Винто-рулевые устройства нового поколения

В настоящее время в мировом судостроении находят широкое применение принципиально новые пропульсивные рулевые установки мощ­ностью от 5 до 30 Мвт с азимутальными греб­ными винтами типа "Azipod"(рис.218) или типа Schottel Propulsor с двойными винтами (рис.­ 219).

Название винто-рулевой установки Azipod происходит от слов Azimuthing Podded Drive. Впервые была разработана в Финляндии и установлена в 1990 г на двух арктических танкерах, которые прошли испытания в российской Арктике в 1998 году. На базе этого опыта финская фирма Kvaerner Masa-Yards разработала танкер двойного действия – Double Acting Tanker (DAT), преодолевающего льды кормой вперед. Опыт показал, что при прохождении во льдах кормой вперед винто-рулевая установка Azipod подминает лед под танкер еще до соприкосновения кромки льда с комой.

Установка может применяться на всех судах, оснащенных электрической энергетической установкой. Наибольшее применение она нашла на круизных пассажирских судах, требующих высокой маневренности при заходах в порты и швартовках к причалам. На кабелеукладчиках и других типах вспомогательных судов, требующих высокой маневренности, установки будут располагаться в носовой части судна.

Ее основным преимуществом является отсутствие традиционной линии валопровода от двигателя к винту, руля и рулевой машины, снижение уровня шума и вибрации, вызываемой гребным винтом. Крутящий момент на винте образуется гребным электродвигателем, смонтированным внутри гондолы на одном валу с гребным винтом. Установка размещена вне пределов корпуса судна и создает реактивную силу, направ­ление которой может меняться в широких пределах, что позволяет поворачивать судно на месте на 360⁰, стабильно держит курс. Техническое обслуживание установки минимально, подшипники не требуют ремонта в течение 100 тыс.ч (примерно 10 лет эксплуатации).

Экономия времени на швартовку с установкой Azipod составляет 2-3 ч, а топлива главного двигателя достигает 10%.

Благодаря установке Azipod при проектировании судов не возникает проблем с размещением главного двигателя в машинном отделении, площадь которого всегда лимитировалась установкой двигателя в ДП судна и использовалась нерационально.

В установках типа Azipod роль пера пассивного руля выполняет гондола, которая представляет со­бой хорошо обтекаемое тело, обшивка которого с внутренней стороны подкреплена вертикаль­ными и горизонтальными ребрами жесткости и диафрагмами.

Пропульсивная система Siemens-Schottel Propulsor (SSP) (рис.219) разработана немецкими фирмами Schottel-Werft Josef Becker GmbH & Co. KG и Siemens AG Marine Engineering . Ее отличие от системы Azipod состоит в использовании двойного винта Schottel и главного синхронного гребного двигателя с постоянным возбуждением, который расположен на гребном валу и заключен в обтекаемую гондолу. Гондола имеет два стабилизатора – крыла авиационного профиля, за счет которых эффективность пропульсивной системы SSP на 20% выше эффективности стандартных винторулевых колонок. Нагрузка между винтами распределена поровну и составляет 50% на каждом из них. Применение гребного электродвигателя с постоянным возбуждением позволяет до 40% уменьшить его габариты и оптимизировать отношение диаметров ступицы и винта и создать таким образом максимальную тягу.

К основным рулевым устройствам относятся такие, действие которых зависит от упора Р гребного винта и скорости хода судна u_р. К ним относятся рули различных типов, отмеченные выше; а также крыльчатые движители, винто-рулевые колонки, поворот­ные направляющие насадки и гондолы, которые обеспечивают управляемость судна при совместной работе с одним или двумя винтами.

Контрольные вопросы

1. Требования Регистра к конструктивной и эксплуатационной надежности рулевого устройства и управляемости судна.

2. Силы, действующие на руль и судно при повороте, устойчивость на курсе и поворотливость судна.

3. Принцип действия судового руля и его взаимодействие с корпусом судна и гребным винтом.

4. Маневренность и элементы движения судна на циркуляции.

5. Классификация рулевых устройств и принцип действия основных типов средств управления судном.

6. Составные элементы рулевого устройства с пассивным рулем, их конструктивные особенности.

7. Типы приводов рулевых устройств, их отличия и принцип действия.

8. Схема рулевого устройства одновинтоворго транспортного судна с пассивным рулем.

9. Конструктивные типы рулей и их размещение в кормовом подзоре судна.

10. Рулевое устройство с механическим и электрическим секторно-румпельным приводом.

11. Рулевое устройство с полуподвесным балансирным обтекаемым рулем.

12 Схема управления рулевым устройством с гидравлическим приводом двухплунженрной рулевой машины.

13. Схема гидропривода четырехплунжерной рулевой машины.

14. Что такое активный руль, принцип его действия и разновидности устройства.

15.Подруливающее устройства, принцип действия, конструктивные типы.

16. Рулевые устройства нового поколения, их особенности и конструктивное устройство, применение на судах.