性和航向稳定性。
【主权项】
1.一种节能船舵，包括舵板(1)，该舵板(I)呈竖向布置，其上端有用于与船体呈转动配合的舵杆(7);所述舵板(I)的后段自上而下呈横截面为半椭圆形的规则形状;所述舵板(I)的上前缘(IA )向舵板(I)后段竖向对称中心面的一侧扭转，舵板(I)的下前缘(IB )向舵板(I)后段竖向对称中心面的另一侧扭转;其特征在于所述舵板(I)的后端连接有尾翼(2)，该尾翼(2)呈竖向布置，且其与舵板(I)间呈铰接配合;所述尾翼(2)上有用于与船体相连的传动机构。2.如权利要求1所述的节能船舵，其特征在于所述舵板(I)上前缘(IA)自上而下、下前缘(IB)自上而下均具有恒定的扭转角度。3.如权利要求2所述的节能船舵，其特征在于所述舵板(I)上前缘(1A)、下前缘(IB)的扭转角度均小于18度。4.如权利要求1所述的节能船舵，其特征在于所述舵板(I)的中部两侧均有推力鳍(10)，所述推力鳍(10)均靠近舵板(I)的前缘。5.如权利要求4所述的节能船舵，其特征在于所述推力鳍(10)的纵截面呈前缘为圆弧、中部向上下拱起、尾部为尖角的流线形，其最前端到最后端的连线呈向后上方倾斜布置，且其与水平方向的夹角角度为3?6度。6.如权利要求5所述的节能船舵，其特征在于所述舵板(I)两侧的推力鳍(10)呈一高一低布置，位于高位的推力鳍(10)的上表面拱度大于下表面拱度，位于低位的推力鳍(10)的上表面拱度小于下表面拱度，且两推力鳍(10)的纵截面的最前端到最后端的连线位于同一平面内。7.如权利要求6所述的节能船舵，其特征在于所述推力鳍(10)的外端均连接有竖向布置的制流板(3)。8.如权利要求7所述的节能船舵，其特征在于位于高位的推力鳍(10)外端的制流板(3)上沿与该推力鳍(10)的上表面齐平，下沿突出在该推力鳍(10)的下方;位于低位的推力鳍(10)外端的制流板(3)上沿突出在该推力鳍(10)的上方，下沿与该推力鳍(10)的下表面齐平。9.如权利要求1至8中任一项所述的节能船舵，其特征在于所述舵板(I)的前段中部有舵球(9)，该舵球(9)为纺锥形回转体，其前段近似于半球形且位于舵板(I)前缘的前方，其后段与舵板(I)呈一体连接，且该舵球(9)位于舵板(I)上前缘(IA)和下前缘(IB)过度的位置处。
【专利摘要】本实用新型涉及一种船用组件，具体说是节能船舵。它包括舵板，该舵板呈竖向布置，其上端有用于与船体呈转动配合的舵杆。所述舵板的后段自上而下呈横截面为半椭圆形的规则形状。所述舵板的上前缘向舵板后段竖向对称中心面的一侧扭转，舵板的下前缘向舵板后段竖向对称中心面的另一侧扭转。其特点是所述舵板的后端连接有尾翼，该尾翼呈竖向布置，且其与舵板间呈铰接配合。所述尾翼上有用于与船体相连的传动机构。该船舵可增加舵板横截面的拱度，提高舵板的水动力性能，有利于船舶的操纵。
【IPC分类】B63H25/38
【公开号】CN205186501
【申请号】CN201520897976
【发明人】刘之岭, 陈革洲, 邹东兰, 李宇阳, 张善锋
【申请人】无锡德林船舶设备有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月12日