專利名稱：利用舵葉使船舶制動減速的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種船舶制動減速的方法，特別是一種利用舵葉使船舶制動減速的方法背景技術(shù)近年來，我國內(nèi)河船舶海損事故頻發(fā)并呈加速上升的趨勢，每年發(fā)生重大事故幾百起，沉船數(shù)百艘，造成大量人員傷亡，直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)億元，使國家和人民生命財(cái)產(chǎn)蒙受巨大損失。因此，采取針對性措施，解決船舶航行的安全問題已迫在眉睫。船舶在內(nèi)河航行猶如汽車在公路上行駛，汽車如果剎車不靈會造成怎樣的后果人們不難想象，但是長期以來，船舶的“剎車”問題卻未引起足夠的重視。各種版本的《船舶操縱性理論》書籍中，雖然都一致定義改變船舶運(yùn)動狀態(tài)的性能叫船舶操縱性，但對于與船舶航行安全緊密關(guān)聯(lián)的船舶減速制動的問題，卻從未見有相關(guān)的論述。在種類繁多的船舶設(shè)備中，獨(dú)缺少對于交通工具至關(guān)重要的有效的制動裝置。尤其是八十年代以來，為了提高螺旋槳推進(jìn)效率，節(jié)省燃料，船舶動力系統(tǒng)普遍采用帶倒、順車離合器的減速箱，于是在由順車換倒車的過程中，順車離合器脫開后，螺旋槳會有一段時(shí)間工作于空載水輪機(jī)狀態(tài)，處于高轉(zhuǎn)速區(qū)，倒車離合器不能接合，致使在危急航情下螺旋槳遲遲不能反向制動船舶，使船舶的制動操縱性能愈加弱化，這是造成內(nèi)河船舶事故頻發(fā)的重要原因。
多年前，國外刊物曾有用增加制動擋板來增加船舶制動阻力的報(bào)道，但未見有應(yīng)用實(shí)例。發(fā)明人經(jīng)過多年研究和試驗(yàn)證實(shí)，在船體上附加與水流垂直的擋板會大大增加船舶阻力，能有效減少船舶的制動沖程，是遏止內(nèi)河船舶事故頻發(fā)的一個(gè)良好的技術(shù)途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的就是針對目前船舶制動操縱性能差，導(dǎo)致頻繁發(fā)生海損事故的問題，提供一種利用舵葉使船舶制動減速的方法，以解決船舶航行中的安全操縱問題。
本發(fā)明的發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明方法是根據(jù)流體中平板迎面阻力理論，將船尾舵葉置于與水流相垂直的位置，從而產(chǎn)生巨大的制動阻力，使船舶快速制動減速，具體操作是將船尾的兩只舵葉由正常行駛的舵角位對稱地轉(zhuǎn)動90°至與水流相垂直的位置而成為制動擋板，從而實(shí)現(xiàn)制動減速的；本發(fā)明方法是采用緊急制動操舵裝置實(shí)現(xiàn)的，其控制系統(tǒng)是由緊急制動操舵裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動方向控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、舵角發(fā)訊器組成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)來控制舵葉的轉(zhuǎn)動，舵角發(fā)訊器通過反饋回路與緊急制動操舵裝置連接，當(dāng)船舶需緊急制動而舵葉又不在零舵角位置時(shí)，舵角發(fā)訊器就發(fā)出一反饋信息給緊急制動操舵裝置，緊急制動操舵裝置即發(fā)出控制信號，執(zhí)行機(jī)構(gòu)即將舵葉置于零舵角位置。
本發(fā)明的工作過程如下當(dāng)船舶需緊急制動時(shí)，駕駛員將柴油機(jī)減速的同時(shí)把轉(zhuǎn)換開關(guān)K(見圖3)轉(zhuǎn)向制動位，舵機(jī)便由正常操舵裝置切換到緊急制動操舵裝置的控制之下，其邏輯功能如圖4所示。首先將雙舵均置于零舵角位，然后按圖2所示的方向?qū)啥嫒~對稱地偏轉(zhuǎn)到與水流方向垂直的制動位，船舶遂即大幅地降速，當(dāng)船速降低到某一定值后，舵葉產(chǎn)生的阻力將小于螺旋漿換向后產(chǎn)生的倒車?yán)?，這時(shí)便應(yīng)及時(shí)將舵葉轉(zhuǎn)回至零舵角位，并將轉(zhuǎn)換開關(guān)K扳回正常位，即完成操作過程。
本發(fā)明方法具有以下有益效果1、舵葉轉(zhuǎn)動90°后，在額定航速下所產(chǎn)生的制動阻力大于3倍的船舶額定航行阻力，對于雙主機(jī)船舶而言，即相當(dāng)于產(chǎn)生出6部主機(jī)的正車推力用于制動船舶。如此有力的制動手段對有效縮短船舶的制動沖程，提高船舶的避碰操縱性能，減少海損事故造成的人民生命與財(cái)產(chǎn)損失，具有重大意義。
2、當(dāng)舵葉處于制動擋板位置時(shí)，可有效阻擋流過螺旋槳的水流，削弱尾軸--螺旋槳的空載水輪機(jī)效應(yīng)，對螺旋槳的換向十分有利，能進(jìn)一步提高船舶的制動操縱性能。
3、本發(fā)明不需增加新的動力設(shè)備，因此具有實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣的優(yōu)點(diǎn)。
4、本發(fā)明有效解決了船舶的制動問題，為我國內(nèi)河船舶向高速化發(fā)展提供了安全技術(shù)保障。


圖1為船舶尾端結(jié)構(gòu)2為船尾水線下俯視3為本發(fā)明的控制系統(tǒng)4為本發(fā)明的緊急制動操舵裝置邏輯功能圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述本發(fā)明方法是將船尾舵葉置于與水流相垂直的位置，從而產(chǎn)生巨大的制動阻力，使船舶快速制動減速，具體操作是將船尾的兩只舵葉由正常行駛的舵角位對稱地轉(zhuǎn)動90°至與水流相垂直的位置而成為制動擋板，從而實(shí)現(xiàn)制動減速的；本發(fā)明方法是采用緊急制動操舵裝置實(shí)現(xiàn)的，其控制系統(tǒng)是由緊急制動操舵裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動方向控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、舵角發(fā)訊器組成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)來控制舵葉的轉(zhuǎn)動，舵角發(fā)訊器有一反饋回路與緊急制動操舵裝置連接，當(dāng)船舶需緊急制動而舵葉又不在零舵角位置時(shí)，舵角發(fā)訊器就發(fā)出一反饋信息給緊急制動操舵裝置，緊急制動操舵裝置即發(fā)出控制信號，執(zhí)行機(jī)構(gòu)即將舵葉置于零舵角位置。當(dāng)船舶需緊急制動時(shí)，駕駛員將柴油機(jī)減速的同時(shí)把轉(zhuǎn)換開關(guān)K(見圖3)轉(zhuǎn)向制動位，舵機(jī)便由正常操舵裝置切換到緊急制動操舵裝置的控制之下，其邏輯功能如圖4所示。首先將雙舵均置于零舵角位，然后按圖2所示的方向?qū)啥嫒~對稱地偏轉(zhuǎn)到與水流方向垂直的制動位，船舶隨即大幅地降速，這一降速過程對縮短船舶的制動沖程是十分有效的，當(dāng)船速降低到某一定值后，舵葉產(chǎn)生的阻力將小于螺旋漿換向后產(chǎn)生的倒車?yán)?，這時(shí)便應(yīng)及時(shí)將轉(zhuǎn)回至零舵角位，并將轉(zhuǎn)換開關(guān)K扳回正常位，即完成船舶的制動操作過程。
對于電動舵機(jī)系統(tǒng)，圖3中的動力源就是三相380V電源，執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動方向控制單元是功率開關(guān)器件組，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電動機(jī)—減速箱—離合器—扇形齒輪的組合機(jī)構(gòu)。
對于液壓舵機(jī)系統(tǒng)，圖3中的動力源為高壓油泵，執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動方向控制單元是電控液壓閥件組，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以是轉(zhuǎn)葉式液壓舵機(jī)，亦可采用其它傳動方案，但每只舵葉都必須有單獨(dú)的驅(qū)動油缸。
權(quán)利要求
1.一種利用舵葉使船舶制動減速的方法，其特征是該方法是將船尾舵葉置于與水流相垂直的位置，從而產(chǎn)生巨大的制動阻力，使船舶快速制動減速。
2.權(quán)利要求1的一種利用舵葉使船舶制動減速的方法，其特征是該方法是將船尾左右兩只舵葉對稱地單向轉(zhuǎn)動90°至與水流相垂直的位置而成為制動擋板，從而實(shí)現(xiàn)制動減速的。
3.權(quán)利要求1或2的一種利用舵葉使船舶制動減速的方法，其特征是該方法是采用緊急制動操舵裝置實(shí)現(xiàn)的，其控制系統(tǒng)是由緊急制動操舵裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動方向控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、舵角發(fā)訊器組成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)來控制舵葉的轉(zhuǎn)動，舵角發(fā)訊器有一反饋回路與緊急制動操舵裝置連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用舵葉使船舶制動減速的方法，其特征是該方法是將船尾舵葉置于與水流相垂直的位置，從而產(chǎn)生巨大的制動阻力，使船舶快速制動減速。本發(fā)明方法解決了船舶制動操縱性能差，容易發(fā)生海損事故的問題，本發(fā)明方法能削弱離合器換向過程中螺旋槳的空載水輪機(jī)效應(yīng)，有利于螺旋槳的換向，能提高船舶的避碰操縱性能，對減少海損事故，保障人民生命與財(cái)產(chǎn)安全具有重大意義，本發(fā)明不需增加新的動力設(shè)備，因此具有實(shí)用性強(qiáng)，易于推廣的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B63H25/06GK1431123SQ02115568
公開日2003年7月23日 申請日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者任維平 申請人:任維平