当前位置：文档库 › 第五章舵设备

第五章舵设备

第一节舵设备的作用与组成

舵设备的作用：

1．舵设备是船舶在航行中保持和改变航向及旋回运动的主要工具。

2．影响舵效的主要因素是：舵角大小；流经舵面的流速；船的转动惯性及纵横倾；风流、浅水等海况；舵机的性能。

3．一般把等于32°～35°称为使用极限舵角。船上对此使用了止舵器或限位器，能使舵角不超过35°。

舵设备的组成：

1．舵设备由舵装置、舵机与转舵装置、操舵装置的控制装置及其他附属装置组成。

2．舵手转动舵轮或扳动操舵手柄（或应急装置），启动机械、液压或电力操舵装置即可控制舵机正转、反转及停止。

3．转舵装置又称传动装置，其作用是把舵机的动力传到舵轴，驱动舵叶转动。舵机和转舵装置又统称为操舵装置，均装于船尾舵机舱内。

舵的种类、特点与作用：

1．按舵杆的轴线位置分类：不平衡舵、平衡舵和半平衡舵。

2．按舵叶的支承情况分类：双支承舵、多支承舵、悬挂舵和半悬挂舵。

3．按舵叶的剖面形状分：平板舵、流线型舵：又称（复合舵）。流线型舵的舵叶以水平隔板和垂直隔板作为骨架，外覆钢板制成水密的空心体，水平剖面呈机翼形。这种舵阻力小，升力大，舵效高，虽构造比较复杂，但应用广泛。

4．特种舵：

（1）整流帽舵：即在普通流线型舵的正对螺旋桨的轴线延长部位，加一个流线型的圆锥体，俗称整流帽，它有利于改善螺旋桨后的水流状态。

（2）主动舵：在舵叶后端装有小螺旋桨或导管推进器，转舵时可发出推力，增加船舶的转向能力；另外，即使是在低速甚至停车时，操作小螺旋桨仍可得到转头力，推船缓行，大大提高了船舶的操纵性，这种舵适用于对操纵能力要求高、靠离码头比较频繁的船舶，例如引航船、渡轮、科学考察船等。

（3）襟翼舵：又称可变翼形舵。可以横向移动。因此，襟翼舵有助于船舶获得较大的转船力矩，从而提高舵效或减小舵杆扭矩，舵机功率也较小；另外，如果使用襟翼舵，航向改变可以用较小的舵角，使船舶改向时失速较小，从而减少了油耗。襟翼舵的广泛使用说明了它深受船东与船员的欢迎，但其价格偏高，维护保养要求也比较高。

（4）反应舵：又称迎流舵，它以螺旋桨的轴线为界，舵叶的上下线型分别向左右扭曲一些，使由螺旋桨射出的水流对舵没有冲击作用，而离开舵时呈直线向后流去。结果舵居中时舵的上下两部分具有舵压力，且具有向前的分力，助船推进，即能从尾流中收回一部分旋转的动能增加推力，

（5）组合舵：也称希林舵或工字型舵。在流线型舵叶的上下两端各安装一块制流板，可减少舵叶两端的绕流损失。

（6）现阶段海运船舶上比较流行的舵为平衡悬挂舵、襟翼舵、航海舵和鱼尾舵。

第三节操舵装置

操舵装置的概念与分类：

1．操舵装置是将舵转至所需角度的装置。可分为人力操舵装置和动力操舵装置两类。

2．操舵装置一般多设于尾尖舱平台甲板上，按规范规定，又分为主操舵装置和辅助操舵装置。

3．所谓主操舵装置是指在正常航行情况下为驾驶船舶而使舵产生动作所必需的机械、转舵机构、舵机装置动力设备（如设有）及其附属设备和向舵杆施加转矩的部件（如舵柄及舵扇）。

4．所谓辅助操舵装置是指在主操舵装置失效时，为驾驶船舶所必需的设备（这些设备不应属于主操舵装置的任何部分，但可共用其中的舵柄、舵扇或作同样用途的部件）。船舶要求设有两套操舵装置，一套是主操舵装置，一套是辅助操舵装置。小船的辅助操舵装置可以是人力操纵的，大船必须是用动力操纵的。现在较大船舶上的主操舵装置，一般都有两套相同的动力，并且使用其中一套动力就能满足操舵要求，所以它可不设辅助操舵装置。

5．辅助操舵装置是在主操舵装置失效时，为应急操舵而补设的一种操舵装置，有时也称应急操舵装置。在舵机室里的这些装置不应属于主操舵装置的任何部分，但可共用其中的舵柄、舵扇或其他等效用途的部件。小船的辅助操舵装置是以人力去操纵轴传动、链索传动和液压传动等形式去驱动舵柄或舵扇．而大船的辅助操舵装置必须是以独立的动力操纵去驱动舵柄或舵扇。较大船舶可不设辅助操舵装置，一般至少设两台相同的动力设备供主操舵装置使用，其中一台作为备用。

电动操舵装置：

1．电动操舵装置主要由电动机、传动齿轮、舵扇和舵柄等组成。

2．缓冲弹簧用以吸收波浪对舵的冲击力。舵扇下面装有楔形块，停泊时打上楔形块可刹住舵扇，防止舵受浪冲击而损坏舵机。

3．电动操舵装置结构简单，操作简便，工作可靠，适用于中小型船舶上。

液压操舵装置：

1．液压操舵装置主要由电动机、油泵、管路、转舵机械等组成。这种操舵装置是现代海船广泛采用的一种操舵装置。

2．它的特点是具有传动平稳、无噪声、操作方便、易于遥控、能实现无级调速，在操舵次数频繁的情况下，比电动操舵装置具有较高的可靠性。特别是对大型、高速和转舵力矩大的船舶，如果采用较高的工作油压时，可获得尺寸较小、重量较轻、布置紧凑的转舵装置。

3．根据液压舵机推舵时油缸运动形式的不同，有往复式和转叶式两大类。

舵角限位器：

1．航行中船舶使用的最大有效舵角，一般流线型舵为32°，平板舵为35°。 2．为了防止在操舵时实际舵角太大而超过有效舵角，在操舵装置的有关部位设置舵角限位器。舵角限位器有机械、电动等多种类型。机械舵角限位器可以

设在舵叶上或下舵杆与舵柱的上部。

3．还有在舵柄两侧极限舵角位置处装设角铁架。当舵转到满舵时，舵柄被角铁架挡住，不能继续转动。电动舵角限位器为装于舵柄两侧极限位置的开关。当舵转到满舵时，舵柄与其相连的装置使开关处于断路位置，与开关串联的舵用电机即停止向某一舷继续转动，当舵机电机反转时，舵柄或与其相连的装置和开关脱离接触，开关即在弹簧的作用下回到通路位置。

SOLAS公约与我国《钢制海船入级》要求：

1．对一艘船舶应满足

如果设置一个主操舵装置和一个辅助操舵装置，对主辅操舵装置的布置，应满足当它们中的一个失效时应不致使另一个失灵。

2．主操舵装置和舵杆应能满足

（1）具有足够的强度并能在最大营运前进航速时进行操舵，使舵自任一舷的35°转至另一舷的35°，并且于相同条件下自一舷的35度转至另一舷的30°所需的时间不超过28s。

（2）为了满足上款的要求，当舵柄处的舵杆直径（不包括航行冰区的加强）大于120mm时，该操舵装置应为动力操作。

（3）设计成船舶最大后退速度（指船舶在最大航海吃水情况下用设计的最大后退功率估计能达到的速度）时不致损坏。但这种设计要求不需要在试航中的最大后退速度和最大舵角进行验证。

3．辅助操舵装里应能满足

（1）具有足够的强度和足以在可驾驶的航速下操纵船舶，并能在紧急时迅速投入工作。

（2）能在最大营运前进航速的一半但不小于7kn时进行操舵，使舵自一舷的15°转至另一舷的15°，且所需时间不超过60s。

（3）为了满足上款的要求，在任何情况下，当舵柄处的舵杆直径（不包括航行冰区的加强）大于230mm时，该操舵装置应为动力操作。

（4）人力操舵装置只有当其操作力在正常情况下不超过160N时方允许装船使用。

4．主、辅操舵装置动力设备的布置应能满足

（1）当动力源发生故障失效后又恢复输送时，能自动再启动。

（2）能从驾驶室使其投入工作。

（3）任一台操舵装置动力设备的动力源发生故障时，应在驾驶室发出声、光警报。

（4）如主操舵装置具有两台或几台相同的动力设备，则在下列条件下可不设置辅助操舵装置：

①对于客船，当任一台动力设备不工作时，主操舵装置仍能按本考点2.（1）的规定进行操舵。

②对于货船，当所有动力设备都工作时，主操舵装置能按本考点2.（1）的规定进行操舵。

③主操舵装置应布置成当其管系或一台动力设备发生单项故障时，此缺陷能被隔离，使操舵能力能够保持或迅速恢复。

5．附加要求

（1）1万总吨及以上的每艘油船和7万总吨及以上的每艘其他船舶，其主操舵装置应设两台或几台相同的动力设备，并符合本考点4.（4）中的各条规定。

（2）1万总吨及以上的每艘油船，其操舵装置应符合以下规定：

主操舵装置应这样设置，即由于主操舵装置的一个动力转舵系统的任何部分（但除舵柄、舵扇或为同样目的服务的部件或因转舵机构卡住以外）发生单项故障以致丧失操舵能力时，应在45s内能够重新获得操舵能力。

操舵装置应包括：

①两个动力和分开的动力转舵系统，每个系统均能满足本考点2.（1）的要求。

②至少有两个相同的动力转舵系统在正常运行中同时工作能满足本考点2.（1）的要求。当需要符合此要求时，各个液压动力转舵系统应设有交叉联结。任一系统中液压流体丧失时应能发现及有缺陷的系统应能自动隔离，使另一个或几个动力转舵系统保持完全运行。

③非液压形式的操舵装置应能达到同等的标准。

（3）对1万总吨及以上但小于10万载重吨的油船的操舵装置，若能达到同等的安全衡准和符合下述规定时，可允许采用不同本考点2．中的所述办法，即对一个或几个动力转舵系统不必应用单项故障标准。

①由于管路或一台动力设备的任何部分发生单项故障而丧失操舵能力时，应能在45s内恢复操舵能力。

②若操舵装置只具有单一的动力转舵系统，则须对设计时的应力分析，包括疲劳分析、断裂力学分析（如适合时）和对所用的材料、密封装置的安装、试验、检查及有效的维护规定等予以特别考虑。

（4）对1万总吨及以上但小于10万载重吨的油船的非双套动力转舵系统，其验收要求应经船检部门特别同意，并应符合国际海事组织A467（Ⅻ）决议的规定。 6．操舵装置控制系统的布置

（1）对主操舵装置，应在驾驶室和舵机室两处都设有控制器。

（2）当主操舵装置是由两台或几台相同的动力设备组成不设辅助操舵装置时，应设置两个独立的控制系统，且每个系统均应能在驾驶室控制。

（3）对于辅助操舵装置应在舵机室进行控制。若辅助操舵装置是用动力操纵的，则也应能在驾驶室进行控制，并应独立于主操舵装置的控制系统。

（4）能从驾驶室操作的主、辅操舵装置的控制系统应符合下列要求：

①在舵机室应设有能将驾驶室操作的控制系统与其所服务的操舵装置脱开的设施。

②此控制系统应能在驾驶室某一位置被投入操作。

（5）当控制系统的电源供应发生故障后，应在驾驶室发出能视听的警报。

（6）驾驶室与舵机室之间应备有通信设施。

（7）舵角位置应在驾驶室及舵机室显示。舵角指示应与操舵装置控制系统独立。

（8）驾驶室和舵机室应固定展示带有原理框图的适当操作说明。此说明表明操舵装置控制系统和动力转舵系统的转换程序。

第四节操舵装置控制系统：

1．操舵装置控制系统是使舵机能按照驾驶者意图及时地、准确地将舵转到所需舵角上的装置，有电力式、液压式、电动液压式和机械式等多种。现代船舶操舵

装置的控制系统主要有液压控制和电力控制两种。

2．液压控制系统实质上是通过一充满液体的连通器将驾驶台的操舵动作传达到舵机上。

3．电力控制系统：目前海船上普遍采用电力控制装置，因它轻便灵敏，线路易于布置，对船体变形和温度变化可不受影响，工作可靠，维修方便，并有利于操舵自动化。采用电力控制装置的船舶，都有两套独立操舵系统的线路布置。当一套操舵系统发生故障后，立即可以转换另一套操舵系统。这两套系统分别称为随动操舵系统和手柄操舵系统。

4．随动操舵系统是装有舵角反馈发送器，能进行追随控制的操舵系统，这种操舵方式的舵轮转动角和舵叶的偏转角度是相当的，操舵时比较直观。

5．手柄控制系统也称直接控制系统，它是直接控制继电器使舵机转动的系统。它没有舵角反馈装置，手柄或揿钮相当于继电器的开关。操舵时，当舵角指示器上到达所需的舵角时，要立即将手柄回复到中间位置或松开揿钮。该线路布置简单，一般作为随动控制系统失灵时的备用控制系统。使用直接控制系统操舵时，应注意掌握船的回转惯性的作用，要及时断电，才能使舵叶准确到达所需的舵角。

第五节自动舵

自动舵的种类：

1．按船舶偏航角φ来操舵的自动舵

（1）这种自动舵采用比例控制系统，偏舵角α和偏航角φ成正比关系。

（2）这种类型的自动舵一般出现在机械式自动操舵仪上，结构简单，比较直观。但不能克服偏航角速度的影响，航向稳定的过程较慢，航迹易成“S”形曲线，它的灵敏度低，质量差，仅在为数不多的大型客船上使用过，现已被淘汰。

2．按船舶偏航角φ和偏航角速度t d d ?

来操舵的自动舵

（1）这种自动舵采用比例-微分控制系统。

（2）这种自动舵除了有与偏航角成比例的舵角成分外，还有与偏航速度成比例的舵角成分。偏航速度越快，舵角给出越大，因此可以及早克服船舶惯性。相对机械式自动操舵仪，它减少了偏摆、稳定航向的过程比较快，提高了灵敏度和精度，也减轻舵机频繁工作的负担。但未考虑到对单侧偏航的自动调节，现在海船上这种自动舵也基本被淘汰了。

3．按偏航角φ偏航角速度t d d ?及偏航角积分?t d ?来操舵的自动舵

（1）将比例-积分-微分控制器（简称PID 控制器）应用在自动操舵仪上，由电子线路对偏航信号进行处理，从而实现操舵。

（2）舵机的控制信号有三种：

①与偏航角成比例的偏舵角信号，用以使船首返回原航向，对重载船取比例小些的。

②与偏航角对时间的微分（导数）成比例的信号，用以克服由惯性引起的偏航，又称反舵角，对重载船取微分作用强、给舵快些。

③与偏航角对时间的积分成比例的信号，用以抵消不对称偏航，又称压舵，

按风浪实际情况调整。

自动舵的操作使用：

1．灵敏度调节

又称为天气调节，也叫航摆角调节。它是调节自动舵系统开始投入工作的最小偏航角，也就是调节系统死区的大小，死区调得很小，即偏航角很小（一般为0.2°～0.5°），舵机就开始工作，这样灵敏度就高。在良好海况下，灵敏度可以调高些，这样偏舵角可用得小，船舶的偏航也能及时克服，航迹可走得直；反之，在恶劣海况下，航向偏摆厉害，灵敏度太高，势必使舵机频繁启动，不断工作而容易受到损坏。

2．舵角调节

又称为比例调节。调节的是自动舵的偏舵角和偏航角的比例。比例系数一般为0.5～4。万吨船在实际使用中比例系数以2～3为宜。刻度的档次越高，比例系数越大，偏舵角越大。调节时应根据海况、船舶装载情况和舵叶浸水面积等不同情况而定。海况恶劣、空载、舵叶浸水面积小，应选用高档；风平浪静、船舶操纵性能好时用低档。

3．反舵角调节

在船舶偏航用舵克服，使它向原航向回转时，还必须再操一个反舵角来克服船舶回转时的惯性。因此，使用反舵角调节可给出反舵角的大小，以阻止船舶向另一侧的偏摆。有微分环节的自动舵则设微分调节，即通过调节偏舵角中与偏舵角速度成比例的舵角部分。在0.1°/s的偏航角速度下，这个舵角约1°～3°。刻度的“0”档，表示没有微分作用，档次越高，微分作用越强。大船、重载，旋回惯性大时微分要调大；反之，要调小。海况恶劣，微分作用要调小或调至0。 4．压舵调节

压舵调节是用一固定信号使舵叶偏转一个固定的角度，以抵消单侧偏航的作用。在有不对称偏航情况下，设有积分环节自动压舵的自动舵，使用压舵调节向左或向右进行压舵。压舵的大小根据实际需要，所压的舵角可以从舵角指示器上读出。

5．航向改变调节

指在使用自动舵时用来改变航向。航向改变调节只供小角度的改向，因此比例舵应放在最小一档。如需改变较大角度，应分次进行，一般每次只改变10°。 6．零位修正调节

指用来修正自动舵中航向指示刻度盘与陀螺罗经的同步误差。

第六节自适应自动舵与自动驾驶仪

自适应自动舵：

1．自适应自动操舵仪是把具有自适应操舵程序的模块并入机电式自动操舵仪而成。

2．自适应自动操舵仪在船舶的载货和航速等状态或风﹑浪﹑流等航行环境发生变化而引起船舶操纵性能变化时，能感测这些变化并按事先设定的性能指标自动调整控制参数，使自动操舵仪保持在最佳状态。

3．自适应自动操舵仪不但能減少人工操作，提高航行安全性，而且还有明显的经济效益，一般它比机电式自动操舵仪可节省燃料约1%。

4．在自适应自动舵中为了从不规则噪声中提取需要信息，目前多采用卡尔曼滤波器。

5．在自适应舵中，发出舵角指令，使船舶回到原航向的组件是最佳控制器。 6．在自适应舵中供计算、比较、鉴别之用的组件是数学模型。

7．自适应自动舵与普通自动舵比较，其主要优点是：

（1）自动确定各项系数；

（2）进行最佳控制；

（3）减少操舵次数和舵角。

自动驾驶仪：

1．航迹舵

航迹舵是趋于发展完善的一种全自动驾驶仪。它的发展基础是在原自动舵的控制系统上配置一套航迹舵组件（装置）。此组件以微机为核心，通过初始人工输入航路数据、位置偏移量及硬件部分连接计程仪、陀螺罗经、定位仪，由上述输入的信号及数据通过微机软件进行计算、分析与处理，然后给出一个指标航向到自动舵组件中去执行，使船能够沿着计划航线航行，并能在预定的转向点上转向，从而达到无人驾驶。

2．使用航迹舵应注意的事项

（1）航迹舵是自动舵中的一种，因此，在规定不能使用自动舵的场合，同样不要使用航迹舵。

（2）在进行避让操船时，应中止使用航迹舵。待驶过让清以后，需重新启动航迹舵时，必须提醒驾驶员确认下一个转向点的正确性。同时，还应指示下一个计划航向的数值，要求驾驶员调整船舶的航向使其基本对准下一个转向点。

（3）当定位传感器长期无船位时，航迹舵应指示提醒驾驶员转到其他的操舵方式。

（4）在利用航迹舵自动转向时，驾驶员必须对周围的海域、船位与所采用的航迹带宽度、对转向前后的海面状况均了解清楚（包括对转向后的转向点的确认）。

（5）航迹带宽度应根据航行区域与海况确定。

（6）当在自动校正风流压影响及航向修正量过大（例如大于10°）时，应同时发出报警指示。

第七节舵设备的检查、保养和试验方法

检查与保养：

1．日常检查保养

（1）平时：平时舵机间不准放置杂物，应保持清洁干燥，切忌电机受潮；卸货后利用干舷高的条件查看舵叶、舵杆和连接法兰的情况。经过大风浪或冰区航行、搁浅或其他海事后，更要仔细检查，特别要注意法兰上水泥包是否完好。对其各个部位要经常保持清洁，有锈要除锈涂漆，活动部分要加油润滑。

（2）开航前：每次开航12h前，驾驶员应会同轮机部门的相关人员对操舵装置的工作情况进行校核。轮机部要先做好对舵的准备，启动舵机，使油泵工作。甲板部要派人观察舵叶周围有无障碍物，核对主罗经与分罗经误差和舵轮与舵角指示器的一致性，然后会同进行检查和对舵。

检查内容

①操舵装置的完好性与现场有无杂物；

②驾驶台和舵机间通信是否畅通；

③对舵，以确保舵角指示器读数的准确性；

④起动每部操舵装置，分别进行各种角度的对舵。

对舵方法

先使舵角指示器的指针指零度，观察舵机室的舵角是不是也为零位置，再慢慢地将舵轮往左（右）转到满舵，接着用同样方法向右（左）满舵进行一次，再快速活舵一次，然后操舵人员听令，分别连续地作左（右）5°，15°，25°，35°操舵和回舵，最后进行从一舷满舵到另一舷满舵、回舵的试验。舵角指示器在最大舵角时的指示误差，机械舵应不超过±2°，电动在正舵的位置应无误差，在其他舵角的位置不应超过±1度。

（3）航行中：值班驾驶员应经常检查舵机的工作状况是否正常，切忌“跑舵”。遇大风浪时，应检查舵机间可移动物体是否绑扎好。使用自动操舵方式时，每个班次最少都要进行自动操舵与随动操舵的转换，还要对应急舵进行定期的试操。

（4）停靠后：关闭电源，防止无关人员进入驾驶台和舵机房随便扳动舵轮、操舵仪上的各种开关旋钮及损坏舵机房内的设备。

2．定期检查保养

每3个月应对舵设备进行一次全面的检查和保养。其内容如下：

（1）查看舵杆、舵叶各部分磨损及损坏情况，做好记录。舵杆（销）一般在下舵承处（或舵销处）的轴颈应大于非工作部分的轴颈，否则应进行修理或换新。工作轴颈表面允许存在少量分散的锈蚀斑点，但深度不超过舵杆（销）直径的1%，舵杆非工作轴颈允许减少量为原设计直径的7%。舵钮与舵钮或舵叶与舵托平面极限间隙一般为安装间隙的50%。

（2）检查电操舵装置的绝缘和触点情况，用不带毛头的细布揩拭清洁。自动部分检查其灵敏度。液压舵机要查管路有否泄漏及液压油的质量。

（3）检查转舵装置电动机的运转及损耗情况，加以清洁，并做好记录。液压式舵机要检查泄漏情况及油的质量，以及时修复并充液。

最少每3个月进行一次应急操舵的演习。

每6个月检查备用操舵装置的活络部分。

第八节操舵工作要领和基本方法

操舵工作要领：

1．操舵要领：船舶在航行中，值班驾驶员根据航行的需要，对舵工下达舵令，由舵工根据舵令进行操舵，以控制船舶的航行方向。

2．值班驾驶员下达舵令时，应考虑到船舶在各种不同情况下的应舵性能和舵工的操舵水平。所下达的舵令应确切、明了和清楚。

3．舵工在操舵时应有高度的责任感，思想集中、动作准确。当听到值班驾驶员下达舵令后，应立即复诵并执行。

4．操舵注意事项

（1）舵工在接到舵令后，应立即复诵并立即执行舵令操舵。当到达所要求的舵角（指舵角指示器所指示的船尾舵叶所到达的实际舵角）/航向（罗经指示）/对准参照物时，应立即予以报告。

（2）舵工在操舵时应有高度的责任感，做到思想集中、动作准确。复诵和

报告时应做到吐字清楚、声音洪亮。

（3）值班驾驶员下达的舵令应确切、明了和清楚。在舵令发出后，如遇舵工复诵舵令错误或操作不当，应立即予以纠正。对舵工的报告亦应予以确认。

（4）按舵角操舵方法下达舵令时，舵令的先后顺序一般应为：左/右舵××→回舵或回到左/右舵××→正舵→把定，然后再按实际需要下达新的舵令组。除特殊情况外，不应下达左/右舵××直接到右/左舵××的舵令。

（5）舵工要严格遵照舵令操舵，未得到舵令不能任意改变航向。还必须及时复述和报告执行情况。如有疑问要及时提醒，以防发错或听错舵令乃至操错舵角。值班驾驶员与舵工要密切配合。

操舵的基本方法：

考点2：操舵的基本方法（考试大纲5.8.2）

船舶在航行中，操舵的4种常用基本方法如下：

1．按舵角操舵

舵工在听到值班驾驶员下达舵角舵令后，应立即复诵并迅速、准确地把舵轮转到所命令的舵角上。

2．按罗经（航向）操舵

船舶在海上及大多数狭水道航行时，大多按罗经操舵的方法使其保持所需的航向上。舵工应根据转向角的大小、本船的旋回性能和海况等情况决定所用舵角大小。在一般情况下，如转向角超过30o，可用10o～15o舵角；如转向角小于30o，则宜用5o～10o舵角。用舵后船舶开始转向，此时可根据罗经基线和刻度盘的相对转动情况，掌握船舶回转时的角速度。当船舶逐渐接近新航向时，应根据船舶惯性和回转角速度的大小，按经验提前回舵并可向反方向压一舵角，以防止船舶回转过头，这样船舶就能较快地进入并稳定在新航向上。当罗经基线偏在原定航向刻度的左边时，这表示船首已偏到原航向的左边，应操相反方向的小舵角（右舵，3o～5o即可），使船首（罗经基线）返回原航向。纠偏时要求反应快、用舵快和回舵快。

3．按导标（参照物）操舵

近岸尤其是在狭水道或进出港航行时，特别、明显的固定物体较多，此时可利用这些物体作为参照物进行操舵，即按导标（参照物）操舵。

4．大风浪中操舵

应由有经验的人员操舵，操舵过程中应注意细心观察风流影响的综合结果，要提前回舵或压舵。

第五章主要施工机械进场计划

第五章主要施工机械进场计划第一节：主要施工机械、设备选择原则施工机械投入计划是机械管理的重要环节，合理的投入计划是保证施工生产顺利进行的保障之一，本工程机械设备投入计划是根据施工方案、施工进度计划、施工段的划分、施工工艺及我单位现有可调配的机械编制而成。 1、主要施工机械、设备选择原则 1.1、贯彻机械化、半机械化和改良机具相结合的方针，重点配备中、小型机械和手持动力机具。 1.2、充分发挥现场所有机械设备的能力，根据具体变化的需要，合理调整装备结构。 1.3、优先配备本工程施工中必须的、保证质量与进度的、代替劳动强度大的、作业条件差的配套的机械设备。 1.4、按本工程体系、专业施工和工程实物量等多层次结构进行配备，并注意不同的要求，配备不同类型、不同标准的机械设备，以保证质量为原则，努力降低施工成本。 1.5、工程质量的好坏、进度的保证很大程度与施工机械的先进性和适用性有关。对于本工程的施工，我公司将针结实际情况和各工种、工序的需要，合理地配备先进的机械设备及挑选专业水平较高的技术操作人员，最大限度地体现技术的先进性和机械设备的适用性，充分满足施工工艺的需要，从而来保证工程质量和装饰效果。 1.6、另外，在配备机械设备时，我公司还综合考虑了以下因素： 1.6.1、技术先进性：机械设备技术性能优越、生产率高。 1.6.2、使用可靠性：机械设备在使用过程中能稳定地保持其应有的技术性能，安全可靠的运行。 1.6.3、便于维修性：机械设备要便于检查、维护和修理。 1.6.4、运行安全性：机械设备在使用过程中具对施工安全的保障性能。 1.6.5、经济实惠性：机械设备在满足技术要求和生产要求的基础上，达到最低费用。 1.6.6、适应性：机械设备能适应不同工作条件，并具有一定多用的性能。第二节：主要施工机械、设备投入计划 1、塔吊本工程有3幢17层、2幢23层教师公寓及其他配套工程组成，现场采用5台采用QTZ60塔吊，其他1～2层配套工程采2台25T汽车吊备用。 2、混凝土浇筑机械

2020智慧树,知到《船舶与海洋工程导论》章节测试完整答案

2020智慧树，知到《船舶与海洋工程导论》章节测试完整答案智慧树知到《船舶与海洋工程导论》章节测试答案第一章 1、关于中国古代造船技术，以下哪种说法不正确? 答案:秦汉时期的造船厂能够按照船样照图施工，并开始采用滑道下水。 2、关于中国古代造船技术，以下哪种说法不正确? 答案: 秦汉时期的造船厂能够按照船样照图施工，并开始采用滑道下水。 3、关于中国古代造船技术，以下哪种说法不正确? 答案: 秦汉时期的造船厂能够按照船样照图施工，并开始采用滑道下水 4、关于中国古代造船技术，以下哪种说法不正确? 答案: 中国古代造船技术的三个高峰时期是秦汉时期、唐宋时期和清朝时期。 5、中国造船三大指标首次跃居世界第一是以下哪个年份? 答案: 2010 6、以下哪种船型不属于船舶行业认可的三大主流船型? 答案: 杂货船 7、关于中国现代船舶工业，以下说法不正确的是?

答案: 2018年，中国船舶工业三大指标首次跃居世界第一。 8、关于中国现代船舶工业，以下说法不正确的是? 答案: 上海沪东中华造船厂建造了我国第一艘集装箱船“大鹏昊”。 9、关于中国现代船舶工业，以下说法不正确的是? 答案: 上海沪东中华造船厂建造了我国第一艘集装箱船“大鹏昊”。 10、关于中国现代船舶工业，以下说法不正确的是? 答案:上海沪东中华造船厂建造了我国第一艘集装箱船“大鹏昊”。第二章 1、以下哪种船舶不属于排水型船舶? 答案: 气垫船 2、以下哪种船舶不属于工程船? 答案: LNG船 3、以下哪种不属于海洋开发船? 答案: LPG船 4、以下哪种说法不正确? 答案: 水翼艇是高速航行船，其重量由水翼的浮力支承。 5、关于船舶分类方法，哪种说法不正确? 答案: 按造船材料分类可分为木船、水泥船、钢船、气垫船和铝合金船等。

船舶舵机控制系统改进设计【文献综述】

文献综述电气工程及其自动化船舶舵机控制系统改进设计引　言设计船舶自动操舵系统首先要确定船舶舵机的数学模型和船舶航行动态模型。船舶舵机的传动机构主要有两类,机械传动和液压传动。随着船舶排水量和航速的增加,舵机上的转矩迅速增大。采用机械传动机构的舵机其重量和体积将变得很大,同时它的效率较低,电动机的容量势必很大。因而目前大型船舶均采用液压传动舵机,甚至中小型船舶也不例外。船舶舵机船舶舵机是能够转舵并保持舵位的装置。舵机的大小由外舾装按照船级社的规范决定，选型时主要考虑扭矩大小。船用舵机目前多用电液式，即液压设备由电动设备进行遥控操作。有两种类型：一种是往复柱塞式舵机，其原理是通过高低压油的转换而作工产生直线运动，并通过舵柄转换成旋转运动。另一种是转叶式舵机，其原理是高低压油直接作用于转子，体积小而高效，但成本较高。船舶操舵系统是实现船舶操纵功能的一个自动控制系统。它把电罗经，舵角传感器等送来的船舶实际航向信号，预定航向信号，及给定的各种限束条件自动地按照一定的调节规律进行信号处理，从而控制舵机，使船舶沿着给定的航向航行。由此可见，该系统的性能直接影响着船舶航行的操纵性，经济性和安全性。因此，船舶操纵系统的性能，一直被当作是一个具有较高经济价值和社会效益的重要问题，引起人们的关注。并吸引着世界各国一代又一代的工程技术人员围绕着进一步改善该系统的性能这一课题而不断地进行研究和探索。

自动舵自动舵是根据电罗经送来的船舶实际航向与给定航向信号的偏差进行控制的。在舵机投入自动工作时，如果船舶偏离了航向，不用人的干预，自动舵就能自动投入运行，转动舵叶，使船舶回到给定航向上来。电动—液压式自动舵国产“HD—5L型自动舵应用半导体无触点控制的比例-微分-积分控制系统。驾驶室具有自动、随动及应急操作三种操舵方式。两套参数相同的放大器互为备用，通过转换开关选择其中一套为自动、随动操舵时使用。应急操舵为随动控制方式，单独使用一套放大器。该型自动舵有A、B、C、D四种型式。A型为电液伺服阀变量泵系统；B型为电磁换向阀、伺服油缸、变量泵系统；C型为伺服马达变量系统；D型为地磁功率阀定量泵系统，它们的电气系统基本上是一致的。液压伺服系统液压伺服系统是使系统的输出量，如位移、速度或力等，能自动地、快速而准确地跟随输入量的变化而变化，与此同时，输出功率被大幅度地放大。液压伺服系统以其响应速度快、负载刚度大、控制功率大等独特的优点在工业控制中得到了广泛的应用。电液伺服系统电液伺服系统是一种由电信号处理装置和液压动力机构组成的反馈控制系统。最常见的有电液位置伺服系统﹑电液速度控制系统和电液力(或力矩)控制系统发展现状众所周知，自动控制系统是自动控制理论在工业生产中应用的产物。船舶操舵系统也不例外。在自动控制理论发展的不同历史阶段，取得了不同的研究成果，开发出一代又一代新型的自动舵产品，为航运业的发展作出了巨大的贡献。

第五章-主要施工机械进场计划

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

舵设备的作用与组成

第一节舵设备的作用与组成舵设备的作用： 1．舵设备是船舶在航行中保持和改变航向及旋回运动的主要工具。 2．影响舵效的主要因素是：舵角大小；流经舵面的流速；船的转动惯性及纵横倾；风流、浅水等海况；舵机的性能。 3．一般把等于32°～35°称为使用极限舵角。船上对此使用了止舵器或限

位器，能使舵角不超过35°。舵设备的组成： 1．舵设备由舵装置、舵机与转舵装置、操舵装置的控制装置及其他附属装置组成。 2．舵手转动舵轮或扳动操舵手柄（或应急装置），启动机械、液压或电力操舵装置即可控制舵机正转、反转及停止。 3．转舵装置又称传动装置，其作用是把舵机的动力传到舵轴，驱动舵叶转动。舵机和转舵装置又统称为操舵装置，均装于船尾舵机舱内。舵的种类、特点与作用： 1．按舵杆的轴线位置分类：不平衡舵、平衡舵和半平衡舵。 2．按舵叶的支承情况分类：双支承舵、多支承舵、悬挂舵和半悬挂舵。 3．按舵叶的剖面形状分：平板舵、流线型舵：又称（复合舵）。流线型舵的舵叶以水平隔板和垂直隔板作为骨架，外覆钢板制成水密的空心体，水平剖面呈机翼形。这种舵阻力小，升力大，舵效高，虽构造比较复杂，但应用广泛。 4．特种舵：（1）整流帽舵：即在普通流线型舵的正对螺旋桨的轴线延长部位，加一个流线型的圆锥体，俗称整流帽，它有利于改善螺旋桨后的水流状态。（2）主动舵：在舵叶后端装有小螺旋桨或导管推进器，转舵时可发出推力，增加船舶的转向能力；另外，即使是在低速甚至停车时，操作小螺旋桨仍可得到转头力，推船缓行，大大提高了船舶的操纵性，这种舵适用于对操纵能力要求高、靠离码头比较频繁的船舶，例如引航船、渡轮、科学考察船等。（3）襟翼舵：又称可变翼形舵。可以横向移动。因此，襟翼舵有助于船舶获得较大的转船力矩，从而提高舵效或减小舵杆扭矩，舵机功率也较小；另外，如果使用襟翼舵，航向改变可以用较小的舵角，使船舶改向时失速较小，从而减少了油耗。襟翼舵的广泛使用说明了它深受船东与船员的欢迎，但其价格偏高，维护保养要求也比较高。（4）反应舵：又称迎流舵，它以螺旋桨的轴线为界，舵叶的上下线型分别向左右扭曲一些，使由螺旋桨射出的水流对舵没有冲击作用，而离开舵时呈直线向后流去。结果舵居中时舵的上下两部分具有舵压力，且具有向前的分力，助船推进，即能从尾流中收回一部分旋转的动能增加推力，（5）组合舵：也称希林舵或工字型舵。在流线型舵叶的上下两端各安装一块制流板，可减少舵叶两端的绕流损失。（6）现阶段海运船舶上比较流行的舵为平衡悬挂舵、襟翼舵、航海舵和鱼尾舵。第三节操舵装置操舵装置的概念与分类： 1．操舵装置是将舵转至所需角度的装置。可分为人力操舵装置和动力操舵装置两类。 2．操舵装置一般多设于尾尖舱平台甲板上，按规范规定，又分为主操舵装置和辅助操舵装置。 3．所谓主操舵装置是指在正常航行情况下为驾驶船舶而使舵产生动作所必

简述船舶操纵自动舵原理

简述船舶操纵自动舵原理摘要：船舶操纵的自动舵是船舶系统中的一个不可缺少的重要设备，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，随着现代科学技术的不断进步，各种先进仪器的使用，使得船舶操纵开始向智能化方向发展，本文就船舶操纵自动舵的构成和工作原理方面进行了综述。关键字：船舶自动舵现代船舶自动化船舶操纵的自动舵是船舶系统中的一个不可缺少的重要设备，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响，使船舶自动地稳定在预定的航向上运行，是操纵船舶的关键设备。它的性能直接关系到船舶的航行安全和经济效益。代替人力操舵的自动舵的发展在相当程度上减少了人力，节省了燃料，降低了机械磨损，直接影响到船舶航行的操纵性、经济性和安全性。舵机装置由操舵装置、舵机、传动机构和舵叶四部分组成。（1）操舵装置：操舵装置的指令系统，由驾驶室的发送装置和舵机房的接受装置组成。（2）舵机：转舵的动力。（3）传动机构：能将多机产生的转舵力矩传递给舵杆。（4）舵叶：环绕舵柱偏转，承受水流的作用力，以产生转舵力矩。在自动操舵仪中，按控制系统分类可分为三种操舵方式：（1）直接控制系统或称单舵系统、应急操舵。（2）随动控制系统。（3）自动操舵控制系统，又称自动航向稳定系统。自动操舵适用于船舶在海面上长时间航行．随动操舵供船舶经常改变航向时使用，如在内河、狭航道区和进出港口。当自动航向／航迹、随动操纵出现故障时，可用应急的简单操舵，直接由人工控制电磁换向阀．使舵正、反或停转。原理：利用电罗经检测船舶实际航向α，然后与给定航向K°进行比较，其差值作为操舵装置的输入信号，使操舵装置动作，改变偏舵角β。在舵角的作用下，船舶逐渐回到正航向上。船舶回到正航向后，舵叶不再偏转。

船舶的主要设备配件

船舶的主要设备配件一艘营运的船舶必须安装有各种各样的设备。通过这些设备的应用来完成船舶的航行、靠离泊、装卸货物等生产作业，并保证船舶和人员的安全。船舶的主要设备有动力设备、操纵设备、装卸设备和安全设备等。船舶动力设备船舶必须配置一整套符合规范要求的动力装置和辅助设备后，才能在水上航行。这些动力装置包括有船舶主动力装置、辅助动力装置、蒸汽锅炉、制冷和空调装置、压缩空气装置、船用泵和管路系统、造水装置和自动化系统等。这此机电动力设备主要集中于机舱，专门管理这些设备的技术部门是轮机部。 1、主动力装置船舶主动力装置又称“主机”，它是船舶的心脏，是船舶动力设备中最重要的部分，主要包括：（1）船舶主机能够产生船舶推进动力的发动机的一种俗称，包括为主机服务的各种泵和换热器、管系等。目前商船的主机是以船舶柴油机为主，其次是汽轮机。（2）传动装置把主机的功率传递给推进器的设备，除了传递动力，同时还可起减速、减震作用，小船还可利用传动设备来改换推进器的旋转方向。传动设备因主机型式不同而略有差异，总的来说由减速器、离合器、偶合器、联轴器、推力轴承和船舶轴等组成。（3）轴系和推进器船舶推进器中以螺旋桨应用最为广泛，大多采用固定螺距或可调螺距的螺旋桨推进器；船舶轴系是将主机发出的功率传递给螺旋桨的装置。船舶主机通过传动装置和轴系带动螺旋桨旋转产生推力，克服船体阻力使船舶前进或后退。 2、辅助动力装置船舶辅助动力装置又称“辅机”，是指船上的发电机，它为船舶在正常情况和应急情况提供电能。由发动机组、配电盘等机电设备构成了船舶电站。

（1）发电机组原动力主要是由柴油机提供，基于船舶安全可靠和维护管理简便的考虑，大型的船舶配置有不少于两台同一型号的柴油发电机，根据需要可多部同时发电。为了节能，航行中，有的船舶可利用主机的传动轴来带动发电机发电（轴带发电机）或利用主排出气的余热产生低压蒸汽来推动汽轮发电机组发电等。（2）配电盘它进行电的分配、控制、输送、变压、变流以保证各电力拖动设备及全船生活、照明、信号及通讯等的需要。 3、蒸汽锅炉以柴油机为主机的船上，都需要设有蒸汽锅炉，它由辅助燃油炉和废气锅炉以及为其配套服务的管系、设备所组成。辅助燃油锅炉是供应船上上些辅助性蒸汽的需要，如加热燃油和滑油、暖气、生活用水、厨房、开水等，并满足一些辅机用蒸汽的需要。为节能，航行中废气锅炉利用柴油机排气中的余热来产生蒸汽，在停泊时只使用辅助燃油锅炉。 4、制冷和空调装置船舶安装制冷装置的是冷藏运输货物、冷藏一定数量的食品以及改善船员和旅客的生活工作条件等。空气调节装置的任务在于保持舱室中具有适于人们工作和生活的气候条件，它包括夏季降温、除湿，冬季加热、加湿以及一年四季的通风换气工作。其主要设备有制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、空调器及其自动化控制元件等。 5、压缩空气装置一般船上配置有多台空气压缩机和多个压缩空气瓶，以供应并存全船所需的压缩空气，如用压缩空气启动主、辅柴油机；主机换向；为气笛、甲板气动机械等设备提供气源。其主要设备有空气压缩机、贮气瓶、管系及安全、控制元件等。 6、船用泵和管路系统船上为了泵送海水、淡水、燃油、润滑油等液体，需要一定数量和不同类型的泵。一般在机舱中就必需设置舱底水泵、燃油和滑油输送泵、锅炉给水泵、冷却水泵、压载水泵、卫

舵设备的相关试题(doc 35页)

更多企业学院：《中小企业管理全能版》183套讲座+89700份资料《总经理、高层管理》49套讲座+16388份资料《中层管理学院》46套讲座+6020份资料《国学智慧、易经》46套讲座《人力资源学院》56套讲座+27123份资料《各阶段员工培训学院》77套讲座+ 324份资料《员工管理企业学院》67套讲座+ 8720份资料《工厂生产管理学院》52套讲座+ 13920份资料《财务管理学院》53套讲座+ 17945份资料《销售经理学院》56套讲座+ 14350份资料《销售人员培训学院》72套讲座+ 4879份资料舵设备

001、舵是舵设备中承受水动力以产生转舵力矩的构件，一般是安装在________。 A．机舱内B．舵机间C．尾尖舱中D．船尾螺旋桨后面 002、舵效是指________。 A．运动中船舶，操一定舵角后，船在较短时间，较小水域内所取得转头角的大小 B．停止中船舶，操一定舵角后，船在较短时间，较小水域内所取得转头角的大小 C．旋转中船舶，操一定舵角后，船在较短时间，较小水域内所取得转头角的大小 D．后退中船舶，操一定舵角后，船在较短时间，较小水域内所取得转头角的大小 003、舵效与舵角有关，舵角为________时，舵效最好。 A．25°～32°B．20°～30°C．32°～60°D．37°～45° 004、舵力为________。 A．由于舵的两侧面水流相对速度不同而产生的压力差 B．由于舵叶两侧水流产生的压力差与水流和舵面产生的摩擦力的合力

C．水流冲击舵面的反作用力 D．使船舶回旋的力 005、舵力的大小与________有关。①舵角和舵叶面积；②舵叶断面形状；③船速；④舵速。 A．①②③B．①③④C．①②④D．①②③④ 006、海船的极限舵角一般为________；超大型船舶的极限舵角一般为________。 A．25°左右/32 B．30°左右/35 C．35°左右/35～40 D．40°左右/35～40 007、舵机上限制最大舵角的装置对流线形舵和平板舵分别是________。 A．流线型舵为36°，平板舵为32°B．流线型舵为32°，平板舵为36° C．流线型舵为35°，平板舵为30°D．流线型舵为32°，平板舵为35° 008、影响舵效的主要因素是________。①舵角大小；②流经舵面的流速；③船的转动惯性及纵横倾；④风流、浅水等海况；⑤舵机的性能。 A．①～④B．②～⑤C．①③④⑤

船舶主要设备

船舶主要设备 0 船用柴油机: 柴油机热效率高，功率范围广，具有起动迅速、维修方便、运行安全、使用寿命长等特点，因此在船舶上得到广泛应用，30000吨以下船舶的绝大多数都使用柴油机作为主机和辅机。由于其工作条件的特殊，船用柴油机具有一些特点，如超额定转速连续运转、装有调速器和超速限制装置、在倒转工况下能稳定运转、在纵倾和横倾15度的条件下正常工作等，且要求振动小、噪声低。船用蒸气轮机: 蒸汽轮机动力装置具有单机组功率大（可达100000kW以上），工作可靠，运转平稳，振动、噪音和磨损均较小，使用寿命长，又能燃用劣质燃料等优点，适合大型运输船舶，如大型油船、集装箱船等。但相对于船用柴油机，其耗油率较高。船用泵泵是船舶上应用极为广泛的一种水力机械。船用泵主要有：（1）活塞泵，常用作手摇水泵和油泵，如舱底泵；（2）回转泵，如在机舱中的燃油和滑油输送泵；（3）离心泵，如机舱中的冷却水泵、消防泵、压载水泵和生活水泵等；（4）喷射泵，常用作机舱的舱底水泵。船用气体压送机械船用气体压送机械主要有空气压缩机和通风机。空气压缩机所产生的压缩空气可用于起动柴油机、操纵大型柴油机的换向机构及离合器、鸣笛、清洗海底门等。通风机在船舶上使用很广，客舱、货舱、燃料舱、机炉舱等都需用通风机进行强制通风。制冷装置用于调节舱室的温度，保存食物。船舶上普遍使用的是压缩式制冷装置。制淡装置可将海水制成淡水的一种设备。对于远洋航行的船舶，需要制淡装置制取淡水以弥补水舱携带淡水的不足。船舶上普遍采用的是沸腾式制淡装置，即将海水加热汽化，再冷凝为淡水。辅助锅炉船舶日常生活用热水，居住处所取暖等，以及燃油、滑油的加热都需要大量的热量，通常可利用锅炉产生的蒸汽来提供。这种锅炉称为辅助锅炉，以与蒸汽动力装置中向主机提供蒸汽的主锅炉相区别。船舶航行时，还可利用主机的废气锅炉提供蒸汽，从而达到节能的目的。螺旋桨最常用的船舶推进器，由若干桨叶组成，通常为3~5叶。通常装于船的尾部。一般而言，桨的直径越大，转速越低，则效率越高，但直径往往受到船舶吃水的限制。螺旋桨与船舶尾部线型的配合对推进效率和振动有很大的影响。制造螺旋桨的材料有铜合金、铸铁、铸钢等，其中铜合金（如锰青铜和铝青铜）强度高、加工方便、耐腐蚀、表面光洁，故应用较广。舵设备保证船舶操纵性的一种装置。主要由舵、转舵机构、舵机、操纵装置及传动机构等部分组成。船舶航行时，驾驶人员操纵舵轮（或操纵手柄），通过传动装置带动舵机，由舵机通过转舵

自动舵控制系统设计

自动舵控制系统设计船舶借助螺旋桨的推力和舵力来改变或保持航速和航向，实现从某港出发按计划的航线到达预定的目的港。由此可见，操舵系统是一个重要控制系统，其性能直接影响着船舶航行的操纵性、经济性和安全性。自动操舵仪是总结了人的操舵规律而设计的装置，是用来控制船舶航向的设备，能使船舶在预定的航向上运行，它能克服使船舶偏离预定航向的各种干扰影响，使船舶自动地稳定在预定的航向上运行,是操纵船舶的关键设备。系统的调节对象是船，被调节量是航向。自动舵是一个闭环系统，它包括：航向给定环节；航向检测环节；给定航向与实际航向比较环节；航向偏差与舵角反馈比较环节；控制器；执行机构；舵；调节对象—船；舵角反馈机构等。自1922年自动舵问世到今天, 代替人力操舵的自动舵的发展确实取得了长足的进展, 在相当程度上减少了人力, 节约了燃料, 降低了机械磨损, 但是距离真正意义上的操舵自动化还有相。当大的距离。一国内外研究现状自70 年代起,国内一些科研院所、高校开展自动舵的理论与开发工作,并取得了不少成果,一些航海仪表厂家也独立或与研究所、高校合作开展了自动舵的试制和生产,其产品以模拟PID 舵为主。目前虽然国产自适应舵已经投入实船使用,但效果并不明显。智能控制舵还处于理论研究阶段,还没有产品化。航迹舵基

本上也处于研究阶段,还没有过硬的产品。目前国外市场上有多种成熟的航向舵、航迹舵产品,其控制方法大多为比较成熟的自适应控制,例如日本Tokimec 公司的PR - 8000 系列自适应自动舵、德国Anschuz 公司的NAU TO CONTROL 综合系统中的自动舵、美国Sperry 公司VISIONTECHNOLOGY系统中的自适应自动舵等。近几年发展起来的智能控制及其它近代控制在自动舵上应用尚处于方案可行性论证及实验仿真阶段,还有待于进一步工程实现研究。我国对自适应舵的研究起步较晚，自80年代以来，有关单位开展了对自适应舵的研究工作，发表了一些设计方案，仿真研究结果和产品。 1980年，南开大学袁著祉、卢桂章老师采用Norrbin性能指标，利用最小方差自校正控制器自适应律设计了船舶航向保持的自适应舵，发表了仿真结果。 1984年，中船总公司系统工程部林钧清利用最小方差自校正调节器，设计了自适应自动舵的软件，并进行了仿真研究。 1986年，大连海事大学陆样润、黄义新老师等人，采用了对偏航速率进行加权的最小方差自校正控制方案，进行了自适应舵的研制，他们先在实验室的实时仿真器上进行了联机实验，随后

自动控制原理课程设计实验

上海电力学院自动控制原理实践报告课名：自动控制原理应用实践题目：水翼船渡轮的纵倾角控制船舶航向的自动操舵控制班级：姓名：学号：

水翼船渡轮的纵倾角控制一．系统背景简介水翼船(Hydrofoil)是一种高速船。船身底部有支架，装上水翼。当船的速度逐渐增加，水翼提供的浮力会把船身抬离水面(称为水翼飞航或水翼航行，Foilborne)，从而大为减少水的阻力和增加航行速度。水翼船的高速航行能力主要依靠一个自动稳定控制系统。通过主翼上的舵板和尾翼的调整完成稳定化操作。该稳定控制系统要保持水平飞行地穿过海浪。因此，设计上要求系统使浮力稳定不变，相当于使纵倾角最小。航向自动操舵仪工作时存在包括舵机（舵角）、船舶本身（航向角）在内的两个反馈回路：舵角反馈和航向反馈。当尾舵的角坐标偏转错误!未找到引用源。，会引起船只在参考方向上发生某一固定的偏转错误!未找到引用源。。传递函数中带有一个负号，这是因为尾舵的顺时针的转动会引起船只的逆时针转动。有此动力方程可以看出，船只的转动速率会逐渐趋向一个常数，因此如果船只以直线运动，而尾舵偏转一恒定值，那么船只就会以螺旋形的进入一圆形运动轨迹。二．实际控制过程某水翼船渡轮，自重670t，航速45节（海里/小时），可载900名乘客，可混装轿车、大客车和货卡，载重可达自重量。该渡轮可在浪高达8英尺的海中以航速40节航行的能力，全靠一个自动稳定控制系统。通过主翼上的舵板和尾翼的调整完成稳定化操作。该稳定控制系统要保持水平飞行地穿过海浪。因此，设计上要求该系统使浮力稳定不变，相当于使纵倾角最小。

上图：水翼船渡轮的纵倾角控制系统已知，水翼船渡轮的纵倾角控制过程模型，执行器模型为F（s）=1/s。三．控制设计要求试设计一个控制器Gc（s），使水翼船渡轮的纵倾角控制系统在海浪扰动D （s）存在下也能达到优良的性能指标。假设海浪扰动D（s）的主频率为w=6rad/s。本题要求了“优良的性能指标”，没有具体的量化指标，通过网络资料的查阅：响应超调量小于10%，调整时间小于4s。四．分析系统时域 1.原系统稳定性分析 num=[50]; den=[1 80 2500 50]; g1=tf(num,den); [z,p,k]=zpkdata(g1,'v'); p1=pole(g1); pzmap(g1) 分析：上图闭环极点分布图，有一极点位于原点，另两极点位于虚轴左边，故处于临界稳定状态。但还是一种不稳定的情况，所以系统无稳态误差。 2.Simulink搭建未加控制器的原系统（不考虑扰动）。

第五章舵设备.doc

第一节舵设备的作用与组成舵设备的作用： 1．舵设备是船舶在航行中保持和改变航向及旋回运动的主要工具。 2．影响舵效的主要因素是：舵角大小；流经舵面的流速；船的转动惯性及纵横倾；风流、浅水等海况；舵机的性能。 3．一般把等于32°～35°称为使用极限舵角。船上对此使用了止舵器或限位器，能使舵角不超过35°。舵设备的组成： 1．舵设备由舵装置、舵机与转舵装置、操舵装置的控制装置及其他附属装置组成。 2．舵手转动舵轮或扳动操舵手柄（或应急装置），启动机械、液压或电力操舵装置即可控制舵机正转、反转及停止。 3．转舵装置又称传动装置，其作用是把舵机的动力传到舵轴，驱动舵叶转动。舵机和转舵装置又统称为操舵装置，均装于船尾舵机舱内。舵的种类、特点与作用： 1．按舵杆的轴线位置分类：不平衡舵、平衡舵和半平衡舵。 2．按舵叶的支承情况分类：双支承舵、多支承舵、悬挂舵和半悬挂舵。 3．按舵叶的剖面形状分：平板舵、流线型舵：又称（复合舵）。流线型舵的舵叶以水平隔板和垂直隔板作为骨架，外覆钢板制成水密的空心体，水平剖面呈机翼形。这种舵阻力小，升力大，舵效高，虽构造比较复杂，但应用广泛。 4．特种舵：（1）整流帽舵：即在普通流线型舵的正对螺旋桨的轴线延长部位，加一个流线型的圆锥体，俗称整流帽，它有利于改善螺旋桨后的水流状态。（2）主动舵：在舵叶后端装有小螺旋桨或导管推进器，转舵时可发出推力，增加船舶的转向能力；另外，即使是在低速甚至停车时，操作小螺旋桨仍可得到转头力，推船缓行，大大提高了船舶的操纵性，这种舵适用于对操纵能力要求高、靠离码头比较频繁的船舶，例如引航船、渡轮、科学考察船等。（3）襟翼舵：又称可变翼形舵。可以横向移动。因此，襟翼舵有助于船舶获得较大的转船力矩，从而提高舵效或减小舵杆扭矩，舵机功率也较小；另外，如果使用襟翼舵，航向改变可以用较小的舵角，使船舶改向时失速较小，从而减少了油耗。襟翼舵的广泛使用说明了它深受船东与船员的欢迎，但其价格偏高，维护保养要求也比较高。（4）反应舵：又称迎流舵，它以螺旋桨的轴线为界，舵叶的上下线型分别向左右扭曲一些，使由螺旋桨射出的水流对舵没有冲击作用，而离开舵时呈直线向后流去。结果舵居中时舵的上下两部分具有舵压力，且具有向前的分力，助船推进，即能从尾流中收回一部分旋转的动能增加推力，（5）组合舵：也称希林舵或工字型舵。在流线型舵叶的上下两端各安装一块制流板，可减少舵叶两端的绕流损失。（6）现阶段海运船舶上比较流行的舵为平衡悬挂舵、襟翼舵、航海舵和鱼尾舵。

舵设备

舵设备 (一)特种舵为了满足其操纵上的特殊要求，如增加舵效，提高推进效率，减小旋回圈直径和改善人型船舶在低速时操纵性能等，常采用一些特种舵。常见的特种舵有：反应舵、主动舵、整流帽舵、襟叶舵、导流管舵、组合舵、首舵和首推进器等。 ●反应舵在舵叶前缘的上下分别向左右舷相反方向扭曲一个角度，使其迎着螺旋桨排出的两股旋状水流。因此，这种舵也称迎流舵。其作用相当于一个导流叶，使尾流中的轴向诱导速度增大，以减少阻力，增加推力。 ●主动舵在舵叶的后端装有一个导管，导管内装设一个由设臵在叶内的电动机驱动的小螺旋桨。转舵时，螺旋桨随之转动并发出推力，也增加了转船力矩。因此，即使在船舶低速甚至主机停车的情况下，操作这种舵也能获得转船力矩，从而大大提高了船舶的操纵性。特别是对回转性要求高和离靠码头频繁的小船(例如巡逻艇、领港船、渡船等)多有采用。由于舵上的螺旋桨也可以用做微速推进器，在有些科学考察船上也有应用。 ●整流帽舵在流线型舵的正对螺旋桨轴线部位，装设一个圆锥形的流线型体，俗称整流

帽。其作用是有利于改善螺旋桨排出流的乱流状态，从而提高螺旋桨的推力，改善船尾的振动情况。 ●襟翼舵这种舵由主舵和副舵两叶组成，即在普通主舵叶后缘装上一个称为襟翼的副叶，当主舵叶转动一个δ角时，副舵叶绕主舵叶的后缘向相同一舷转出一个卢角度，二者转动的方向是一致的，但副舵的转动角度比主舵的转角大。这样就相当于增加了舵剖面的拱度，从而产生更大的流体动力，提高了转船力矩和舵效。由于其流体动力特性在小舵角时特佳，与飞机上的襟翼作用一样，故称之为襟翼舵。这种舵转舵力矩较小，因而所需的舵机功率也较小，但其结构比较复杂。 ●转动导流管舵拖船等船舶为了增加推进效率，在其螺旋桨外围套装导流管并在其后端处装一舵叶。这类舵有两种形式，一种是用焊接法将导流管固定在船尾骨架上，导流管不动而舵叶可以转动；另一种导流管与舵叶可在允许角度内一起转动。这种舵除增加推进效率外，还可以起到保护螺旋桨，防止绳索缠入等作用。

舵设备的相关试题

舵设备 001、舵是舵设备中承受水动力以产生转舵力矩的构件，一般是安装在________。 A．机舱内B．舵机间C．尾尖舱中D．船尾螺旋桨后面 002、舵效是指________。

A．运动中船舶，操一定舵角后，船在较短时间，较小水域内所取得转头角的大小 B．停止中船舶，操一定舵角后，船在较短时间，较小水域内所取得转头角的大小 C．旋转中船舶，操一定舵角后，船在较短时间，较小水域内所取得转头角的大小 D．后退中船舶，操一定舵角后，船在较短时间，较小水域内所取得转头角的大小003、舵效与舵角有关，舵角为________时，舵效最好。 A．25°～32°B．20°～30°C．32°～60°D．37°～45° 004、舵力为________。 A．由于舵的两侧面水流相对速度不同而产生的压力差 B．由于舵叶两侧水流产生的压力差与水流和舵面产生的摩擦力的合力 C．水流冲击舵面的反作用力 D．使船舶回旋的力 005、舵力的大小与________有关。①舵角和舵叶面积；②舵叶断面形状；③船速；④舵速。 A．①②③B．①③④C．①②④D．①②③④ 006、海船的极限舵角一般为________；超大型船舶的极限舵角一般为________。 A．25°左右/32 B．30°左右/35 C．35°左右/35～40 D．40°左右/35～40 007、舵机上限制最大舵角的装置对流线形舵和平板舵分别是________。 A．流线型舵为36°，平板舵为32°B．流线型舵为32°，平板舵为36° C．流线型舵为35°，平板舵为30°D．流线型舵为32°，平板舵为35° 008、影响舵效的主要因素是________。①舵角大小；②流经舵面的流速；③船的转动惯性及纵横倾；④风流、浅水等海况；⑤舵机的性能。 A．①～④B．②～⑤C．①③④⑤D．①～⑤ 009、舵设备是船舶在航行中________的主要工具。 A．保持和改变航向B．保持、改变航向及旋回运动 C．控制船舶运动D．操纵船舶旋转 010、操舵装置是指________。 A．使舵能够转动的装置B．转舵机构 C．舵机装置动力设备D．向舵杆施加转矩的装置 011、据乔塞尔普通舵实验，当海船转船力矩达最大值时的极限舵角约为________。 A．25°B．35°C．45°D．55° 012、舵设备是由________。①舵；②操舵装置；③操舵装置的控制装置；④附属装置。

自动舵的发展及其特性

自动舵的发展及其特性自动操舵控制装置，简称自动舵autopilot，是在随动操舵基础上发展起来的一种全自动控制的操舵方式。它是船舶运动控制问题中具有特殊重要性的一个系统，用于航向保持/航向改变/航迹保持控制。它是根据陀螺罗经的航向信号和指定的航向相比较来控制操纵系统，自动使船舶保持在指定的航向上。由于自动舵灵敏度和准确性都较高，它替代人工操舵后，相对提高了航速和减轻了舵工的工作量。早在20世纪20年代已出现商品化的机械式PID自动舵用于商船的航向保持。在此后的历史进程中，随着科学的发展和技术，工艺的进步，自动舵的构造变化巨大，电气式，电子式，微型计算机化的产品相继问世。目前商船均配置有自动舵，当定向航行且航区没有其他船往来时，则可改手操舵为自动舵。船舶借助螺旋桨的推力和舵力来改变或保持航速和航向，实现从某港口出发按计划的航线到达预定的目的港。由此可见，操舵系统是一个重要的控制系统，其性能直接影响着船舶航行的操纵性，经济性和安全性。因此，船舶操纵系统的性能，一直被当作是一个具有较高经济价值和社会效益的重要问题，引起人们的关注，并吸引着世界各国一代又一代的工程技术人员围绕着进一步改善该系统的性能这一课题而不断地进行研究和探索。自动操舵仪是总结了人的操舵规律而设计的装置。系统的调节对象是船，被调节量是航向。自动舵是一个闭环系统，它包括：航向给定环节；航向检测环节；给定航向和实际航向比较环节；航向偏差与舵角反馈比较环节；控制器；执行机构；舵；舵角反馈机构等。舵系统的性能主要是由控制器的性能决定的，因此自动舵的技术发展，也主要表现在控制技术的推陈出新。自动舵的发展是随着自动控制理论和技术的发展而发展。在自动控制理论和技术发展的不同阶段，取得了不同的研究及应用成果，开发出一代又一代新型的自动舵产品，为航运业的发展作出了巨大的贡献。自动舵的发展及其特性：船舶在海上航行时，由于受到海风，海浪及海流等海洋环境扰动的作用，不可避免地要产生各种摇荡和航向改变，其运动形式可以分为两大类：一是船舶的操纵运动，另一个是船舶的摇荡运动。所谓操纵运动是指驾驶者借助于操纵装置，来改变或保持船的运动状态；而摇荡运动是指在风，浪，流的干扰下产生的往复运动。自从20世纪20年代机械式自动舵应用于船舶航向控制到现在航向自动舵及其控制算法发展可以划分为四个阶段：（1）第一代机械自动舵：经典控制的自动舵，率先推出自动舵产品的是德国和美国。德国的Aushutz和美国的Sperry分别于1920年和1923年独立研制成了机械式的自动操舵仪，其出现是一个重要里程碑，因为它使人们看到了在船舶操纵方面摆脱体力劳动实动自动控制的希望。机械式自动舵只能进行简单的比例控制，这种自动舵需要采用低增益以避免震荡，只能用于低精度的航向保持。（2）第二代PID自动舵：20世纪50年代，随着电子学和伺服机构理论的发展与集控制技术和电子器件的发展成果于一体的PID自动舵横空出世，使得航向自动舵的控制精度明显提高。缺陷是对外界变化应变能力差，操舵频繁，幅度大，能耗显著。如对海浪高频干扰，PID控制过于敏感，为避免高频干扰引起的频繁操舵，常采用“死区”非线性来进行天气调节，但死区会导致控制系统的低

自动舵

自动舵报警面板其中其中NO1和NO2表示对应的两只自动舵控制箱。当自动舵控制箱正常运行时，对应的灯会亮。如果自动舵控制箱没有电源输入，则对应的灯会亮。当自动舵控制箱和舵机正常运行的时候，对应的灯会亮某些设备会有“ACT FAIL”灯，灯亮时表示舵机对自动舵发出的指令执行时有大的出入。

自动舵系统内部故障时灯会亮紧急报警，如使用电罗经操舵时，电罗经断电，灯会亮。如使用电罗经操舵时，磁罗经断电，灯会亮磁罗经的偏航报警警报消除 g 上图右边为模式转换开关，左边为系统选择开关。

1、当模式转换开关在HAND状态时，使用手轮或者系统选择开关NFU旋钮进行操作。若使用手轮，则选择系统选择开关中的FU-1和FU-2(操作时，如果FU-1工作不正常，可迅速切换至FU-2，同理FU-2。) 若使用NFU旋钮，则选择档位（如果一只NFU工作不正常，可迅速切换至另一个。） 2、当模式转换开关在AUTO状态时，使用自动舵操作单元操作。为选择使用电罗经操舵还是磁罗经操舵

报警消除这个按钮不要进去设置，里面有初始设置的参数，改动了会影响操舵低速报警，一般不用特意设置。请根据实际情况选用。舵角限制，在使用自动舵操舵单元操作时，限制最大舵角磁罗经偏航报警，设置磁罗经的偏航报警度数以及响应时间操作模式。PRECISION2灵敏度最高，PRECISION1其次，ECONOMY灵敏度最低吃水模式 ADJUST菜单，进入后，里面的选项如下（均已翻译），其中，除了1、设置调光和对比度，2、设置电罗经的偏航报警外，其它选项一般不需要改动，改动之后有可能会对正常操舵产生不好影响。 1、设置调光和对比度 2、设置电罗经的偏航报警，此处，以设置电罗经为例，介绍自动舵操作单元调节一个选项的大致按键操作。按自动舵操舵单元的，再按，选取第二个选项“OFF HEADING”(即为电罗经偏航报警)。再按"ENT",“=”变成“<”,此时进行调节，结束之后按“ENT”保存使“<”再变成“=”，再ADJUST退出。 3、设置航向监控器限制角度和时间。 4、显示故障原因 5、设置控制功能 6、初始化控制参数

1.1.2舵效

1.1.2船舶操纵基本原理/舵压力与舵效/舵效 1.船舶在各种不同的状态下，用舵设备操纵船舶所表现的综合效果称为： A.舵压力 B.舵压力转船力矩 C.舵性 D.舵效参考答案：D 答题解析：广义上的舵效定义，而舵性是指操舵设备的轻便、灵活、准确和可靠性能。 2.操舵后，舵力对船舶运动产生的影响，下面说法错误的是： A.使船产生尾倾 B.使船速降低 C.使船旋转 D.使船横倾参考答案：A 答题解析：操舵后的效果为:船首偏转、船舶横移、横倾和航行阻力增加等。 3.操舵后，舵力对船舶运动产生的影响，下面说法错误的是： A.使船漂移 B.使船降速 C.使船横倾 D.使船速增大参考答案：D 答题解析：操舵后的效果为:船首偏转、船舶横移、横倾和航行阻力增加等。 4.船舶进车时，转舵产生的转舵力矩( )。 A.使船首向转舵同侧方向偏转 B.使船首向转舵反方向偏转 C.使船舶向回转内侧横向移动 D.增加后退阻力参考答案：A 答题解析：操舵后的效果为:船首偏转、船舶横移、横倾和航行阻力增加等。 5.船舶倒车后退时，转舵产生的转船力矩（）。 A.增加前进阻力 B.使船首向转舵反方向偏转 C.使船舶向回转外侧横向移动 D.使船首向转舵同侧方向偏转参考答案：B 答题解析：操舵后的效果为:船首偏转、船舶横移、横倾和航行阻力增加等。 6.船舶进车前进时，舵效应主要表现为（）。①转舵产生的回转力矩，使船首向转舵同侧方向偏转②使船舶向回转外侧横向移动③使船舶产生横倾以及增加航行阻力

A.①② B.②③ C.①③ D.①②③ 参考答案：D 答题解析：操舵后的效果为:船首偏转、船舶横移、横倾和航行阻力增加等。 7.舵效较好，是指舵叶转过一定的舵角后，能使船舶在较（）时间，较（）的距离上转过一个较大的角度。 A.长/长 B.长/短 C.短/长 D.短/短参考答案：D 答题解析：实际操船中通常所说的舵效是指船舶在较短的时间、较小水域内船首转过较大的角度。 8.船舶能在较短的纵、横距和时间内完成较大的（），则认为该船的舵效（）。 A.舵角/好 B.舵角/差 C.转向角/好 D.转向角/差参考答案：C 答题解析：实际操船中通常所说的舵效是指船舶在较短的时间、较小水域内船首转过较大的角度。 9.舵角是影响舵效的因素之一，（）舵效越好。 A.在极限舵角范围内，舵角越大 B.舵角越大 C.舵角越小 D.舵角为45°时参考答案：A 答题解析：由于大舵角时会发生失速现象，因此超过极限舵角后舵角增加舵效会反而下降；一般来说舵角为45°时舵压力转船力矩最大，但是由于舵叶形状的影响，当舵角为35°时，舵压力转船力矩就会达到最大值。 10.最佳舵效的舵角为（）。 A.5°～20° B.5°～30° C.32°～35° D.为45° 参考答案：C 答题解析：一般内河船舶出现失速现象时的极限舵角为32°，机械极限舵角为35°，考虑到船舶旋转时有效舵角会小于所操舵角因此此题答案为C。

舾装主要设备明细表

序号名称型号及规格单位数量制造单位附注 1 锚系泊设备 1.1 斯贝克锚 4890kg CB/T711-1995 只 2 有CCS 证书 1.2 锚链 φ54AM 3级 GB/T549-1996 米 550 左右舷各275m 1.3 锚卸扣 GB/T547-1994 只 2 1.4 末端链环 AM 3-E54 GB/T549-1996 只 4 1.5 肯特卸扣 AM 3-KS54 GB/T549-1996 只 18 4只备用 1.6 末端卸扣 AM 3-AS54 GB/T549-1996 只 4 1.7 转环 AM 3-SW54 GB/T549-1996 只 2 1.8 加大链环 AM 3-AS54 GB/T549-1996 只 4 根据锚链长度选用配套数量 1.9 8股丙纶索 φ60 长度190m 根 5 1.10 螺旋掣链器 B54～56 CB/T178-1996 只 2 1.11 掣链器 A6000 CB*877-1984 只 2 1.12 导链滚轮 56 CB/T290-1995 只 2 1.13 锚链舱眼环 B53～57 CB807-1975 只 2 1.14 螺旋弃锚器 57～67 CB*289-81 只 2 满足水密要求 1.15 羊角滚轮导缆器 A350 CB/T436-2000 只 6 1.16 船用双滚轮导缆器 D350 CB/T58-1983 只 12 1.17 船用三滚轮导缆器 D350 CB/T58-1983 只 2

序号名称型号及规格单位数量制造单位附注 1.18 带缆桩 A500 GB/T554-2008 只 3 1.19 导缆孔 C400×290 CB34-1976 只 2 1.20 系泊纤维索卷车 72 CB/T498-1995 只 2 容绳量160m 1.21 带缆桩 A450 GB/T554-2008 只 8 2 舵设备 2.1 上舵杆船体结构用锻钢件根 1 2.2 下舵杆船体结构用锻钢件根 1 2.3 水密上舵承 C220 CB*789-87 只 1 2.4 水密下舵承 B280 CB*790-87 只 1 3 救生消防设备 3.1 全封闭耐火救生艇(36P) 右舷一只兼作救助艇只 2 3.2 气胀式救生筏 20P QJF-B20 只 1 配静水压力释放器 3.3 气胀式救生筏架 AD620 CB3068-91 副 1 3.4 救生圈 GB4302-84 只 10 其中: (带自亮浮灯) GB4541-91 只 3 (带30m可浮救生索) 只 2 (带自亮灯及烟雾信号) GB3107-91及GB4541-91 只 2 重量不小于4kg 3.5 救生圈架 CB640-68 只 10 驾驶室两侧为快速释放式

第五章 舵设备

第五章 主要施工机械进场计划