ГЛАВА 7. ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ РУЛЕВЫХ УСТРОЙСТВ

Общая характеристика рулевых устройств

Назначение и конструкция рулевых устройств

Руль или, иначе, перо руля ( от голл. roer, БСЭ, т. 12, с.1142 ) – рабочий орган ру-

левого устройства в виде стальной пластины, поворачивающейся вокруг вертикальной оси.

Рулевое устройство – это электромеханическая система, предназначенная для обе-

спечения управляе­мостью судна.

Под управляемостью понимают способность судна двигаться прямолинейно или описывать траекторию любой наперед заданной кривизны.

На судах применяют рулевые устройства различной формы и конструкции. Наи

более распространенное рулевое устройство показано на рис.252.

Рис. 252. Рулевое устройство: 1 – перо руля; 2 – баллер; 3 – сальник; 4 – рудерпис; 5 – петли на рудерписе; 6 - рудерпост

Рулевое устройство состоит из пера руля 1 и баллера 2, переходящего в нижней ча

сти в рудерпис 4.

Баллер - стальной вертикальный вал - проходит в румпельное помещение судна через отверстие в ахтерштевне, называемое гельмпортом. Место прохода уплотнено саль­ником 3.

На рудерписе есть петли 5,при помощи которых руль навешен на штыри рудерпо-

ста 6.

Перо профильного руля состоит из каркаса, обшитого с боков стальными листа

ми.

Для поворота руля на верхнюю часть баллера надевают румпель, связанный с переда­точным механизмом рулевого устройства – рулевой машиной.

Типы рулей

На судах применяют 4 типа рулей:

1. простые; 2. балансирные; 3. полубалансирные; 4. активные.

Рис. 253. Типы судовых рулей: а – простой; б – балансирный; в – полубалансир-

ный;ОО' – ось поворота пера руля; α – угол поворота пера руля; ДП – диаметраль-

ная плоскость; М_э – электромагнитный момент двигателя при выводе пера руля из ДП; М₁ – момент, создаваемый давлением воды на плоскость пера руля ( а ) или на заднюю часть пера ( б, в ); М₂ - момент, создаваемый давлением воды на переднюю часть пера ( б, в )

У про­стыхрулей ось вращения ОО' совпа­дает с передней кромкой руля ( рис.

253, а ).

У балансирных и полубалансирных рулей ось вращения ОО' смещена в сторону задней кромки пера руля ( рис. 253, б и в ).

Полубалансирный руль отличается от балансирного тем, что его балансирная часть занимает не всю высоту руля. Это объясняется тем, что форма верхней части полубалан-

сирного руля повторяет изогнутую форму кормового подзора судна.

Балансирные и полубалансирные рули применяют, чтобы уменьшить моменты на баллере, требуемые для переклад­ки руля. Объясним это.

Пусть на всех трех рисунках перо руля повернуто на угол α при помощи электро

магнитного момента двигателя М_э .

Тогда у простого руля ( рис. 253, г ) сила давления воды F₁ на плоскость пера руля создаст на баллере вращающий момент М₁, стремящийся вернуть руль в диаметральную плоскость. При этом моменты М_э и М₁ направлены противоположно.

У балансирного и полубалансирного рулей ( рис. 253, д и е ) сила давления воды F₂ на переднюю кромку пера руля ОА создает на баллере вращающий момент М₂ , направ

ленный согласно с электромагнитным моментом М_э .

Поэтому, по сравнению с простым рулем, у балансирных и полубалансирных ру-

лей для поворота руля требуется меньший момент двигателя М_э , а значит, и меньшая мощность самого электродвигателя.

Активные рули применяют для поворота судна на малых скоростях, когда судно

плохо слушает основное рулевое устройство. Это объясняется тем, что сила давления воды на перо руля пропорциональна квадрату скорости судна, т.е. на малых скоростях момент на баллере резко уменьшается.

Активный руль устроен так: в перо руля встраивается кольцевая насадка в виде ци-

линдра с подвешенным внутри нее электродвигателем. Электродвигатель вращает неболь-

шой вспомогательный винт.

При отклонении руля от диаметральной плоскости этот вспомогательный винт со-

здает дополнительный, помимо пера руля, упор, поворачивающий судно.

Для повышения управляемости судна на малых скоростях, помимо активных ру

лей, применяют подруливающие устройства ( см. главу 8 ).