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有多少小伙伴和我一样，小时候拿泡沫做过小船？当时用四驱赛车的马达做动力，舵用的木片，塑料卡片或者铁片。当时我一直以为船舶转弯的原理，是通过舵叶转动一定角度，造成由螺旋桨加速出来的高速水流偏转，而船舶就是靠着这个偏转的水流来推动船舶转弯的。事实真的如此吗？今天咱们就来聊聊船舶的舵。 在讲之前先来个题外话：其实小时候真正困扰大家的是小船螺旋桨位置如何防水，下图是某“大神”自制的小船，螺旋桨是用水瓶做的，成功解决了防水问题，有哪位小伙伴看懂了原理吗？ 好了开始进入主题。现在的船舶除了采用舵桨、吊舱式电力推进器、直叶桨等特种推进装置可以不需要舵外，大部分的船舶都是靠舵来控制船舶的方向。（我主页有相关讲解特种推进器的文章，有兴趣的可以去参阅） 船舶的舵的形式有很多，咱们先要对其做一个简要了解。船舶舵的划分可以按以下几个情况来分。 按舵的支承情况来分 可以分为：多支承舵（图一）、半悬挂舵（图二）、悬挂舵（图三）、双支承舵（图四）。 按舵杆轴线位置来分 可分为：不平衡舵、平衡舵、半平衡舵（既半悬挂式半平衡舵）。 按舵的剖面形状来分 可分为：平板舵（图一）、改良平板舵（图二）、流线型舵（图三）、整流舵（图四）。 我小时候做的船，就是用的悬挂式的不平衡平板舵。现在除了小船还有用平板舵外，大部分船舶用的是流线型舵。 那么舵到底是如何工作的呢？ 舵的工作原理如下图，船舶在航行时，如果舵叶处于正舵位置时，则舵叶两侧所受的水作用力相等，所以对船舶的运动方向不产生影响。但是当舵叶偏转动一个角度 δ ，这时两侧的水流就不再保持对称了，这样舵叶偏转角度的这面叫迎水面，它的背面为背水面。水流再要绕流舵叶时，背水面的流程就要比迎水面的要长，背水面的流速也就会更快，其上的静压力就会比迎水面的要低，这样迎水面和背水面会产生压力差，而两侧所受水压力的合力就称为舵压力PN。舵压力垂直于舵叶，并作用于舵叶的压力中心O，指向舵叶的背水面。除了PN外，水流还会对舵叶产生一个于舵叶中心线方向一致的摩檫力PT，而PN和PT的合力就是水作用力P。 舵上的水作用力P也可以分解为与水流方向的垂直的升力PL和与水流方向平行的阻力PD。 船舶就是靠着水作用力P来实现转弯的，是不是比小时候想象的要复杂一些？ 申明：本文部分图片来源网络，如有侵权请联系删除。 作者：小船人的梦想 2018年11月25号 |
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