登陆注册
2900600000005

第5章 舰船模型的组成(4)

假设螺旋桨在刚性介质中旋转一圈,它所前进的距离叫螺距,又叫几何螺距,以“H”表示。而舰船螺旋桨实际是在柔性介质(水)中旋转的,水是流体,在螺旋桨的压力下,水被推向后移动,而螺旋桨也会随着被其推向后面之水向后滑动(滑失现象),因此螺旋桨对水而言要比假设在刚性介质中运动前进的距离要小。螺旋桨在水中旋转一圈推动船舶前进的距离称为实际螺距,其大小为V/N,V为单位时间的舰船航速,N为螺旋桨单位时间的转速。

因为实际螺距小于几何螺距,它们之间的差数称为滑脱,以SH表示。SH值与几何螺距的比为滑脱比,以S表示。通常S值在0.1~0.2之间。S值小,表示螺旋桨推进效率高。

几何螺距H与直径D的比为螺距比,以P表示:

P=H/D

通常负荷大、速度慢的船舶P值较小,负荷小、速度快的船舶P值较大,一般可在0.8~1.5之间。

3.螺旋桨的选择

舰船模型要选择一个比较理想的螺旋桨,必须综合考虑多方面的因素。一方面参照现有的比较成功的船模螺旋桨;另一方面要根据模型的主要尺度、排水量、设计船速、主机功率及转速等来确定螺旋桨的数据,如螺旋桨桨数、桨叶数、螺旋桨直径、螺距、叶面积等。

一般根据主机功率和转速选取较大的盘面比,以获得较高的推进效率。

在主机功率允许的情况下,增大螺旋桨的直径来提高推进效率,是很有效的,但有限。因为螺旋桨的直径受尾吃水的限制,不可能增加很多。

螺距比是影响螺旋桨性能的因素之一。负荷大、速度慢的船模P值小些;负荷小、速度快的船模P值大些。一般P值在0.8~1.5之间。计算螺距时,可根据设计要求达到的船速Vp和主机的转速N,按公式Vp/N求出船模螺旋桨的实际螺距,再把滑脱考虑进去,按下列公式求出几何螺距:

H=Vp(1+S)/N

S值一般在0.1~0.2之间选取。

4.其他形式的推进装置

舰船推进器除了螺旋桨推进器之外,还有其他一些特殊形式:

(1)导管螺旋桨。导管螺旋桨是在普通螺旋桨的外圈加装一个圆锥形套管,叫做导管或导流管。加装导流管的作用是能增大推力,提高推进效率,它要比普通螺旋桨的推力大20%~30%。它特别适于低速船舶,如拖轮和拖网渔轮。

(2)平旋推进器(直叶推进器)。平旋推进器一般垂直地安装在舰底部,是一个可旋转的圆盘,上面装有4~8片叶片,形状似剑形。叶片除随圆盘一起转动外,还可自转。只要调节叶片的角度就可获得随意方向的推力。它的最大优点是转向操纵灵活,而不用舵。因此,特别适合对操纵性要求较高的港口作业船。

(3)喷水推进器。喷水推进器是依靠喷出的水流的反作用力来产生推力的推进方式。它由安装在船体内的水泵及吸水、喷水管系所组成。水泵从船外吸水并使其加速,然后从船后的喷口喷出,以获推力使船前进。它适合于受到吃水限制的航区、航道的船舶,如浅水内河船舶,也适于大马力、高速度的快艇。

八、舰船模型发动机的安装

发动机是模型的动力源,如果安装不当,不仅会影响模型的正常航行,有时还会使模型受到严重损坏。在模型船体制作前就要考虑发动机的安装,尤其是以内燃机为动力的模型。

设计时,可在船模图纸中的侧视图和半宽图上,根据推进器轴线(即轴的中心线)的位置、发动机体积大小及船壳内的宽度,初步确定发动机的位置、机座(或机台)的尺寸和机座台面的倾斜度等。推进器轴线往往在图纸上就已标出,应尽量使机轴与推进器轴在一条直线上。如果两轴之间有某些连接部件,也允许有一定的夹角。发动机太靠前,会增加推进轴的长度,影响船内其他设备的安装,同时还会使模型的重心靠前;发动机太靠后,因为船尾比较窄小会影响它的安装。

以内燃机为动力的各种竞速艇模型,对发动机的安装位置要求十分严格,因为这会直接引起模型艇体重心的改变,进而影响模型的航行性能。所以,对这种模型,其安装位置是经过多次航行试验后才确定的。如果是制作已经实践证明性能良好的模型,发动机的位置最好不要轻易改动。

固定发动机的方法很多。一般,为了便于固定都要制作一个木制或金属的机座(或机台)。机座应与模型的肋板或船底板固定。对木制或玻璃钢制的模型,木座可用树脂胶黏接,同时再用木螺丝钉加固。对金属制的模型,金属座可以焊接。一般的电动机可采取紧固的办法固定。内燃机多采用预先埋设螺杆的方法固定。常见的发动机固定的方法如图1-1-60所示。

图1-1-60常见的发动机固定的方法九、舰船模型的传动装置发动机装好后,还要有一套传动装置,将其发出的动力传递到船体外面,以带动螺旋桨,使船模在水中前进。

一般传动装置包括传动轴(在模型上一般即为桨轴)、发动机轴(简称机轴)与传动轴之间的连接部件、传动轴套管(简称轴套管)和船体外的轴支架等。有的模型为了使发动机减速、增加动力输出的轴数或改变推进轴的旋转方向而使用的齿轮箱,也是传动装置的一部分,如图1-1-61所示。

图1-1-61模型的传动装置1.传动轴

传动轴要有一定的强度并非常平直。较小模型可用不同型号的自行车车轮辐条代替。如使用的发动机功率较大,可根据其功率大小和强度要求,分别选择直径为3~6毫米的钢筋作轴。也可以选用合适焊条芯、废擦枪通条等做轴,效果也不错。

2.轴套管

为了使传动轴顺利地伸出船壳外,需要在船壳伸出轴的地方固定一段水密的轴套管。简易或初级的模型,可以用一段内径略比传动轴粗一点的金属管,也可用废圆珠笔芯的空塑料管代替。

为了不使水通过轴套管进入船内,可选用较长的(或设法加长)轴套管,使它伸到吃水线以上,或者也可在轴套管里注入一些黄油。一般模型的轴套管,可选择一段内径为轴直径3~4倍的金属管,也可用金属片自行焊制。管的前部要垂直焊上一段较韧的金属注油管,并和轴套管相通。轴套管两端可分别嵌入用铜丝弯制的“轴瓦”,有条件的可用铜料进行车制。“轴瓦”要与轴套管焊牢。待轴套管与船壳黏牢后,待传动轴从套管内穿过,再由注油管向轴套管内挤入黄油。还有一些其他的方法,如图1-1-62所示。

图1-1-62各种轴套管示意图3.连接部件

轴与轴之间的连接部件,将发动机轴的动能传递给动力轴,或通过齿轮箱再传递给动力轴。因为这种动能是靠转动的扭力来传递的,有时又由于安装上的某种需要,所以发动机轴与传动轴的中心线往往不在一条直线上。这就要求轴的连接部件必须有一定的强度,并具有可稍微改变传导方向的特点。

最常见的是弹簧传动连接。这种方法简单易行,很适合在较小的模型上使用。制作时可选择一段有一定强度的、内径与机轴和传动轴直径相近的弹簧(最好是弹簧刚好套入轴的端部)。弹簧两端要用锉刀或细砂纸处理干净,再分别与发动机轴和传动轴焊牢。由于焊接处在传动时受力很大,容易开焊,要合理增加焊接面积。

模型商店出售的成套船模材料或零件中,往往使用工厂加工的可拆卸的弹簧传动部件,更换和维修十分方便。功率较大的发动机,可使用各种万向接头作为连接部件。有些需要采取机床加工的方法制作,有些可使用简单的钳工工具做出,效果都比较理想,如图1-1-63所示。

图1-1-63各种轴的连接件示意图4.支架

支架也称人字架,是支撑传动铀正常运转的船外部件。简单的可用铁片折制,或用金属管与金属片焊制。比较正规的,可用车床车制和焊制。装配时,可参考图1-1-61进行。5.齿轮箱有的电动机转速很高,如果直接带动螺旋桨旋转,会使电动机很快发热,却不会使螺旋桨获得较大扭力,采用减速齿轮箱可以较好地解决这个问题。1台电动机带动2个或2个以上的传动轴,可使用减速增轴齿轮箱,如图1-1-64所示。

图1-1-64减速增轴齿轮箱制作齿轮箱时,箱板宜用铜质材料。钻制轴孔时,可先将两块同样大小的箱板焊接(或用手虎钳固定)在一起,使钻出的轴孔位置一致。小的齿轮箱,可直接用轴孔代替轴瓦;较大的齿轮箱,最好能单独车制铜轴瓦,或车制齿轮轴的轴承套,然后再嵌入轴承。齿轮箱制好后,当用手扭动一个齿轮轴时,其他几个齿轮也应随着轻快地转动。如某些地方出现“死点”或严重卡住,须进行必要的调整,齿轮箱最好能做成封闭的,里面注进一些齿轮油以润滑齿轮。

安装齿轮箱时,不仅要注意轴与轴之间的安装角度,更要注意齿轮箱与船体间安装的牢固性。齿轮的组合形式可参考图1-1-65。

图1-1-65齿轮的组合形式示意图十、舰船模型的操纵装置舰船的操纵性是重要的航行性能之一。为了保证船舶具有良好的操纵性能,除了设计合理的船体线型外,一般都装有舵设备。舵是一块平板或具有流线型截面的板,称为舵叶。装在船尾中纵剖面或对称于中纵剖面的位置上。它垂直地浸没在水中,并能绕舵轴转动。在实际的船舶中,舵设备由舵、转舵机构、舵机和操纵机构等组成。

1.舵的作用

舰船航行时,如舵叶的平面与中央纵剖面重合或平行,这时又无风浪潮流等外力影响,则船舶作直线航行。当舵叶的平面转动,与中央纵剖面成一角度α时,由于水流的作用,使舵叶两面水的压力不等而产生一个水压力差Fn,如图1-1-66所示,它垂直作用在舵面上。Fn的纵向分力Fp,对船起阻力作用,使船减速;横向分力FL,与船的重心G形成一个转动船舶的力矩M,促使船舶回转并横移,M=FL·L1。

图1-1-66舵的作用如果将舵固定在一个舵角α,船便沿着一个圆形轨迹运动。当舵角α为最大(35度)时,此圆形轨迹的直径称为船舶的回转直径。船舶的回转直径越小,表示船舶的敏转性能越好。舰船模型对回转性的要求是不一样的。自航模型要求航向稳定性要好;无线电操纵模型要求敏转性要好。增大船模的转动力矩,可用增加舵面积或舵的数量来获得。此外,舵角的大小也有影响,通常在35度舵角时,转动船舶的效果最好。

2.舵的种类

在实际的船舶中,舵的种类是很多的,不同的分类标准能得到不同的种类。

(1)按舵的支承情况来分,如图1-1-67所示。

图1-1-67常见的几种舵①多支承舵:船体尾柱连有3个以上的舵钮。

②悬式舵:下支承的位置在舵的半高处。

③悬式舵:挂在舵杆上的。

④双支承舵:除了上支承还有一个安在舵根的下支承。

(2)按舵杆轴线位置来分,如图1-1-67所示。

①普通舵:舵叶位于舵杆轴线之后。

②半平衡舵:一般就是半悬式舵。

③平衡舵:舵杆轴线位于舵叶前缘后一定的距离,一般在舵叶前缘后的1/3处。

(3)按舵剖面形状来分,如图1-1-68所示。

图1-1-68舵的截面①平板舵:舵的剖面是直线型的。

②改良平板舵:在平板舵上附以木块,其外形与流线型相似。

③流线型舵:舵的剖面是流线型的。

④整流舵(反应舵):舵的剖面是对称的流线型。

在舰船模型中,商船模型多采用双支承流线型普通舵;在自航军舰和遥控模型上,多采用悬式流线型平衡舵;简易船模上一般使用平板舵。

同类推荐
  • 母亲(语文新课标课外读物)

    母亲(语文新课标课外读物)

    现代中、小学生不能只局限于校园和课本,应该广开视野,广长见识,广泛了解博大的世界和社会,不断增加丰富的现代社会知识和世界信息,才有所精神准备,才能迅速地长大,将来才能够自由地翱翔于世界蓝天。否则,我们将永远是妈妈怀抱中的乖宝宝,将永远是温室里面的豆芽菜,那么,我们将怎样走向社会、走向世界呢?
  • 纪伯伦诗文精选(全集)

    纪伯伦诗文精选(全集)

    本书精心筛选了包括:《先知》《先知园》《沙与沫》在内的代表纪伯伦最高文学成就的12部经典诗作。
  • 热爱生命(中小学生必读丛书)

    热爱生命(中小学生必读丛书)

    杰克·伦敦是著名的美国小说家,在短暂的40年的生命里,他共创作了约50卷作品,其中著名的有《野性的呼唤》《棕狼》《老头会》《北方的奥德赛》《马普希的房子》。本书收录了十几篇具有代表性的作品。杰克·伦敦作品中的现实主义风格和多元化的题材,以及显示出来的强烈的作家个性,多少年来一直深深吸引着不同时代、不同经历的读者。在《寂静的雪野》里,作者描写了淘金者之间共患难的友谊。在《女人的刚毅》里,他描写了印第安妇女坚贞的爱情和舍己为人的高贵品质。在《北方的奥德赛》里,杰克·伦敦以广阔的画面展现出一个印第安酋长的悲惨遭遇。
  • 哈佛家训(钻石版)

    哈佛家训(钻石版)

    《哈佛家训(钻石版)》以哈佛人生哲学为主线,讲述了大量的经典案例,寓能力培养干思维拓展之中,通过对孩子自信、诚信、爱心等品质的培养,引导孩子去创造属于自己的卓越人生。如果此书是灯,希望能照亮青少年前行的路。如果此书是路,希望能引领青少年走向理想之路。
  • 朱自清散文选(语文新课标课外必读第八辑)

    朱自清散文选(语文新课标课外必读第八辑)

    这就是我们出版本书的初衷。本书选材严谨,取舍得当,对学生有很高的实用价值,对教师教学有很好的参考价值,非常适合广大青少年阅读和收藏。
热门推荐
  • 你就是凶手:爱伦·坡佳作集

    你就是凶手:爱伦·坡佳作集

    本书为爱伦·坡代表性小说作品集,侦探小说的首宗棘手案件《莫格街凶杀案》,站在尸体上张着血红的独眼《黑猫》,让国王大臣自动受缚、上演血淋淋的人肉烧烤记的《跳蛙》,一进入爱伦·坡的惊悚世界,想知道结局的着迷者往往不能等上一秒。爱伦·坡以繁复的笔法,渲染出诡异的气氛,勾勒出离奇的情节,以及那个亦真亦幻的惊悚世界。
  • 名人传记丛书:张良

    名人传记丛书:张良

    名人传记丛书——张良——勇进知退的一代“谋圣”:“立足课本,超越课堂”,以提高中小学生的综合素质为目的,让中小学生从课内受益到课外,是一生的良师益友。
  • 先正读书诀

    先正读书诀

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 《论语》中的员工准则

    《论语》中的员工准则

    一道润泽员工心灵与幸福人生的智慧鸡汤!一部砥砺员工品性与职业操守的道德经典!本书将传统国学中所蕴涵的经典智慧和人文精神与现代企业管理的实际需要创新地结合在一起,让员工从《论语》中砥砺德行,修炼品性,实现自身发展与企业需要的完美契合,达到与企业发展“共和共赢”的境界!
  • 龙迹

    龙迹

    一枚“恐龙蛋”引发的探险悬疑故事。三个孩子为了找到小怪兽奇奇的自然家园,护送它来到中原古镇。却先后遭遇文物贩子、破产奸商和黑蛇妖的围追堵截。奇奇究竟是一条恐龙,还是传说中神奇的黄金龙?三个孩子和黄金龙之间有着什么神秘的联系?他们将和黑巫龙之间展开怎样惊天动地的搏杀?最后他们能取得胜利、拯救龙眼镇和整个人类吗?
  • 名家教子书:世界经典

    名家教子书:世界经典

    本书共10章,即10位教育大师的教育方法各自成章。对于那些渴望获得成功的教子经验的中国父亲和母亲来说,本书是一部有很大参考价值的家庭教育读本,甚至可以说是一套权威而完善的教育宝典。相信每一位父母一定能够从世界教育大师的智慧中得到启发,真正把孩子培养成人、成才。本书让您迅速了解大师教育智慧的核心内容,从而能够轻而易举地亲近和理解世界教育大师的智慧,感受世界经典教育方法的巨大魅力。对于那些渴望获得成功的教子经验的中国父亲和母亲来说,本书是一部有很大参考价值的家庭教育读本,甚至可以说是一套权威而完善的教育宝典。
  • 三高患者科学养生滋补食谱

    三高患者科学养生滋补食谱

    当今世界,随着人们生活节奏的加快,高强度、高效率的生活现状,使众多忙于工作、精神压力大的人们越来越吃不消,因而前所未有地重视起自身保健了。化学药物的毒副作用,使人们“重返大自然”的心理越来越强,在这一背景下药膳食疗这一独特的中华文化宝库的奇葩,越来越显示出她深厚的底蕴和夺目的光彩,为此我们精心编写了这本《三高患者科学养生滋补食谱》,希望读者能在获得美味可口的佳肴同时,也滋补了身体,祛除了疾病,拥有健康、快乐的人生。
  • 法国人只需十件衣

    法国人只需十件衣

    优雅,并不是指拥有数不清的价格昂贵的名牌包包或是拥有一衣柜穿不完的名牌衣服,而是指一种生活的自律精神、一份不动声色的生活样式。本书让你仿效法国生活方式中妙不可言的品质。美丽的东西不一定与物质有关,但一定与其自身的素质有关。真正美丽的女人,都是那些情怀柔软、善解人意、知书达理、不抱怨、不霸道、不势利的女人。
  • 辩正论

    辩正论

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 大漠魂

    大漠魂

    当我阅读郭雪波小说时,被作者的写作技巧,成熟的风格,简洁洗练的文字和这部小说的艺术再现能力迷住了。这是优秀的作品。出生在野性蛮荒的科尔沁沙地的库伦旗;从小受喇嘛教文化,蒙古文化和汉文化的熏陶,而又醉心于蒙古族原始宗教——萨满教文化所崇尚的的崇拜大自然的宗旨;后毕业于内蒙古蒙文专科学校和中央戏剧学院文学系,曾在内蒙古社科院文学所任助理研究员;现任职于北京华文出版社副编审、编辑部主任;现为中国作家协会会员,中国环境文学研究会理事。