На судах этот механизм выглядит намного сложнее.

ЦЕПНОЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД.

Чтобы избежать проблемы растяжения тросов в рулевых механизмах на малых судах, их заменяют цепями. Принцип действия остается прежним, но надежность намного повышается.  Вместо ТАЛРЕПОВ в данном виде привода используются ПРУЖИНЫ (цифра 12), которые автоматически держат цепь в нужном натяжении.

НА РИСУНКЕ: 1- баллер, 2- сектор, 3,14- закрепляющий штырь, 4- штурвал, 5- рулевая машина, 6- звездочка, 7,9- направляющий ролик, 8,13- цепь, 10- прямой стержень, 11- ползун, 12- пружина

ВАЛИКОВЫЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД.

Румпельно-секторный привод с ВАЛИКОВОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ компактен, безопасен и БЕСШУМЕН в работе; его применяют как в качестве основного, так и запасного приводов. Ведущий вал рулевой машины приводит во вращение всю систему валиков, соединенных между собой КОНИЧЕСКИМИ ЗУБЧАТЫМИ ШЕСТЕРНЯМИ.

НА РИСУНКЕ: 1- баллер, 2 -зубчатый сектор, 3 -румпель, 4 -пружинные амортизаторы, 5 -цилиндрическая шестерня, 6 -редуктор, 7 -валик, 8 -штурвал, 9 -рулевая машина.

Концевой валик передает вращение через червячный редуктор зубчатой рейке сектора. Движение сектора через буферные пружины, служащие амортизаторами, передается на румпель, который вращает БАЛЛЕР. Во избежание заклинивания на изгибах валики привода соединяют между собой карданными шарнирами. Для безопасности ВАЛИКОВЫЙ ПРИВОД закрывают СЪЕМНЫМИ КОЖУХАМИ

.

 

ВИНТОВОЙ РУЛЕВОЙ ПРИВОД.

 

Привод ДЕВИСА представляет собой двуплечий рычаг, закреплённый на баллере руля. Такой привод применяется на крупных судах в комбинации с четырёхплунжерными гидравлическими рулевыми машинами большой мощности. На судах старой постройки для соединения поперечного румпеля с рулевой машиной применяется винтовой механизм. Винтовой механизм размещается на станине и представляет собой ВИНТ (ШПИНДЕЛЬ), (цифра 4) имеющий правую и левую нарезки, на которые навинчены ползуны, связанные тягами с поперечным румпелем. При вращении винта (шпинделя) ползуны перемещаются в противоположных направлениях по направляющим стержням и через тяги передают усилия на РУМПЕЛЬ и разворачивают БАЛЛЕР с рулём. Этот привод может использоваться при аварийном управлении рулём, когда ШПИНДЕЛЬ будет разворачиваться вручную при помощи штурвала.

 

На рисунке: 1 – поперечный румпель, 2,9 – стальные тяги, 3,8 – гладкие направляющие стержни, 4 – винтовой шпиндель, 5,7 – ползуны, 6 – штурвал судна.

БОЛЕЕ СОВРЕМЕННЫЕ РУЛЕВЫЕ ПРИВОДЫ.

РАЗЛИЧАЮТСЯ ПО СПОСОБУ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА

ОТ РУЛЕВОГО К РУЛЕВОЙ МАШИНЕ.

 

ЛОПАСТНОЙ РУЛЕВОЙ ПРИВОД.

РИСУНОК - Лопастной рулевой привод

1 -цилиндрический корпус

2,3 -трубопровод

4 -баллер

5 -лопасть

6 -радиальные перегородки

ПОСТ УПРАВЛЕНИЯ РУЛЕМ.

РУБКА ПАССАЖИРСКОГО ТЕПЛОХОДА.

 

Здесь мы видим отсутствие классического ШТУРВАЛА, который заменен РЫЧАГОМ, соединенным с гидравлическим манипулятором.

 

 

РУЛЬ БЕККЕРА.

Если конструкции гребных винтов развивались в последнее время достаточно активно, то конструкции рулей, казалось бы, претерпели меньше изменений.

Руль с закрылком, или руль Беккера – это рулевой механизм, который состоит из главного руля и подвижного закрылка. Подвижный закрылок поворачивается вместе с главным рулём для большего уклона руля. По сравнению с обычными судовыми рулями, рули с закрылком имеют более высокую эффективность управления и лучшие гидродинамические свойства. Данный вид рулей широко применяются по всему миру. Легкий и высокопроизводительный руль Беккера требует минимального количества топлива для максимальной скорости.

ПОВОРОТНАЯ НАСАДКА.

Установленная вместо руля, при перекладке на борт отклоняет отбрасываемую гребным винтом струю воды, реакция которой вызывает разворот кормовой оконечности судна. Поворотные насадки преимущественно находят применение на речных судах. Обычно устанавливают две насадки, которые работают ОДНОВРЕМЕННО и поворачиваются в одном направлении, но в рулевом устройстве используется и вариант, когда каждая ПОВОРОТНАЯ НАСАДКА управляется отдельно, что еще повышает маневренность судна.

 

АЗИПОДЫ.

Само слово «АЗИПОД» (по-английски «Azipod»), это сокращение от нескольких иностранных слов AZ imuthing electric PO dded D rive, или азимутальный электрический конический привод. В русском техническом языке есть синоним - винто-рулевая колонка (ВРК), или азимутальная подруливаящая колонка (АПК).

Это просто один из разновидностей судового движителя.

Поскольку АЗИПОД имеет в своём определении слово «электрический», то это уже как бы намекает на то, что суда, на которые устанавливают азиподы, можно отнести к дизель-электроходам.

Дизель-электрическая схема привода движения судна имеет ряд преимуществ перед так называемой классической схемой – двигатель-вал-винт.

 

ПРИЕМУЩЕСТВА АЗИПОД:

- Сочетание в себе НЕСКОЛЬКИХ ФУНКЦИЙ ОДНОВРЕМЕННО. Она одновременно является двигателем, движителем и средством управляемости судна;

- ПОВЫШЕННАЯ МАНЕВРЕННОСТЬ в тяжелых ледовых условиях.

- ПРОЧНАЯ механическая КОНСТРУКЦИЯ И ПРОСТОТА.

- ЭКОНОМИЯ ТОПЛИВА на 15 %.

- ЭКОНОМИЯ ПРОСТРАНСТВА. Эта установка не только оптимально размещает весь винто­рулевой комплекс в подводной части судна, но и значительно упрощает ком­поновку машинного отделения обслуживающими системами и механизмами. Исходя из этого, удалось сократить размеры машинного отделения, стоимость постройки, а также упростить ряд технологических операций.

- ПЛАВНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ СКОРОСТИ. Применение частотного преобразователя энергии позволяет плавно изменять скорость, а также обеспечивать контроль кру­тящего момента.

- НЕБОЛЬШОЙ ДИАМЕТР ВИНТА. Удалось уменьшить внешний диаметр гребного винта, сохранив все его гидродинамические характеристики.

- Работа всех устройств и механизмов имеет НИЗКУЮ ШУМНОСТЬ И ВИБРАЦИЮ.

- МОДЕРНИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ. Усовершенствование конструкции электродвига­теля позволило значительно сократить потери мощности, а также эффективно применить систему охлаждения. Наиболее оптимальным стало использование воды в качестве охлаждающей среды.

- Требуется меньше места для размещения дизель-генераторов, ОТПАДАЕТ НЕОБХОДИМОСТЬ В УКЛАДКЕ ДЛИННОГО ГРЕБНОГО ВАЛА.

- СИСТЕМА КОНТРОЛЯ. Она позволяет постоянно контролировать скорость двига­теля, держа угол атаки винта в заданном режиме работы, и не превышать пре­дельно допустимых значений.

 

НЕДОСТАТКИ АЗИПОД:

- Потери при двойном превращении энергии, сначала из механической в электрическую, а потом снова в механическую.

- Основными недостатками комплекса AZIPOD являются ВЫСОКАЯ СТОИМОСТЬ УСТАНОВКИ И ТРУДНОСТЬ РЕМОНТА В РЕЙСЕ.

 

ПОДРУЛИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО.

Подруливающее устройство предназначено для активного управления судном; рабочий орган подруливающего устройства - винт в сквозном канале.

Управляемость судна, т. е. способность следовать по заданной траектории или изменять направление движения по воле судоводителя, является одним из важных мореходных качеств, определяющих не только эксплуатационные возможности судна, но и в значительной мере безопасность плавания.

ПОДРУЛИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА выполняются обычно в виде ТУННЕЛЕЙ, проходящих через корпус, в плоскости шпангоутов, в КОРМОВОЙ и НОСОВОЙ оконечностях судна. В туннелях размещается ГРЕБНОЙ винт, КРЫЛЬЧАТЫЙ или ВОДОМЕТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ, создающие струи воды, реакции которых, направленные от противоположных бортов, разворачивают судно.

При работе кормового и носового устройства на один борт судно перемещается лагом (перпендикулярно диаметральной плоскости судна), что очень удобно при подходе или отходе судна от стенки.

Подруливающие устройства предназначены для управления судном на предельно малых скоростях хода и без хода. Они могут создавать боковую силу при любой, сколь угодно малой скорости судна.

 

КРЫЛЬЧАТЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ.

Представляет собою конструктивное устройство, состоящее из горизонтально вращающегося цилиндра с вертикально расположенными на нем 6-8 лопастями мечевидной, обтекаемой формы, поворачивающимися вокруг своих осей маятниковым рычагом, управляемым из рулевой рубки.

При вращении диска на лопастях, как на крыле, возникает подъемная сила, составляющая которой создает УПОРНОЕ ДАВЛЕНИЕ. При повороте лопастей изменяется величина упора и его направление, что дает возможность варьировать направление движения судна без помощи руля (НА СУДНЕ С ЭТИМ ДВИЖИТЕЛЕМ РУЛЬ НЕ УСТАНАВЛИВАЕТСЯ), а также величину упора движителя от «ПОЛНОГО ВПЕРЕД» до «ПОЛНОГО НАЗАД» или останавливать судно, не изменяя скорости и направления вращения (без реверса) главной силовой установки.

 

КПД (коэффициент полезного действия) КРЫЛЬЧАТОГО ДВИЖИТЕЛЯ почти равен КПД ГРЕБНОГО ВИНТА, но КРЫЛЬЧАТЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ ЗНАЧИТЕЛЬНО СЛОЖНЕЕ по конструкции. Выступающие лопасти часто ломаются. Однако в последнее время этот движитель находит все более широкое применение, обеспечивая судам хорошую маневренность.

Они устанавливаются, как правило, на судах ПОРТОФЛОТА (подразделение порта, которое осуществляет постановку, швартовку и отвод грузовых судов от причалов), 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 других, которые работают в сложных стесненных условиях акватории порта.

 

ВОДОМЕТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ.

Относится к серии ВОДОПРОТОЧНЫХ движителей. Современные водометные движители делают трех типов: С ВЫБРОСОМ ВОДЯНОЙ СТРУИ В ВОДУ, В АТМОСФЕРУ и с ПОЛУПОДВОДНЫМ выбросом.

Гребной винт работает как насос, засасывающий воду в канал через трубу, проходящую в днище корпуса впереди винта. Для защиты от попадания на винт посторонних предметов в начале канала укрепляется защитная решетка.

КПД (коэффициент полезного действия) такого движителя составляет только 35-45%, ЧТО ОЧЕНЬ МАЛО, но отсутствие всяких выступающих частей в подводной части судна обеспечивает ему БОЛЬШУЮ ПРОХОДИМОСТЬ НА МЕЛКОВОДЬЕ, в узкостях и на засоренных фарватерах. Для судна с таким движителем не являются препятствием даже плавающие предметы, через которые оно свободно переходит.

Перечисленные преимущества водометного движителя сделали его применение особенно удобным на речных судах, в первую очередь на лесосплаве.

В последние годы водометные движители стали применяться и на быстроходных судах, таких, как суда на подводных крыльях, развивающие скорость хода до 95 км/час.

Использование современных газотурбинных установок позволяет успешно применить водометные движители на крупных морских судах, где по расчетам КПД ВОДОМЕТНОГО ДВИЖИТЕЛЯ может достичь около 83%, что на 11% выше КПД ГРЕБНОГО ВИНТА, запроектированного для того же судна.

К недостаткам судов с этим движителем следует отнести потери судном грузоподъемности на величину веса прокачиваемой воды и потери объема внутренних помещений, занимаемого каналом.

 

На судах этот механизм выглядит намного сложнее.

Рулевое устройство состоит из руля и рулевого привода. Рулевой привод состоит из РУЛЕВОЙ МАШИНЫ (ЦИФРА 5), создающей усилие для перекладки, РУМПЕЛЯ (ЦИФРА 4), а румпель преобразует это усилие в крутящий момент, передаваемый на руль БАЛЛЕРОМ (ЦИФРА3). БАЛЛЕР представляет собой вертикальный вал с опорами, установленными в палубах или платформах. Нижняя опора БАЛЛЕРА имеет САЛЬНИКОВОЕ УПЛОТНЕНИЕ (шнур, выполненный из растительной пеньки и пропитанный графитовой смазкой или солидолом. Его наматывают на баллер и уплотняют таким образом, чтобы не было зазора между баллером и гельмпортовой трубой) и располагается над ГЕЛЬМПОРТОВОЙ ТРУБОЙ (ЦИФРА 9).

 

Верхняя опора воспринимает осевые усилия. К голове БАЛЛЕРА крепится РУМПЕЛЬ (ЦИФРА 4). Руль крепится к баллеру ФЛАНЦЕВЫМ СОЕДИНЕНИЕМ (ЦИФРА 2) или конусно-шпоночным соединением.

Система управления рулевой машиной состоит из ПОСТА УПРАВЛЕНИЯ (ЦИФРА 7) и ПРИВОДА УПРАВЛЕНИЯ (ЦИФРА 6) насосами или электродвигателями.

Рулевые приводы подразделяются на МЕХАНИЧЕСКИЕ с штуртросовой, цепной, валиковой, винтовой и секторнозубчатой передачей на румпель, применяемые на малых судах; ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ с румпельно-секторным приводом баллера и ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ и ЭЛЕКТРОГТДРАВЛИЧЕСКИЕ приводы устанавливаются на большие многопалубные суда и корабли.

 

РУМПЕЛЬНО-СЕКТОРНЫЙ ПРИВОД применяется с электрическими рулевыми машинами – ШТУРТРОСОВЫЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД.

При повороте штурвала трос наматывается на вал, поворачивается СЕКТОР – РУМПЕЛЬ, поворачивается БАЛЛЕР и вместе с БАЛЛЕРОМ ПЕРО РУЛЯ.

Недостатком описанного рулевого привода является НЕИЗБЕЖНОЕ появление СЛАБИНЫ в ШТУРТРОСАХ. Это приводит к неточности перекладки руля, так как при перемене направления вращения штуртросового барабана сначала будет выбираться слабина, т. е. будет мертвый ход. Для того чтобы выбрать СЛАБИНУ растянувшегося штуртроса применяются специальные механизмы, называемые ТАЛРЕПАМИ.

ТАЛРЕП (от нидерл. talrеер, taljerеер) — устройство для стягивания и ВЫБИРАНИЯ СЛАБИНЫ ТАКЕЛАЖА, кабелей и т. д. ТАЛРЕПЫ применяются в тех случаях, когда требуется очень большое натягивающее усилие, и могут различаться по массе от нескольких граммов (для натяжения, например, шторных струн — натяжное усилие несколько килограммов) до десятков тонн. Обычно состоит из двух винтов с противоположной резьбой, вкручиваемых в специальное кольцо с двумя резьбовыми отверстиями. Концы винтов делаются с ушком или крюком, к которым крепится трос. Натяжение регулируется вращением кольца, благодаря чему винты сдвигаются к центру.

 

 

ЦЕПНОЙ МЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД.

Чтобы избежать проблемы растяжения тросов в рулевых механизмах на малых судах, их заменяют цепями. Принцип действия остается прежним, но надежность намного повышается.  Вместо ТАЛРЕПОВ в данном виде привода используются ПРУЖИНЫ (цифра 12), которые автоматически держат цепь в нужном натяжении.

НА РИСУНКЕ: 1- баллер, 2- сектор, 3,14- закрепляющий штырь, 4- штурвал, 5- рулевая машина, 6- звездочка, 7,9- направляющий ролик, 8,13- цепь, 10- прямой стержень, 11- ползун, 12- пружина