有多少小伙伴和我一样，小时候拿泡沫做过小船？当时用四驱赛车的马达做动力，舵用的木片，塑料卡片或者铁片。当时我一直以为船舶转弯的原理，是通过舵叶转动一定角度，造成由螺旋桨加速出来的高速水流偏转，而船舶就是靠着这个偏转的水流来推动船舶转弯的。事实真的如此吗？今天咱们就来聊聊船舶的舵。

大家都知道，汽车的转弯时依靠方向盘转动汽车车轮的方向，从而控制汽车前进的方向。虽然轮船没有轮子，但是它跟汽车一样是有"方向盘"的，轮船转弯是靠船舵来实现的。

什么是船舵

轮船的转向是通过船舵来控制的，通过舵轮（方向盘）依靠液压或机械传动装置控制舵轴使舵叶方向发生改变，从而控制轮船方向。而舵叶就是控制轮船转向的核心部件。

舵其实是由桨发展而来的。在独木舟刚出现的时候，人们利用桨来推进独木舟的前行并控制方向。但是随着木舟变成船，而且船越做越大，此时就需要越来越多的人来划桨。如果要把每把桨都兼管着前行和控制方向是很不容易的，一旦合作不协调就会偏离预定方向。慢慢的人们开始制定船尾的浆负责控制方向，可以称之为舵浆。后来通过人们的不断研究，舵浆面积不断增大，如果仍然靠人划动的话很吃力。后来人们发现变换桨叶的角度会影响船只的行进方向，于是人们将其固定在一个支撑点上，让其绕轴转动，从而出现了舵。

现代轮船舵叶大都由钢材制作而成，一般安装在船桨后侧。舵叶内部拥有着复杂的结构，通过一系列液压装置及机械装置与轮船内部的舵轮相关联。即可通过舵轮的转动控制舵叶的方向。

那么舵到底是如何工作的呢？

那么舵到底是如何工作的呢？

舵的工作原理如下图，船舶在航行时，如果舵叶处于正舵位置时，则舵叶两侧所受的水作用力相等，所以对船舶的运动方向不产生影响。但是当舵叶偏转动一个角度 δ ，这时两侧的水流就不再保持对称了，这样舵叶偏转角度的这面叫迎水面，它的背面为背水面。水流再要绕流舵叶时，背水面的流程就要比迎水面的要长，背水面的流速也就会更快，其上的静压力就会比迎水面的要低，这样迎水面和背水面会产生压力差，而两侧所受水压力的合力就称为舵压力PN。舵压力垂直于舵叶，并作用于舵叶的压力中心O，指向舵叶的背水面。除了PN外，水流还会对舵叶产生一个于舵叶中心线方向一致的摩檫力PT，而PN和PT的合力就是水作用力P。舵上的水作用力P也可以分解为与水流方向的垂直的升力PL和与水流方向平行的阻力PD。

但是当舵叶通过舵轮的控制，产生一个偏转角的时候，两侧的水流就不再保持对称了。舵叶偏转的一侧成为迎水面，它的背面则是背水面。水流在绕过舵叶时，背水面的水流流程比迎水面的要长一些，背水面的水流速度也更快。而水流速度快的一侧静压力要低一些，即背水面的压力要比迎水面的压力低，这样迎水面和背水面之间会产生一个压力差。这个压力成为舵压力。舵压力与水流和舵叶之间的摩擦力形成一种合力，称之为水作用力。正是这个水作用力推动着轮船转向。

虽然这个压力很小，但是由于它距离船的转动中心很远，所以形成的使船转动的力矩是不小的。就像阿基米德说的："给我一个支点一个扛就能撬动整个地球"。

大家是不是感觉轮船的转向与我们想象的不同呢？