77. Laeva rõhtroolid ja õõtsesummutid (stabilisaatorid)

Laeva stabilisaator on seade, mille ülesanne on vähendada ilmaoludest tingitud laeva õõtsumist. Stabilisaatorisüsteeme kasutatakse ka laeva kreeni muutmiseks ning laadimis/lossimisoperatsioonide ajal.

Tööpõhimõtte järgi võib stabilisaatoreid jagada

• passiivseteks (mittejuhitavateks) ja

• aktiivseteks(juhitavateks).

Joonis 4.1. Pasiivne rõhtrool

Laeva kaldumisele vastu toimiva jõu järgi eristatakse hüdrodünaamilisi, gravitatsioonilisi ja güroskoopilisi õõtsesummuteid.

Hüdrodünaamilistest õõtsesummutitest on ammust ajast tuntud kimmikiiludega passiivsed rõhtroolid. Kimmikiilud (joonis 4.1) on laeva kere kimmiosa külge (kimm on koht, kus laeva põhi läheb üle pardaks) kinnitatud kitsad terasplaadid piki laeva keskosa mõlemal välisküljel.

Kimmikiilud tekitavad laeva külgõõtsuvusel täiendava takistuse, mistõttu õõtsuvuse amplituud väheneb 1,5...2,0 korda. Kimmikiilude puuduseks on veetakistuse suurenemine, mis vähendab laeva kiirust 2...3 %.

Samal põhimõttel kaasaegsetele laevale paigutatud aktiivsed õõtsesummutid on laevakerest väljalükatavad ja juhitatavad rõhtroolid ( joonis 4.2), mis laeva liikumisel tekitavad õõtsumist summutava vastumõju. Aktiivsed külgroolid asetsevad samuti laeva keskosa kimmi piirkonnas mõlemal pardal.

Joonis 4.2. Aktiivse rõhtrooli skeem

Ehituselt on nad tehtud nii, et neid saab vajadusel laeva kas kere sisse tõmmata või siis välja keerata (sildumisel või sõidul vaikses vees).

Külgroole pööratakse ümber oma telje nii, et laeva liikumisel tekitavad nad laeva kaldumisele vastassuunalise jõu (joonis 4.3).

Joonis 4.3. Külgrooli tööpõhimõte

Näiteks kui laev kaldub paremale pardale, siis sama parda külgrool pöördub esiservaga üles ja laeva liikumisel vastuvoolav vesi tekitab roolil ülespoole suunatud jõu. Vasaku parda rool pöördub samal ajal esiservaga alla ja sellel roolil tekib allapoole suunatud jõud. Nende jõudude mõjul laeva kaldumine pidurdub ja õõtsumine väheneb.

Tänapäeva laevadel kasutatakse kõige enam sisse-väljapööratavaid uimstabilisaatoreid (ingl k fin-stabilizer). Sellist tüüpi stabilisaatorid on kasutusel enamasti reisi- ja parvlaevadel ning kiirlaevadel. Tavaliselt paigutatakse laevale üks paar uimstabilisaatoreid, erandjuhtudel ka enam. Uimstabilisaator sarnaneb põhimõtteliselt pöördklapp laevarooliga, mis on paigutatud rõhtasendis laeva küljele.

Passiivses asendis asub uimstabilisaator laeva kere sees stabilisaatorikastis. Vajadusel pööratakse stabilisaator kastist välja ning rakendatakse töösse (joonis 4.4). Uimstabilisaatorit kasutatakse ainult lainetusest tingitud õõtsumise vähendamiseks. Uimstabilisaatorid suudavad õõtsumist summutada kuni 90 % ulatuses.

Stabilisaatori kasutegur on seda suurem, mida suurem on laeva kiirus.

1. Stabilisaatori kast

2. Uimstabilisaator

3. Juhtülekanne

4. Hüdraulika jõusilinder

Joonis 4.4. Uimstabilisaator

Stabilisaatori tiib koosneb reeglina mitmest osast, mida on omavahel võimalik hüdraulikaga liigutada. Samal ajal saab muuta ka kogu stabilisaatoritiiva kaldenurka tervikuna. Selline meetod võimaldab kiirelt ja efektiivselt korrigeerida laeva kreeni.Stabilisaatorite kasutamiseks ning nende eemaldamiseks annab vastava korralduse kapten või tema poolt volitatud isik.

Firma Mitsubishi uimstabilisaatori plokkskeem, põhiosad ja paigutus masinaruumis

Joonis 4.5. Stabilisaatori juhtimise plokkskeem

1. Stabilisaatori juhtimispaneel 6. Hüdropump ja õlipaagid

(navigatsioonisillas) (masinaruumis)

2. Kontrollpaneel (masinaruumi 7. Hüdrojõusilinder

keskjuhtimisruumis)

3. Külgõõtsumise andurblokk 8. Uime pöördklapp

4. Hüdraulika juhtplokk 9. Uimstabilisaator

5. Nurgamuutuse vastuvõtja

Stabilisaator toimib programmjuhtimisel (joonis 4.5). Toimimist juhib automaatselt güroskoopandur 3, jõuülekannet teostab hüdraulika juhtplokk 4, ümberpaigutamiseks kulub 1...2 sekundit.

Joonis 4.6. Uimstabilisaatori põhiosad

1. Stabilisaatori kere

2. Stabilisaatori kast

3. Tiiva (uime) juhtsilinder

4. Lukustus-blokeerimisseade

5. Juhtimishüdraulika

6. Pöördenurga andurid

7. Õli gravitatsioonpaagist

8. Laagrikarp

9. Tihendikarp

10. Kinnitusmutter

11. Uimstabilisaator

12. Vertikaaltopend

13. Pöördetelje õlitus

14. Õli gravitatsioonpaagist

15. Stabilisaatori pöördklapp

16. Pöördklapi pöördhinged

Uimstabilisaatori paigutus masinaruumis

1. Stabilisaatori kast

2. Uimstabilisaator

3. Stabilisaatori pöördklapp

4. Hüdroplokk

5. Varupump

6. Hüdrosilinder

7. Pöördenurga juhtplokk

8. Seadme blokeerimisseade

9. Servoklapid

10. Hüdroakumolaator

11. Õlijahuti

12. Kohtjuhtimispaneel

13. Juhtimiskilp

14. Avariistardi kilp

Joonis 4.7. Paremparda uimstabilisaatori paigutus masinaruumis

Uimstabilisaatori hüdraulikaplokk ja jõusilindrid masinaruumis

Joonis 4.8. Uimstabilisaatori hüdraulikaplokk (1) ja jõusilindrid (2) Mootorlaeva „Victoria I“ masinaruumis

Laeva õõtsuvuse vähendamiseks kasutatakse ka passiivseid ja aktiivseid stabiliseerimistanke, mis paigutatakse laeva parraste äärde. Tankid täidetakse teatud ulatuses veega.

Passiivsete tankstabilisaatoritega stabilisaatorid(joonis 4.9)Laeva põhjaosas on mõlema parda tankid 1 ühendatud ülevoolukanaliga 2. Tanki põhja ülevoolukanalisse võib olla konstrueeritud mehaaniline takistus või tanki ülaosas ühendab tsisterne ventiiliga 5 varustatud õhutoru.Laeva külgõõtsumisel voolab vesi ühest tanki poolest teise, kusjuures voolamiskiirust saab reguleerida tankidevahelise õhuventiili 5 avamise-sulgemisega.

Kui laev läheb külgõõtsumisega ühte pardasse kreeni, siis tänu takistusele hakkab tankis olev vesi väikese viivitusega liikuma samas suunas. Selleks ajaks, kui laev on kreenist väljunud ning hakkab vastassuunda vajuma, jõuab vesi hilinemisega esimesse asendisse. Ballastvesi tankis, mis liigub hilinemisega, ongi stabiliseerivaks elemendiks. Tanki ülevoolu asetatud takistus võimendab vee tekitatavat jõudu.

1. Stabiliseerimistank

2 Ülevoolukanal

3. Õhk

4. Õhutoru

5. Reguleeritav õhuventiil

Joonis 4.9. Passiivse tankstabilisaatori tööskeem

Ümbervoolamise kiirus reguleeritakse selliseks, et vee mass tankides toimiks külgõõtsumisele vastupidises suunas. Passiivsete tankstabilisaatorite stabiliseerimisvõime ulatub 50%-ni.

Kaubalaevadel, mõnigal juhul ka reisilaevadel, kasutatakse nn aktiivseid tankstabilisaatoreid (joonis 4.10). Sellist stabiliseerimissüsteemi kutsutakse tihti kreenimis- (heeling-)süsteemiks ja seda saab laeva stabiliseerimiseks kasutada nii liikumisel kui sadamas seisu ajal.

Süsteem ise koosneb kahest laeva parrastes asuvast ballastveetankist. Tankide vahele on paigutatud väga suure toolikkusega (1000–2000 m³/h) propellerpump. Süsteemi opereeritakse kontrollpaneelilt, kus kogu informatsioon on nähtav LCD-ekraanil.

Vastavalt õõtseanduri fikseeritud kreenile pumbatakse ballastvett ühest pardast teise ning stabiliseeritakse tekkinud kreeni. Propellerpumba tööd juhitakse automaatselt laeva õõtsumise kaldemõõturilt saadud signaali põhjal.

1. Pardatankid

2. Ülepumpamistoru

3. Propellerpump

Joonis 4.10. Aktiivse tankstabilisaatori tööskeem

Sarnase tööpõhimõttega on ka õhkkompressoriga opereeritavad tankstabilisaatorid. Erinevus seisneb selles, et labapumba asemel kasutatakse suure toolikkusega kompressorit, millega tekitatakse ballasttankis veekoguse kohal ülerõhk ning selle tulemusena pressitakse vesi ühest pardast teise. Teisest pardast juhitakse samal ajal õhk atmosfääri, et ei tekiks vastusurvet. Kui labapumbaga stabilisaatori puhul töötab pump vaid stabiliseerimise hetkel, siis antud õhksüsteemi korral töötab kompressor pidevalt. Kompressori pidev käivitamine ja seiskamine oleks liialt aeganõudev ning stabiliseerimisefekt jääks kesiseks.