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侧推器的功用及工作原理 摘要：本文主要介绍了侧推器的功用、工作原理及其应用范围，也介绍了首推装置原动机和传动系统的布置形式，并且分析了侧推器失效的原因和发展趋势。 关键字：侧推器 螺旋桨 1、前言 船舶进港船速逐渐降低的过程中，操舵产生的舵力转船力矩逐渐减小，控制航向的能力逐渐变差。为了解决这个问题产生了另一种产生转船力矩的方法，即在船上安装侧推装置，简称为侧推器。 侧推器可以作为船舶的辅助操纵装置，广泛应用于港内船舶操纵。靠离码头中船舶的横向移动、航道内低速航行时调整航向、抑制倒车过程中的船首偏转等都是侧推器在船舶操纵中的具体应用。侧推器适用于靠离泊操纵频率较高的船舶，如滚装船、大型客船、大型集装箱船以及部分成品油船舶和油船等等。 侧推器也叫横向舵、横向喷流舵。它装设于船首、尾部较低处，以便于在船舶低速航行时和布置在船尾部的常规舵协作以完成转向操作，以及当船舶停车或后退时能获得较好的控向性能。侧推器的轴向与船舶舯剖面相垂直，位于船首底部者称首侧推器，装在船尾的称为尾侧推器。由于船尾有螺旋桨和舵设备，因此尾侧推器的安装工艺复杂、成本相对较高，故船舶安装侧推器多只布置在首部。 2、侧推器的工作原理： 侧推器实际上就是一种螺旋桨推进器，利用螺旋桨的转动在水流中产生推力。不同的是，它的安装位置，使所产生的推力方向垂直于船体纵向中心平面，形成侧向推力。 原动机1通过垂直传动齿轮2、直角传动齿轮4，驱动螺旋桨的桨叶5。整个螺旋桨置于船舶首部的横向贯穿的导筒3内。格栅是用来保护螺旋桨的，它有一定的强度和坚韧性。但是过于粗密的格栅会影响工作效率。当原动机启动后，螺旋桨就使水流向左或向右经格栅喷出船体，根据作用于反作用的原理，在船舶上就受、到侧向的反作用推力。 船舶上所安装的侧推器均为隧道式推进器，它工作时，利用布置在横向导管中的螺旋桨所产生的推力来实现船舶改向。为了增加首侧推器的使用效果，有的船舶还在其后侧另开设一个中空且左右贯通的平衡导管。侧推器采用可变螺距螺旋桨作推进器，其转速一般有2到3级，而且它直接在驾驶台遥控。这样，根据实际需要，通过操纵手柄，就能控制其转动方向和转速，达到操控船舶的目的。 3、侧推器的应用 目前，一些有特殊用途的船舶(如工程船、滚装船、集装箱船和客渡船等)为提高自力操纵的能力，安装了侧推器，据报道侧推器在军用舰船上也有应用。 安装有首侧推器的船舶在进行港内操纵时，如靠离泊和避碰， 就可以用首侧推器使船舶在较低船速情况下方便地转头或产生横向位移(侧推器及车、舵共同作用)；同时，在抛起锚作业时可用其来方便地控向。另外，当这些船舶在受限水域低速航行时首侧推器又可被用以克服“岸壁效应”和“船间效应”；在大风浪中滞航操纵时它又能有效地协助船舶保向。侧推器在上述的船舶操纵中均未工作在船舶以中高速行驶的情况下。 4、侧推器失效 侧推装置对于提高船舶的操纵性能的效果是与船舶的航行速度有关的。当船舶低速航行时，首侧装置产生的推力效果最好；随着航行速度的增加，在喷口后侧将产生低压区，有效率损失；当船速很高时，其效率损失的影响就非常明显。当船速为4～6kn时，首侧推器就会发生失效。 5、首推装置原动机和传动系统的布置方案 图6-2 首推装置原动机和传动系统的布置方案 首推装置原动机和传动系统的布置方案基本上有两种：垂直传动式和水平传动式(如上图所示)。 垂直传动式——原动机1置于甲板上部，中间通过垂直的传动轴系2，以直角传动驱动导筒中的首推器3。图中4是船首的防撞舱壁。在垂直传动式中也有两种：一种是整个装置放在防撞舱壁的前面，如图(a)；另一种是将整个装置放在防撞舱壁之后，如图(b)，在实际使用中这两种方式都是允许的。 水平传动式——原动机通过水平传动轴系以直角传动驱动导筒中的首推器。采用这种传动方式，应该注意避免像图(c)那样将原动机置于防撞舱壁的后面，而使传动轴系穿过防撞舱壁去驱动首推器的方式，这种方式破坏了舱室的水密性，是不允许的。必须将全部装置集中于防撞舱壁的前面，或者后面。假使采用集中置于前面的方案，则原动机应该选用能够在水中正常运转的。 6、侧推器的发展趋势 侧推装置的螺旋桨推进器一般放在横贯船体的导筒内，这样它可以受到船体的保护，较为安全可靠。但是由于强大的水流在导筒中的流程长，摩擦损失大，使动力效率降低。若将侧推螺旋桨全部伸出在船体外，它的水流阻力小，动力效率可以提高，但易于碰撞损坏。因此在有些特种工作的船舶上常采用一种可以收放的形式。这种收放型侧推装置常用于海底铺缆船上。当它在深水区工作时，侧推器伸到船体外工作，推力效率较高；当在浅水区中作业时，则将推力器收到导筒内工作。 7、侧推器应满足的要求： 装置结构简单，工作可靠，维护管理方便； 应尽可能设在船的端部，以便在同样推力下获得较大的转船力矩； 应有足够的浸水