чем рулят на корабле
Рулевое устройство судна
Рулевое устройство служит для изменения направления движения судна или удерживать его на заданном курсе.
В последнем случае задачей рулевого устройства является противодействие внешним силам, таким как ветер или течение, которые могут привести к отклонению судна от заданного курса.
Рулевые устройства известны с момента возникновения первых плавучих средств. В древности рулевые устройства представляли собой большие распашные весла, укрепленные на корме, на одном борту или на обоих бортах судна.
Во времена средневековья их стали заменять шарнирным рулем, который помещался на ахтерштевне в диаметральной плоскости судна. В таком виде он и сохранился до наших дней.
Рулевое устройство состоит из руля, баллера, рулевого привода, рулевой передачи, рулевой машины и поста управления (рис. 1.34).
Рулевое устройство должно иметь два привода: главный и вспомогательный.
Вспомогательный рулевой привод должен обеспечивать перекладку руля с 150 одного борта на 150 другого борта не более чем за 60 секунд при максимальной эксплуатационной осадке судна и скорости, равной половине его максимальной эксплуатационной скорости переднего хода.
Управление вспомогательным рулевым приводом должно быть предусмотрено из румпельного отделения. Переход с главного на вспомогательный привод должен выполняться за время, не превышающее 2 минуты.
По положению пера руля относительно оси вращения баллера различают (рис. 1.35):
В зависимости от принципа действия различают пассивные и активные рули. Пассивными называются рулевые устройства, позволяющие производить поворот судна только во время хода, точнее сказать, во время движения воды относительно корпуса судна.
Винторулевой комплекс судов не обеспечивает их необходимую маневренность при движении на малых скоростях. Поэтому на многих судах для улучшения маневренных характеристик используются средства активного управления, которые позволяют создавать силу тяги в направлениях, отличных от направления диаметральной плоскости судна. К ним относятся: активные рули, подруливающие устройства, поворотные винтовые колонки и раздельные поворотные насадки.
Рис. 1.36 Активный руль
Рис. 1.37. Раздельные поворотные насадки
Подруливающие устройства (рис. 1.38). Необходимость создания эффектив- ных средств управления носовой оконечностью судна привела к оборудованию судов подруливающими устройствами.
ПУ создают силу тяги в направлении, перпендикулярном диаметральной плоскости судна независимо от работы главных движителей и рулевого устройства.
Подруливающими устройствами оборудовано большое количество судов самого разного назначения. В сочетании с винтом и рулем ПУ обеспечивает высокую маневренность судна, возможность разворота на месте при отсутствии хода, отход или подход к причалу практически лагом.
Рис. 1.38. Подруливающие устройства
В последнее время получила распространение электродвижущаяся система AZIPOD (Azimuthing Electric Propulsion Drive), которая включает в себя дизель-генератор, электромотор и винт (рис. 1.39).
Дизель-генератор, расположенный в машинном отделении судна, вырабатывает электроэнергию, которая по кабельным соединениям передается на электро-мотор. Элетромотор, обеспечивающий вращение винта, расположен в специальной гондоле. Винт находится на горизонтальной оси, уменьшается количество механических передач. Винторулевая колонка имеет угол разворота до 3600, что значительно повышает управляемость судна.
экономия времени и средств при постройке;
уменьшается вибрация корпуса судна;
отсутствует эффект резонанса гребного винта.
На рис. 1.41. показана схема расположения приборов и пультов управления: один пульт для управления судном при движении вперед, второй пульт для управления судном при движении кормой вперед и два пульта управления на крыльях мостика.
Рис. 1.40. Танкер двойного действия – Double Acting Tanker (DAT) TEMPERA
Рис. 1.41. Панель управления судна оснащенного двумя модулями AZIPOD
Перед каждым выходом в море рулевое устройство готовят к работе: тщательно осматривают все детали, устраняют обнаруженные неисправности, трущиеся части очищают от старой смазки и смазывают вновь.
Затем под руководством вахтенного помощника капитана проверяют исправность рулевого устройства в действии путем пробной перекладки руля. Перед перекладкой надо убедиться, что под кормой чисто и никакие плавсредства и посторонние предметы не мешают повороту пера руля.
Одновременно проверяют легкость вращения руля и отсутствие даже незначительных заеданий. Во всех положениях пера руля сличается соответствие показаний рулевых указателей и время, затрачиваемое на перекладку.
Между ходовым мостиком и румпельным отделением должны быть установлены две независимо действующие линии связи.
По прибытии в порт и по окончании швартовки руль ставят в прямое положение, выключают энергию на рулевой двигатель, осматривают рулевой привод и если все найдено в должном порядке, закрывают румпельное отделение.
Рулевые устройства
Содержание
Современное рулевое устройство показано на рис. 15.1. Основные элементы рулевого устройства:
Рулевое устройство включает также запасные и аварийные рулевые приводы, ограничители перекладки руля и многие другие элементы, обеспечивающие эффективную и надежную работу устройства.
Судовые рули
Судовые рули классифицируют по следующим признакам: расположению оси вращения руля, размещению руля относительно элементов конструкции кормовой оконечности и по типу крепления руля (рис. 15.3).
Современные рули и их геометрические характеристики приведены на рис. 15.4. Небалансирные рули, расположенные за рудерпостом, длительное время являлись наиболее применимыми. Постепенно их стали заменять балансирными рулями, позволяющими существенно снизить мощность рулевой машины. Однако сложность крепления последних привела к большому распространению полубалансирных рулей. Чаще всего полубалансирные рули размещают за кронштейном. Небалансирные рули с несколькими опорами на рудерпосте применяют на ледоколах и грузовых судах, предназначенных для эксплуатации в арктических морях. На морских судах всех типов в основном применяют обтекаемые рули. Простые рули можно встретить лишь на катерах и небольших несамоходных баржах.
Профиль руля в значительной степени определяет его эффективность. Для морских судов используются симметричные профили, отличающиеся друг от друга положением по хорде точки, соответствующей максимальной толщине профиля, а также формой хвостовой части.
Закрепление баллера осуществляется гайкой с наружным диаметром и высотой соответственно не менее 1,5 и 0,8 наружного диаметра нарезной части. Приварные планки и шплинты используются для предотвращения самоотдачи гайки.
Горизонтально-фланцевое соединение (рис. 15.5, б) состоит из фланцев руля и баллера, а также соединительных болтов, количество которых должно быть не менее шести.
Обычно штырь имеет цилиндрическую и коническую части. Коническая часть используется для закрепления штыря в петле руля или в петле ахтерштевня. Длина конической части должна быть не меньше определенного выше диаметра штыря и иметь конусность не более 1:10. Закрепление штыря осуществляется с помощью гайки. Нарезная часть штыря должна иметь наружный диаметр не менее 0,8 наименьшего диаметра конуса. Минимальные размеры гайки: диаметр 1,5 и высота 0,6 наружного диаметра нарезной части.
Длина цилиндрической части должна быть не менее 1 и не более 1,3 диаметра штыря (вместе с облицовкой, если она имеется). Гайка штыря не должна самоотдаваться, поэтому ее следует надежно застопорить. Для этого используются либо две приварных планки, либо приварная планка и шплинт. Для обеспечения достаточной прочности петель руля и ахтерштевня толщина материала петель должна быть не менее половины диаметра штыря без облицовки.
Для крепления руля может использоваться съемный рудерпост (см. рис. 15.4, к, тип XI). Его диаметр выбирается из условия достаточной прочности. Действующие в верхнем сечении непосредственно у фланца нормальные напряжения, МПа, не должны превышать половины предела текучести используемого материала.
В районе между опорами руля диаметр рудерпоста может быть уменьшен на 10 %. Коническая и нарезная части рудерпоста должны соответствовать требованиям, аналогичным перечисленным выше для штырей. Верхняя часть съемного рудерпоста крепится к корпусу судна фланцем и болтами, число которых должно быть не меньше шести.
Расстояние от центра любого болта до центра системы отверстий должно быть не менее 0,7 диаметра съемного рудерпоста, а до вертикальной оси симметрии плоскости фланца не менее 0,6 диаметра съемного рудерпоста. Толщина фланцев должна быть не менее диаметра болтов.
Типичные конструкции опор приведены на рис. 15.6. На рис. 15.7 показаны различные конструкции опоры пера руля, способной воспринимать не только горизонтальные, но и вертикальные усилия. В первом случае (см. рис. 15.7, а) вертикальное усилие воспринимается специальным опорным кольцом и передается на ахтерштевень, во втором (см. рис. 15.7, б) вертикальное усилие передается на торцевую поверхность штыря.
Традиционная конструкция крепления штыря совершенствуется. Так, для закрепления конусной части штыря вместо гайки применяется стопорный клин (рис. 15.8). Для снижения изгибающих моментов и перерезывающих сил в сечениях штырей применяется конструкция штыря, показанная на рис. 15.9.
Цилиндрические части штырей, вращающиеся в петлях, закрываются износоустойчивой облицовкой из материалов, стойких к коррозии в морской воде. Для этой цели используют бронзу БрА9Мц2Л, латунь ЛМц58-2, нержавеющую сталь ОХ18Н10Т или 12Х18Н10Т. Рекомендуется, чтобы облицовка штыря выходила из петли примерно на 5 % диаметра штыря. Следует исключить возможность попадания воды между облицовкой и материалом штыря. Это достигается как за счет плотной посадки облицовки, так и за счет различных уплотнений. Толщина облицовки изменяется в пределах 5-10 % диаметра штыря, если он меньше 200 мм, и в пределах 3-5 %, если диаметр штыря превышает 200 мм (большие значения относятся к меньшим диаметрам). Внутренняя трущаяся поверхность петли обычно образуется втулкой. Для изготовления втулок используют бакаут, бронзу или текстолит. Плотная посадка и стопорные кольца по торцам обеспечивают неподвижность втулок. Толщина втулок составляет 10-15 % диаметра штыря, если диаметр меньше 200 мм, и 5-10 %, если диаметр больше 200 мм. Зазор между втулкой и облицовкой штыря колеблется в пределах 0,5-1,5 % диаметра штыря. Изготовляют штыри из качественной углеродистой или легированной стали.
Конструктивные схемы некоторых типов рулей показаны на рис. 15.10.
Поворотные насадки
Поворотная насадка представляет собой кольцо, образованное несимметричным крыловым профилем и расположенное соосно с гребным винтом (рис. 15.11). Насадка за счет поворота относительно вертикальной оси изменяет направление отбрасываемого винтом потока, что вместе с взаимодействием самой насадки с потоком жидкости позволяет создавать боковое усилие, необходимое для управления судном. Обычно поворотная насадка имеет стабилизатор (рис. 15.12), который способствует повышению пропульсивных качеств винта за счет спрямления потока и оказывает положительное действие на маневренность судна, особенно при движении малым ходом.
Обозначения основных размеров поворотной насадки показаны на рис. 15.13. К ее геометрическим характеристикам относятся: относительное удлинение насадки λн =lн/Dн; относительная толщина профиля tн=tнmax/ lн; площадь сечения насадки в плоскости диска гребного винта Ан =0,25 π (Dв+2 ∇) 2 ; площадь входного сечения Авх=0,25 πD 2 вх; площадь выходного сечения Aвых=0,25 πD 2 вых ; длина входной части насадки lвх ; длина хвостовой части насадки lхв ; относительный зазор ∇= ∇/Dн; коэффициент раствора насадки θ2=Авх/Ан; коэффициент расширения насадки θ2=Авых / Ан; коэффициент компенсации насадки Кн = lвх / lн.
Геометрическими характеристиками стабилизатора насадки являются высота hст, ширина bст, площадь Aст и тип профиля. Практические рекомендации для назначения основных геометрических параметров насадок приводятся ниже. Относительное удлинение насадки следует принимать в пределах 0,6≤ λн≤ 1(наиболее распространены насадки с λн=0,7÷0,8.
Длина входной части насадки должна составлять (0,4 ÷0,5)lн. Коэффициент раствора θ1 назначается таким образом, чтобы обеспечивался безударный вход воды при расчетном режиме работы гребного винта. Это выполняется при θ1= 1,30÷1,35.
Эффективность направляющей насадки в значительной степени определяется величиной коэффициента ее расширения θ2 (для буксиров θ = 1,1÷1,12, для транспортных судов θ = 1,12÷1,15). Величина зазора ∇ существенно влияет на КПД гребного винта. Для снижения концевых потерь относительный зазор должен составлять ∇ = 0,0054÷0,010, а максимальная величина зазора быть равной 15 мм.
Для поворотных насадок используются специальные несимметричные профили с утолщенной задней кромкой, что увеличивает прочность насадки (рис. 15.14).
Баллеры рулей и поворотных насадок. Подшипники баллеров
По конструкции баллеры делятся на изогнутые и прямые. Изогнутый баллер (рис. 15.15, а) в нижней части заканчивается горизонтальным фланцем, который болтами соединяется с фланцем руля. Прямой баллер в зависимости от конструкции руля и типа соединения может заканчиваться фланцем (рис. 15.15, б) или конусом с нарезной частью (рис. 15.15, в). Форма нижней части изогнутого баллера и размеры фланца должны быть такими, чтобы при повороте баллера и отсоединенного руля в разные стороны на предельные углы можно было бы снять руль.
Надежность баллера в значительной степени зависит от состояния его наиболее изнашиваемых элементов, к которым относятся опорные поверхности и узлы соединения баллера с рулем. В связи с этим, рабочие поверхности шеек баллеров обычно предохраняются защитной рубашкой, представляющей собой цилиндр, изготовленный из бронзы или нержавеющей стали, который плотно насаживается на шейку баллера.
Подшипники баллера обеспечивают беспрепятственный поворот руля, воспринимая и передавая на корпусные конструкции усилия, действующие на баллер (вместе с собственным весом баллера и руля). Различают подшипники опорные, воспринимающие нагрузки, действующие только в поперечном по отношению к оси баллера направлении, и опорно-упорные, способные воспринимать и осевые нагрузки. Так как нижние подшипники баллеров препятствуют попаданию воды внутрь корпуса, они должны быть водонепроницаемыми.
Особое внимание должно быть обращено на надежность и ремонтопригодность подшипника. Надежность достигается использованием износоустойчивых материалов для втулок и других трущихся частей. При этом должны быть обеспечены свободный доступ к сальникам в процессе эксплуатации, легкий демонтаж и разъем подшипников в период ремонта.
Опорные узлы подшипников баллера выполняются в виде подшипников качения и подшипников скольжения. Большое значение для снижения трения имеет подбор материала трущихся пар. В корпус подшипника запрессовывается втулка, высота которой принимается равной 1-1,2 диаметра баллера. Одним из критериев при определении размеров подшипника является удельное давление
Для изготовления втулок используются нержавеющая сталь, бронза, бакаут, текстолит, сталь с наплавкой бронзы и латуни. Допустимое удельное давление для различных комбинаций материалов не должно превышать следующих величин: 236 Н/см 2 для нержавеющей стали или бронзы по бакауту; 441 Н/см 2 для нержавеющей стали по баббиту; 655 Н/см 2 для нержавеющей стали по бронзе. Толщина втулок обычно составляет 5-10 % диаметра баллера.
Рулевые приводы
Расчет основных параметров рулевого привода при его проектировании выполняется исходя из условий, соответствующих ходовому и маневренному режимам движения судна.
Ходовой режим судна с эксплуатационной скоростью характеризуется частыми перекладками руля на угол 4-6°. Число включений привода в час составляет в среднем около 400 при ручном управлении и до 1500 при автоматическом управлении. Количество перекладок руля в целом зависит от степени устойчивости судна на курсе, внешних условий (ветра, волнения, течения) и ряда других факторов. Большое количество перекладок руля приводит к повышенному нагреву вращающихся пар привода, поэтому ходовой режим движения судна является расчетным для рулевого привода по условиям нагрева.
Режим маневрирования на больших скоростях хода судна связан с возникновением на руле максимальных моментов. Этот режим является определяющим для выбора типа привода, расчета прочности основных его элементов, расчета потребной мощности и частоты вращения исполнительного двигателя рулевой машины. Время перекладки руля регламентируется Правилами Регистра, а также может быть определено из условия реального и безопасного маневрирования судна.
Главный и вспомогательный рулевые приводы или по крайней мере один из них рекомендуется располагать над самой высокой грузовой ватерлинией. Если это невозможно, то на судне предусматривается аварийный рулевой привод, располагаемый выше палубы переборок. Аварийный рулевой привод должен обеспечивать перекладку полностью погруженного руля (поворотной насадки) с борта на борт при скорости переднего хода судна не менее 4 уз.
Главный и вспомогательный рулевые приводы должны действовать на баллер руля или поворотной насадки независимо один от другого, в противном случае допускается, чтобы главный и вспомогательный рулевые приводы имели некоторые общие части (румпель, сектор, редуктор или цилиндрический блок), при этом конструктивные размеры общих частей должны быть увеличены.
Румпель-тали можно использовать как вспомогательные или аварийные рулевые приводы только на самоходных судах валовой вместимостью менее 500 peг. т и на несамоходных судах.
Рулевые приводы должны иметь устройство, прекращающее его действие прежде, чем руль дойдет до упора ограничителя поворота руля.
Электропривод рулевого устройства должен обеспечивать: автоматическое удержание руля при отрицательных моментах со стороны пера руля; ограничение момента двигателя вплоть до его остановки под напряжением; автоматический переход двигателя на рабочий режим после прекращения перегрузки; изменение направления вращения пера руля на тот или иной борт; разгон привода; остановку привода без применения механических тормозов; большое число включений.
Подруливающие устройства
Классификация и основные характеристики подруливающих устройств.
Подруливающие устройства относятся к активным средствам управления судами, т. е. позволяют создавать управляющее силовое воздействие на судно, даже если оно не движется.
Подруливающие устройства должны:
Подруливающие устройства подразделяются на подруливающие устройства туннельного типа и выдвижные винтовые колонки различных типов.
Основные геометрические характеристики проточного канала подруливающего устройства туннельного типа следующие (рис. 15.20): диаметр проточной части туннеля Dt; диаметр выходного отверстия сопловой части Dс; заглубление оси (диска) движителя Нв; отстояние диска движителя от основной плоскости hв; длина проточной части туннеля lт; длина сопловой части lс; угол наклона борта в районе сопловой части λ0.
Площадь поперечного сечения проточной части вычисляется по формуле:
а площадь поперечного сечения сопловой части по формуле:
Для движителя подруливающего устройства добавляются следующие характеристики: диаметр ступицы движителя dст; диаметр гондолы редуктора угловой передачи dr.
Основные геометрические характеристики выдвижной винтовой колонки показаны на рис. 15.22.
Рулевое устройство
Содержание
Клацни по фото для увеличения
Рулевое устройство является одним из важнейших устройств, так как обеспечивает судну мореходное качество — управляемость. Как правило, основные элементы рулевого устройства располагаются в корме, но некоторые суда имеют и носовое рулевое устройство.
Основными конструктивными элементами любого рулевого устройства являются:
В зависимости от расположения оси вращения различают балансирные, небалансирные и полубалансирные рули. Ось вращения балансирного руля проходит через перо руля, а небалансирного — совпадает с передней кромкой пера. У полубалансирного руля в нос от оси вращения выступает только нижняя часть пера. Момент сопротивления повороту балансирного или полубалансирного руля меньше, чем небалансирного, и соответственно меньше требуемая мощность рулевой машины.
По способу крепления рули разделяют на подвесные и простые.
Рулевое устройство должно иметь два привода:
Главный рулевой привод — это механизмы, исполнительные приводы перекладки руля, силовые агрегаты рулевого привода, а также вспомогательное оборудование и средства приложения крутящего момента к баллеру (например, румпель или сектор), необходимые для перекладки руля с целью управления судном в нормальных условиях эксплуатации.
Главный рулевой привод должен обеспечивать перекладку руля с 35° одного борта на 35° другого борта при максимальной эксплуатационной осадке и скорости переднего хода судна не более чем за 28 секунд.
Вспомогательный рулевой привод должен обеспечивать перекладку руля с 15° одного борта на 15° другого борта не более чем за 60 секунд при максимальной эксплуатационной осадке судна и скорости, равной половине его максимальной эксплуатационной скорости переднего хода.
Управление вспомогательным рулевым приводом должно быть предусмотрено из румпельного отделения. Переход с главного на вспомогательный привод должен выполняться за время, не превышающее 2 минуты.
Перо руля (руль)
В зависимости от принципа действия различают пассивные и активные рули. Пассивными называются рулевые устройства, позволяющие производить поворот судна только во время хода, точнее сказать, во время движения воды относительно корпуса судна.
Винторулевой комплекс судов не обеспечивает их необходимую маневренность при движении на малых скоростях. Поэтому на многих судах для улучшения маневренных характеристик используются средства активного управления, которые позволяют создавать силу тяги в направлениях, отличных от направления диаметральной плоскости судна. К ним относятся: активные рули, подруливающие устройства, поворотные винтовые колонки и раздельные поворотные насадки.
По способу крепления к корпусу судна рули могут быть навесные (рис. 86) и полуподвесные (рис. 87). Навесные рули отличаются надежностью крепления, а полуподвесные обладают лучшими гидродинамическими качествами.
По форме поперечного сечения различают плоские и обтекаемые рули. На рис. 86 показан плоский двухслойный руль, состоящий из лито-сварного каркаса, закрытого снаружи листами стали соответствующей толщины. Такие рули обладают высокой прочностью и устанавливаются обычно на ледоколах. Обтекаемый руль (рис. 87 и 91) имеет в сечении каплеобразную форму и состоит из вертикальных и горизонтальных диафрагм, закрытых стальной сварной обшивкой.
Обтекаемые рули имеют перед плоскими некоторые преимущества: при перекладке создают большую гидродинамическую силу давления воды, что улучшает поворотливость судна; центр гидродинамического давления располагается ближе к оси вращения, а это уменьшает момент на баллере, снижая мощность рулевой машины; испытывают меньшее сопротивление воды; улучшают работу гребного винта, расположенного перед рулем.
После изготовления пустотелые рули испытывают на прочность и плотность наливом воды или надувом воздуха. Внутренняя полость плоских двухслойных или обтекаемых рулей может заливаться смолистым веществом или окрашиваться и оставаться полой.
На некоторых судах, имеющих небольшую осадку, вместо руля может быть установлена поворотная насадка (рис. 88). Конструкция полого кольца насадки в поперечном сечении аналогична конструкции обтекаемого руля. Система продольных и кольцевых диафрагм закрывается по периметру обшивкой. В кормовом конце насадки иногда устанавливают стабилизаторы для уменьшения гидродинамического момента на баллере. Изменение курса судна происходит вследствие отбрасывания струи воды винтом через насадку в сторону какого-либо борта.
Баллер служит для передачи вращающего момента на руль и перекладки последнего на необходимый угол. Баллер представляет собой изогнутый или прямой стальной цилиндрический брус, который крепится к рулю с помощью фланцев (рис. 86). Соединение может быть конусным на шпонках (рис. 87) с затяжкой гайкой. Подшипники создают опору баллеру руля. Они могут быть опорными (при навесном руле) и опорно-упорными (при подвесном или полуподвесном руле). В состав подшипника может входить сальниковое устройство для обеспечения непроницаемости корпуса судна в месте прохода баллера.
Румпель имеет вид рычага, который насаживается своей обоймой на верхнюю часть баллера. Румпель соединен с баллером на шпонках, что обеспечивает передачу усилия рулевой машины на баллер.
Сектор насаживается на верхнюю часть баллера свободно. Связывается с румпелем с помощью пружин. Сектор приводится во вращение рулевым приводом и передает усилие вращения через румпель на баллер.
Рулевой привод служит для передачи мощности рулевой машины на сектор или непосредственно на румпель. Простейшим рулевым приводом является секторно-штуртросовый привод (рис. 89). При вращении штурвала цепь штуртроса перепускается через звездочку и приводит во вращение сектор. Такой привод может применяться в качестве основного на мелкотоннажных судах и в качестве запасного на крупнотоннажных.
Секторный привод с валиковой передачей (рис. 90) устанавливают на судах в качестве основного или запасного. Вращение штурвала приводит во вращение систему трубчатых валиков. Конечный валик вращает через редуктор цилиндрическое зубчатое колесо, входящее в зацепление с зубчатой рейкой сектора.
Секторно-зубчатый привод (рис. 91) применяется в случае установки рулевой машины непосредственно в румпельном отделении. Вращение электромотора через редуктор передается на сектор. Электромотор включается из рулевой рубки.
Электрогидравлический плунжерный рулевой привод (рис. 92) применяется на крупнотоннажных судах, так как может развить большой момент на баллере. При работе насоса масло перекачивается из одного гидроцилиндра в другой, что заставляет двигаться плунжер, соединенный с румпелем.
Электрогидравлический лопастной рулевой привод (рис. 93) имеет небольшие габариты и массу, обладает, как и плунжерный, высокой чувствительностью управления. Румпель находится в закрытом корпусе. В рабочие камеры насосами подается масло, которое давит на лопасти румпеля, заставляя его вращаться в нужном направлении.
Аксиометр — прибор, расположенный в рулевой рубке, перед рулевым. Показывает положение пера руля по отношению к ДП. Имеет электрическую или механическую связь с датчиком, расположенным в румпельном отделении.
Ограничители перекладки руля и поворота сектора (рис. 86 и 89) ограничивают угол отклонения руля от ДП и обеспечивают наиболее эффективное использование рулевого устройства.
Рулевая машина обеспечивает работу рулевого устройства по управлению судном. Ручные рулевые машины используются в тех случаях, когда усилие на рукоятках штурвала не превышает 12 кгс на одного человека при окружной скорости вращения штурвала до 1 м/с. На запасном рулевом приводе допускается усилие до 16 кгс на одного человека. На крупнотоннажных судах, где необходимо большое усилие для перекладки руля, применяются электрические и электрогидравлические рулевые машины, которые могут создать момент на баллере до 200 тс • м. Управление рулевой машиной на современных крупнотоннажных судах часто осуществляется авторулевым. Это обеспечивает более точное удержание судна на курсе, что приводит к сокращению ходового времени и экономии топлива.
Средства активного управления судном (САУ)
Средства активного управления судном устанавливаются на большинстве современных судов. Они обеспечивают судам хорошую маневренность, а следовательно, экономичность и безопасность плавания.
Активный руль
Активный руль (рис. 94) снабжен насадкой, в которой располагают винт небольшого диаметра. Вращение винта осуществляется валиковым приводом через полый баллер и редуктор в обтекателе. Активный руль перекладывается на борт до 85—87°. Поток воды, отбрасываемый винтом, создает реактивное усилие, почти перпендикулярное к ДП. При этом корма судна, имеющего малый ход или не имеющего хода, отклоняется в нужную сторону. Недостатком является сложность конструкции.
Раздельные поворотные насадки
Подруливающие устройства
Подруливающие устройства (рис. 95) устанавливают в основном в носовой части, а на некоторых судах и в кормовой. Обычно это туннель, располагаемый поперек судна в подводной части. В туннеле находится гребной винт с приводом от электродвигателя. Используя реакцию направленной струи воды, судно может разворачиваться практически на одном месте, отход или подход к причалу практически лагом. На некоторых судах в качестве подруливающего устройства используется выдвижная движительно-рулевая колонка (ВДРК), изображенная на рис. 95, в.
В последнее время получила распространение электродвижущаяся система AZIPOD (Azimuthing Electric Propulsion Drive), которая включает в себя дизель-генератор, электромотор и винт.
Дизель-генератор, расположенный в машинном отделении судна, вырабатывает электроэнергию, которая по кабельным соединениям передается на электромотор. Электромотор, обеспечивающий вращение винта, расположен в специальной гондоле. Винт находится на горизонтальной оси, уменьшается количество механических передач. Винторулевая колонка имеет угол разворота до 360°, что значительно повышает управляемость судна.
Перед каждым выходом в море рулевое устройство готовят к работе: тщательно осматривают все детали, устраняют обнаруженные неисправности, трущиеся части очищают от старой смазки и смазывают вновь. Затем под руководством вахтенного помощника капитана проверяют исправность рулевого устройства в действии путем пробной перекладки руля. Перед перекладкой надо убедиться, что под кормой чисто и никакие плавсредства и посторонние предметы не мешают повороту пера руля. Одновременно проверяют легкость вращения руля и отсутствие даже незначительных заеданий. Во всех положениях пера руля сличается соответствие показаний рулевых указателей и время, затрачиваемое на перекладку.
Между ходовым мостиком и румпельным отделением должны быть установлены две независимо действующие линии связи.
По прибытии в порт и по окончании швартовки руль ставят в прямое положение, выключают энергию на рулевой двигатель, осматривают рулевой привод и если все найдено в должном порядке, закрывают румпельное отделение.
Испытания рулевого устройства проводятся с целью проверки правильности сборки и надежности его в эксплуатации. На головных судах при этом определяют маневренные качества судна. По окончании монтажа рулевого устройства проворачивают рулевую машину и проверяют правильность монтажа и взаимодействие всех деталей рулевого устройства. При швартовных испытаниях проверяют работу машины и прочность деталей устройства под нагрузкой (поток воды от работающего винта). На ходовых испытаниях определяют правильность выбора мощности рулевой машины, взаимодействие всех узлов устройства, осуществляют переход на управление судном авторулевым и запасным рулевым приводом. Одновременно проверяют управляемость судна на различных режимах движения. Испытания проходят по заранее составленной программе.
Требование Регистра к рулевому устройству: