Wyznaczenie kontroli technicznych

O statkach, PKB i ich typach.

Podstawowe wymagania dotyczące kontroli technicznej statków żeglugi śródlądowej i żeglugi mieszanej (rzeczno-morskiej) określają przepisy rosyjskiego rejestru rzecznego (RRR), Federalnego Organu Klasyfikacyjnego dla statków żeglugi śródlądowej i mieszanej (rzeczno-morska). Wymagania te uwzględniają rodzaj i klasę statków.

Kontrole techniczne mają na celu zapewnienie ruchu, kontroli i utrzymywania statku na określonej linii toru. Obejmują one:

Układ sterowania układem napędowym;

Przekładnia kierownicza;

Urządzenia kotwiczne i cumownicze.

Jednym z głównych elementów sterowania technicznego jest urządzenie sterujące.

Urządzenie sterujące służy do zmiany kierunku ruchu statku i utrzymywania statku na linii określonej ścieżki.

Składa się ona z:

Z korpusu sterującego (kierownica, joystick);

System transmisji;

Elementy wykonawcze.

Sterowalność statków zapewniają elementy wykonawcze urządzeń sterowych. Jako elementy wykonawcze urządzeń sterowniczych na statkach RODO można zastosować:

Stery różnych typów;

Dysze obrotowe śrubowe;

Urządzenia napędowe i sterujące strumieniem wody.

Ponadto na niektórych typach statków można zastosować:

Urządzenia sterujące;

Urządzenia napędowe i sterowe łopatkowe;

Stery aktywne i flankujące.

Stery statków, ich formy i typy.

Najbardziej rozpowszechnionym elementem wykonawczym są stery różnego typu.

W skład steru mogą wchodzić: płetwa sterowa, wsporniki, zawieszenia, kolba, rumpel i inne urządzenia pomocnicze (sorlin, ster, ruderpis).

R w l oraz, w zależności od jego kształtu i położenia osi obrotu, dzielą się na proste, częściowo wyważone i zrównoważone; według liczby podpór - podwieszanych, pojedynczych i wielopodporowych. W prostym steru całe pióro znajduje się za osią kolby, natomiast dla sterów półzrównoważonych i zrównoważonych część pióra znajduje się przed osią kolby, tworząc część częściowo wyważoną i równoważącą (Rysunek 4.1).

W zależności od kształtu profilu stery podzielone są na plastikowe i opływowe (profilowane). Zrównoważone, opływowe, prostokątne stery są najbardziej rozpowszechnione na statkach żeglugi śródlądowej.

Kierownica charakteryzuje się: wysokością h p- odległość, mierzona wzdłuż osi steru, pomiędzy dolną krawędzią steru a punktem przecięcia osi kolby z górną częścią obrysu steru; długość l p kierownica; przemieszczenie Δ l pczęści obszaru steru do przodu w stosunku do osi trzonu (w przypadku sterów częściowo wyważonych, zwykle Δ l p do 1/3 l p, do wyważania Δ l p do 1/2 l p).

Rysunek 4.1 Stery

Najważniejszą cechą płetwy steru jest jej całkowita powierzchnia ∑ S p... Rzeczywisty obszar steru jest scharakteryzowany przez wyrażenie

S p ф \u003d h p l p (4.1)

Całkowitą powierzchnię steru wymaganą do zapewnienia sterowności statku wyraża równanie

∑S p t \u003d LT (4.2)

gdzie jest współczynnik proporcjonalności;

L - długość statku;

T - największe zanurzenie statku.

Aby zapewnić sterowalność statku, wymagana całkowita powierzchnia steru musi być równa rzeczywistej powierzchni steru, tj.

Urządzenie sterujące ma za zadanie utrzymywać ustalony kurs lub zmieniać go w żądanym kierunku. Urządzenie sterowe składa się z kierownicy, przekładni kierowniczej, przekładni kierowniczej oraz układów zdalnego sterowania przekładnią sterową z mostka.

Kierownica. Głównymi urządzeniami sterującymi większości nowoczesnych jednostek morskich są stery: zwykłe, zrównoważone i częściowo wyważone. Na niektórych statkach poprawę prędkości i sterowalności uzyskuje się poprzez zainstalowanie śrub napędowych z dyszami, sterów aktywnych, sterów strumieniowych, śrub łopatkowych itp. Przesunięcie sterów konwencjonalnych i aktywnych oraz dysz obrotowych z wymaganą prędkością do wymaganego kąta (z centralna płaszczyzna - DP) lub utrzymywanie ich w określonej pozycji jest wytwarzane przez przekładnię kierowniczą.

Napęd kierowniczy... Napędy kierownicze dzielą się na dwie grupy: z połączeniem elastycznym (drążki, łańcuch) oraz z połączeniem sztywnym (przekładnia, śrubowe, hydrauliczne).

O wyborze typu urządzenia sterowego decyduje umiejscowienie urządzenia sterowego na statku. Na większości statków, zwłaszcza małych, urządzenie sterowe znajduje się w sterówce lub pod nią, na poziomie górnego pokładu. Przy takim układzie przekładni sterowej jej połączenie z trzonem sterowym jest zwykle realizowane za pomocą elastycznego łańcucha lub przekładni linowej. Łańcuch obejmujący bęben trakcyjny kierownicy jest prowadzony przez rolki wzdłuż boków i mocowany końcami do sektora lub sterownicy przymocowanej do trzonu sterowego. Na. na prostych odcinkach łańcuch jest często zastępowany stalowymi prętami. Okablowanie pokładowe zawiera lonże do usuwania luzów i amortyzujących sprężyn naciskowych.

Na rys. 4.1 przedstawia schematycznie napęd jarzmowy z drążkiem sterowniczym.

Postać: 4.1. Schemat napędu sterburty z dyszlem dźwigniowym

Rumpel 5 to dźwignia, której jeden koniec jest sztywno zamocowany na głowicy trzonu sterowego O. Do drugiego końca sterownicy przymocowana jest linka sterowa 4, wykonana z łańcucha lub linki stalowej. Sturtrope przechodzi przez bloki prowadzące 2 i jest nawijany na bęben 1. Gdy bęben się obraca, jeden koniec liny stalowej jest zwijany i pociąga sterownicę, która obraca kierownicę, podczas gdy drugi koniec jest rozwijany z bębna. Aby złagodzić wstrząsy wywołane uderzeniem fal o płetwę sterową, w układzie sterowym zastosowano amortyzatory sprężynowe 3.

Wadą opisywanego napędu kierownicy jest pojawienie się nieuniknionego luzu linek sterowych. Prowadzi to do niedokładności przestawiania steru, ponieważ przy zmianie kierunku obrotu bębna sterowego najpierw zostanie wybrany luz, czyli wystąpi luz.

W napędach lin szturmowych z sterownicą sektorową wyeliminowano zwis liny (Rys. 4.2). Zastąpienie sterownicy sektorem umożliwia wyrównywanie długości linek biegających i biegających podczas przestawiania płetwy steru.

Postać: 4.3, Schemat sektorowego napędu zębatego

Po zewnętrznej stronie sektora 3 znajdują się dwa rowki, w których znajdują się dwa przeciwległe końce drążka, zamocowane na piaście w punktach 1 i 2. Linka jest przymocowana do występów poprzez sprężyny tłumiące działające na ściskanie. Wykluczone jest zwisanie rozpórki, ponieważ ta ostatnia nie opuszcza całkowicie sektora, gdy jest zwrócona do kątów steru i zapewnia stałość barku, co tworzy moment na kolbie.

Sektorowy napęd kierowniczy przekładni przedstawiono na rys. 4.3.

Składa się z sektora zębatego 2, luźno osadzonego na główce trzonu sterowego 1, oraz sterownicy 3, sztywno osadzonej na kolbie. Połączenie między sektorem a sterownicą odbywa się za pomocą sprężyn zderzakowych 4, które chronią przekładnię przed pęknięciem, gdy fale uderzą w płetwę sterową. Sektor zębaty jest zazębiony z cylindrycznym kołem zębatym 5, którego wał 6 jest obracany przez maszynę kierowniczą. Sektorowy napęd zębaty pozwala na precyzyjne przestawianie steru.

Usytuowanie przekładni sterowej na rufie w specjalnym przedziale rumpla zapewnia niezawodną komunikację pojazdu z rumpelkiem, wymaga to jednak dość długiego kinematycznego połączenia przekładni sterowej z mostkiem nawigacyjnym.

We współczesnym przemyśle stoczniowym coraz szerzej stosuje się napędy kierownicze z łącznikami sztywnymi. Przekładnie kierownicze znajdują się w bezpośrednim sąsiedztwie maszyny sterowej.

Na rys. 4.4 przedstawia napęd śrubowy, który może być napędzany silnikiem elektrycznym lub pokrętłem ręcznym.

Postać: 4.4. Śrubokręt

Napęd składa się z wału 12 z prawym i lewym gwintem, wzdłuż którego obracając się suwaki 11 i 4 poruszają się w różnych kierunkach, przesuwając się po stałych prowadnicach 5 i 10. Drążkami 3 i 13 suwaki są połączone z końcami sterownica 1 zamontowana na trzonie steru 2. Śruba wału jest wprawiana w ruch obrotowy przez ślimak 8 osadzony na wale silnika i sprzęgający się ze ślimakiem 7 oraz parą cylindrycznych kół zębatych 9 i 6. Jeżeli, gdy wał obraca się, suwak 11 przesuwa się w prawo, a suwak 4 w lewo, kierownica zostanie przesunięta na prawą burtę. Przy ruchu wstecznym wału suwaki 11 i 4 odchylą się, a ster zostanie przesunięty w lewą stronę.

Przekładnia kierownicza tej konstrukcji jest często używana jako zapasowy napęd ręczny. Wadą jest pośredni wpływ końcowej długości prętów na dokładność ruchu suwaka, mała sprawność mechaniczna i sztywność połączeń.

Konstrukcja sterów pasywnych zależy od następujących czynników:

Cechy konstrukcyjne prześwitu rufowego statku;

Rodzaj sterów;

Rodzaj połączenia steru z kolbą;

Rodzaj sterowania.

Kierownice. Statek może mieć jeden (w DP), dwa (za śmigłami na statkach dwuślimakowych), a także trzy lub więcej sterów.

Współczesny ster okrętowy (ryc. 208) to pionowe skrzydło z wewnętrznymi żebrami wzmacniającymi, obracające się wokół osi pionowej, którego obszar dla statków morskich wynosi 1 / 40-1 / 60 powierzchni zanurzona część DP (iloczyn długości statku i jego zanurzenia: LT).

Istotny wpływ na kształt steru ma kształt końca rufowego statku oraz położenie GW.

Przez formularz profilu stery są podzielone na mieszkanie i profil usprawniony... Ster profilowy składa się z dwóch wypukłych skorup zewnętrznych z żebrami i pionowymi membranami od wewnątrz, spawanymi ze sobą i tworzącymi ramę zwiększającą sztywność, która jest pokryta z obu stron przyspawanymi blachami.

Stery profilowe mają szereg zalet w stosunku do sterów płytowych: wyższą wartość normalnej siły nacisku na ster; mniejszy moment obrotowy wymagany do obrócenia kierownicy. Ponadto opływowy ster poprawia parametry napędu łodzi. Dlatego znaleźli największe zastosowanie.

Wnęka płetwy steru jest wypełniona porowatym materiałem, który zapobiega przedostawaniu się wody. Płetwa steru jest przymocowana do ruderpis za pomocą kołków (rys. 209, 210). Ruderpis jest odlewany (lub kuty) wraz z pętlami do zawieszenia steru na rufie (odlew czasami zastępowany jest konstrukcją spawaną), która jest integralną częścią słupa rufowego.

Przez metoda połączenia z ciałem i liczba podpórbierne stery piórkowe dzielą się:

Prosty (wielopodporowy) (Rys. 211, i, pne);

Półzawieszany (pojedyncza podpora - zawieszona na kolbie i podparta na korpusie w jednym punkcie) (Rys. 211, w);

Podwieszany (samonośny, zawieszony na kolbie) (Rys. 211, r).

Przez położenie osi kolby w stosunku do pióra wyróżnia się stery niewyważone (konwencjonalne), w których oś kolby przebiega w pobliżu krawędzi natarcia pióra, a zrównoważona oś kolby, w której znajduje się w pewnej odległości od przednia krawędź steru. Półzawieszone stery równoważące są również nazywane półzrównoważonymi (patrz Rys. 211).

Stery niewyważone są instalowane na jednostkach jednowirnikowych, stery półzrównoważone i zrównoważone - na wszystkich jednostkach. Zastosowanie sterów podwieszanych (wyważających) pozwala na zmniejszenie mocy przekładni sterowej poprzez zmniejszenie momentu obrotowego potrzebnego do przestawienia steru.

Najważniejsza geometria steru to:

Powierzchnia S r;

Wydłużenie l r \u003d S r / b 2 r \u003d godz 2 r / S r;

- średnia szerokość kierownicy b r;

Wysokość płetwy steru h r;

Kształt i względna grubość profilu.

Powierzchnia steru zależy od typu statku i jego przeznaczenia. W celu zgrubnego oszacowania wymaganej powierzchni steru, zwykle stosuje się współczynnik S r / LT, która dla statków transportu morskiego z jednym sterem wynosi 1,8-2,7, dla tankowców - 1,8 – 2.2; do holowników – 3– 6; dla statków przybrzeżnych – 2,3– 3,3.

Baller ster (patrz rys. 211, 213) - jest to masywny wał, którym obraca się płetwa steru. Dolny koniec kolby jest zwykle zakrzywiony i kończy się łapa - kołnierz służący do połączenia kolby z płetwą steru, co ułatwia demontaż steru do naprawy (Rys. 212). Czasami zamiast kołnierza (rys. 212, i) użyć zamka (Rys. 212, b) lub stożkowe. Mocowanie płetwy sterowej do trzonu i kadłuba na wielu typach statków ma wiele wspólnego i nieco się różni. Konstrukcje górnego punktu mocowania pokazano na ryc. 209, a dolny na ryc. 211, a, b) Montaż pod kołkiem soczewica wykonane z hartowanej stali w celu zmniejszenia tarcia w miejscu podparcia płetwy steru pokazano na rys. 210, i.

Trzon sterowy wchodzi do prześwitu rufowego kadłuba przez rurę steru, która zapewnia nieprzepuszczalność kadłuba i ma co najmniej dwie podpory (łożyska) na wysokości. Dolne podparcie znajduje się nad rurą steru i z reguły ma uszczelnienie dławnicowe, które zapobiega przedostawaniu się wody do kadłuba statku; górny wspornik znajduje się bezpośrednio w miejscu sektora lub sterownicy. Zwykle podpora górna (łożysko oporowe) przyjmuje masę kolby i płetwy sterowej, dla której wykonuje się pierścieniowy występ na kolbie.

Napędy kierownicze... Na statkach floty morskiej obsługiwane są różne urządzenia sterowe, w tym urządzenia sterowe z elektryczny i hydrauliczny napędy produkcji krajowej i zagranicznej.

Przenoszą moc silnika sterowego na kolbę. Wśród nich szeroko znane są dwa główne typy napędów:

- mechaniczny napęd sterownicy sektorowej z silnika elektrycznego (Rys. 213, 214);

Napęd tłoka z siłowników hydraulicznych (Rys. 215).

Przekładnie kierownicze,za pomocą których stanowisko sterujące jest połączone z siłownikiem sterującym mają inne urządzenie. Większość nowoczesnych statków wykorzystuje przekładnie elektryczne i hydrauliczne.

Przekładnia kierownicza z mechaniczną rumpel wektornapęd stosowany jest na statkach o małej i średniej wyporności. Schemat kinematyczny przenoszenia siły z urządzenia sterowego na płetwę sterową tego napędu dobrze pokazano na rys. 213.

W takim napędzie sterownica jest sztywno przymocowana do trzonu sterowego. Sektor, luźno osadzony na kolbie, jest połączony z dyszlem za pomocą amortyzatora sprężynowego, a do silnika sterującego za pomocą przekładni. Ster jest poruszany silnikiem elektrycznym przez sektor i sterownicę, a obciążenia dynamiczne od szoku fal są tłumione przez amortyzatory.

Schemat sterowania sektorowej przekładni kierowniczej z przekładnią elektryczną pokazano na rys. 214.

Część schematy kontroliurządzenie sterujące zawiera:

Punkt kontrolny z elektrycznym systemem śledzenia;

Transmisja elektryczna ze stacji kontrolnej do silnika elektrycznego;

Główny stanowisko kontrolneznajduje się w sterówce w pobliżu kompasu sterowego i repetytora żyrokompasu. Kierownica lub panel sterowania na kierownicy jest zwykle zamontowany na tej samej kolumnie, co moduł autopilota. Główny element e transmisja elektryczna to układ sterowników umieszczonych w kolumnie kierownicy i połączonych przewodami elektrycznymi z silnikiem elektrycznym napędu głównego w komorze sterownicy. Moment obrotowy z silnika elektrycznego jest przenoszony na sektor zębaty, połączony z dyszlem i kolbą, poprzez przekładnię ślimakową. Wszystkie mechanizmy są montowane jako niezależna jednostka. Rumpel jest zamontowany na magazynie na dwóch kołkach i połączony z sektorem za pomocą dwóch amortyzatorów sprężynowych.

Hydrauliczne urządzenia sterowe przedstawiono w uproszczonej formie w

rys. 215; 216). Obejmuje dwa (lub cztery) cylindry hydrauliczne, pompę olejową, telemotor i układ hydrauliczny.

Urządzenie działa w następujący sposób. Kiedy kierownica, znajdująca się w sterówce, obraca się, czujnik teledynamicznej stacji sterowania generuje sygnał sterujący w postaci ciśnienia oleju, który jest pompowany do siłownika telemotora przez układ hydrauliczny. Pod wpływem tego sygnału telemotor uruchamia układ sprzężenia zwrotnego dźwigni, który otwiera dostęp oleju napędowego do jednego z cylindrów hydraulicznych. W tym przypadku olej znajdujący się pod ciśnieniem pompy jest omijany z jednego cylindra do drugiego, przesuwając tłok i obracając sterownicę, kolbę i ster w żądanym kierunku. Następnie drążek regulacyjny wraca do położenia zerowego, a czujnik i wzmacniacz ustalają nowe położenie kierownicy.

Aby ciśnienie oleju w siłownikach hydraulicznych nie wzrastało, gdy silna fala lub duża kry lodowa uderzy w płetwę sterową, układ hydrauliczny wyposażony jest w zawory bezpieczeństwa i amortyzujące sprężyny.

W przypadku awarii telemotora, maszyną sterową można sterować ręcznie z kabiny sterownicy.

W przypadku awarii obu pomp olejowych przełączają się na ręczną zmianę biegów kierownicy, dla której przewody układu hydraulicznego są bezpośrednio połączone z cylindrami hydraulicznymi, wytwarzając w nich ciśnienie obracając kierownicą w sterowni.

Bardziej szczegółowy schemat sterowania dla urządzenia sterującego z przekładnią kierowniczą z dwoma tłokami pokazano na ryc. 215, a jego układ pokazano na ryc. 217.

Schemat napędu hydraulicznego czterotłokowej maszyny sterowej o podobnej zasadzie działania pokazano na rys. 216. Maszyny te są najczęściej stosowane na nowoczesnych statkach, gdyż zapewniają najwyższą sprawność całego urządzenia sterowego. W nich ciśnienie oleju roboczego w siłownikach hydraulicznych jest bezpośrednio zamieniane najpierw na ruch postępowy nurnika, a następnie poprzez przekładnię mechaniczną na ruch obrotowy trzonu sterowego, który jest sztywno połączony z rumpelkiem. Wymagane ciśnienie oleju i moc przekładni kierowniczej wytwarzają promieniowe pompy tłokowe o zmiennej wydajności, a do cylindrów rozprowadza go telemotor, który otrzymuje polecenie z kierownicy ze sterówki.

Sekcja 31. Urządzenie sterujące

Główne elementy urządzenia sterującego pokazano na rys. 54.

Kierownica - korpus główny zapewniający działanie urządzenia. Działa tylko wtedy, gdy statek jest w drodze iw większości przypadków znajduje się na rufie. Zwykle statek ma jeden ster. Ale czasami, aby uprościć konstrukcję steru (ale nie urządzenia sterowego, które w tym przypadku staje się bardziej skomplikowane), instaluje się kilka sterów, których suma obszarów powinna być równa obliczonemu obszarowi steru nóż.

Główny element kierownicy - pióro. Płetwa steru w przekroju poprzecznym może być: a) lamelowa lub płaska, b) opływowa lub profilowana.

Zaletą profilowanej płetwy sterowej jest to, że siła nacisku na nią przewyższa (o 30% lub więcej) nacisk na płetwę sterową, co poprawia zwrotność statku. Odległość środka nacisku takiego steru od przychodzącej (wiodącej) krawędzi steru jest mniejsza, a moment wymagany do obrócenia steru profilowanego jest również mniejszy niż w przypadku płetwy. Dlatego wymagana będzie mniej wydajna przekładnia kierownicza. Dodatkowo wyprofilowany (opływowy) ster poprawia osiągi śruby napędowej i stwarza mniejszy opór ruchu łodzi.

Kształt występu płetwy steru na DP zależy od kształtu części rufowej kadłuba, a powierzchnia zależna od długości i zanurzenia statku (L i T). W przypadku statków morskich obszar steru jest wybierany w granicach 1,7-2,5% zanurzonej części obszaru płaszczyzny środkowej statku. Oś kolby jest osią obrotu płetwy steru.

Kolba steru kadłub wchodzi na rufę rufową przez rurkę portu sterowego. Na szczycie kolby (głowicy) do klucza przymocowana jest dźwignia, tzw rumpel służy do przenoszenia momentu obrotowego z napędu przez kolbę na płetwę sterową.

Postać: 54. Urządzenie sterujące. 1 - pióro steru; 2-baller; 3 - sterownica; 4 - urządzenie sterowe z urządzeniem sterowym; 5 - rura sterowa; 6 - połączenie kołnierzowe; 7 - napęd ręczny.

Zgodnie ze sposobem mocowania płetwy sterowej do kadłuba statku wyróżnia się stery:

A) proste - z podparciem na dolnym końcu steru lub z wieloma podporami na słupku steru;

B) półzawieszane - wsparte na specjalnym wsporniku w jednym punkcie pośrednim na wysokości płetwy steru;

C) zawieszony - zawieszony na kolbie.

Dzięki położeniu osi obrotu względem płetwy steru wyróżnia się stery:

A) pebalapsirii - z osią znajdującą się na przedniej (wejściowej) krawędzi pióra;

B) częściowo wyważony - z osią znajdującą się w pewnej odległości od krawędzi natarcia steru i brakiem obszaru w górnej części płetwy steru, w nosie od osi obrotu;

Postać: 55. Klasyfikacja sterów okrętowych w zależności od sposobu ich mocowania do kadłuba oraz położenia osi obrotu: a - niewyważone; b - równoważenie. 1 - proste; 2 - półzawieszane; 3 - zawieszone.

Stosunek powierzchni części równoważącej (dziobowej) do całej powierzchni steru nazywany jest współczynnikiem kompensacji, który dla statków morskich mieści się w przedziale 0,20-0,35, a dla statków rzecznych 0,10-0,25.

Napęd kierowniczy to mechanizm przenoszący na kierownicę siły powstające w silnikach kierowniczych i samochodach.

Maszyna sterowa napędzane na statkach silnikami elektrycznymi lub elektrohydraulicznymi. Na statkach o długości mniejszej niż 60 m zamiast maszyny dozwolone są napędy ręczne. Moc przekładni kierowniczej jest wybierana na podstawie obliczenia wychylenia steru przy maksymalnym kącie do 35 ° z boku na bok w ciągu 30 sekund.

Urządzenie sterowe jest przeznaczone do przekazywania poleceń z nawigatora ze sterówki do urządzenia sterowego na urządzenie sterowe. Największe zastosowanie znajduje w przekładniach elektrycznych lub hydraulicznych. Na małych statkach stosuje się napędy rolkowe lub kablowe, w tym drugim przypadku napęd ten nazywany jest napędem shturtrovo.

Postać: 56. Ster aktywny: a - z przekładnią stożkową do śruby napędowej; b - z silnikiem elektrycznym typu wodnego.

Urządzenia sterujące przekazują polecenia sternikowi podczas sterowania ręcznego. Urządzenie sterowe jest jednym z najważniejszych urządzeń zapewniających przeżywalność statku.

W razie wypadku urządzenie sterowe ma rezerwowe stanowisko sterownicze, składające się z kierownicy i napędu ręcznego, umieszczone w komorze sterownicy lub w jej pobliżu.

Przy małych prędkościach statku urządzenia sterujące stają się niewystarczająco skuteczne i czasami powodują, że statek jest całkowicie niekontrolowany.

Aby zwiększyć manewrowość na nowoczesnych statkach niektórych typów (łodzie rybackie, holowniki, statki pasażerskie i specjalne oraz statki), instalowane są aktywne stery, dysze obrotowe, pędniki lub śmigła łopatkowe. Urządzenia te pozwalają statkom samodzielnie wykonywać skomplikowane manewry na pełnym morzu, a także przepływać bez pomocniczych wąskich holowników, wchodzić na redy i wody portowe oraz zbliżać się, zawracać i opuszczać nabrzeża, oszczędzając czas i pieniądze.

Aktywny układ kierowniczy (Rys. 56) to opływowe pióro steru, na którego krawędzi spływu znajduje się dysza ze śrubą napędzaną przez walcową przekładnię stożkową przechodzącą przez wydrążoną kolbę i obracającą się z silnika elektrycznego zamontowanego na głowicy kolby. W płetwie steru występuje rodzaj steru aktywnego z obrotem śmigła z silnika elektrycznego wersji wodnej (pracującej na wodzie).

Po przesunięciu steru aktywnego na bok pracująca w nim śruba napędowa tworzy ogranicznik, który obraca rufę względem osi obrotu statku. Gdy śruba steru aktywnego pracuje w czasie, gdy statek płynie, prędkość statku wzrasta o 2-3 węzły. Kiedy główne silniki są zatrzymane, od działania śruby napędowej aktywnego steru, statek otrzymuje informację o niskiej prędkości do 5 węzłów.

Dysza obrotowa zamontowany zamiast steru, po przesunięciu na bok, odchyla strumień wody wyrzucany przez śrubę, której reakcja powoduje skręt rufowego końca statku. Dysze obrotowe są stosowane głównie na statkach rzecznych.

Pędniki są zwykle wykonywane w postaci tuneli przechodzących przez kadłub, w płaszczyźnie wręgów, w rufie i na dziobie statku. W tunelach znajduje się śmigło, łopatka lub strumień wody, tworząc strumienie wody, których reakcje, skierowane z przeciwnych stron, obracają statek. Gdy urządzenia rufowe i dziobowe działają z jednej strony, statek porusza się za pomocą kłody (prostopadłej do płaszczyzny średnicy statku), co jest bardzo wygodne, gdy statek zbliża się do ściany lub opuszcza ją.

Śmigła łopatkowe zamontowane na końcach kadłuba również zwiększają manewrowość statku.

Urządzenie sterujące okrętu podwodnego zapewnia bardziej zróżnicowaną manewrowość. Urządzenie zostało zaprojektowane w celu zapewnienia sterowalności okrętów podwodnych w płaszczyźnie poziomej i pionowej.

Sterowanie łodzią podwodną w płaszczyźnie poziomej zapewnia, że \u200b\u200błódź płynie po zadanym kursie i jest realizowane pionowe i steryktórej powierzchnia jest nieco większa niż powierzchnia sterów statków nawodnych i jest określona w granicach 2-3% powierzchni zanurzonej części środkowej płaszczyzny łodzi.

Okrętem podwodnym steruje się w płaszczyźnie pionowej na określonej głębokości za pomocą poziomych sterów.

Przekładnia kierownicza poziome stery składa się z dwóch par sterów wraz z ich napędami i przekładniami. Stery wykonywane są parami, to znaczy na tej samej poziomej łbie po bokach łodzi znajdują się dwa identyczne stery. Poziome stery są rufa i nosowy w zależności od lokalizacji na długości łodzi. Powierzchnia sterów poziomych rufowych jest 1,2-1,6 razy większa niż powierzchnia sterów dziobowych. Dzięki temu sprawność sterów poziomych rufowych jest 2-3 razy większa niż sprawność sterów dziobowych. Aby zwiększyć moment wytwarzany przez poziome stery rufowe, zwykle umieszcza się je za śrubami napędowymi.

Stery dziobowe na nowoczesnych okrętach podwodnych są pomocnicze, zapadają się i są instalowane w nadbudowie dziobowej powyżej linii wodnej, aby nie stwarzać dodatkowego oporu i nie przeszkadzać w sterowaniu łodzią za pomocą poziomych sterów rufowych przy dużych prędkościach podwodnych.

Zazwyczaj przy pełnej i średniej prędkości podwodnej okrętem podwodnym steruje się tylko za pomocą poziomych sterów rufowych.

Przy małej prędkości sterowanie łodzią za pomocą poziomych sterów rufowych staje się niemożliwe. Wzywa się prędkość, z jaką łódź traci kontrolę prędkość odwrotna... Przy tej prędkości łódź musi być sterowana jednocześnie przez poziome stery rufowe i dziobowe.

Główne elementy urządzenia sterowego dla sterów poziomych i pionowych są tego samego typu.

Urządzenie sterowe jest jednym z głównych mechanizmów pomocniczych statku, ponieważ zapewnia sterowność i bezpieczeństwo nawigacji. W zależności od warunków żeglugowych urządzenie sterowe obraca trzon sterowy lub dyszę pod określone kąty, aby utrzymać łódź na kursie lub manewrować.

Napędy sterowe, przenoszące siły bezpośrednio na trzon sterowy, realizowane są za pomocą przekładni mechanicznych lub hydraulicznych, a ich silniki mogą być parowe lub elektryczne. Obecnie parowe maszyny sterowe nie są instalowane na nowych statkach.

Maszyny sterowe z mechaniczną przekładnią z silnika elektrycznego są zwykle nazywane elektrycznymi, a maszyny z hydraulicznymi przekładniami z silnika elektrycznego nazywane są hydraulicznymi. Nowoczesne urządzenia sterowe są instalowane bezpośrednio na czele kolby w sterowni i sterowane są za pomocą elektrycznych lub hydraulicznych transmisji telewizyjnych.

Na każde urządzenie sterowe nakładane są następujące wymagania:

• niezawodność i bezpieczeństwo pracy w każdych warunkach nawigacyjnych;
• witalność;
• zapewnienie określonego kąta i określonej prędkości przestawiania steru przy maksymalnej prędkości statku;
• możliwość szybkiego przejścia z głównego typu sterowania na pomocniczy;
• możliwość sterowania z wielu lokalizacji;
• łatwość zarządzania, najmniejsze gabaryty i waga;
• prostota urządzenia, pielęgnacja i konserwacja;
• rentowność.

Zasady Rejestru formułują następujące podstawowe wymagania dotyczące urządzenia sterowego statku.

• Urządzenie sterujące lub urządzenie z mocowaniem obrotowym musi mieć dwa napędy: główny i pomocniczy.
• Gdy główne urządzenie sterowe działa, urządzenie sterowe musi zapewniać manewrowanie statkiem z przenoszeniem całkowicie zanurzonego steru (dyszy) z boku na bok przy maksymalnej prędkości jazdy do przodu; w tym przypadku czas przestawienia steru (dyszy) z 35 ° z jednej strony na 30 ° z drugiej strony nie powinien przekraczać 28 s.
• Pomocnicze urządzenie sterowe musi zapewniać manewrowanie statkiem z przenoszeniem całkowicie zanurzonego steru (dyszy) z jednej strony na drugą z prędkością równą 1/2 maksymalnej prędkości statku, ale nie mniejszą niż 7 węzłów; w tym przypadku czas przestawienia steru (dyszy) z 15 ° z jednej strony na 15 ° z drugiej strony nie powinien przekraczać 60 sekund.
• Napęd pomocniczy nie jest wymagany, jeżeli główna maszyna sterowa składa się z dwóch niezależnie działających zespołów, z których każda spełnia wymagania napędu głównego. Silniki sterujące muszą być zdolne do ich przeciążenia momentem obrotowym równym co najmniej 1,5 momentu znamionowego przez 1 minutę.
• Pomocniczy napęd ręczny powinien być samoblokujący lub mieć urządzenie blokujące. Musi spełnić wymagania względem siebie, gdy pracuje nie więcej niż cztery osoby przy wysiłku na uchwytach koła zamachowego nie większym niż 160N na każdego pracownika.
• Konstrukcja napędów powinna zapewniać przejście z napędu głównego na zapasowy w czasie nieprzekraczającym 2 minut.
• Przekładnia kierownicza musi być wyposażona w hamulec lub inne urządzenie utrzymujące kierownicę w dowolnym położeniu. Na urządzeniu sterowym musi znajdować się skala do określania rzeczywistego położenia kierownicy z podziałką nie większą niż 1º.
• Wszystkie części urządzenia sterowego muszą być zaprojektowane przynajmniej na siły odpowiadające momentowi (kNm) na trzonku

M pr \u003d 1,135 R en d -4

gdzie re - średnica główki kolby, cm; R en - górna granica plastyczności materiału podstawowego, MPa.

W takim przypadku naprężenia i części napędowe nie powinny przekraczać 0,95 granicy plastyczności materiału.

Pod działaniem obliczonego momentu obrotowego zredukowane naprężenia w częściach napędów kierowniczych nie powinny przekraczać 0,4 granicy plastyczności materiału.