競速艇模型的舵

吳為安

舵，是船舶的重要附件，大多數船舶都是靠舵來進行回轉的（少數用雙螺旋槳推進的船舶，用左右螺旋槳旋轉方向的變化來改變船的航向：右轉時，左螺旋槳正轉、右螺旋槳倒轉;左轉時，右螺旋槳正轉，左螺旋槳倒轉。還有的船舶則在螺旋槳外面安裝一個導流管，利用螺旋槳尾流來改變推力方向，從而使船轉向）。在競速艇模型中，舵的作用尤為重要，因為各種項目的競速艇模型在航行中，都會遇到急劇轉向的情況，尤其是在高速航行時轉向，舵的作用更為明顯。那么，為了讓競速艇轉彎更加靈活，是不是舵面積做得越大越好，遙控舵角越大越好？讓我們來研究一下這些問題。

一、平衡舵、半平衡舵和不平衡舵

舵有平衡舵、半平衡舵和不平衡舵之分（圖1）。舵面的一小部分在舵桿前面（“前面”指圖1中的左面）的，叫平衡舵;舵面下面的一部分在舵桿前面的，叫半平衡舵;舵桿在舵面前面的是不平衡舵。

平衡舵產生舵角時，舵桿兩邊都受力，從遙控船模的角度講，這樣可以減輕舵機的負擔，使舵機不易損壞。

當然，舵機的受力是不平均的，即遙控舵機拉動舵桿轉角和舵機回中用的力是不一樣的，因此舵轉角和回中的速度也是不一樣的。

當競速艇高速航行時，艇尾高速水流與螺旋槳尾流給舵面后半部分面積的壓力，大大高于對舵面前半部分面積的壓力，使得舵的回中速度明顯加快，轉向后能快速進入直航，這也正是競速艇模型希望達到的目標。

而對于用水中螺旋槳推進的競速艇的舵，為了保證舵的強度，舵桿必須焊在舵面中間，平衡舵正是這樣的形式，所以，水中螺旋槳競速艇模型采用的都是平衡舵。

有的競速艇為了提高艇的航行穩定性，會采用舵面上窄下寬的平衡舵（圖2）。

半浸螺旋槳推進的競速艇，其舵的牽引結構是在水面上的，因此可以用不平衡舵的形式（圖3）。

半平衡舵的下面一半舵面是朝前的，艇在航行時，這個部位容易勾到水草、雜物，所以船模一般不使用半平衡舵。

二、舵面積大小與舵的長度對

競速艇航行姿態的影響

增大舵面積能增大轉舵力矩，提高回轉性。同時，當舵角為零時，面積大的舵可以起到大面積“鰭”的作用，也提高了艇的航行穩定性。

但舵面積并非越大越好。由于競速艇的航速極快，若舵面積過大，其在回轉時受到的水的壓力就非常大，舵效應非常強烈，就會使得艇的遙控操縱難度大增，操縱者稍微扳動一點遙控器上的操舵手柄，艇就會大角度轉向，反應稍慢一點，艇就有可能發生360°原地打轉的情況。

因此，競速艇的舵面積不宜太大。

增加舵的長度對提高艇的橫向穩定性是有好處的，但同時也會增加艇的航行阻力。太長的舵還會使艇在回轉時產生低頭力矩，嚴重時甚至會使艇鉆水。

因此競速艇的舵也不宜太長。

競速艇的舵面積究竟要多大？長度要多長？應該邊試航邊調整、改進。一般來講，用水中螺旋槳推進的競速艇，其舵面積要小一些，舵的長度也要短一些（因為舵是全部浸在水中的）;用半浸螺旋槳推進的艇，其舵可以適當長一些（因為只有舵的下半部分浸水）。兩種舵的寬度都不宜太寬。

三、舵的形狀對競速艇性能的

影響

由于競速艇的速度極快，任何一個凸出在船底外的附件都會帶來極大的阻力。舵不但凸出于船底，而且深入水中，因此舵在水中的阻力大小對船的速度性能有很大的影響。要減小舵的阻力，最重要的一點是選擇合理的舵橫剖面。

從升力原理分析，選擇機翼形的舵橫剖面，舵所受的阻力是最小的。

然而，實踐經驗證明，前緣帶有小圓弧的機翼形剖面并不適合競速艇模型（排水型船舶的舵可以有這樣的剖面）。因為水的密度比空氣大得多，在艇高速航行的情況下，前面的小圓弧仍有可能帶來一些水阻力。所以，一般都將舵前緣也銼成尖的（圖4），而且，舵的厚度要薄一些。

有的競速艇模型產品的舵被設計成兼有水冷通道的作用，因而舵橫剖面做成狹長的三角形（圖5），這樣，雖然舵的前緣阻力不大，但后面卻會造成渦流，影響船速。因此要盡量不用這樣的舵，可以把水冷管進口改到船底，用1.5毫米厚的不銹鋼片另做一個舵，而且也要把舵銼成翼形。

四、艇的航行姿態和舵在艇尾

的位置

艇的回轉性能與艇的航行姿態有關。從圖6中我們可以看出，當艇縱傾角較大（艇艏抬得較高）時，艇的水下部分投影面積偏后，其投影面積橫阻中心也偏后，它和舵之間形成的力矩很小，所以回轉性能不佳，回轉半徑大，但由于水下摩擦阻力小，它的直線速度會加快。

當艇縱傾角較小（艇艏壓得較低）時，艇的水下部分投影面積較大，其投影面積橫阻中心前移，和舵之間形成的回轉力矩增大，回轉性能良好，但艇底浸水面積增大使水下摩擦阻力也加大，直線速度會受到影響。

還要注意舵在艇艉的位置。如果舵離螺旋槳太近，此時螺旋槳的槳流很亂，有空泡，會使舵的效率受到影響，所以，安裝在螺旋槳后面的舵，不要離螺旋槳太近。安裝在螺旋槳側面的舵，要考慮到舵轉角時不會碰到螺旋槳。安裝在螺旋槳側面的舵，和螺旋槳槳流已經沒有多大關系，它是依靠艇的航行速度形成的艇底高速水流對舵的壓力起作用的。

五、舵角

競速艇舵的舵角不同于排水型船舶舵的舵角，普通排水型船舶的舵角最大可以到35°。但競速艇的速度實在是太快了，艇底的高速水流及上萬轉的螺旋槳轉速產生的水流對舵面的壓力極大，舵角調到10°左右就足夠了。

過大的舵角會給競速艇帶來很大的航行阻力，還會讓操縱者很難控制操舵手柄的幅度，艇往往轉向過頭。在多艇航行或遇到大風浪時，艇會打轉甚至側翻。

所以，應該根據不同的競速艇項目，采用不同的舵角：以左轉彎為主的，如ECO、FSR艇等，左舵角調大些;以右轉彎為主的，如MONO、O級艇等，右舵角調大些。

到底要多大的舵角？每艘船模的情況都是不一樣的，要在實際試航的過程中，仔細反復地調試。

六、舵的制作

水中螺旋槳推進的競速艇用的舵全部浸沒在水中，由于艇的速度很快，舵經常會撞擊到浮標或其他艇，因此舵要有一定的強度，舵桿的剛性要好。這里介紹一種常見的舵的做法。

找一塊2mm厚的鋼板，鋸成舵的形狀，在需要安裝舵桿的位置先鋸一個槽，再在銑床上用立銑刀銑成兩邊有圓弧的槽（銑刀直徑依據舵桿的直徑來確定），將一段拔直彈簧鋼絲作為舵桿敲入槽內，用氬弧焊幾點（圖7），最后在砂輪機上把舵的形狀磨削修整成型。

半浸螺旋槳競速艇上的舵的支點是在水面上的，舵的水中受力點和支點間的距離較長（力矩大），所以舵一旦受到撞擊，舵支架和艇艉板受力較大，極易損壞。解決的辦法是，把舵用一個螺絲固定在支點上，這樣，舵受到撞擊后就會翹起來，舵支架和艇艉板就不會損壞，但問題是舵失去了作用，艇也就不會轉彎了。

為了解決這個難題，我們可以在舵上裝一個彈簧，讓舵受到撞擊翹起后還能恢復原狀，彈簧舵的制作見圖8。

舵，是船舶的重要附件，大多數船舶都是靠舵來進行回轉的（少數用雙螺旋槳推進的船舶，用左右螺旋槳旋轉方向的變化來改變船的航向：右轉時，左螺旋槳正轉、右螺旋槳倒轉;左轉時，右螺旋槳正轉，左螺旋槳倒轉。還有的船舶則在螺旋槳外面安裝一個導流管，利用螺旋槳尾流來改變推力方向，從而使船轉向）。在競速艇模型中，舵的作用尤為重要，因為各種項目的競速艇模型在航行中，都會遇到急劇轉向的情況，尤其是在高速航行時轉向，舵的作用更為明顯。那么，為了讓競速艇轉彎更加靈活，是不是舵面積做得越大越好，遙控舵角越大越好？讓我們來研究一下這些問題。

一、平衡舵、半平衡舵和不平衡舵

舵有平衡舵、半平衡舵和不平衡舵之分（圖1）。舵面的一小部分在舵桿前面（“前面”指圖1中的左面）的，叫平衡舵;舵面下面的一部分在舵桿前面的，叫半平衡舵;舵桿在舵面前面的是不平衡舵。

平衡舵產生舵角時，舵桿兩邊都受力，從遙控船模的角度講，這樣可以減輕舵機的負擔，使舵機不易損壞。

當然，舵機的受力是不平均的，即遙控舵機拉動舵桿轉角和舵機回中用的力是不一樣的，因此舵轉角和回中的速度也是不一樣的。

當競速艇高速航行時，艇尾高速水流與螺旋槳尾流給舵面后半部分面積的壓力，大大高于對舵面前半部分面積的壓力，使得舵的回中速度明顯加快，轉向后能快速進入直航，這也正是競速艇模型希望達到的目標。

而對于用水中螺旋槳推進的競速艇的舵，為了保證舵的強度，舵桿必須焊在舵面中間，平衡舵正是這樣的形式，所以，水中螺旋槳競速艇模型采用的都是平衡舵。

有的競速艇為了提高艇的航行穩定性，會采用舵面上窄下寬的平衡舵（圖2）。

半浸螺旋槳推進的競速艇，其舵的牽引結構是在水面上的，因此可以用不平衡舵的形式（圖3）。

半平衡舵的下面一半舵面是朝前的，艇在航行時，這個部位容易勾到水草、雜物，所以船模一般不使用半平衡舵。

二、舵面積大小與舵的長度對

競速艇航行姿態的影響

增大舵面積能增大轉舵力矩，提高回轉性。同時，當舵角為零時，面積大的舵可以起到大面積“鰭”的作用，也提高了艇的航行穩定性。

但舵面積并非越大越好。由于競速艇的航速極快，若舵面積過大，其在回轉時受到的水的壓力就非常大，舵效應非常強烈，就會使得艇的遙控操縱難度大增，操縱者稍微扳動一點遙控器上的操舵手柄，艇就會大角度轉向，反應稍慢一點，艇就有可能發生360°原地打轉的情況。

因此，競速艇的舵面積不宜太大。

增加舵的長度對提高艇的橫向穩定性是有好處的，但同時也會增加艇的航行阻力。太長的舵還會使艇在回轉時產生低頭力矩，嚴重時甚至會使艇鉆水。

因此競速艇的舵也不宜太長。

競速艇的舵面積究竟要多大？長度要多長？應該邊試航邊調整、改進。一般來講，用水中螺旋槳推進的競速艇，其舵面積要小一些，舵的長度也要短一些（因為舵是全部浸在水中的）;用半浸螺旋槳推進的艇，其舵可以適當長一些（因為只有舵的下半部分浸水）。兩種舵的寬度都不宜太寬。

三、舵的形狀對競速艇性能的

影響

由于競速艇的速度極快，任何一個凸出在船底外的附件都會帶來極大的阻力。舵不但凸出于船底，而且深入水中，因此舵在水中的阻力大小對船的速度性能有很大的影響。要減小舵的阻力，最重要的一點是選擇合理的舵橫剖面。

從升力原理分析，選擇機翼形的舵橫剖面，舵所受的阻力是最小的。

然而，實踐經驗證明，前緣帶有小圓弧的機翼形剖面并不適合競速艇模型（排水型船舶的舵可以有這樣的剖面）。因為水的密度比空氣大得多，在艇高速航行的情況下，前面的小圓弧仍有可能帶來一些水阻力。所以，一般都將舵前緣也銼成尖的（圖4），而且，舵的厚度要薄一些。

有的競速艇模型產品的舵被設計成兼有水冷通道的作用，因而舵橫剖面做成狹長的三角形（圖5），這樣，雖然舵的前緣阻力不大，但后面卻會造成渦流，影響船速。因此要盡量不用這樣的舵，可以把水冷管進口改到船底，用1.5毫米厚的不銹鋼片另做一個舵，而且也要把舵銼成翼形。

四、艇的航行姿態和舵在艇尾

的位置

艇的回轉性能與艇的航行姿態有關。從圖6中我們可以看出，當艇縱傾角較大（艇艏抬得較高）時，艇的水下部分投影面積偏后，其投影面積橫阻中心也偏后，它和舵之間形成的力矩很小，所以回轉性能不佳，回轉半徑大，但由于水下摩擦阻力小，它的直線速度會加快。

當艇縱傾角較小（艇艏壓得較低）時，艇的水下部分投影面積較大，其投影面積橫阻中心前移，和舵之間形成的回轉力矩增大，回轉性能良好，但艇底浸水面積增大使水下摩擦阻力也加大，直線速度會受到影響。

還要注意舵在艇艉的位置。如果舵離螺旋槳太近，此時螺旋槳的槳流很亂，有空泡，會使舵的效率受到影響，所以，安裝在螺旋槳后面的舵，不要離螺旋槳太近。安裝在螺旋槳側面的舵，要考慮到舵轉角時不會碰到螺旋槳。安裝在螺旋槳側面的舵，和螺旋槳槳流已經沒有多大關系，它是依靠艇的航行速度形成的艇底高速水流對舵的壓力起作用的。

五、舵角

競速艇舵的舵角不同于排水型船舶舵的舵角，普通排水型船舶的舵角最大可以到35°。但競速艇的速度實在是太快了，艇底的高速水流及上萬轉的螺旋槳轉速產生的水流對舵面的壓力極大，舵角調到10°左右就足夠了。

過大的舵角會給競速艇帶來很大的航行阻力，還會讓操縱者很難控制操舵手柄的幅度，艇往往轉向過頭。在多艇航行或遇到大風浪時，艇會打轉甚至側翻。

所以，應該根據不同的競速艇項目，采用不同的舵角：以左轉彎為主的，如ECO、FSR艇等，左舵角調大些;以右轉彎為主的，如MONO、O級艇等，右舵角調大些。

到底要多大的舵角？每艘船模的情況都是不一樣的，要在實際試航的過程中，仔細反復地調試。

六、舵的制作

水中螺旋槳推進的競速艇用的舵全部浸沒在水中，由于艇的速度很快，舵經常會撞擊到浮標或其他艇，因此舵要有一定的強度，舵桿的剛性要好。這里介紹一種常見的舵的做法。

找一塊2mm厚的鋼板，鋸成舵的形狀，在需要安裝舵桿的位置先鋸一個槽，再在銑床上用立銑刀銑成兩邊有圓弧的槽（銑刀直徑依據舵桿的直徑來確定），將一段拔直彈簧鋼絲作為舵桿敲入槽內，用氬弧焊幾點（圖7），最后在砂輪機上把舵的形狀磨削修整成型。

半浸螺旋槳競速艇上的舵的支點是在水面上的，舵的水中受力點和支點間的距離較長（力矩大），所以舵一旦受到撞擊，舵支架和艇艉板受力較大，極易損壞。解決的辦法是，把舵用一個螺絲固定在支點上，這樣，舵受到撞擊后就會翹起來，舵支架和艇艉板就不會損壞，但問題是舵失去了作用，艇也就不會轉彎了。

為了解決這個難題，我們可以在舵上裝一個彈簧，讓舵受到撞擊翹起后還能恢復原狀，彈簧舵的制作見圖8。

舵，是船舶的重要附件，大多數船舶都是靠舵來進行回轉的（少數用雙螺旋槳推進的船舶，用左右螺旋槳旋轉方向的變化來改變船的航向：右轉時，左螺旋槳正轉、右螺旋槳倒轉;左轉時，右螺旋槳正轉，左螺旋槳倒轉。還有的船舶則在螺旋槳外面安裝一個導流管，利用螺旋槳尾流來改變推力方向，從而使船轉向）。在競速艇模型中，舵的作用尤為重要，因為各種項目的競速艇模型在航行中，都會遇到急劇轉向的情況，尤其是在高速航行時轉向，舵的作用更為明顯。那么，為了讓競速艇轉彎更加靈活，是不是舵面積做得越大越好，遙控舵角越大越好？讓我們來研究一下這些問題。

一、平衡舵、半平衡舵和不平衡舵

舵有平衡舵、半平衡舵和不平衡舵之分（圖1）。舵面的一小部分在舵桿前面（“前面”指圖1中的左面）的，叫平衡舵;舵面下面的一部分在舵桿前面的，叫半平衡舵;舵桿在舵面前面的是不平衡舵。

平衡舵產生舵角時，舵桿兩邊都受力，從遙控船模的角度講，這樣可以減輕舵機的負擔，使舵機不易損壞。

當然，舵機的受力是不平均的，即遙控舵機拉動舵桿轉角和舵機回中用的力是不一樣的，因此舵轉角和回中的速度也是不一樣的。

當競速艇高速航行時，艇尾高速水流與螺旋槳尾流給舵面后半部分面積的壓力，大大高于對舵面前半部分面積的壓力，使得舵的回中速度明顯加快，轉向后能快速進入直航，這也正是競速艇模型希望達到的目標。

而對于用水中螺旋槳推進的競速艇的舵，為了保證舵的強度，舵桿必須焊在舵面中間，平衡舵正是這樣的形式，所以，水中螺旋槳競速艇模型采用的都是平衡舵。

有的競速艇為了提高艇的航行穩定性，會采用舵面上窄下寬的平衡舵（圖2）。

半浸螺旋槳推進的競速艇，其舵的牽引結構是在水面上的，因此可以用不平衡舵的形式（圖3）。

半平衡舵的下面一半舵面是朝前的，艇在航行時，這個部位容易勾到水草、雜物，所以船模一般不使用半平衡舵。

二、舵面積大小與舵的長度對

競速艇航行姿態的影響

增大舵面積能增大轉舵力矩，提高回轉性。同時，當舵角為零時，面積大的舵可以起到大面積“鰭”的作用，也提高了艇的航行穩定性。

但舵面積并非越大越好。由于競速艇的航速極快，若舵面積過大，其在回轉時受到的水的壓力就非常大，舵效應非常強烈，就會使得艇的遙控操縱難度大增，操縱者稍微扳動一點遙控器上的操舵手柄，艇就會大角度轉向，反應稍慢一點，艇就有可能發生360°原地打轉的情況。

因此，競速艇的舵面積不宜太大。

增加舵的長度對提高艇的橫向穩定性是有好處的，但同時也會增加艇的航行阻力。太長的舵還會使艇在回轉時產生低頭力矩，嚴重時甚至會使艇鉆水。

因此競速艇的舵也不宜太長。

競速艇的舵面積究竟要多大？長度要多長？應該邊試航邊調整、改進。一般來講，用水中螺旋槳推進的競速艇，其舵面積要小一些，舵的長度也要短一些（因為舵是全部浸在水中的）;用半浸螺旋槳推進的艇，其舵可以適當長一些（因為只有舵的下半部分浸水）。兩種舵的寬度都不宜太寬。

三、舵的形狀對競速艇性能的

影響

由于競速艇的速度極快，任何一個凸出在船底外的附件都會帶來極大的阻力。舵不但凸出于船底，而且深入水中，因此舵在水中的阻力大小對船的速度性能有很大的影響。要減小舵的阻力，最重要的一點是選擇合理的舵橫剖面。

從升力原理分析，選擇機翼形的舵橫剖面，舵所受的阻力是最小的。

然而，實踐經驗證明，前緣帶有小圓弧的機翼形剖面并不適合競速艇模型（排水型船舶的舵可以有這樣的剖面）。因為水的密度比空氣大得多，在艇高速航行的情況下，前面的小圓弧仍有可能帶來一些水阻力。所以，一般都將舵前緣也銼成尖的（圖4），而且，舵的厚度要薄一些。

有的競速艇模型產品的舵被設計成兼有水冷通道的作用，因而舵橫剖面做成狹長的三角形（圖5），這樣，雖然舵的前緣阻力不大，但后面卻會造成渦流，影響船速。因此要盡量不用這樣的舵，可以把水冷管進口改到船底，用1.5毫米厚的不銹鋼片另做一個舵，而且也要把舵銼成翼形。

四、艇的航行姿態和舵在艇尾

的位置

艇的回轉性能與艇的航行姿態有關。從圖6中我們可以看出，當艇縱傾角較大（艇艏抬得較高）時，艇的水下部分投影面積偏后，其投影面積橫阻中心也偏后，它和舵之間形成的力矩很小，所以回轉性能不佳，回轉半徑大，但由于水下摩擦阻力小，它的直線速度會加快。

當艇縱傾角較小（艇艏壓得較低）時，艇的水下部分投影面積較大，其投影面積橫阻中心前移，和舵之間形成的回轉力矩增大，回轉性能良好，但艇底浸水面積增大使水下摩擦阻力也加大，直線速度會受到影響。

還要注意舵在艇艉的位置。如果舵離螺旋槳太近，此時螺旋槳的槳流很亂，有空泡，會使舵的效率受到影響，所以，安裝在螺旋槳后面的舵，不要離螺旋槳太近。安裝在螺旋槳側面的舵，要考慮到舵轉角時不會碰到螺旋槳。安裝在螺旋槳側面的舵，和螺旋槳槳流已經沒有多大關系，它是依靠艇的航行速度形成的艇底高速水流對舵的壓力起作用的。

五、舵角

競速艇舵的舵角不同于排水型船舶舵的舵角，普通排水型船舶的舵角最大可以到35°。但競速艇的速度實在是太快了，艇底的高速水流及上萬轉的螺旋槳轉速產生的水流對舵面的壓力極大，舵角調到10°左右就足夠了。

過大的舵角會給競速艇帶來很大的航行阻力，還會讓操縱者很難控制操舵手柄的幅度，艇往往轉向過頭。在多艇航行或遇到大風浪時，艇會打轉甚至側翻。

所以，應該根據不同的競速艇項目，采用不同的舵角：以左轉彎為主的，如ECO、FSR艇等，左舵角調大些;以右轉彎為主的，如MONO、O級艇等，右舵角調大些。

到底要多大的舵角？每艘船模的情況都是不一樣的，要在實際試航的過程中，仔細反復地調試。

六、舵的制作

水中螺旋槳推進的競速艇用的舵全部浸沒在水中，由于艇的速度很快，舵經常會撞擊到浮標或其他艇，因此舵要有一定的強度，舵桿的剛性要好。這里介紹一種常見的舵的做法。

找一塊2mm厚的鋼板，鋸成舵的形狀，在需要安裝舵桿的位置先鋸一個槽，再在銑床上用立銑刀銑成兩邊有圓弧的槽（銑刀直徑依據舵桿的直徑來確定），將一段拔直彈簧鋼絲作為舵桿敲入槽內，用氬弧焊幾點（圖7），最后在砂輪機上把舵的形狀磨削修整成型。

半浸螺旋槳競速艇上的舵的支點是在水面上的，舵的水中受力點和支點間的距離較長（力矩大），所以舵一旦受到撞擊，舵支架和艇艉板受力較大，極易損壞。解決的辦法是，把舵用一個螺絲固定在支點上，這樣，舵受到撞擊后就會翹起來，舵支架和艇艉板就不會損壞，但問題是舵失去了作用，艇也就不會轉彎了。

為了解決這個難題，我們可以在舵上裝一個彈簧，讓舵受到撞擊翹起后還能恢復原狀，彈簧舵的制作見圖8。