Управление судами с крыльчатыми движителями, активным рулем и
подруливающими устройствами
Крыльчатые движители. Они устанавливаются, как правило, на судах
портофлота, повышают их маневренность, так как появляется возможность
перемещаться не только вперед и назад, но и лагом (бортами). Эти
движители нашли широкое применение на буксирах (толкачах), плавучих
кранах, паромах, судах-снабженцах и др., которые работают в сложных
стесненных условиях акватории порта.
Рис. 174. Схема крыльчатого движителя: 1-
несущий диск, 2- вертикальная ось вращения, 3- эксцентриковый диск с
шарнирной цапфой, 4- лопасти
Крыльчатые движители применяются на судах как в качестве главного
движителя, так и в виде вспомогательного средства управления. В первом
случае его располагают под днищем судна (рис. 174), во втором - чаще
всего в поперечном канале (трубе) корпуса судна.
Конструктивно крыльчатый движитель представляет собой диск (ротор) с
вертикальной осью вращения. Ротор устанавливается заподлицо с днищевой
обшивкой. На диске расположено 4-8 поворотных вертикальных лопастей. При
вращении движителя каждая лопасть совершает свое вращательное движение
по отношению к диску и вместе с диском - относительно воды.
Суда с крыльчатыми движителями имеют следующие преимущества перед
винтовыми: возможность перемены хода без реверса двигателя, движение в
любом направлении; отсутствие рулевого устройства, так как функции винта
и руля заложены в самом крыльчатом движителе; к. п. д. главного
двигателя с крыльчатым движителем выше, чем у двигателя с гребным
винтом; при буксировке буксировщик может быть ошвартован в любой части
судна, так как сила упора буксира в любом направлении одинаковая;
скорость судна плавно набирается и гасится. Однако наряду с
преимуществами суда с крыльчатыми движителями имеют и недостатки: суда
не пригодны для плавания в открытом море, т.е. на волнении, так
как в этом случае диск и лопасти будут испытывать чрезмерное напряжение.
Сложность конструкции и большая масса (вес) крыльчатых движителей
позволяют применять их только на нереверсивных двигателях небольшой
мощности; когда крыльчатый движитель установлен не заподлицо с днищем,
то он увеличивает осадку судна, работа во льдах требует специальной
надежной защиты движителя.
Активные рули. Это рули с установленными на них вспомогательными
винтами, которые расположены на задней кромке пера руля или вмонтированы
в перо руля. Есть винты, располагающиеся за кромкой пера руля. В этом
случае винт располагается в направляющей насадке, которая повышает к. п.
д. винта и предохраняет его от повреждений. Винт активного руля должен
быть установлен таким образом, чтобы его ось вращения была расположена
на одной плоскости с осью основного гребного винта.
Управляют активным рулем с помощью рулевой машины. Чтобы увеличить
эффективность активного руля, угол перекладки должен быть не менее 70°.
При скорости судна более 5 уз активный руль использовать
нецелесообразно,, и управление судном идет обычной перекладной руля на
оба борта (в пределах до 35° на каждый борт).
В исключительных случаях, когда главный двигатель не работает, активный
руль временно может выполнять функции запасного движителя, обеспечивая
при этом и управляемость. С помощью активного руля можно осуществлять
повороты судна не только на ходу, но и когда судно хода не имеет. При
вращении активного руля в противоположную сторону вращения основного
винта снижаются потери на закручивание потока воды основного винта, а
это ведет к увеличению к. п. д. основного движителя. При совместной
работе активного руля и подруливающего устройства судно может двигаться
почти лагом. Это очень важно при швартовных операциях в стесненных
условиях.
Однако активный руль усложняет и утяжеляет конструкцию пера руля и
снижает надежность рулевого устройства. Сопротивление воды при движении
судна в этом случае увеличивается, а это ведет к снижению скорости.
Иногда для уменьшения сопротивления судна в винторулевом устройстве
устанавливают ВРШ.
Подруливающие устройства (ПУ). Это средства активного управления судном.
ПУ создают силу упора в направлении, перпендикулярном ДП судна. ПУ чаще
всего располагают в носовой части судна, где они более эффективны для
управления судна. В настоящее время построены суда с ПУ с носовым и
кормовым расположением.
Управление ПУ осуществляется из рулевой рубки. По конструктивным
особенностям ПУ подразделяются: с гребными винтами, с насосами различных
типов, с крыльчатыми движителями. Гребные винты ПУ устанавливают в
поперечном прямом трубопроводе необходимого сечения, расположенном ниже
ватерлинии.
В качестве движителей ПУ применяют ВФШ или один ВРШ насосного типа, где
имеются мощные насосные установки (танкеры, земснаряды и т. д.).