肖 濤 蔡 海

(廣船國際技術(shù)中心)

0 前言

根據(jù)現(xiàn)代船舶設(shè)計(jì)理念，船東尤為喜歡經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性的船型，也是各大船廠力薦的船型。為達(dá)節(jié)能效果，常規(guī)的做法是在船體線性、舵葉和螺旋槳增加特殊裝置等方面進(jìn)行考慮。但對船體線性或者槳舵增加特殊裝置后，往往會(huì)帶來各種各樣的弊端，TORM75000 噸船可拆式舵球的設(shè)計(jì)就能很好的解決了對船體線性或者槳舵增加特殊裝置后出現(xiàn)的各種弊端，也達(dá)到了拆槳不拆舵的效果。

1 舵葉設(shè)計(jì)構(gòu)思前存在的設(shè)計(jì)問題

依據(jù)船廠與船東簽訂的本船規(guī)格書描述內(nèi)容“Energy Saving Device（Rudder bulb have been tested,and to be provided on board. For withdraw of propeller without removing rudder, part of the rudder bulb to be removable and secured by bolts.）”

為達(dá)到船舶的節(jié)能要求，本船的舵葉需配有舵球。同時(shí)還要求拆槳時(shí)不拆舵，并且舵球和舵葉間的連接方式采用螺栓連接。按照這樣的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并非無法完成，但舵球可能會(huì)產(chǎn)生很多問題。

（1）船廠設(shè)計(jì)較多型船的舵球與舵葉均為整體式，都為不可拆式舵球。舵球與舵葉外板通過焊接的型式連接，內(nèi)腔均布水平隔板和豎直隔板，保證舵球的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其結(jié)構(gòu)型式也相對較簡單。

（2）如果舵球與舵葉采用螺栓連接，與連接型式為焊接的舵球相比，其水密性、牢固性相對較差。當(dāng)船舶在長期航運(yùn)中，受到海水的沖擊或者海生物的影響，采用螺栓連接型式的舵球難以做到內(nèi)腔不進(jìn)水。這對舵的操作及舵球的使用壽命都會(huì)產(chǎn)生影響。

（3）螺栓連接造成舵球的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且經(jīng)過長期的海水浸泡，螺栓容易松懈和腐蝕，甚至脫落，這樣不僅不能體現(xiàn)船舶航行的節(jié)能效果，反而對船舶航速造成了負(fù)面影響。

2 舵球結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

針對上述問題，我們對整體式舵球的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，見圖1 所示。

（1）結(jié)構(gòu)型式簡單。舵球本體除了外板，內(nèi)腔只有水平隔板和豎直隔板，沒有其它構(gòu)件。并且采用的材料都是普通材料，加工制作也不難。

（2）舵球直接與舵葉外板通過焊接型式鏈接，牢固可靠。能應(yīng)付復(fù)雜的海況。且使用周期也會(huì)很久。因采用焊接型式，舵球內(nèi)腔處于密閉狀態(tài)，不會(huì)有水進(jìn)入舵球內(nèi)腔，對舵球產(chǎn)生內(nèi)部腐蝕。

（3）舵球與舵葉外板過度光順，導(dǎo)流效果好。舵球前端部比鄰螺旋槳帽，船舶在航行過程中，螺旋槳會(huì)推動(dòng)海水向后流動(dòng)，舵球與舵葉連接光順對水流導(dǎo)流的效果較好，也體現(xiàn)了較好的節(jié)能效果。

（4）整體式舵球的缺點(diǎn)是占用了螺旋槳的拆卸空間，當(dāng)空間不足于不拆舵而要拆下螺旋槳時(shí)，就必須先拆舵，對施工難度和施工工作量都大大增加。

3 設(shè)計(jì)思路及節(jié)點(diǎn)

結(jié)合整體式的特點(diǎn)，假如我們將整體式設(shè)計(jì)為可拆，確保船舶在運(yùn)營時(shí)呈整體式，需要拆卸時(shí)又可以拆卸，這樣既滿足了拆槳不拆舵，又規(guī)避了螺栓連接的弊病。

經(jīng)過對整體式舵球的分析，我們模擬出拆螺旋槳所需要的空間，在舵球上畫出阻礙拆槳的局部舵球切割線，見圖2 所示。

對舵球做如下設(shè)計(jì)：

（1）保留整體式舵球與舵葉本體焊接。

（2）根據(jù)圖2 的拆槳模擬，在舵球圖紙上畫出拆槳時(shí)槳與舵球干涉的區(qū)域。

（3）在干涉區(qū)域選定合適的位置設(shè)繪出舵球的切割線，在拆槳區(qū)域與舵球干涉處，將舵球內(nèi)隔板設(shè)計(jì)成斷開型式，并用內(nèi)襯焊接墊板的型式焊接。

（4）在舵球的可拆部分的切割線位置用珠焊做好“V”字型標(biāo)示，作為后期切割標(biāo)記。

圖1 典型整體式舵球

圖2 拆槳模擬

圖3 舵球切割方案

這樣舵球和舵葉可保持一個(gè)整體，從外型上沒有任何差異。在拆槳時(shí)，只需沿切割線處割下可拆部分，這樣就不會(huì)傷及舵葉和舵球其它部分。待槳復(fù)位后，再將舵球可拆部分焊接上去即可。同時(shí)又不用擔(dān)心舵球內(nèi)腔受海水沖擊、腐蝕等，影響船舶操舵和航行，見圖3 所示。

4 結(jié)束語

本船舵球的這種設(shè)計(jì)思路是結(jié)合整體式和可拆式兩者的優(yōu)點(diǎn)，既規(guī)避了當(dāng)初設(shè)計(jì)弊端也滿足了使用要求，此設(shè)計(jì)得到船東的理解和船級社的認(rèn)可，也可作為后續(xù)各型船舶在舵球設(shè)計(jì)方面提供參考。