Ранее указывалось, что главным средством, обеспечивающим управляемость судна, является рулевое устройство (см. § 9). В состав рулевого устройства входят: руль с баллером; рулевой привод и рулевая машина.
Типы рулей. Рули, применяемые на судах, можно классифицировать по трем признакам: по форме профиля, форме боковой проекции и расположению площади пера руля относительно оси вращения. По форме профиля, т. е. по контуру фигуры, образуемой при сечении руля горизонтальной плоскостью, различают плоские и профилированные рули.
Плоские, или однослойные, рули из-за плохого взаимодействия их с гребным винтом и снижения вследствие этого скорости судов в настоящее время почти не применяются. Профилированные, или двухслойные, рули имеют обтекаемую форму, контуры которой получают при испытании моделей пера руля в аэродинамической трубе. Форма боковой проекции, или боковой контур пера руля, в значительной степени определяет эффективность руля при обеспечении максимальной поворотливости судна. Характеристикой бокового контура является отношение высоты пера руля к его ширине. Для современных рулей это отношение составляет 1,0—3,0.
Гайд по Eureka! Airships! (Valkyrien Skies) 1.16.5 — 1.18.2 (minecraft java edition)
В зависимости от того, каким образом площадь пера руля располагается относительно оси его вращения, различают обычные, балансирные и полубалансирные рули. Обычный, или небалансирный, руль (рис. 106, а) отличается тем, что у него ось вращения практически совпадает с его передней кромкой. Обычные рули могут быть как однослойными, так и двухслойными.
Устройство и крепление обычного однослойного (плоского) руля были показаны на рис. 12.
Рис. 106. Основные типы рулей.
Плоский руль имеет перо, изготовленное из стального листа с приваренными к нему ребрами жесткости. Такие рули сохранились лишь на судах старой постройки, а также на небольших несамоходных судах. Двухслойные обтекаемые рули имеют полое перо, образуемое двусторонней обшивкой, подкрепленной двумя вертикальными и несколькими горизонтальными диафрагмами.
В диафрагмах выполняют отверстия, которые облегчают конструкцию и в то же время позволяют заполнить всю внутреннюю полость каким-либо легким пористым материалом, предотвращающим попадание воды внутрь руля. Верхнюю и нижнюю торцевые диафрагмы изготовляют сплошными; они служат для закрепления в них отливок, образующих верхний горизонтальный фланец (поз. 5 на рис.
12) и нижний штырь (поз. 17 на рис. 12). Как у однослойных, так и у двухслойных рулей верхний фланец предназначен для соединения пера руля с баллером, а нижний штырь — для крепления руля в пятке ахтерштевня.
Балансирные рули (рис. 106) бывают простые (б), типа Симплекс (в) и подвесные (г). Ось вращения у всех балансирных рулей смещена на некоторое расстояние от передней кромки пера руля к его середине, что значительно уменьшает вращающий момент, необходимый для поворота баллера.
Наибольшее распространение получил балансирный руль типа Симплекс (рис. 107). Руль опирается на съемную ось 5, неподвижно закрепленную в пятке 8 ахтерштевня при помощи конусного соединения 9. В верхней части ось крепится к ахтерштевню 2 при помощи вертикального фланца 3 и болтов. Внутри пера руля 6 вертикально расположена круглая труба 10.
Подводная лодка против DeLorean
В ней размещают съемную ось и литые или кованые втулки (верхнюю 4 и нижнюю 7), посредством которых руль опирается на съемную ось. Иногда труба 10 образуется двумя непроницаемыми вертикальными диафрагмами и обшивкой пера руля. Соединение пера руля с баллером 1 производится, как и у обычного руля, горизонтальным фланцем.
Рис. 107. Балансирный руль типа Симплекс.
Достоинством рулей типа Симплекс является то, что съемная ось образует с нижней частью ахтерштевня замкнутую раму, благодаря чему уменьшается податливость опоры на пятке ахтерштевня. Кроме того, такая конструкция руля позволяет уменьшить удельное давление на опору и тем самым значительно снизить износ опорных поверхностей.
Полубалансирный руль (рис. 106, д) до недавнего времени использовался в основном на двухвинтовых судах. В настоящее время такие рули стали все чаще применяться и на одновинтовых транспортных судах.
Особенность полубалансирного руля в том, что он, как и балансирный, имеет смещение оси вращения от передней кромки к середине пера руля, но в то же время условно может быть разделен на две части: балансирную (нижнюю) и небалансирную (верхнюю). Нижняя опора этих рулей по высоте располагается на кронштейне в районе центра тяжести площади руля, поэтому она воспринимает основную нагрузку, благодаря чему разгружается опора на баллере. Кронштейн, на котором располагается нижняя опора руля, имеет обтекаемую форму и прочно связан с ахтерштевнем и набором кормовой оконечности. Такая конструкция руля и кронштейна имеет несомненные преимущества, так как позволяет смещать руль в корму и тем самым увеличивать зазоры между винтом и корпусом судна, уменьшать вибрацию корпуса. Одновременно упрощается и конструкция ахтерштевня, так как практически сохраняется только часть, расположенная над осью гребного винта.
- Рулевые приводы
- Рулевые машины
- Подруливающие устройства
- § 37. Якорное устройство
- § 38. Швартовное, буксирное и грузовое устройства
- § 39. Шлюпочное устройство
Судостроение
-
- Классификация и устройство судов
- Судовые паровые котлы и теплообменные аппараты
- Главные судовые двигатели
- Судовой валопровод и его основные элементы
- Судовые вспомогательные механизмы
- Судовые палубные механизмы и устройства
- Электрооборудование судов
- Судовые системы и трубопроводы
- Технология изготовления и монтажа трубопроводов
- Монтаж главных и вспомогательных механизмов
- Монтаж линии валопровода
- Монтаж палубных механизмов и устройств
- Спуск судна на воду. Испытания судна
- Организация производства. Техника безопасности
Источник: www.stroitelstvo-new.ru
История штурвала
У большинства людей с мореходным делом традиционно ассоциируются три вещи: якорь, рында (судовой колокол) и, конечно же, рулевое колесо — штурвал. В наши дни штурвал воспринимается, скорее, как романтический элемент, имеющий символическое значение.
Силуэт штурвала стал использоваться в отраслях, далеких от мореплавания: в производстве дизайнерской одежды и оформлении интерьеров. Но когда-то именно появление штурвала стало началом важных перемен в мировом кораблестроении.
Первые штурвалы: колесо времени
Самые первые штурвалы стали появляться на судах настолько давно, что о точном времени их введения, как и о том, кто был изобретателем первого рулевого колеса, сейчас очень сложно сказать что-то определенное. Считается, что впервые штурвалы стали использоваться на голландских торговых судах – флейтах, первое из которых вышло в открытое море в 1595 году, а сконструировал его мастер-корабел Питер Янсзон Лиорн из городка Хорн.
О нидерландском происхождении штурвала говорит также само название рулевого колеса: «stuur» переводится с голландского как «руль», а «wiel» — «колесо». Вполне вероятно, что и до «официального» выхода в свет существовали некие подобия рулевых колес: находки, напоминающие прото-штурвалы, датируются XII веком.
Эти парусные корабли были очень технологичными для своего времени. У них был вполне необычный конструктивный дизайн: длина корпуса значительно превышала ширину (что снижало коэффициент сопротивления флейта при движении, улучшая его ходкость), мачты были увеличены в высоте, а реи, напротив, стали менее длинными, поэтому на флейтах стали использоваться более дешевые и удобные узкие паруса.
Но главное, что получили новые исторические парусники — кардинально новый тип управления. Если раньше на всех габаритных судах и парусных яхтах использовались только румпели, то в случае с флейтами такие рычаги стали чрезвычайно малоэффективными.
Особенно тяжело обстояли дела с управлением судов с высокими палубами, когда на румпель насаживался еще и колдершток. Во время сильного волнения ведение флейта стало бы невозможным, поэтому со временем новые модели торговых судов стали оснащаться системами блоков и тросов, ведущими к колесу со спицами.
Покорить весь мир: революция в судоходстве
Распространение нового типа рулевого управления произошло именно из-за моды на флейты. Потрясающая работоспособность, маневренность и универсальность сделали голландские суда востребованными по всему миру. Через десяток лет после выхода первого флейта на воду аналогичные торговые судна стали строить в Германии.
Массовое появление рулевого колеса на плавательных средствах началось после 1664 года, и, опять же, произошло это благодаря нидерландскому судостроению. В Голландии свершился зрелищный выход в море военного корабля «Королева Екатерина», оснащенного 100 пушками. А примерно через столетие у берегов Свири и в водах Финского залива постройкой флейт займется и император Петр Первый.
Но первые упоминания о штурвале на Руси можно встретить и раньше запуска императорского строительства. Архангелогородские поморы применяли конструкции, похожие на рулевые колеса, для управления своими небольшими кочами. В то время, как царский фрегат «Орел», построенный по указу Алексея Михайловича, имел на борту стремительно устаревающий колдершток. Оказалось, что частное строительство более прогрессивно, чем официальное мореходное дело.
Уже в XVIII веке о штурвале прекрасно знали корабельные мастера из Англии. Свидетельство наличия ранней модели штурвала имеется в задокументированном проекте перестройки военного корабля, английского 90-пушечного «Оссори». Уже в 1711 году «Оссори» отправился в плавание в обновленной конфигурации, с рулевым колесом на борту.
Еще более интересная модель судна имеется в Гринвиче, постройка которой относится к 1706 году: в ее конструкции есть и опора для колдерштока на палубе, и штурвал. О времени происхождения другого корабля из Гринвича нет точных сведений (хотя историки утверждают, что это произошло не позже времен правления королевы Анны – до 1714 года), но на его конструкцию также, вероятно, повлияло изобретение штурвала. Для путешествия на этом корабле было необходимо приспособление, имеющее вид лебедки с двумя рукоятями, и соединяющееся с румпелем тем же образом, что и в предыдущей модели.
Штурвал, тем не менее, не сразу пришел на смену колдерштоку. В английских печатных изданиях середины XVIII века есть упоминания и о первом, и о втором устройствах. В испанской морской практике штурвал также долгое время соперничал с колдерштоком, окончательно вытеснив его только к началу XIX века. Удивительно, что в морском словаре, изданном во Франции в 1765 году, нет никакого упоминания о рулевом типе управления, хотя колдерштоку в нем посвящен целый параграф.
Эволюция штурвала до наших дней
Принцип работы первых штурвалов был очень простым. Прочный канат оборачивался в несколько узлов и закреплялся на оси рулевого колеса. Оба конца каната опускались вниз сквозь палубы, проходили через блоки и крепились к румпелю. Когда штурвал поворачивался, один конец каната натягивался и перемещал румпель: так менялся курс корабля.
Управление штурвалом нельзя было назвать легкой работой. Из-за громоздкой конструкции и крайне ненадежных блоков вести корабль приходилось вдвоем, а для больших судов требовалась команда из четырех человек.
Со временем конструкция штурвалов претерпевала многие изменения. В XIX веке управлять судном стало проще за счет внедрения рулевых машин и уменьшения диаметра колеса. Еще позднее тросы заменили на шестерни и гидравлические усилители.
Современные яхты лишены той конструкции штурвала, которую мы привыкли видеть на изображениях: электрические и гидравлические манипуляторы обеспечивают более точное управление. Штурвалы, выпускаемые сейчас, по размеру не отличаются от автомобильного руля.
На некоторых современных крейсерских яхтах присутствует не один, а целых два штурвала. Такое решение позволяет путешественнику видеть курс на разных галсах, при этом паруса не будут мешать обзору.
Обсудить статью на форуме
Авторы статьи: Светлана
Источник: proboating.ru