Средства активного управления судном

На малых ходах судно плохо слушается пера руля. Это объясняется тем, что сила давления воды на перо руля пропорциональна квадрату скорости хода судна:

Поэтому на малых ходах рулевое устройство работает ненадежно, в условиях ограниченной акватории порта или на рейде с большим числом расположенных близко друг от друга судов возможны навалы судна на причал или на другие суда.

Для повышения маневренности судов на малых ходах применяют средства активного управления (САУ) судном:

1. подруливающие устройства;

2. выдвижные поворотные винтовые колонки;

3. активные рули;

4. поворотные насадки.

Подруливающие устройства предназначены для создания поперечного упора, при котором судно движется лагом (бортом) влево или вправо, т.е. приближается к причалу или отходит от него.

Рис. 2.16. Подруливающее устройство (а) и выдвижная поворотная движительно-рулевая колонка (б).

 

Этот упор создается винтом (рис. 2.16, а), расположенном в поперечном цилиндрическом туннеле в корпусе судна. Винт вращается при помощи электродвигателя.

Сами винты бывают двух видов: с фиксированным и регулируемым шагом – соответственно ВФШ т ВРШ.

На судах с ВФШ поперечный упор регулируют путем изменения скорости электродвигателя. Для изменения направления действия упора двигатель реверсируют

На судах с ВРШ поперечный упор регулируют изменением угла поворота лопастей винта (угла атаки). Для изменения направления действия упора лопасти поворачивают в другую сторону относительно нулевого положения. Поворот лопастей в ту или иную сторону на определенный угол выполняет гидропривод.

Число подруливающих устройств – от одного до трех подруливающих устройств, одно – обязательно в носовой части, второе и третье – в середине судна и в кормовой части. Для того, чтобы вырезы (отверстия) в корпусе не создавали дополнительного сопротивления на ходу судна, они закрывается жалюзями.

Выдвижная рулевая колонка (рис. 2.16, б) может подниматься (на малых глубинах – чтобы не повредить её) и опускаться (на больших), а также поворачиваться влево-вправо в пределах 360º для обеспечения как переднего, так и заднего хода.

Благодаря этому она обеспечивает упор в любом направлении. Используется на речных судах и судах типа река-море.

 

Рис. 2.17. Активный руль (а) и поворотная насадка (б):

1 – перо руля; 2 – вспомогательный винт; 3 – электродвигатель; 4 – баллер;

5 – электрокабель, 6 – гребной винт; 7 – поворотная насадка.

 

Активный руль (рис. 2.17, а) – это установленный в пере руля небольшой вспомогательный винт с приводом от электродвигателя или гидродвигателя, находящегося в обтекаемой капсуле. Как следует из рисунка, капсула встроена в руль.

При повороте пера руля на его плоскость действует сила давления воды, заставляющая корму судна поворачиваться в нужную сторону.

При включении электродвигателя вспомогательный винт создает дополнительный (помимо давления воды) упор, ускоряющий поворот кормы в ту же сторону.

При неработающем главном двигателе руль может поворачиваться до 90° и создавать упор в нужном направлении при работе вспомогательного винта.

Иногда активный руль используют, чтобы при неработающем главном двигателе обеспечить малую скорость судна (2 – 4 узла).

Поворотная насадка (рис. 2.17, 6) представляет собой полый поворотный цилиндр, внутри которого вращается при помощи главного двигателя винт.

При повороте насадки отклоняется отбрасываемая винтом струя воды, что вызывает поворот судна.

Используется на речных судах и судах типа река-море.

С начала 90-х годов ХХ века на мощных электроходах стали применяться т.н. азиподные установки, представляющие собой комбинацию рулевого устройства и гребной электрической установки, которые значительно повышают маневренность судна (см. раздел 4 «Судовые энергетические установки и общесудовые системы»).