主动舵

主动舵在舵后部设一小导管螺旋桨，由舵叶内的电动机驱动的船舵。由于小螺旋桨的推力，在主机停车或航速较低时转舵，船仍可有较好的转向性能。可用于渡船、拖船等。此外，在停车时，利用舵上的小螺旋桨亦可使船缓行。

基本介绍

普通舵的效应随着航速的减小而减小。为了提高舵设备在低速运动时的效应，采用所谓主动舵。它是普通舵同安装在舵上的推进器(通常是螺旋桨)的组合。这种推进器的推力方向随着舵的转动而变化。为了避免损坏以及提高有效推力，主动舵的螺旋桨通常配置短导流管。

借助于主动舵得以保证船舶在低速和惯性运动时的操纵性，而且还可以得到船舶主要动力装置由于转速下限的影响而不能得到的低速推进。所以，尽管结构很复杂，主动舵却越来越多地被安装在要求高机动性的船上。由于主动舵在转动任何角度时都形成侧向力，它同普通舵的区别在于，主动舵的最大转角通常是70° ~ 90°。当最大转角等于 90°时，主动舵的侧向力等于其推进器的有效推力。

主动舵中，螺旋桨的传动是通过水冷式潜水鼠笼，异步电动机实现的。此外，从电动机通过空心上舵杆通到主动舵螺旋桨的机械传动结构也是所熟知的。

结构及作用

主动舵的外形如图1所示，它就是在普通舵上顺舵叶中心面的后部附装一个小型推进器，推进器由装于舵叶内部的特殊电动机来拖动。转舵时，此推进器随着舵叶一起偏转，于是它便在转舵方向产生推力。这个推力所造成的使船回转的转矩耍比舵叶造成的转矩大得多，它的作用再加上舵叶的作用，大大加速了船舶的回转。一般情况下，用了主动舵以后，由于有了小螺旋桨的转船力矩，所以舵叶的面积可较一般舵的面积为小。

一般舵装置的转船力矩与航速有关，在航速甚低时其作用甚小，主动舵则不仅可以在低航速时仍保证艚舶有良好的回转性能，而且在船舶完全停车时仍可发全作用，它还可以使船舶横向移动或原地转向。

同时，主动舵的小螺旋桨还能起辅助推进器的作用，使船舶能在主机停歇的情现下可作低速度的运动。

因此，主动舵可以大大提高船舶的机动性能。同时，它还可以提高船舶的航向稳定性。

转舵装置方案

主动舵的转舵装置必须适应大转舵角的要求，一般常规的液压舵机和电动舵机业不全能适用。在普通船舶上一般只要求最大舵转角为 ±35°左右，欲满足± 60° ~ 90°的转舵角度，必须采用特殊的结构型式，目前可选择作为主动舵转舵装置的有四种基本方案:

1.特殊结构的往复式液压舵机

在舵转角为±35°的普通船船上，液压舵机己越来越重要，特别是超过万吨级的大型船舶几乎全部采用液压舵机，这主要是因为液压舵机能够利用高液压能源在较紧凑的结构尺寸条件下产生强大的输出力或输出力矩，业且动作灵敏、工作可靠。但是常规的往复式液压舵机不能实现主动舵所要求的± 60°~ 90°这样大的舵转角，例如一般往复式液压舵机。

为了使往复式液压舵机能够用于主动舵，必须采用特殊的结构。有些国家曾经设计和生产过若干种液压柱塞连杆式舵机，在柱塞与舵柱之间采用连杆机构传递动力，这样在柱塞行程加大不太多的情况下，使舵转角达到± 90°。但是这种舵机中有不少由于机构过于复杂，柱塞密封装置更换困难，要全部拆开才能更换密封等缺点而没有得到推广使用。

2.转叶式液压舵机

许多国家采用转叶式液压舵机作为主动舵的转舵装置。但是具有四个工作油腔的两叶片式转叶舵机，由于它的两个动片和两个定片均必须有一定厚度，因此不可能使舵转角达到± 90°。一般其转舵角度范围只能达到± 65°~ 70°，若要保证主动舵能够转动± 90°，则只能采用单叶片式转叶舵机。单叶片式在转叶舵机的工作叶片上受力不平衡，使舵杆产生附加的弯曲力矩和轴承负荷，尤其严重的是不平衡力将会使转叶舵机密封困难的问题更加突出，影响工作的可靠性和耐久性，同时更换密封装置要拆开舵机才能进行。因此它与往复式液压舵机相比较，虽然重量及外形尺寸的指标较为有利，但也不能认为是适用的。

3.电动机械式舵机

能够用于主动舵作为转舵装置的另一种型式是电动机械式舵机，简称电动舵机。它是由电动力矩马达通过机械传动装置将扭矩传递到舵柱上进行转舵工作的，从其最后一级传动型式来看，一般是由一个小齿轮和固定在舵柱上的齿扇所组成，只要加大齿扇弧度，就可以扩大舵转角范围，若将齿扇做成一个大齿圈，甚至可以获得± 360°的任意的转舵角度。

4.液压机械式舵机

近年来，国外用作主动舵转舵装置的还有液压机械式舵机。它是采用油马达作为力矩马达，再通过机械传动装置进行推舵，基本上具有液压舵机的性能特点，因而也称为油马达式液压舵机。液压机械式舵机可以使舵转角达到± 90°，它的机械传动部份有与电动机械式舵机相似的地方，但是油马达具有转速低扭矩大的特性，因而可以使它的传动装置简化得多。

电力拖动装置

主动舵小螺旋桨的拖动电动机通常装置在舵叶内部，舵叶为流线型舵。电动机通常为三相交流鼠笼式感应电动机，内径甚小而壳体较长，其内部充满淡水，转子印在淡水中旋转，故一般称之为潜水电动机。淡水用作为电动机的冷却剂，使功率大而体积小，它同时还可防止海水的侵入。淡水的循环和冷却由通过舵轴的水管进行。电动机的定子绕组的绝缘需要有良好的防水性能，同时在电动机内部近水处需涂以防止腐蚀和电触的绝缘漆。

如果船上有三相电源，则电动机可由一般的船舶电网供电。如果要求主动舵可以调速，剧必须有单独的交流电源供电。如果船舶电网是直流的，则须装换流机组。也可以考虑将电动机装设在舵机仓中而通过齿轮传动装置来拖动螺旋桨。

主动舵螺旋桨的电力拖动，可以设计成可调速或不可调速的，它可由接触器来进行控制。电力拖动的容量由所需要的推力来决定。通常它是不调速的，因此其控制设备甚为简单。

在主动舵中拖动舵叶使之偏转的电力拖动装置的设计与一般的舵装置是相同的，不过这时应当注意到，为了充分发挥主动舵的作用，常将偏舵角增大到75° ~ 90°。在敲静时应孩要充分考虑到它对电力拖动装置的影响。

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