РУЛЕВОЕ УСТРОЙСТВО ДВУХВАЛЬНОГО СУДНА Российский патент 2001 года по МПК B63H25/08 B63H11/117 

Изобретение относится к судостроению, в частности к конструированию рулевых устройств для судов и катеров с двумя водометными движителями.

Известны рулевые устройства, расположенные за выкидными отверстиями (соплами) двухвальных судов с водометными движителями. Например, реверс - рулевое устройство по авторскому свидетельству СССР N 107139, Класс 65a²,7 [1], где реверс - рулевое устройство - выполнено в виде расположенной против выкидных отверстий движителей профилированной насадки, в выходном сечении которой установлены два балансирных руля, синхронно поворачивающихся от одного рулевого привода. При этом рули соединены между собой штангой и выполнены в виде профилированных пластин, проворачивающихся вокруг вертикальных осей, расположенных у наружных от диаметральной плоскости судна (ДП) краев выкидных отверстий.

При повороте рулей на левый или на правый борт поток воды из сопел водометных движителей попадает на рули и создает на них управляющую силу.

Применение такого рулевого устройства на судне с двумя водометными движителями имеет следующие недостатки:
1. При повернутом положении рулей поток воды из сопел омывает оба руля, что понижает КПД движителей за счет трения струй движителей о поверхности рулей.

2. Рули, выполненные в виде вертикальных профилированных пластин, установленных на краях круглых выкидных отверстий водометных движителей, не захватывают полностью поток воды из сопел, поэтому являются малоэффективными.

3. Поворот обоих рулей осуществляется с помощью одного рулевого привода, что понижает надежность. При поломке рулевого привода судно становится неуправляемым.

Целью предлагаемого изобретения является создание рулевого устройства для судна с двумя водометными движителями, имеющего пониженные гидродинамические потери на трение струй водометных движителей о поверхности рулей и повышенную надежность.

Указанная цель достигается тем, что:
На каждом из двух движителей за соплом закреплено по одному рулю со стороны диаметральной плоскости судна. При этом рули по своей форме являются продолжением в корму части обечайки сопла. Каждый руль управляется своим рулевым приводом, но рули кинематически связаны между собой посредством тяг, соединяющих румпели, для повышения надежности и синхронности.

Неустановка рулей с другой стороны каждого сопла обусловлена тем, что при повороте рулей, например вправо, рули с правой стороны сопел (смотреть по ходу судна) оказываются неэффективны, т.к. не испытывают давления струй водометных движителей. Аналогично, при повороте рулей влево - левые рули каждого водомета оказываются неэффективными. Однако два руля (по одному на каждом водометном движителе), установленные со стороны ДП судна, достаточно эффективны для поворота судна и удержания его на курсе.

При повороте судна вправо - работает руль правого водометного движителя, а при повороте влево - левого.

Если по одному рулю на сопла движителей устанавливать со стороны бортов (а не со стороны ДП судна), рули оказываются менее эффективны из-за уменьшения плеча управляющей силы относительно центра масс судна, ибо, как было отмечено выше, при повороте вправо работает руль правого водометного движителя, а при повороте влево - руль левого.

Таким образом, предлагаемое рулевое устройство имеет следующие существенные отличия от ближайшего аналога - изобретения по авторскому свидетельству N 107139, Класс 65a²,7:
1. За соплом каждого из двух водометных движителей установлен руль, по форме являющийся продолжением в корму части обечайки сопла, а не в виде профилированной пластины.

2. Рули за соплами двух водометных движителей закреплены со стороны ДП судна, а не со стороны борта.

3. Каждый из двух рулей управляется своим рулевым приводом, в то время как у аналога один рулевой привод на два руля.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1-3.

На фиг. 1. представлен вид сверху на рулевое устройство. Штрих-точками показано нулевое положение рулей.

На фиг. 2 показан вид А на фиг. 1.

На фиг. 3 показано сечение Б-Б на фиг. 2.

На фиг. 1-3 обозначено:
ДП - диаметральная плоскость судна;
ПрБ - правый борт;
ЛБ - левый борт;
V - скорость истечения струи из сопла.

Предлагаемое рулевое устройство содержит два руля 1, закрепленных за соплами 2 водометных движителей с помощью баллеров 3 и шарниров 4. При этом за каждым соплом закреплено по одному рулю со стороны ДП судна, а форма рулей такова, что является продолжением в корму части обечайки сопла. Поворот рулей осуществляется с помощью двух рулевых приводов 5, соединенных каждый со своим румпелем. Рули 1 связаны между собой кинематически с помощью тяг 6, соединяющих румпели 7.

При движении судна прямым курсом рули находятся в нулевом положении.

Истекающий из сопел 2 водометных движителей поток воды со скоростью V омывает поверхности рулей 1. За счет того, что рули установлены только с одной стороны каждого сопла, суммарная поверхность рулей уменьшена и, следовательно, уменьшены потери на трение, что повышает КПД движителей.

При необходимости поворота судна, например, на правый борт рули перекладываются с помощью рулевых приводов 5 на правый борт. Поток воды, истекающий из сопла правого движителя со скоростью V, отклоняется рулем 1 вправо, создавая на нем управляющую силу. Ввиду отсутствия руля на другой стороне правого движителя, он не добавляет сопротивления выбросу струи водомета и тем самым повышает его КПД. На левом движителе в это время поток воды из сопла истекает прямолинейно и не омывает руль. Потери в этом случае у левого движителя уменьшаются, и повышается его КПД.

При необходимости поворота судна на левый борт рули поворачиваются рулевыми приводами 5 на левый борт и физическая картина действия рулей такая же, как описано выше, но работает руль левого движителя.

Для повышения надежности рулевого устройства и синхронности отклонения рулей румпели 7 рулей 1 соединены между собой при помощи тяг 6. При отказе одного из рулевых приводов 5 работа рулевого устройства будет обеспечена оставшимся работоспособным рулевым приводом.

Как показали расчеты, приведенные с привлечением результатов испытаний моделей рулей в гидролотке, эффективность предлагаемого рулевого устройства достаточна для управляемости судна.

Предлагаемое рулевое устройство может использоваться на судах и катерах с двумя водометными движителями. Зеленодольское ПКБ разработало технический проект пассажирского судна "Вега" пр. 05520 с предлагаемым рулевым устройством, что подтверждает возможность практической реализации.

Библиография
1. Авторское свидетельство СССР N 107139, Класс 65a²,7м

Изобретение относится к судостроению, в частности к рулевым устройствам двухвального судна. Рулевое устройство содержит за каждым соплом со стороны диаметральной плоскости судна по одному рулю, имеющему форму продолжения обечайки сопла и закрепленному с помощью баллера и шарнира. Рули связаны между собой кинематически с помощью тяг, соединяющих румпели. Поворот рулей осуществляется с помощью двух рулевых приводов, соединенных каждый со своим румпелем. Достигается повышение надежности рулевого устройства. 3 ил.

Рулевое устройство двухвального судна, содержащее за каждым соплом двух водометных движителей рули, закрепленные с помощью баллеров и шарниров, причем рули приводятся в действие рулевыми приводами, отличающееся тем, что указанные рули являются продолжением в корму части обечайки сопла, закреплены со стороны диаметральной плоскости судна и связаны между собой кинематически посредством тяг, соединяющих их румпели.