§ 8.3. Успокоители ( стабилизаторы ) качки

Основные сведения

В штормовых условиях крен судна достигает 35-40º. Поэтому на пассажир-

ских судах и паромах устанавливают специальные устройства – успокоители качки ( УК ) . УК представляют собой несущие крылья симметричного профиля, расположенные с двух бортов на скуле судна в районе плоскости миделя ( рис. 295 ). Часто эти крылья называют: «бортовые рули».

Эти рули закреплены на баллере. Баллер – стальной горизонтальный вал , предна-

значенный для передачи вращающего момента от гидравлического привода к перу руля.

Принцип действия бортового руля

Используем для объяснения принцип действия руля рисунки 295, а, б, в и г.

Рис. 295. Принцип действия успокоителя качки: а ) исходное положение

правого руля; б ) руль опущен; в ) руль поднят; г ) схема действия гидро-

динамических сил на бортовых рулях ( вид со стороны кормы судна )

Рассмотрим принцип действия бортового руля.

Пусть судно движется вперёд, а перо руля расположено в горизонтальной плоско-

сти ( рис. 295, а ). Вода равномерно обтекает верхнюю и нижнюю плоскости руля и поэто-

му не оказывает давления на перо руля.

При опускании руля ( рис. 295, б ) вода начинает давить на нижнюю плоскость с силой Р. Эту силу можно разложить на две составляющие: горизонтальную Р и верти-

кальную Р .

Сила Р направлена противоположно движению судна и тормозит его.

Сила Р приподымает правую половину судна и создаёт крен на левый борт.

При подъёме руля ( рис.295, в ) происходит обратное явление: сила Р приподы

мает левую половину судна и создаёт крен на правый борт.

Поскольку рули расположены с разных бортов, они поворачиваются всегда в проти

воположные стороны. Например, при крене судна на правый борт руль правого борта на-

до опустить, а левого – поднять. При этом возникает осстанавливающий момент М , ко

торый направлен навстречу кренящему моменту М и компенсирует его ( рис. 295, г ).

Рули – выдвижные, они располагаются в корпусных нишах. Если качки нет, рули утоплены в нишах. При появлении качки рули выдвигаются из ниш.

Для поворота и выдвижения ( уборки ) рулей служат гидравлические приводы, уст-

роенные подобно приводу гидравлической рулевой машины. Масло в гидроцилиндры на-

гнетается при помощи насосов переменной подачи.

2. Система управления успокоителями качки

2.1. Состав системы управления

Структурная схема системы управления успокоителями качки приведена на рис. 296.

Рис. 296. Структурная схема системы управления успокоителями качки:

В состав схемы управления входят следующие элементы:

1 – датчик крена, вырабатывает напряжение, пропорциональное углу крена;

2 – датчик скорости бортовой качки, его напряжение пропорционально скорости движения корпуса судна при качке;

3 – датчик ускорения, его напряжение пропорционально ускорению корпуса судна при качке;

4 – прибор управления, в нём суммируются сигналы датчиков 1, 2, 3;

5 – усилитель сигнала управления;

6 – прибор управления насосом переменной подачи, в состав которого входит дат-

чик подачи насоса ( т.е. скорости перекладки руля );

7 – приводной электродвигатель насоса переменной подачи;

8 – насос переменной подачи;

9 – датчик угла перекладки руля.

При возникновении качки сигналы датчиков 1, 2, 3 поступают в прибор управления 4 и суммируются в нём. Суммарный сигнал через усилитель 5 поступает в прибор 6.

В результате насос начинает нагнетать масло в один из цилиндров гидропривода и всасывать из другого. Руль поворачивается и создаёт восстанавливающий момент.

Сигналы обратных связей из приборов 6 и 9 поступают в усилитель 5. Применение этих двух приборов позволяет получить следящий режим работы системы управления.