При получении информации о предстоящем шторме капитан обязан принять надлежащие меры для уменьшения степени риска при попадании судна в штормовые условия, если не представляется возможности избежать опасной штормовой зоны.
Конкретные погодные условия, загрузка и мореходные качества судна должны быть учтены капитаном при выборе способа штормования. В любом случае должны быть предприняты подготовительные меры к встрече шторма: оповещен экипаж и пассажиры, проверена водонепроницаемость корпуса судна и проведены другие мероприятия по предотвращению нежелательных последствий шторма. Все эти меры следует проводить в кратчайшие сроки до ухудшения погоды, поскольку в дальнейшем многие действия экипажа могут быть затруднены. Если необходимо, то заполняются балластные танки.
По возможности должны быть ликвидированы свободные поверхности в танках, устранен статический крен, опробованы водоотливные средства и т. д.
При плавании судна в условиях шторма на попутном волнении или волнении с кормовых курсовых углов характеристики его основных мореходных качеств, таких, как остойчивость, качка и управляемость существенно изменяются.
Возникновению аварийной ситуации обычно предшествует одно из следующих трех явлений или их комбинация:
• значительное изменение или потеря поперечной остойчивости при прохождении вершины волны вблизи миделя судна. Наиболее опасным в этом отношении является движение судна на волнах, длина и скорость которых близки соответственно к длине и скорости судна. При этом время пребывания судна с пониженной ниже опасного уровня остойчивостью за кажущийся период волны может оказаться большим, чем время, потребное ему на наклонение из вертикального положения на опасный угол крена или на опрокидывание;
|
|
• захват волной, потеря управляемости и самопроизвольный неуправляемый разворот судна лагом к волне — брочинг. Наиболее опасным является захват на переднем склоне волн, имеющих скорость волны больше скорости судна и длину волны примерно равную длине судна. Брочингу в основном подвержены малые суда, имеющие длину менее 60м.
Основными признаками изменения поведения судна на попутном волнении, свидетельствующими о его недостаточной безопасности в случае недостаточной остойчивости, являются:
• неожиданное самопроизвольное увеличение крена при нахождении вершины отдельных волн вблизи миделя судна, существенно превышающее значение предшествующих углов статического крена или амплитуд качки;
• длительное по сравнению с четвертью периода собственных колебаний судна наклонение судна на борт, задержка (зависание) в положении. максимального крена и медленное возвращение в исходное состояние. Такие наклонения в зависимости от наличия начального крена, вызванного несимметричной загрузкой, давлением ветра или иными причинами, могут быть асимметричными.
В случае основного или параметрического резонансов бортовой качки значительно возрастает амплитуда бортовой качки судна в случаях, когда ее период (основной резонанс) приблизительно равен или вдвое превышает кажущийся период волны (параметрический резонанс).
В случае брочинга возникнут: значительные колебания скорости при прохождении волны относительно судна, его тенденция к разгону на переднем склоне попутной волны; ухудшится устойчивость на курсе, и судно будет стремиться; развернуться лагом к волне; увеличатся скорости и амплитуды перекладки руля, потребные для удержания судна на курсе; судно плохо. будет слушаться руля, поскольку при равенстве скоростей движения судна и волны прекращается обтекание пера руля потоком воды и остается только набегающий поток, вызванный работой гребного винта. В таком состоянии судно, двигаясь с достаточно большой скоростью и находясь на границе устойчивости движения, получает случайное. возмущение и резко разворачивается лагом к волне.
|
|
Большое значение при плавании в штормовых условиях имеет правильное управление рулем. Необходимо заблаговременно перекладывать руль, чтобы не допустить уход судна с заданного курса, перейти на ручное управление, так как в штормовых условиях наиболее важно сохранить управляемость судна, а это чаще всего можно достигнуть только перекладкой руля на большие углы.
Для любого судна, в зависимости от условий и степени шторма поворот на другой курс связан с целым рядом неприятных или даже опасных обстоятельств: усилением качки, зарыванием в волну, попаданием на палубу больших, масс воды и др. Перед началом поворота экипаж должен быть извещен об этом.
Поворот судна с встречных курсовых углов на попутные осуществляют перекладкой руля на подветренный борт в момент подхода -группы больших волн, с тем, чтобы в положении лагом к волне оно оказалось в период затишья, вторая часть поворота должна осуществляться быстрее, чтобы сократить время воздействия волн в опасном положении. Переход на кормовые курсовые углы может сопровождаться усилением бортовой качки вследствие сближения периода собственных.-колебаний судна и кажущегося периода волн, что следует оценить по диаграмме штормования.
|
|
В некоторых случаях (например, для тихоходных судов) поворот под ветер выполняют на заднем ходу.
Если на кормовых курсовых углах, то первая половина при повороте с попутного волнения на встречное должна выполняться на малом ходу, а вторая—как можно быстрее. Однако следует иметь в виду, что переход судна в зону усиленной бортовой качки на резонансных курсовых углах может потребовать дальнейшего маневрирования и чрезмерный разгон судна и его инерция могут сделать эти маневры более опасными.
Поворот судна на ветер требует большего времени, поскольку в этом случае ветер и волны препятствуют развороту, а управляемость ухудшается. Для сохранения управляемости можно использовать увеличение скорости судна. Для тихоходных судов с развитыми носовыми надстройками подобный разворот трудно осуществим либо невозможен.
Б31
--------Система пенотушения
Возникший на судне пожар можно ликвидировать нанесением на горящий предмет углекислой пены, благодаря чему прекращается доступ кислорода воздуха к горящему предмету. В зависимости от способа получения и состава пена бывает химическая и воздушно-механическая.
Химическая пена образуется в результате реакции растворов кислот и щелочей в присутствии специальных веществ, придающих ей клейкость. Она содержит пузырьки углекислого газа. Находясь на поверхности горящего предмета, пена образует инертную прослойку, которая изолирует предмет от кислорода воздуха, благодаря этому прекращается его горение. Полученная пена очень легка, ее плотность 0,12-0,15 кг/м3, поэтому она плавает на поверхности даже самых легких жидких нефтепродуктов. Толщина слоя пены в этом случае должна быть не менее 150- 300 мм.
Подробнее...
Углекислотная противопожарная система
Для тушения пожара в закрытых помещениях можно применять углекислый газ. Принцип действия углекислотной системы состоит в том, что содержащийся в жидком виде в баллонах газ направляется по трубам к месту пожара. При входе в помещение он вследствие 450 кратного расширения переходит в газообразное состояние и, смешиваясь с воздухом помещения, понижает содержание в нем кисло рода.
Так, при введении в помещение углекислого газа в количестве 28,5 % объема помещения воздух будет содержать 56,5 % азота, 28,5 % углекислого газа и лишь 15 % кислорода, а при такой концентрации кислорода процесс горения прекращается.
Подробнее...
Паровая противопожарная система
Для тушения огня на судах применяют также насыщенный пар. Действие системы паротушения основано на том, что пар, введенный в помещение, в котором возник пожар, снижает концентрацию кислорода в воздухе, создавая тем самым условия для прекращения горения.
Пар для пожарной системы берут от главных или вспомогательных судовых котлов и подводят в нижнюю часть помещения.
Системой паротушения оборудуют угольные бункеры, нефтеналивные отсеки, сухогрузные трюмы, помещения нефтеперекачивающих насосов и др.
Подробнее...
Спринклерная система
Спринклерная система предназначена для тушения огня распыленными струями воды. При возникновении пожара она действует автоматически и расходует меньше воды, чем водяная система. Согласно Правилам Регистра СССР, спринклерной системой оборудуют пассажирские, командные и служебные помещения. Трассы трубопроводов спринклерной системы на судне чаще всего прокладывают под подволокой помещения. Система снабжается водой независимо от системы водотушения. На трубах системы устанавливают специальные приборы - спринклеры, которые при достижении в помещении соответствующей температуры автоматически раскрываются и распыляют воду с радиусом действия до 2-3 м. Кроме водяных спринклеров существуют также воздушные спринклеры переменного действия и смешанные. У водяной спринклерной системы трубопроводы всегда заполнены водой, находящейся под невысоким давлением. Водяные спринклеры применяют в помещениях с постоянной температурой воздуха не ниже 0 °С. У воздушной спринклерной системы в трубопроводах постоянно находится сжатый воздух. Если один из спринклеров откроется, в систему автоматически поступит вода. Этот вид системы применяется в неотапливаемых помещениях, температура которых может упасть ниже 0 °С.
Подробнее...
Водяная противопожарная система
Системой водотушения (тушение огня сплошной струей воды) оборудуются все суда не зависимо от условий их эксплуатации и назначения. Однако горящие нефтепродукты с ее помощью потушить нельзя. Плотность нефтепродуктов меньше, чем воды, поэтому они растекаются по ее поверхности, что приводит к увеличению площади, охваченной огнём. Такая система непригодна и для тушения пожаров в помещениях с электрооборудованием, так как, являясь проводником электричества, вода вызывает короткое замыкание.
Подробнее...
Сигнальная противопожарная система
Сигнальная противопожарная система предназначена для оповещения персонала судна о появлении дыма и возникновении пожара. Особенно необходима сигнальная система для обнаружения пожаров в таких помещениях, как грузовые трюмы и различные кладовые, в которых редко бывают люди.
На судах имеется несколько видов конструкций противопожарной сигнализаций. Однако наиболее распространенной является предусматриваемая Правилами Регистра сигнализация с применением в электросхеме извещателей, реагирующих на температуру окружающей среды.
Подробнее...
Противопожарные системы
Общие требования к противопожарной безопасности на судне. Пожар на судне - это чрезвычайное бедствие. Причины возникновения пожара могут быть различными: короткое замыкание в сети электропроводки, плохая изоляция проводов; скопление газов и паров нефтепродуктов, образующих с воздухом взрывчатую смесь; небрежное обращение с огнем; воспламенение дерева, краски и т. д.
Подробнее...
-------------------ЛЕДОКОЛЬНАЯ ПРОВОДКА ТРАНСПОРТНЫХ СУДОВ
Организация плавания во льдах
Плавание судов во льдах замерзающих морей имеет четкую организацию и регламентируется правилами для судов, проводимых ледоколами через лед. Эти правила печатаются в лоциях морей. Непосредственное руководство проводкой одного судна или каравана судов возлагается на капитана ведущего ледокола или назначенного начальника проводки. Капитаны судов, следующих под проводкой ледокола, подчиняются приказаниям капитана ледокола.
Для проводки во льдах несколько судов объединяют в караваны. Простой караван — группа судов, ведомых одним ледоколом; сложный — группа судов, ведомых несколькими ледоколами. В зависимости от обязанностей, возложенных на них во время проводки судов, ледоколы бывают ведущими, вспомогательными и обеспечивающими.
Ведущий — это ледокол, прокладывающий канал для каравана. Его капитан непосредственно руководит проводкой: выбирает маршрут следования каравана, назначает порядок следования судов (ордер), дистанцию между судами и скорость каравана, дает распоряжения о взятии на буксир, оказании помощи и т. п. На ведущем ледоколе прокладывают основной курс, сосредоточивают данные по ледовой обстановке и метеоусловиям плавания. С вертолета, базирующегося на ведущем ледоколе, проводят локальную ледовую разведку.
Вспомогательный — это ледокол (или несколько ледоколов), занимающий место в караване по указанию ведущего и обеспечивающий околку впереди идущих и. проводку позади идущих судов каравана.
Обеспечивающий — это ледокол, закрепленный за определенным участком ледовой трассы; проводит суда через ледовые перемычки, дает рекомендации для их самостоятельного следования.
Формирование каравана для ледовой проводки
Требование о проводке судна через лед капитан судна направляет в порту начальнику порта, а в море — капитану ледокола. При назначении в состав каравана капитан транспортного судна получает от руководства ледовыми операциями рекомендации для следования к месту формирования каравана и название ведущего ледокола.
Место сбора судов для формирования каравана назначается руководством ледовыми операциями (штабом), капитаном ледовой проводки или капитаном ледокола. Обычно его выбирают на чистой воде в нескольких милях от кромки,
• во-первых, в целях безопасности,
• во-вторых, для того, чтобы иметь возможность еще до входа каравана в лед проверить средства связи, дать возможность судоводителям привыкнуть к совместному плаванию.
Успех ледового плавания в составе каравана во многом зависит от слаженности и четкости действий, профессионального мастерства моряков, дисциплины, надежной внутрикараванной связи. Работа судов каравана проходит по единому согласованному с ледоколом времени. Все суда должны в порядке номеров мест в караване репетовать команды с ведущего ледокола. Все судоводители должны наизусть знать однобуквенные сигналы для связи между ледоколом и проводимыми судами.
Использование сигналов для связи между ледоколом и судами не освобождает никакое судно от выполнения МППСС.
Место в караване назначают с учетом размеров судна, прочности его корпуса, мощности двигателей, маневренных элементов, загрузки, технического состояния, опытности капитана и конкретной ледовой обстановки. Крупные суда, лишь немного уступающие по своей ширине ледоколу, как правило, ставят первыми за ледоколом. Концевыми ставят суда, имеющие мощные двигатели и управляемые опытными капитанами, поскольку им приходится следовать в наиболее сложных условиях. В тяжелых льдах впереди судна со слабым корпусом ставят судно с прочным корпусом и мощной машиной, которое выравнивает канал за ледоколом и очищает его от оставшихся за ним крупных льдин.
Простой караван состоит из одного ледокола и следующих за ним судов. Число судов зависит от длины остающегося за кормой ледокола чистого ото льда канала. Обычно линейный ледокол проводит 3-4 судна. Однако если лед дрейфует и наблюдается сжатие, в силу чего канал закрывается сразу за кормой ледокола, он сможет проводить одновременно не более одного судна.
Рис. 7.10. Построение сложного каравана при ледовой проводке
Построение сложных караванов различно и зависит от ледовой обстановки. За ведущим ледоколом следуют транспортные суда, а за ними вспомогательный ледокол ведет свою группу судов. В обязанности вспомогательного ледокола входят также наблюдение за впереди идущими судами и их околка. Концевым обычно ставят судно класса УЛ, которое также в случае необходимости может околоть впереди идущие суда.
Для проводки судов в сплоченных дрейфующих или припайных льдах караван формируют небольшим: 2 ледокола и 3—4 транспортных судна. Вспомогательный ледокол идет за ведущим: Транспортные суда следуют за вспомогательным ледоколом. При этом ведущий ледокол имеет возможность уйти вперед и заблаговременно прокладывать путь каравану, форсируя тяжелые перемычки, а второй ледокол занят только проводкой судов.
При проводке одним ледоколом каравана из трех-четырех судов порядок формирования каравана немного отличается от вышеописанного.
За ледоколом в караване следует самое слабое по корпусу и мощности энергетической установки судно. Задача капитана этого судна — следовать со скоростью, указанной с ледокола. Капитан ледокола сам следит за дистанцией до судна, поддерживает ее равной двумтрем длинам корпуса судна, в отдельных случаях сокращает ее до минимума. При необходимости самое слабое судно ледокол берет на буксир «вплотную».
Рис. 7.11. Проводка ледоколом каравана судов
При составлении караванов из судов нескольких типов стремятся ставить маломощные суда позади мощных. Тогда караван выглядит так: «мощное судно — слабое судно» — «мощное судно — слабое судно» и т. д. Если имеются существенные различия в длине и ширине судов, то, как правило, узкое судно должно следовать за широким. Это вызвано, тем, что широкое судно препятствует затягиванию канала и за ним образуется широкое разрежение, по которому узкому судну продвигаться значительно легче.
Дистанция между судами каравана
Планируя расстановку судов в караване, капитан ведущего ледокола не всегда может учесть все особенности судов, поэтому окончательно сформировать караван и расставить суда можно уже в процессе проводки. Капитан ледокола назначает дистанцию между судами, которая должна тщательно сохраняться при движении во льду. Правильно выбранная дистанция способствует наибольшей эффективности проводки.
Наибольшей скорости проводки во льдах можно достигнуть в том случае, когда дистанция между судами минимальна, так как каждое судно будет использовать канал впереди идущего ледокола или судна, пока этот канал не успел закрыться льдом. Чем больше дистанция между судами, тем быстрее затягивается канал льдом и тем труднее судну следовать по нему.
В то же время уменьшение дистанции увеличивает опасность столкновения при внезапном снижении скорости идущего впереди ле 262 докола или судна. Очевидно, что наибольшей эффективности можно достигнуть при проводке на некоторой безопасной дистанции, под которой понимается минимально допустимое расстояние между судами, исключающее столкновение в случае внезапной остановки впереди идущего судна.
Допустимая дистанция не является постоянной величиной и зависит от ледовых и метеорологических условий и тормозного пути проводимых судов. Чем быстрее закрывается канал за ледоколом, тем дистанция между судами должна быть меньше, и наоборот.
Так, если тормозной путь судна, т. е. путь, который оно проходит вперед с момента перевода машины с полного переднего хода на полный задний до момента полной остановки, равен 2,5 кб, то это будет минимально допустимая (безопасная) дистанция при следовании в редком льду. Ухудшение ледовых условий потребует сокращения дистанции. Поскольку при ухудшении ледовых условий снижается скорость судов, уменьшение дистанции (конечно, с учетом тормозного пути) не увеличивает опасности столкновения судов в караване.
При сплоченности льда от 7 до 8 баллов дистанция между судами каравана может быть сокращена до 1 кб, при сплоченности льда более 8 баллов и это расстояние становится слишком большим.
Скорость каравана
Скорость назначает капитан ведущего ледокола. При этом он исходит из технических возможностей наиболее слабого судна в караване, учитывая его ледовый класс, его маневренные способности и прочность корпуса. Скорость, которую может развить судно во льду, зависит от мощности его энергетической установки и пропульсивных качеств, в то же время допустимая скорость определяется прочностью его корпуса. Таким образом, скорость проводки ледоколом транспортного судна ограничивается допустимой скоростью самого судна.
Б32
-----------Ахтерштевень посредством сварки надежно соединяется с горизонтальным килем, флорами и другими балками набора корпуса. Хотя кованые конструкции прочнее литых, ахтерштевни из-за сложности своей формы изготавливают литыми или сварными. Сварные ахтерштевни получили широкое применение, так как они легче по весу и проще в изготовлении. Конструкция их состоит из прочной обшивки, подкрепленной бракетками.
Самая детальная информация аренда крана на сайте.
Дейдвудная труба, мортиры и кронштейны гребных валов. В том месте, где гребной вал одновинтового судна проходит через дейдвуд, устанавливается дейдвудная труба, которая представляет собой прочную трубу, закрепленную одним концом в яблоке старнпоста, а другим - в ахтерпиковой переборке. Через нее выходит наружу гребной вал. Для уменьшения трения в кормовой части дейдвудной трубы делается дейдвудный подшипник, а у ахтерпиковой переборки устанавливается сальник, препятствующий попаданию воды внутрь судна.
Рис. 59. Мортира:
1 - двухлапный кронштейн гребного винта;
2-мортира
У двухвинтовых судов гребные валы выходят из корпуса под острым углом к обшивке. В этих местах для прочности и обеспечения водонепроницаемости ставится мортира (рис. 59) - прочная труба, имеющая фланец для крепления ее к обшивке корпуса и сальник на внутреннем конце. Гребной винт нельзя расположить близко от мортиры - мешает корпус, поэтому гребной вал вне корпуса имеет значительную длину. Для поддержания концевых валов делают специальные опоры - кронштейны гребных валов. Они бывают однолапые, двухлапые, литые, сварные и имеют прочное соединение с корпусом судна (флорами, переборками, стрингерами).
Фундаменты под двигатели и котлы. Судовые котлы и двигатели, особенно главные, имеют большой вес, сосредоточенный на малой площади. Кроме того, двигатели испытывают при работе вибрацию, а' при качке в них возникают инерционные силы. Поэтому днищевой набор в районе машинно-котельного отделения делают усиленным за счет увеличения числа днищевых стрингеров и постановки рамных шпангоутов. Котлы, двигатели, машины устанавливают на прочные и жесткие фундаменты, которые мало поддаются деформации. Их назначение - распределить нагрузку на большее число прочных балок судового набора: флор, стрингеров и др. Фундаменты обычно выполняют в виде соединенных между собой продольных и поперечных балок, изготовленных из толстой листовой стали и реже - из прокатанных профилей. Их делают в виде отдельных конструкций, устанавливаемых на второе дно, или формируют одновременно с набором днища, когда усиленные флоры и стрингеры являются одновременно и балками фундамента.
Плоскости основных продольных и поперечных балок фундаментов должны совпадать с плоскостями днищевых стрингеров и флор. Если не удается это выполнить, то в днищевом наборе устанавливают дополнительные балки, называемые полустрингерами и полуфлорами, служащие для рассредоточения нагрузки от фундамента на большее количество стрингеров и флор.
--------------МАНЕВРИРОВАНИЕ ПОВРЕЖДЕННЫМ СУДНОМ
Если судно получило какие-либо повреждения в открытом море, важным условием предупреждения его гибели является умелое маневрирование. В результате повреждений судно может получить большой крен, надводные пробоины вблизи ватерлинии, и вследствие этого, как правило, остойчивость его понижается. Поэтому необходимо избегать, особенно на большом ходу, резких перекладок руля, вызывающих дополнительные кренящие моменты.
При повреждениях носовой части, вызвавших водотечность корпуса, движение судна вперед будет увеличивать поступление воды, а следовательно, создавать дополнительное давление на кормовую переборку поврежденного отсека. В данной ситуации.до заделки пробоины идти передним ходом рискованно, особенно если пробоина значительна. Если заделать пробоину невозможно, следует существенно снизить ход или даже идти задним ходом (например, на многовинтовых судах).
В случае обледенения поврежденного судна остойчивость и маневренные качества его обычно еще более ухудшаются, поэтому экипаж должен принять меры по борьбе со льдом.
Если поврежденное судно имеет значительный крен, не поддающийся уменьшению, то капитан обязан маневрировать так, чтобы во избежание опрокидывания повышенный борт судна оказался не наветренным, особенно когда ветер достигает штормовой силы или имеет шквалистый характер. В штормовую погоду изменением скорости и курса относительно волны можно существенно уменьшить амплитуду качки, избежать резонанса, а также возможной потери остойчивости на попутном волнении, наиболее вероятной при длинах волн, близких к длине судна.
Если повреждения, полученные судном во время плавания, настолько велики, что судовыми средствами экипаж не может справиться с поступающей водой, разумнее всего посадить судно на мель. По возможности нужно выбрать берег, который имеет отлогий склон, песчаный или другой подобный грунт без камней. Желательно также, чтобы в районе посадки не было сильных течений. Вообще лучше выброситься на мель в любом месте (если это не угрожает явной гибелью судну), чем предпринимать попытки дойти до подходящего берега и подвергать судно риску затопления на большой глубине.
Принимая решение о посадке поврежденного судна на мель, нужно учитывать опасность уменьшения остойчивости, если судно коснется грунта малой площадью днища, особенно на твердом грунте в районе, где глубины резко увеличиваются от берега. Появляющаяся в этот момент реакция опоры, приложенная к днищу судна в точке касания грунта, и является причиной уменьшения остойчивости. Опасного крена может не возникнуть, если уклон грунта близок к углу крена или дифферента судна, так как судно сядет ~ на грунт сразу значительной частью днища, а также при посадке на мягкий грунт: в этом случае оконечность судна не опирается на грунт, а врезается в него.
Чтобы судно не получило новых повреждений от ударов о грунт в штормовую погоду, его нужно закрепить на мели, например, завозом якорей или дополнительным затоплением отсеков.
Когда все повреждения будут заделаны, приступают к откачке воды из затопленных отсеков. В первую очередь вода должна быть полностью удалена из отсеков, имеющих наибольшую ширину. Если пренебречь этой рекомендацией, в процессе всплытия судна его остойчивость снова может ухудшиться от наличия свободных поверхностей.
Посадка на мель осуществляется, как правило, носом, но при мягком грунте не исключается посадка кормой с отдачей обоих якорей под углом к береговой черте, возможно более близким к прямому. Несмотря на риск повреждения винторулевого комплекса, такой способ не лишен преимуществ: удары волн будет принимать на себя нос судна, являющийся наиболее прочной частью корпуса, причем ударам будет подставлена минимальная площадь; якоря можно использовать для закрепления судна на мели, избежав весьма трудоемкой операции их завоза. Кроме того, их можно будет использовать для облегчения последующего снятия судна с мели.
Б33
--------------улевое устройство служит для изменения направления движения судна, обеспечивая перекладку пера руля на некоторый угол в заданный промежуток времени.
Основные элементы рулевого устройства показаны на рис. 54.
Руль — основной орган, обеспечивающий работу устройства. Он действует только на ходу судна и в большинстве случаев располагается в кормовой части. Обычно на судне один руль. Но иногда для упрощения конструкции руля (но не рулевого устройства, которое при этом усложняется) ставят несколько рулей, сумма площадей которых должна быть равной расчетной площади пера руля.
Основной элемент руля — перо. По форме поперечного сечения перо руля может быть: а) пластинчатым или плоским, б) обтекаемым или профилированным.
Преимущество профилированного пера руля в том, что сила давления на него превосходит (на 30% и более) давление на пластинчатый руль, что улучшает поворотливость судна. Отстояние центра давления такого руля от входящей (передней) кромки руля меньше, и момент, необходимый для поворота профилированного руля, также меньше, чем у пластинчатого руля. Следовательно, потребуется и менее мощная рулевая машина. Кроме того, профилированный (обтекаемый) руль улучшает работу винта и создает меньшее сопротивление движению судна.
Форма проекции пера руля на ДП зависит от формы кормового образования корпуса, а площадь — от длины и осадки судна (L и Т). У морских судов площадь пера руля выбирается в пределах 1,7—2,5% от погруженной части площади диаметральной плоскости судна. Ось баллера является осью вращения пера руля.
Баллер руля в кормовой подзор корпуса входит через гельм- портовую трубу. На верхней части баллера (голове) крепится на шпонке рычаг, называемый румпелем, служащий для передачи вращательного момента от привода через баллер на перо руля.
Рис. 54. Рулевое устройство. 1 — перо руля; 2 —баллер; 3 — румпель; 4 — рулевая машина с рулевым приводом; 5 —гельмпортовая труба; 6 — фланцевое соединение; 7 — ручной привод.
Судовые рули принято классифицировать по следующим признакам (рис. 55).
По способу крепления пера руля с корпусом судна различают рули:
а) простые — с опорой на нижнем торце руля или со многими опорами на рудерпосте;
б) полуподвесные — с опорой на специальном кронштейне в одной промежуточной точке по высоте пера руля;
в) подвесные — висящие на баллере.
По положению оси вращения относительно пера руля различают рули:
а) пебалапсириые — с осью, размещенной у передней (входящей) кромки пера;
б) полубалансирные — с осью, расположенной на некотором расстоянии от передней кромки руля, и отсутствием площади в верхней части пера руля, в нос от оси вращения;
Рис. 55. Классификация судовых рулей в зависимости от способа крепления их с корпусом и расположения оси поворота: а — небалансирные; б— балансирные. 1 — простой; 2 — полуподвесной; 3 — подвесной.
в) балансирные — с осью, расположенной так же, как у полу- балансирного руля, но с площадью балансирной части пера на всю высоту руля.
Отношение площади балансирной (носовой) части ко всей площади руля называется коэффициентом компенсации, который у морских судов лежит в пределах 0,20—0,35, а у речных 0,10—0,25.
Рулевой привод представляет собой механизм, передающий на руль усилия, развиваемые в рулевых двигателях и машинах.
Рулевая машина на судах приводится в действие электрическими или электрогидравлическими двигателями. На судах длиною менее 60 м разрешается вместо машины установка ручных приводов. Мощность рулевой машины выбирается исходя из расчета перекладки руля на предельный угол до 35° с борта на борт за 30 сек.
Рулевой привод предназначается для передачи команд от штурмана из рулевой рубки к рулевой машине в румпельное отделение. Наибольшее применение находят электрическая или гидравлическая передачи. На малых судах применяются валиковые или тросовые приводы, в последнем случае этот привод называют — штуртросовым.
Рис. 56. Активный руль: а — с конической передачей на винт; б — с электромотором водяного исполнения.
Контрольные приборы следят за положением рулей и исправным действием всего устройства.
Приборы управления передают приказания рулевому при управлении рулем вручную. Рулевое устройство — одно из самых важных устройств, обеспечивающих живучесть судна.
На случай аварии рулевое устройство имеет дублирующий пост управления рулем, состоящий из штурвала и ручного привода, расположенных в румпель- ном отделении или вблизи от него.
На малых ходах судна рулевые устройства становятся недостаточно эффективными и порой делают судно совершенно неуправляемым.
Для повышения маневренности на современных судах некоторых типов (промысловых, буксирах, пассажирских и специальных судах и кораблях) устанавливают активные рули, поворотные насадки, подруливающие устройства или крыльчатые движители. Эти устройства позволяют судам самостоятельно выполнять сложные маневры в открытом море, а также проходить без вспомогательных буксиров узкости, входить на акваторию рейда и гавани и подходить к причалам, разворачиваться и отходить от них, экономя на этом время и средства.
Активный руль (рис. 56) представляет собой перо обтекаемого руля, на задней кромке которого установлена насадка с гребным винтом, приводящимся в движение от валиковой кони- ческой передачи, проходящей через пустотелый баллер и вращающийся от электродвигателя, установленного на голове баллера. Существует тип активного руля с вращением винта от электродвигателя водяного исполнения (работающего в воде) вмонтированного в перо руля.
При перекладке активного руля на борт работающий в нем винт создает упор, разворачивающий корму относительно оси поворота судна. При работе гребного винта активного руля на ходу судна скорость судна увеличивается на 2—3 узла. При остановленных главных двигателях от работы гребного винта активного руля судну сообщается малый ход до 5 узл.
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.
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.
Крыльчатые движители, установленные в оконечностях корпуса также увеличивают маневренность судна.
Рулевое устройство подводной лодки обеспечивает более разнообразные ее маневренные качества. Устройство предназначается для обеспечения управляемости подводных лодок в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Управление подводной лодкой в горизонтальной плоскости обеспечивает плавание лодки по заданному курсу и осуществляется вертикальным и рулями, площадь которых несколько больше площади рулей надводных судов и определяется в пределах 2—3% от площади погруженной части диаметральной плоскости лодки.
Управление подводной лодкой в вертикальной плоскости на заданной глубине обеспечивается при помощи горизонтальных рулей.
Рулевое устройство горизонтальных рулей состоит из двух пар рулей с их приводами и передачами. Рули делаются парными, т. е. на одном горизонтальном баллере располагаются по бортам лодки два одинаковых пера руля. Горизонтальные рули бывают кормовыми и носовыми в зависимости от места расположения по длине лодки. Площадь кормовых горизонтальных рулей больше площади носовых рулей в 1,2—1,6 раза. Благодаря этому эффективность кормовых горизонтальных рулей в 2—3 раза выше эффективности носовых. Для увеличения момента, создаваемого кормовыми горизонтальными рулями, их обычно располагают за винтами.
Носовые горизонтальные рули на современных подводных лодках являются вспомогательными, их делают заваливающимися и устанавливают в носовой надстройке выше ватерлинии, чтобы не создавать дополнительного сопротивления и не мешать управлению лодкой при помощи кормовых горизонтальных рулей на больших скоростях подводного хода.