2.Классификация средств управления.

С точки зрения управления судном для нас главным образом представляют интерес главные средства управления (ГСУ), а конкретно движительные устройства и рули

Движительные устройства.

На морских судах чаще всего используют виты фиксированного шага (ВФШ) или виты регулируемого шага (ВРШ).

Гребной винт (ВФШ) представляет собой систему лопастей (от 2 до 8), каждая из которых является участком винтовой поверхности. Поверхность лопастей, обращенная в нос, называется засасывающей,.Поверхность, обращенная в корму – нагнетающей. Передняя кромка лопастей называется входящей, задняя – выходящей. ВФШ бывают цельнолитые и со съемными лопастями. Они делятся на винты левого и правого вращения. Винт правого вращения на переднем ходу, если смотреть с кормы, вращается по часовой стрелке, винт левого вращения – наоборот.

Сила упора, создаваемая винтом при его вращении с заданной частотой, зависит от его основных геометрических характеристик,

1. D_Вдиаметр винта - диаметр окружности, описываемой наиболее удаленными точками лопастей (до 5 метров);

2. H геометрический шаг винта – линейное расстояние по оси винта, которое проходила бы ступица за один полный оборот при вращении в плотной среде. (величина шагового отношения H/D колеблется 0.8 – 1.8)

3. Θ дисковое отношение Θ= А/А_d - для тихоходных судов ≈0.35

Для быстроходных ≈ 1.2

А – суммарная площадь спрямленной поверхности всех лопастей винта;

А_d – площадь круга, ометаемого гребным винтом при его вращении.

4. Z число лопастей.

а так же от скорости самого судна.

Существенное влияние на силу упора винта оказывает взаимодействие винта с корпусом судна. Силу упора без учета такого взаимодействия называют упором изолированного винта. С учетом такого взаимодействия – полезным упором или тягой. Для ВФШ изменение направления упора достигается реверсированием двигателя. ВФШ имеет максимальный коэффициент полезного действия только при одном режиме движения (как правило, полный передний ход).

В отличии от гребных винтов фиксированного шага, винты регулиру-емого шага (ВРШ) имеют в ступице приводной механизм, с помощью которого осуществляется разворот лопастей от положения «ППХ» до положения «ПЗХ». Таким образом, без изменения направления вращения ГД, осуществляется изменение не только величины, но и направление упора винта. ВРШ могут быть трехлопастными и четырехлопастными. В последнем случае лопасти располагаются по парно и смещены вдоль оси винта (ВРШ типа «тендем»). Угол разворота лопастей при переходе с ППХ на ПЗХ составляет 40 – 50⁰. Время разворота лопастей ВРШ составляет 10 – 15 сек.. Использование ВРШ позволяет получить полную мощность ГД на режимах, отличных от расчетных, обеспечивает увеличение скорости судна и экономичность работы его двигательной установки.. ВРШ развивает значительно большую тягу на малых ходах и на 40 – 50% сокращает время и длину тормозного пути. Установка ВРШ позволяет осуществлять дистанционное управление судном и использовать на реверсивные двигатели, что значительно повышает их моторесурс. К недостаткам ВРШ следует отнести сложность конструкции как самого винта, так и валопровода, их большую, по сравнению с ВФШ, чувствительность к ударным нагрузкам.

Рули и подруливающие устройства.

Судовой руль представляет собой крыло симметричного профиля. Как уже говорилось ранее, рули подразделяются: по способу соединения пера руля с корпусом судна на простые, полуподвесные и подвесные; по положению оси вращения относительно пера руля – не балансирные и балансирные. На управление судном оказывают значительное влияние геометрические характеристики пера руля:

1. S_Р – площадь пера руля. В общем случаи составляет 2% от подводной площади судна ( L*d_СР)

2. λ_Р – относительное удлинение руля. ( ; где h_Р высота пера руля.

3. δ_Р – относительная толщина профиля поперечного сечения руля.

δ_Р= l_Р/b_Р где l_Р – наибольшая толщина профиля,

b_Р– средняя ширина руля.

На одновинтовых судах устанавливается один руль, который располагается за винтом в диаметральной плоскости судна. Двухвинтовые и трех винтовые суда могут иметь один или два руля. В первом случае руль устанавливается в ДП, а во втором случае – симметрично за бортовыми винтами.

Положение руля относительно набегающего потока характеризуется углом перекладки руля a_Ри углом атаки a.

a_{Р -} - угол перекладки руля – называется угол поворота руля, измеренной в плоскости, перпендикулярной к оси баллера (до 35⁰)

a – угол атаки руля – называется угол, образованный плоскостью симметрии руля и плоскостью, проходящей через ось баллера руля и совпадающей с направлением набегающего потока.

К подруливающим устройствам относятся:

• поворотные насадки;

• активный руль;

• подруливающее устройство;

• выдвижная движительно-рулевая колонка;

• поворотная колонка.

Действия этих устройств разбирались в первой части курса.