Судовые рули


Рулевое устройство | Механизмы судовых устройств

Рулевое устройство предназначено для сохранения заданного курса или изменения его в нужном направлении. В состав рулевого устройства входят руль, рулевой привод, рулевая машина и системы дистанционного управления рулевой машиной с ходового мостика.

Руль. Основными органами управления большинства современных морских судов являются рули: обыкновенные, балансирные и полубалансирные. На некоторых судах улучшение ходкости и управляемости достигается установкой винтов с насадками, активных рулей, подруливающих устройств, крыльчатых движителей и др. Перекладка обычных и активных рулей, а также поворотных насадок с нужной скоростью на требуемый угол (от диаметральной плоскости — ДП) или удержание их в заданном положении производится рулевой машиной.

Рулевой привод. Рулевые приводы делятся на две группы: с гибкой связью (штуртросовые, цепные) и с жесткой связью (зубчатые, винтовые, гидравлические).

Выбор типа рулевого привода обусловливается расположением рулевой машины на судне. На большинстве судов, особенно маломерных, рулевая машина располагается в рулевой рубке или под ней на уровне верхней палубы. При таком расположении рулевой машины ее связь с баллером руля осуществляется обычно через гибкую цепную или тросовую передачу. Охватывающую тяговый барабан рулевой машины цепь направляют через ролики вдоль бортов и присоединяют концами к сектору или румпелю, закрепленному на баллере руля. На. прямолинейных участках цепь часто заменяют стальными штангами. В бортовую проводку включают талрепные стяжки для выборки слабины и амортизирующие буферные пружины, работающие на сжатие.

На рис. 4.1 схематически изображен штуртросовый привод с рычажным румпелем.

Рис. 4.1. Схема штуртросового привода с рычажным румпелем

Румпель 5 представляет собой рычаг, один конец которого жестко насажен на головку баллера руля О. Ко второму концу румпеля присоединен штуртрос 4, выполненный из цепи или стального троса. Штуртрос проходит по направляющим блокам 2 и навивается на барабан 1. При вращении барабана один конец штуртроса навивается и тянет за собой румпель, который поворачивает руль, а второй конец в это время сматывается с барабана. Для смягчения толчков от ударов волн о перо руля в системе штуртроса предусмотрены пружинные амортизаторы 3.

Недостатком описанного рулевого привода является появление неизбежной 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.

Провисание штуртроса устранено в штуртросовых приводах с секторным румпелем (рис. 4.2). Замена румпеля сектором позволяет уравнять длины сбегающего и набегающего тросов при перекладке пера руля.

Рис. 4.2. Схема секторного штуртросового привода

Рис. 4.3, Схема секторного зубчатого привода

На внешней стороне сектора 3 имеются две канавки, в которых размещены два противоположных конца штуртроса, закрепленные на ступице в точках 1 и 2. Трос к проушинам крепят через амортизирующие пружины, работающие на сжатие. Провисание штуртроса исключается, так как последний не сходит полностью с сектора при его повороте на углы перекладки руля и обеспечивает постоянство плеча, создающего момент на баллере.

Секторный зубчатый рулевой привод показан на рис. 4.3.

Он состоит из зубчатого сектора 2, свободно сидящего на голове баллера 1 руля, и румпеля 3, жестко укрепленного на баллере. Связь между сектором и румпелем осуществляется с помощью буферных пружин 4, которые предохраняют зубчатую передачу от поломки при ударе волн о перо руля. Зубчатый сектор находится в зацеплении с цилиндрической шестерней 5, вал 6 которой вращается рулевой машиной. Секторный зубчатый привод позволяет осуществлять точную перекладку руля.

Расположение рулевой машины на корме в специальном румпельном отделении обеспечивает надежную связь машины с румпелем, однако при этом требуется довольно длинная кинематическая связь рулевой машины с ходовым мостиком.

В современном судостроении более широко применяются рулевые приводы с жесткой связью. Рулевые машины расположены в непосредственной близости от рулевого привода.

На рис. 4.4 изображен винтовой привод, который может приводиться в действие электродвигателем или ручным штурвалом.

Рис. 4.4. Винтовой привод

Привод состоит из вала 12 с правой и левой резьбами, по которому при вращении движутся в разные стороны ползуны 11 и 4, скользящие вдоль неподвижных направляющих 5 и 10. Тягами 3 и 13 ползуны соединены с концами румпеля 1, насаженного на баллер руля 2. Винтовой вал приводится во вращение червяком 8, сидящим на валу двигателя и находящимся в зацеплении с червячным колесом 7 и парой цилиндрических шестерен 9 и 6. Если при вращении вала ползун 11 пойдет вправо, а ползун 4 — влево, то руль будет перекладываться на правый борт. При обратном движении вала ползуны 11 и 4 будут расходиться и руль будет перекладываться на левый борт.

Рулевой привод такой конструкции часто применяют в качестве запасного ручного привода. Его недостатками являются косвенное влияние конечной длины тяг на точность перемещения ползуна, низкий механический КПД и жесткость соединений.

www.stroitelstvo-new.ru

Конструкция рулей - Моряк

Рулевое устройство обеспечивает управляемость судна, т. е. удерживает судно на заданном курсе или изменяет направление его движения. Поворот судна выполняется с  помощью руля, который установлен в корме судна. При отклонении или, как принято говорить, при перекладкеруля на тот или иной борт на руль будет действовать сила давления воды. Эта сила создает вращающий момент, поворачивающий судно в сторону того борта, на которыйбыл переложен руль. Чтобы переложить руль, к нему  прикладывают некоторый момент, величина которого,а следовательно, и мощность рулевой машины зависят от силы давления воды на руль и отстояния точки приложения равнодействующей сил давления от оси вращения.

В зависимости от расположения оси вращения рули делятся на два типа (рис)73): небалансирные и ба-лансирные. Ось вращения небалансирного руля проходит по передней кромке пера руля, а балансирного — через перо руля. У балансирного руля точка приложения сил давления находится ближе к оси вращения, поэтому для его перекладки нужна меньшая мощность, что является  существенным преимуществом.

Перо руля на судах старой постройки выполняли из толстого стального листа, подкрепленного коваными ребрами. Такие плоские рули при движении судна создавали значительное сопротивление и сейчас применяются редко (на мощных ледоколах).

Современные суда в основном имеют пустотелые (обтекаемые) рули (рис). перо которых состоит из рамы, с двух сторон обшитой листвой сталью. Такая конструкция уменьшает сопротивление воды движению судна. Для еще большего уменьшения сопротивления потоку воды к перу руля на уровне гребного вала добавляется иногда обтекатель в виде грушевидной наделки.

Рама пустотелого руля состоит из горизонтальных ребер и вертикальных диафрагм. Сверху и снизу перо руля закрыто торцовыми листами. Внутреннее пространство для обеспечения водонепроницаемости и защиты от коррозии заполняют смолистым веществом или  самовспенивающимся пенополиуретаном.

В верхней части перо руля на фланцах или с помощью конуса соединено с баллером. При фланцевомсоединении на нижнем конце баллера и в верхней части пера руля имеются горизонтальные фланцы, скрепленные болтами. Иногда баллер внизу конусный и вставлен в такое же отверстие верхней части пера руля. Так как фланец обычно несколько смещен относительно оси вращения, то образуется плечо, облегчающее поворот руля.

Верхний конец баллера выведен на одну из палуб, на которой расположен рулевой привод. Чтобы вода не проникала в корпус судна через вырез для пропуска баллера, последний помещают в гельмпортовую трубу, соединение которой с наружной обшивкой и настилом палубы водонепроницаемо. В верхней части трубы устанавливают сальник, предотвращающий попадание воды в корпус судна. Выше сальника ставят подшипник, который является верхней опорой баллера руля. В зависимости от способа крепления к корпусу судна рули бывают навесные, подвесные, полуподвесные и со съемным рудерпостом.

Навесной руль (рис. 75, а) навешивают на рудерпост при помощи рулевых штырей. Нижняя часть штыря имеет цилиндрическую форму, а верхняя — коническую с небольшим, уклоном. Часть штыря, расположенная выше конуса, имеет резьбу. Штырь конической частью вводят в отверстие рулевой петли и затягивают гайкой, что обеспечивает его плотную посадку. В петли рудерпоста штыри ставят с небольшим зазором, поэтому они могут свободно вращаться. Для уменьшения трения цилиндрическая часть штыря имеет  бронзовую облицовку, а петля рудерпоста — втулку из бакаута или текстолита. В подпятник для уменьшения трения под штырь ставят упорный стакан, который воспринимает вертикальную нагрузку.

Обтекаемый навесной руль обычно навешивают на рудерпост на двух штырях, что дает возможность почти вплотную приблизить перо руля к рудерпосту и уменьшить вихреобразование в зазоре между рудерпостом и рулем. Рудерпост в этом случае имеет обтекаемую форму, что дополнительноуменьшает сопротивление воды. На ледоколах руль навешивают на 3—4 штыря, что повышаетнадежность крепления.

Перо подвесного руля (рис. 75, б) не имеет опор и поддерживается только баллером, который опирается на опорные и упорные подшипники, установленные внутри корпуса.

Перо полуподвесного руля (рис. 75, в) имеет только один штырь в нижней части пера руля. В верхнейчасти перо руля поддерживается баллером. Вертикальная нагрузка у полуподвесного руля может передаваться как на штырь, так и на баллер. В первом случае штырь в подпятнике Д9лжен опираться на упорный стакан, а во втором баллер снабжают упорным подшипником.

В последнее время все более широкое распространение получают рули со съемным рудерпостом (рис. 75, г). Перо такого руля имеет открытую вертикальную трубу, через которую проходит съемный рудерпост. Нижним концом рудерпост закрепляют конусом в подпятнике, а верхним фланцем крепят к ахтерштевню. Так как рудерпост в этом случае является осью, на которой вращается руль,то внутри трубы устанавливают подшипники, а рудер-пост в этих местах имеет бронзовую облицовку.

seaspirit.ru

"Справочник судомоделиста - том 1", А.С. Целовальников

Страница 1 из 12

Количество листов: 146

Формат листов: А4, *.PDF

Текст книги

ВВЕДЕНИЕ

Самым сложным и трудоемким делом при постройке модели корабля или судна является изготовление множества деталей и механизмов, расположенных на верхней палубе. Не имея под рукой рисунка или чертежа, а также не зная основных размерений многих деталей, порой становится просто невозможно их изготовление, а уж если они и делаются, то с большими искажениями.

В настоящем справочнике сделана попытка облегчить труд судомоделиста, чтобы его модель была построена более грамотно, отвечала спортивным требованиям и хотя бы элементарным требованиям основ кораблестроения. В справочнике дано подробное описание судовых устройств, а также дельных вещей кораблей и судов. Справочник может служить пособием как для руководителей кружков судомодельного спорта, так и для отдельных судомоделистов-любителей. В нем изложены кратко вопросы устройства и назначения различных корабельных устройств, принцип их действия, а также даны рекомендации по изготовлению макетов отдельных корабельных устройств и дельных вещей. В конце справочника помещены 47 таблиц с основными размерами судовых устройств и отдельных их деталей, по которым судомоделист (придерживаясь масштабности) сможет определить размеры макета того или иного корабельного устройства для своей модели корабля. Справочник не претендует на всеобъемлющее освещение материала, он не может служить пособием для

конструкторов кораблей и судов, так как не охватывает такие вопросы по корабельным устройствам, как, например, расчет корабельных устройств, проектирование их и т.п. Сведения о размерах корабельных устройств и отдельных деталей ограничены здесь в основном длиной, шириной и высотой. Большинство других размеров не существенны при судомоделировании и только усложняли бы работу моделиста.

Глава I

РУЛЕВЫЕ УСТРОЙСТВА

1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ СУДОВЫХ РУЛЕЙ

Способность двигаться по прямому заданному курсу, а также изменять направление движения (маневрировать) является важнейшим необходимым качеством любого судна. Для обеспечения поворотливости, а также удержания на заданном прямом направлении на каждом судне устанавливается руль. Судовой руль представляет собой погруженное в воду плоское или профилированное

крыло, но его нельзя рассматривать как отдельную деталь судна, он является важнейшим элементом единого движительного комплекса (корпус-винт-руль). От правильного сочетания этих элементов зависят величина КПД гребного винта и скорость модели. Форма руля зависит от образований (формы) кормы судна (рис. 1). Очертания пера руля могут быть самыми разнообразными, но в зависимости от формы руля и положения оси баллера различают рули простые, у которых ось баллера совпадает с передней кромкой руля, и балансирные, у которых часть площади руля (25 – 35%) располагается перед осью баллера. Рули, имеющие балансирную часть меньшей высоты, чем вся остальная часть пера руля, называют полубалансирными. Простые рули устанавливают как за дейдвудом, так и за рудерпостом (на одновальных судах). Эти рули самые надежные. Их часто устанавливают на судах ледового плавания и на судах малой и средней грузоподъемности с ограниченной осадкой, эксплуатирующихся на малых глубинах. Обыкновенный простой руль состоит из стальной пластины (рис. 2), прочно соединенной с рудерписом - вертикальным стальным бруском с петлями. Такие же петли сделаны и на рудерпосте - брусе, являющемся окончанием ахтерштевня. В петли пропускаются штыри (болты), которые надежно крепят руль к ахтерштевню. Верхняя часть рудерписа посредством муфты или фланца неподвижно соединяется с толстым стальным круглым стержнем - баллером, служащим осью вращения. Баллер проходит внутрь корпуса через специальное отверстие - гельмпорт. Это отверстие продолжается в корпусе в виде гельмпортовой трубы, в которой ставятся сальники для предотвращения попадания воды внутрь корпуса. Толщину рудерпоста делают несколько большей, чем толщина руля.

2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РУЛЕЙ

Форма пера мало влияет на величину эффективности руля. Поэтому обычно перо делают прямоугольного или почти прямоугольного сечения. Однако форма пера часто зависит от формы кормы корпуса судна. Рули, подвешенные за транцем модели, менее эффективны, чем расположенные под корпусом модели. От формы профиля сечения руля в значительной степени зависит эффективность работы руля. Так, обтекаемые рули авиационного профиля (рис. 3), особенно на скоростных управляемых моделях,

более эффективны, чем пластинчатые. Кроме того, такие рули благоприятно влияют на КПД гребного винта. Толщину обтекаемого руля рекомендуется выбирать в пределах 0,1 - 0,13 его высоты. Эффективность руля зависит главным образом от его относительного удлинения h/bср, где h - высота руля, а bср - средняя ширина. Рули с большим удлинением обеспечивают большую эффективность, поэтому надо во всех случаях стремиться к увеличению относительного удлинения руля. При невозможности увеличить удлинение величину последнего можно компенсировать установкой концевых шайб – горизонтальных ребер (рис. 4). Установка таких шайб равносильна некоторому удлинению руля, а кроме того, эти шайбы препятствуют закручиванию потока воды за гребным винтом, что в свою очередь также превышает КПД гребного винта. С целью повышения их эффективности на профилированных рулях целесообразно устанавливать не одну, а три шайбы и причем так, чтобы средняя шайба была расположен» соосно с гребным винтом. Габаритную ширину шайб надо принимать около двух-трех толщин профиля руля, по длине они должны незначительно выступать за переднюю и заднюю кромки руля. Одной из распространенных мер для повышения качества всего движительного комплекса является установка сигарообразной или грушевидной пропульсивной наделки на перо руля, являющейся как бы продолжением ступицы (рис. 5). Пропульсивная наделка устраняет падение давления в центре отбрасываемой струи воды за ступицей винта и вихреобразования за ней, способствуя выравниванию попутного потока. Все это улучшает работу всего пропульсивного комплекса и повышает КПД гребного винта на 5 - 8 %. Благодаря своей асимметричной форме наделка может быть придвинута достаточно близко к гребному винту, что обеспечивает получение соответствующего полезного эффекта. Толщину наделки можно принимать равной 1,2 - 1,3 диаметра ступицы, а установлена она может быть как на простом, так и на балансирном руле.

Скругление углов у рулей (по форме очертания) с гидродинамической точки зрения нежелательно, так как приводит к потере подъемной силы. Верхняя часть руля должна как можно ближе подходить к корпусу судна, по возможности повторяя его обводы, нижняя кромка должна быть несколько выше килевой линии. Зазор между винтом и рулем должен быть не менее 15 % диаметра

винта, так как близкое расстояние между ними вызывает плохую управляемость вследствие того, что рулю приходится работать в относительно возмущенной среде, с малой поступательной скоростью. В связи с изложенным для радиоуправляемых моделей можно рекомендовать делать расстояние между винтом и рулем возможно большим, особенно на скоростных управляемых моделях, где это расстояние может достигать 1,5 - 1,9 диаметра винта.

3. ПОВОРОТНЫЕ НАПРАВЛЯЮЩИЕ НАСАДКИ

Наряду с рулями на буксирных судах с ограниченной осадкой (грузовых, речных, каботажных судах) используют поворотные направляющие насадки. Поворотная направляющая насадка (рис. 6) представляет собой профилированное кольцо, установленное соосно с гребным винтом таким образом, что винт размещается в самом узком ее сечении. Зазор между концами лопастей винта с насадкой делается возможно малым - не более 0,5% диаметра винта. Насадка имеет обычно авиационный несимметричный профиль. Относительная длина насадок (l/D) равна обычно 0,6 - 0,8  (l - длина насадки; D - диаметр насадки). Более длинные насадки обеспечивают модели лучшую управляемость, особенно на заднем ходу,

Насадки, используют в комбинации со стабилизатором, который представляет собой вертикальное крыло плоского сечения или симметричного профиля, жестко связанное с насадкой. Положительный эффект в использовании стабилизатора дает установка на его поверхности горизонтальных шайб. Поворотные направляющие насадки в зависимости от крепления к корпусу судна могут быть двухопорными или подвесными. Для улучшения ходовых и тяговых качеств судна насадки устанавливают как можно дальше (глубже) от свободной поверхности воды. Поворотные насадки применяют не только на буксирах и судах с ограниченной осадкой, но и на промысловых судах, когда это целесообразно по условиям нагрузки движительного комплекса.

4. СРЕДСТВА АКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ СУДНОМ 

Издавна основным средством управления судном был кормовой руль. Однако действие руля проявляется только при наличии некоторой скорости хода судна, развить которую в определенных условиях плавания (крутые повороты рек, стесненная акватория портов и т.п.) не всегда возможно. При заднем ходе все суда с обыкновенными рулями вообще не управляемы. Поэтому с целью улучшения управляемости судна применяют различные средства активного управления (активные рули, подруливающие устройства), предназначенные для управления судном на предельно малых скоростях и без хода. Активным рулем (АР) называется средство активного управления, состоящее из пера руля с установленным на нем небольшим движителем, обычно гребным винтом. Для защиты от повреждений и увеличения полезной тяги винт активного руля обычно снабжают короткой насадкой (рис. 7). В отличие от обычных рулей максимальный угол перекладки активного руля составляет 70 - 90о вместо 30 - 40о у обычного руля. Как за рубежом, так и в отечественном флоте активные рули делаются в основном двух типов - с водопогруженным электродвигателем, размещенным в грушеобразной наделке на пере руля,

и с механической передачей мощности через коническую зубчатую передачу и вертикальный вал, проходящий через полый баллер руля. Активные рули используются не только как средство активного управления, но и для обеспечения движения судна малыми ходами, обычно около 3 - 5 узлов. Наибольшее распространение активные рули получили на судах рыболовецкого флота – траулерах, сейнерах, китобойных базах, научно-промысловых судах, рыбоперерабатывающих базах. Они устанавливаются также на океанографических судах, паромах, а иногда и на судах транспортного флота. Довольно часто их применяют в комбинации с носовыми подруливающими устройствами (НПУ). Конструкция подруливающего устройства (ПУ) представляет собой любой движитель, расположенный в поперечном канале, идущем от борта до борта судна. Оно аналогично водометному движителю. Подруливающее устройство может иметь один или два винта (противоположного вращения) с электродвигателем, расположенным в гондоле или внутри корпуса (рис. 8). С парными гребными винтами ПУ на 10 - 15% эффективнее благодаря уменьшению потерь на закручивание струи воды. Лопасти гребного винта имеют обычно симметричный профиль с минимальным зазором в туннеле. По месту расположения различают носовые (НПУ) и кормовые подруливающие устройства (КПУ). С точки зрения маневренности целесообразно предусматривать два подруливающих средства (носовое и кормовое), что позволяет производить не только разворот судна вокруг вертикальной оси, но и перемещение судна лагом. Подруливающее устройство является наиболее универсальным и действенным средством управляемости судна на заднем ходу. Эффективность подруливающего устройства снижается по мере увеличения скорости судна, а на полном ходу оно малоэффективно. Необходимо напомнить, что подруливающее устройство можно делать не на всех моделях кораблей, а только на тех (согласно правилам соревнований), которые являются копиями судов, имеющих такие устройства.

5. ВЫБОР ТИПА РУЛЕВОГО УСТРОЙСТВА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ РУЛЯ

Количество рулей зависит от типа судна, его элементов и числа гребных валов. Наилучшие пропульсивные качества имеют одновинтовые суда. На таких судах всегда применяют один руль, устанавливаемый в диаметральной плоскости. Тип руля определяется условиями эксплуатации судна и его водоизмещением. Балансирные рули используются на крупнотоннажных грузовых судах и на одновальных грузовых судах. Суда, предназначенные для эксплуатации в ледовых условиях, используют навесные рули с рудерпостом. На пассажирских судах, имеющих многовальные установки, с целью повышения КПД гребных винтов и эффективности всего рулевого устройства, числа рулей принимают равным числу валов. Поворотливость судна (модели) зависит от размеров пера руля. Чем больше площадь пера, тем руль эффективнее. Однако руль нельзя увеличивать безмерно, нельзя, например, допустить, чтобы он выступал ниже килевой (основной) линии. Военные корабли и буксирные судна имеют рули относительно больших размеров, чем морские гражданские суда. Больших они размеров и на речных судах, причем с малым удлинением ввиду незначительной осадки. При постройке модели какого-либо судна или корабля следует делать руль такой же формы, как и на натуральном судне. Если это невозможно, то форму руля и ориентировочную площадь его можно подобрать по табл. 1. Кроме того, согласно правилам судомодельных соревнований площадь руля модели корабля или судна может быть увеличена в полтора раза, а гребного винта - в два раза против нормального (масштабного).

6. РУЛЕВЫЕ ПРИВОДЫ

Назначение рулевого привода - вращать баллер руля с насаженным на нем пером или насадкой. Основным элементом любого рулевого привода является румпель, насаженный и жестко закрепленный на баллере руля (см. рис. 2), который может выполняться в виде рычага, сектора, диска, а в судомоделировании очень часто и в виде шестеренки. Наиболее распространенные типы рулевых приводов на судах (валиковые, винтовые, штуртросовые) в комбинации с рулевой машиной позволяют управлять рулем из рулевой рубки. В судомоделировании этого не требуется. Здесь делают свои специфические (упрощенные) рулевые приводы, где управление рулем сконцентрировано вблизи самого руля. Эти приводы позволяют управлять моделью как с берега (по радио), так и из рулевой рубки (рис. 9). Иногда применяют рулевой привод на соленоидах, работающий от контактной системы гироскопического устройства (рис. 10).

На самоходных моделях кораблей и судов, которые должны проходить дистанцию по прямому курсу, устанавливают совершенно иные рулевые приводы, которые позволяют перекладывать руль на очень малые углы, с последующей хорошей фиксацией руля в нужном положении (рис. 11).

7. ИЗГОТОВЛЕНИЕ РУЛЕЙ

Начинающие судомоделисты на моделях простых конструкций устанавливают обычно простой (небалансирный) руль пластинчатой формы. Изготовить его можно следующим способом (рис. 12). Сначала из плотной бумаги вырезают и подгоняют по месту установки шаблон развернутого контура пера руля, а затем по нему из жести или латуни толщиной 0,3 - 0,5 мм вырезают контур пера руля. Этот контур пера руля огибают вокруг баллера руля, обжимают и пропаивают оловом. Баллер делают из стальной проволоки диаметром 2 - 3 мм, можно для этой цели использовать велосипедные или мотоциклетные спицы. На верхнем конце баллера нарезают резьбу, на которой крепят румпель руля. В корме корпуса модели сверлят отверстие, в которое вставляют гельм- портовую трубу. Рулевой привод представляет собой секторный румпель. Вырезают его из жести или латуни. По дуге сектора на расстоянии 2 - 4 мм друг от друга сверлят отверстия для штыря. Штырь делается из тонкого гвоздя или проволоки и служит для закрепления сектора руля в заданном положении. Для установки штыря на палубе приклеивают подушку, вырезанную из твердой породы дерева. В центре подушки сверлят отверстие. В качестве рулевого привода на простейших моделях можно использовать также довольно простой румпельный привод с зубчатым стопорящим сектором - гребенкой.

Изготовление балансирных и полубалансирных рулей аналогично предыдущему, но делаются они не пластинчатыми, а обтекаемыми (рис. 14). Баллер руля взлаивают не в начале носовой кромки

пера руля, а примерно на расстоянии 1/3 ширины пера от нее. Такие рули устанавливают на сложных самоходных моделях. Рулевые приводы, обеспечивающие точную перекладку руля и его фиксацию в нужном положении, также имеют сложную конструкцию (см. рис. 11).

modelik.ru

Судовой руль

 

Класс 65а -, 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Зарегистрироеано е Бюро пос изобретений Госплана при СНК

Б. Г. Сизов.

Судовой руль.

Заявлено 14 марта )938 года за Ë% 15278, с присоединением заявки от того за № 15277.

Опубликовано 31 января 1939 года.

Предлагаемый судовой руль, с целью использования силы, направленной под действием эффекта Магнуса перпендикулярно к окружающему руль потоку, выполнен в форме цилиндра с торцевыми дисками, жестко скрепленного с баллером и приводимого им во вращение.

Цилиндр может быть расположен впереди обычного пера руля, приводимого в движение своим баллером.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает вид сбоку судового руля; фиг. 2 — то же с обычным пером; фиг. 3 — горизонтальный разрез его.

Руль выполнен в форме помещенного в корме судна вертикального пустотелого цилиндра (фиг. 1), снабженного по торцам дисками 2, диаметр которых больше диаметра цилиндра. Цилиндр 1 жестко скреплен с валом - баллером 8, который и приводит его во вращение в ту или иную сторону.

Вал-баллер удерживается двумя подшипниками — нижним и верхним.

В качестве привода служит электромотор. Для уменьшения лобового сопротивления цилиндра возможна установка сзади него неподвижного обтекателя. Приводной электромотор соединяется с валом-баллером непосредственно, например с помощью муфты.

При вращении цилиндра в обтекающей его воде возникает сила, направленная под действием эффекта

Магнуса перпендикулярно к направлению потока, окружающего руль.

Торцевые диски 2 служат для воспрепятствования возможности движения воды вдоль образующих цилиндра и тем самым значительно увеличивают действие эффекта Магнуса.

В форме выполнения руля, изображенной на фиг. 2 и 3, пустотелый цилиндр 1 с дисками 2 включен в контур расположенного за ним обычного пера 4 руля. Установка цилиндра по передней кромке пера 4 не обязательна и цилиндр может быть установлен и в средней части пера, только бы он был расположен по глубине профиля до того места, где начинается срыв струй воды. Перо 4 руля приводйтся в движение самостоятельно от своего баллера о, сквозь который пропущен вал-баллер 8 цилиндра. ф И Г з

Тип. арт. «Сов. Печ.». Зак. 8591 — 450

При повороте судна перо 4 руля,. переложенного на некоторый угол, начинает интенсивно обтекаться водой, причем у обычных рулей уже, примерно, при угле в 1б — 17 начинается срыв струй. В предлагаемом руле этому препятствует быстро вращающийся цилиндр, который, сообщая частицам воды дополнительную кинетическую энергию, заставляет их течь до крайней задней кромки профиля и там плавно, без срыва, соединяться с водой, текущей по другой стороне пера. Кроме того, быстро вращающийся цилиндр сообщает струям воды значительные скорости, а значит, тем самым, создает зоиу пониженного давления на той стороне цилиндра, где скорости движения воды и вращающегося цилиндра совпадают. При этом возникает дополнительная сила (эффект

Магнуса), действующая в том же направлении, что и все давление воды на руль.

Незначительный вес всего устройства, простота, легкость и компактность конструкции, а также уменьшение требуемой мощности рулевых механизмов, благодаря уменьшению момента на баллере, дают возможность применения предлагаемого руля для всех типов судов как морских, так и речных. Особенно эффективным может быть применение его в буксирном и пассажирском речном флоте, где из-за малой осадки часто невозможно устройство одного руля необходимой площади.

Предмет изобретения.

1. Судовой руль, отличающийся тем, что он выполнен в форме цилиндра с торцевыми дисками, жестко скрепленного с баллером и приводимого этим последним во вращение, в целях использования силы, направленной под действием эффекта Магнуса перпендикулярно к потоку, окружающему руль.

2. При руле по п. 1 применение расположенного за цилиндром обычного пера руля со своим баллером.

  

www.findpatent.ru


Смотрите также