书城教材教辅教你制作舰船模型(培养学生动手能力小丛书)
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第4章 舰船模型的组成(3)

(4)十字缆桩和系索栓:一般是小艇上系泊绳索用的,和双系柱的作用一样。常见的如图1-1-36所示。

图1-1-36十字缆桩和系索栓

6.通风设备

通风设备是保证舰艇舱室内空气流通的装置。常用的有自然通风和机械通风两种。自然通风筒有喷嘴式、圆筒式。机械通风筒常见的有菌式通风筒。军舰通风筒较小,以机械通风装置为多,如图1-1-37所示。

图1-1-37常见通风筒

7.舱口装置

舰艇上常见的舱盖有圆舱口盖和方舱口盖两种,如图1-1-38所示。护卫艇的机舱入口是和机舱天窗连在一起的,如图1-1-39所示。在民用船舶上,还有货舱盖和机舱盖等舱口装置。

图1-1-38圆舱口和方舱口

图1-1-39护卫艇机舱入舱口

8.救生设备

救生设备是在意外情况下用于救护人员的安全设备,常用的有救生圈、救生筏、救生艇等几种。

(1)救生圈:用实心软木拼连制成,重量轻,浮力大,外面包有厚帆布,圈上有拉手绳索。为了便于识别,常漆上红白相间的颜色,如图1-1-40所示。

图1-1-40救生圈(2)救生筏:常见的救生筏有两种,①长方形的金属浮体,内部有水密隔舱,外侧有垂环状扶手绳索,还有木制浮子把手,如图1-1-41;②气胀式救生筏,平时看到的只是一个圆筒形的筏体,舰艇发生危险时,可把筏抛在水里,它会自动充气膨胀成一只有篷顶的橡皮艇。图1-1-41救生筏(3)救生艇:救生专用的小船。里面放有桨、发动机、油料、淡水、食物和救生用品。平时安放在甲板中部的两舷处,上面盖有帆布罩子,如图1-1-42所示。使用时是通过吊艇杆来吊放的,吊艇杆式样很多,图1-1-43所示的是较简单的一种。

图1-1-42救生艇图1-1-43吊艇杆和吊艇架

舰艇上除了救生艇以外,还有汽艇、舢板等小艇,可以用来做舰艇间交通联络、引导锚索以及训练人员荡桨、驶帆和操艇,也可用来救生,如图1-1-44所示。

图1-1-44几种船用小艇9.锚设备

锚设备是确保船舶安全的一种不可缺少的设备,包括锚、锚链、掣链器和锚机。

(1)锚:把舰艇系留在水面的主要器材。舰船在水面停泊时,可将锚抛入海底,使舰船不致因风力或水流漂走。它通常挂在舰首左右舷外,锚的种类很多,大致分为有杆锚、无杆锚、大抓力锚及特种锚4大类型,约10多个种类。其中,常用的有海军锚、无杆锚、斯贝克锚等,如图1-1-45所示。现代舰船大多用无杆锚。

图1-1-45各种锚①有杆锚。具有横杆的锚为有杆锚。该类锚的特点是一个锚爪啮入土中,当锚在海底拖曳时,横杆能阻止锚爪倾翻,起稳定作用。有杆锚中有海军锚、层洛门锚、单爪锚及日式锚等。

②无杆锚。没有横杆,锚爪可以转动的两爪锚为无杆锚。该类锚的特点是,在工作中两个爪同时啮入土中,稳定性好,对各种土质的适应性强,收藏方便。无杆锚发展较快,已由第1代发展到第3代。常用的无杆锚主要有霍尔锚、斯贝克锚、AC—14型锚及DA—1型锚。

③大抓力锚。大抓力锚实际上是一种有杆转爪锚,因其具有很大的抓重比,故称为大抓力锚。这类锚的特点是,锚爪的啮土面积大,抓持的底质深而多,抓力特大,但是锚爪易拉坏,收藏不方便。大抓力锚中有马氏锚、丹福尔锚、快艇锚、施得林格锚及斯达托锚等。

④特种锚。特种锚的形状与用途与普通锚均不同。主要是指供浮筒、囤船、浮船坞等使用的永久性系泊锚;破冰船上所用的冰锚及帆船和小艇上用的浮锚等。

(2)锚链:是由很多钢铁制成的椭圆形链环接连在一起的。链环有两种:①有挡链,②无挡链,如图1-1-46所示。有挡链强度大,现代舰船上常采用它;无挡链强度较小,多在小舰船上使用。

图1-1-462种锚链(3)掣链器:主要作用是扣住锚和锚链,不致外滑,并使锚机不再吃力,以免损坏机件,如图1-1-47所示。一般安装在锚与锚机之间的甲板上。

图1-1-47掣链器(4)锚机:起锚和抛锚的机器,也可用来收绞钢缆或锚链。锚机的种类很多,常用的有下列3种:

①立式锚机:如图1-1-48所示,由绞柱、键盘和凹槽盘组成,凹槽盘四周有孔,可以插入扳手木棒,用人力来转动锚机,也有用电机或蒸汽机带动,安置在甲板上(转动它的机器在甲板下面)。立式锚机使用方便、体积小,是现代舰船上常用的锚机。

图1-1-48立式锚机②卧式锚机:如图1-1-49所示,锚机横卧在甲板上,占地较大,且露在外面,机器容易损坏,现代军舰上很少使用。民用船舶上还常使用它。

图1-1-49卧式锚机

③电动系缆绞车:一般装在大船的后甲板,在船舶靠离岸时系缆用,如图1-1-50所示。

图1-1-50电动系缆绞车10.起货设备

舰船的起货设备由起重机、吊杆、吊货绞车、滑轮等组成。如图1-1-51、图1-1-52、图1-1-53所示。

图1-1-51起重机

图1-1-52电动吊货绞车

图1-1-53起货桅和吊杆11.消防设备

舰艇和民船都装有灭火设备,如灭火机,消防水龙头和水龙带,消防桶、太平斧,形状与民用的差不多,都是红色,如图1-1-54所示。

图1-1-54船用消防设备12.旗杆和栏杆装置

(1)旗杆:军舰上舰首、尾各有一根旗杆,用来停泊时挂旗。我国军舰艇舰首挂“八一”军旗,舰尾挂国旗。

(2)栏杆:保护舰艇人员安全的装置。一般舰舷四周及部分舰桥甲板边缘都装有栏杆。有些栏杆还能随时拆除或放倒,如图1-1-55所示。

图1-1-55旗杆和栏杆六、舰船模型的动力装置

现代舰船的动力装置,有蒸汽轮机、柴油机、燃汽轮机和核动力等。常规动力潜艇在水面航行时用柴油机作动力,在水中航行用蓄电瓶供电的电动机作动力。

舰船模型的动力装置与某些船舶的动力装置很相似,但模型的动力装置体积很小,结构简单,使用方便。在我国,有靠风力航行的帆船模型,还有用橡筋作动力的初级舰船模型,以及以直流电动机、内燃机为动力的舰船模型等。

在对舰船模型的动力装置进行选择时,要注意其航行速度应该和真实舰船相似。如果货船模型的速度比驱逐舰模型的速度还快,那就脱离实际了。

为了使模型的航速与实际船舶的速度相似,可根据机械相似定律来进行计算。根据机械相似定律确定,船模的比例缩尺M=1/X时,船模速度应等于舰船速度除以X平方根后所得的商。

V模型=V舰船X

其中,M=1/X就是当船模为实际舰船1/25时,M=1/25,当船模为实际舰船1/100时,M=1/100,也就是X分别为25和100;V为速度。

例如国产万吨级远洋货轮模型,比例缩尺M=1/100(模型船长1.61米),X就等于100。已知货轮速度约为36千米/小时,按公式代入:

V模型=V舰船X

=36100=3.6(千米/小时)

关于各种动力装置在本书后半部分进行了详细介绍,在此不赘述。

七、舰船模型的推进装置

舰船航行必须获得推进力量以克服各种阻力,把供给舰船推进力量的装置称为舰船推进器。

外来的能量直接作用于船上,例如风作用于船帆、绳索牵引使舰船前进等,属于主动式推进器;装置在船上的推进器向后拨水,以水的反作用力使船前进,例如桨板划水,螺旋桨、明轮、平旋轮、喷水和喷气推进器等,或利用空气反作用力的空气螺旋桨推进器,均属于反应式推进器。这里主要介绍螺旋桨推进器。

螺旋桨推进器简称螺旋桨,它构造简单,工作可靠,造价低,效率高,是现在各类船舶使用最为普遍的一种推进器形式,常见样式如图1-1-56所示。

图1-1-56常见的几种螺旋桨样式1.螺旋桨的结构螺旋桨是由桨叶装安在桨毂上而组成的,如图1-1-57所示。一般螺旋桨桨叶为3片或4片,个别的也有5叶、6叶甚至7叶的。它们以一定的角度与桨毂固定在一起。桨叶是用来产生推力的。螺旋桨通常是安装在船尾部的,螺旋桨与艉轴(即与船舶主机相连的推力轴)连接的部分叫桨毂,它的形状为鼓形体,呈流线型。其直径为螺旋桨直径的16%~20%。

螺旋桨旋转时,由船尾向前看,按顺时针方向旋转的称右旋螺旋桨,按反时针旋转的称左旋螺旋桨。装于船尾两侧之螺旋桨,在旋转时,如其上部向船的中心线方向转动称为内旋螺旋桨,反之称为外旋螺旋桨。一般双螺旋桨船多采用外旋方式。

如图1-1-57所示,桨叶与桨毂相连的一端为叶根,桨叶的外端称叶梢。螺旋桨旋转时,桨叶推水的一面叫叶面(或称工作面),另一面叫叶背。叶面是螺旋桨的工作压力面,它推水向后,所以又称吐出面。桨叶首先入水的一边是导边,另一边是随边。叶背的工作条件与叶面相反,因而又称吸入面。

图1-1-57右旋螺旋桨

结构示意图

图1-1-58桨叶的外形

船模螺旋桨的桨叶数通常有2~4叶。2叶螺旋桨适用于主机功率小、转速高、排水量小的模型。3叶螺旋桨多用于自航模型和遥控模型。4叶螺旋桨用于主机功率大、转速低、排水量大的舰船模型,以及在短时间内产生较大能量(扭力大)的橡筋动力模型。它的优点是振动小。

螺旋桨桨叶的形状,常用的有对称形和非对称形,如图1-1-58所示。桨叶半径2/3处最宽,最大宽度约等于平均宽度的1.2~1.35倍。不对称形的桨叶叶尖偏向一边,因其效率高而多被采用,对这种桨叶很容易识别其旋转方向:叶尖所在的那一边为随边,而另一边为导边。对称形桨叶则可以从叶根处看出其旋转方向:导边离船尾处较近,而随边离船尾处较远。自航模型、遥控模型多用对称形叶片,竞速艇模型多用非对称形桨叶。

螺旋桨桨叶的展开平面形状,对螺旋桨推进效率的影响并不大,但桨叶横截面的形状对螺旋桨的推进效率却有着重大影响。船模常用的桨叶截面形状有弓形、机翼形、月牙形等,其中以弓形最为普遍,如图1-1-59所示。桨叶的厚度以叶根为最厚,逐渐向叶梢递减,至叶梢处最薄。

图1-1-59桨叶截面形状2.螺旋桨的性能参数

螺旋桨旋转时,叶梢绕桨毂中心画出的圆形轨迹称梢圆,此圆的直径(梢径)就是螺旋桨的直径,以“D”表示。通常认为螺旋桨的直径在下列范围内是合理的,单螺旋桨D=(0.6~0.75)Tk,双螺旋桨D=(0.6~0.7)Tk,式中Tk为满载时船尾吃水。螺旋桨的直径D也常作为一个标准数据来应用。如桨毂的直径是0.16~0.2D,螺旋桨沉没在水中深度为叶梢距离水面0.2~0.5D。梢圆的面积(即桨盘),也就是螺旋桨的盘面积,以Ad表示。因此:

Ad=14πD2

桨叶的工作面积称为叶面积,一具螺旋桨的各叶面积之和就是该螺旋桨总的推水面积,又称为展开面积,以A表示。

螺旋桨的展开面积和圆盘面积之比称为盘面比。即盘面比=A/Ad驱逐舰、护卫舰、拖船、快速客船的盘面比接近100%,货船和一些低速船舶的盘面比则少于60%。