Система маневрирования судном Советский патент 1992 года по МПК B63H25/46 

Изобретение относится к управлению судами, в частности к активным методам экстренного маневрирования судном на ходу, и может быть использовано как автоном- .о, так и при работе других систем разворота на речных и морских судах.

Известны системы маневрирования судном, основанные на использовании рулевых, главных движительно-рулевых и вспомогательных движительно-рулевых устройств. Недостатком этих систем является то, что при экстренном развороте судна на ходувозможно минимальный радиус циркуляции ограничен геометрическими параметрами и возможным углом перекладки руля или разворота движительного устройства управления,

.зстны также системы маневрирования с помощью подруливающих устройств (1), состоящих из трубопроводов, установленных Е подводной части носовой или кормовой оконечности и имеющих выходы в забортное пространство с обеих бортов, электродвигателя, соединенного с валом пропеллерных реверсивных насосов, которое размещены в середине цилиндрического участка трубы, огороженного заслонками. При этом электродвигатель смонтирован в отсеке судна непосредственно у трубы, а его вал проходит через ее стенк/ Маневрирование судном основано на реактивном действии струи воды, отбра- сывазмой крылаткой насоса от борта. Запуск и остановка осуществляется персональными тумблерами с пульта управления судной, Недостаток этих систем заключает. c.j в том, что они не эффективны при манезрироЕании судном на ходу более 4 миль/ч, гак как мощность движителя под- рул дающего устройства во много раз меньше мощности движителя судна, поэтому подруливающее устройство применимо на малых скоростях, когда мощность развиваемая тягой движителя судна соизмерима с мощностью развиваемого тягой движителя подруливающего устройства. При наращивании мощности движителем судна, т.е. наборе скорости, направление вектора суммы мощностей движителей приближается к направлению вектора мощности судна, что приводит к уменьшению кривизны циркуляции судна. Снижение значения разворачивающего усилия при скоростях более А миль/ч, также происходит из-за того, что ламинарное течение омывающего судно водяного потока в зоне выхода трубопровода сменяется турбулентным течением, при этом гидравлическое сопротивление в канале значительно увеличивается, в результате чего снижается КПД насосов. Также на высоких скоростях судна в зоне выхода трубопровода в забортное пространство может образоваться отслоение потока воды от борта, приводящее к полному отказу в работе

подруливающего устройства.

Известно устройство и его система управления для аварийного изменения направления движения судна (2). Устройство содержит движитель, расположенный в но0 совой части судна, ниже ватерлинии, с каналами в различных направлениях и пульт управления, при этом движитель выполнен в виде корпуса с реактивной шашкой, крышкой и сопловым аппаратом, жестко прикреп5 ленных к корпусу судна, причем в реактивной шашке смонтировано запальное устройство, электрически связанное с пультом управления, а сопловой аппарат снабжен взрывными пробками и сопловыми

0 каналами с заглушками. Это устройство позволяет развить более мощное разворачивающее усилие за счет использования газогенератора с реактивной шашкой.

Недостатками этого устройства и его си5 стемы управления являются низкая маневренность судна на максимальном ходу и невысокая безопасность плавания при средних скоростях хода. Недостатки возникают в результате следующих причин. Дви0 житель расположен ниже ватерлинии, соответственно и шашка с запальным устройством, при этом каналы соплового тракта заглушены. При эксплуатации прототипа происходит подрыв тела пробки и детона5 ция взрывчатого вещества, обломки пробки уносятся потоком газов через один из каналов и выбивают заглушку. Установить очередную шашку и пробку в таком устройстве можно только после установки заглушки в

0 канале и откачке из него воды. Для чего необходимо остановить судно. Таким образом, данное устройство не обеспечивает многократность эксплуатации одного и того же канала при одном маневре. Устройство

5 функционирует по методу направленного подводного взрыва в экстремальных условиях. Таким образом отсутствует время на выбор подрываемой шашки по мощности взрыва и на ее установку в устройстве. Поэ0 тому при разных скоростях судна подрыв шашки обеспечит разный по значению угол разворота, причем чем меньше будет скорость, тем на больший угол развернется судно При резком же развороте судна на среднем

5 ходу, в результате взрыва шашки рассчитанной на полный ход, возможны: смещение груза на палубах относительно оси судна, разлом корпуса, опрокидывание или переворот судна, т.к. резко возрастет тормозное усилие на подводной части. Возможен

взрыв устройства и последующее затопление отсеков. Система управления этим устройством только обеспечивает подрыв шашки и не решает задач по выбору мощности взрыва от скорости судна.

Целью изобретения является повышение безопасности плавания и маневренности судна на ходу в экстремальной ситуации.

Поставленная цель достигается тем, что система снабжена датчиками крена, и давления, выключателем энергопитания и элементами открытия и закрытия заслонок, при этом пульт управления электрически связан с газогенератором и приводами заслонок соответственно через выключатель энергопитания и элементы открытия и закрытия заслонок, а датчик давления, установленный между заслонками, связан с пультом управления через элементы открытия л закрытия, выключатель энергопитания и датчик крена.

На чертеже показана функциональная схема системы.

Система маневрирования 1 судном обеспечивается энергией от системы энергообеспечения 2 судна и содержит: пульт управления 3 судном, датчик 4 бортового крена судна, носовое 5 и кормовое 6 устройство изменения направления судна, каждое из которых состоит из газового коллектора 7, размещенного ниже ватерлинии и имеющего выходы 8 в забортное пространство с обеих бортов, двух заслонок 9 с приводами и газогенератора 10, установленного между заслонками 9 и электрически связанного с пультом управления 3. При этом газогенератор 10 соединен с пультом управления 3 через выключатель энергопитания 11, а его сопловой тракт 12 герметично с помощью прокладки 13 и болтов 14 соединен с газовым коллектором 7 из теплозащитного материала, например: углепластика. При этом каждый правый 15 и левый 16 привод заслонки 9 снабжен элементом открытия и закрытия 17, 18 и через него подключен к пульту управления судном 3, причем в газовом коллекторе 7 между заслонками 9 установлен трехпозиционный датчик давления .19, электрически соединенный с элементами открытия и закрытия и с выключателем энергопитания 11 газогенератора 10, который электрически соединен с датчиком бортового крена 4. Газогенератор 10 может быть выполнен в виде твердотопливного или жидкостного ракетного или авиационного реактивного двигателя многократного включения. Аналогичное носовому 5, кормовое устройство 6 изменения направления движения судна электрически соединено с

системой, при этом выходы 20 и 21 соединены с элементом открытия и закрытия правой заслонки, 22 - с датчиком давления, установленном в газовом коллекторе, 25 и 29 - с газогенератором.

5 Пульт управления 3 имеет три электрических выхода: 26 - силовой, 27 - обеспечивает энергопитанием систему для осуществления разворота вправо, 28-обеспечивает энергопитанием систему для осу0 ществления разворота влево.

Система функционирует следующим образом:

С пульта управления 3 судном с помощью тумблера, указывающего поворот

5 вправо или влево, подается электрический сигнал на воспламенители зарядов носового и кормового газогенераторов 10 и на элементы открытия и закрытия конкретных заслонок. Соответственно, при повороте

0 вправо- левой 18 на носу и правой 17 на корме, или при повороте влево - правой 17 на носу и левой 18 на корме. Происходит зажигание зарядов топлива в обеих газогенераторах 10, в процессе горения топлива

5 повышается газовое давление в камерах сгорания газогенераторов, их сопловых трактов 12 и на внутренних участках газовых коллекторов 7 между заслонками 9. При достижении на этих участках определенного

0 значения давления, превышающего внешнее давление воды на уровне выхода газового коллектора 7 в забортное пространство 8, датчики давления 19 подают электрический сигнал на элементы открытия и закры5 тия заслонок 17, 18. В этих устройствах мощность сигнала увеличивается с помощью электронного усилителя до значения первого переключения трехпозиционного электромеханического реле. Контакты реле

0 замыкаются, в результате электрическое напряжение поступает на клеммы приводов заслонок 15, 16. Заслонки 9, соответствующие повороту, открываются. Другие заслонки 9, перегораживающие каждый газовый

5 коллектор 7, при этом закрыты. При выходе газового потока в забортное пространство создаются на носу и корме разворачивающие тяговые усилия. При развороте судна на ходу значительно возрастает

0 тормозное усилие воды, т.к. судно подставляет свой борт набегающему водному потоку, в связи с чем, скорость судна уменьшается и, соответственно, снижается радиус циркуляции, т.е. повышается манев5 ренность судна. Для устранения при развороте судна возможности его опрокидывания набегающим водным потоком выключатель энергопитания 11 газогенератора Юсоединен с датчиком 4 бортового крена судна,

который при максимально допустимом значении крена на один из бортов подает электрический сигнал. Выключаются газогенераторы 10. Давление в газовых коллекторах снижается до определенного значения и заслонки 9 закрываются. Вода затапливает внешние участки газовых коллекторов 7. При создании высокого газового давления в камере сгорания и газовом коллекторе 7 для обеспечения мощного разворачивающего тягового усилия предлагаемая CncfeMa защищена от возможного разрушения взрывом, т.к. в ней используется трехпозиционное электромеханйческое реле, которое на третей позиции после второ- го переключения подает сигнал на выключатель энергопитания 1Т газогенераторов 10 и одновременно открывает вторые заслонки в газовых коллекторах 7, в результате чего осуществляется сброс давления в устройствах.

Формула изобретения Система маневрирования судном, содержащая пульт управления и устройство изменения направления движения судна, включающее в себя газогенератор и заслонки с приводами, размещенные в газовом коллекторе, отличающаяся тем, что, с целью повышения безопасности плавания и маневренности судна на ходу в экстремальной ситуации, она снабжена датчиками крена и давления, выключателем, энергопитания и элементами открытия и закрытия заслонки, при этом пульт управления электрически связан с газогенератором и приводами заслонок соответственно через выключатель энергопитания и элементы открытия и закрытия заслонок, а датчик давления установлен между заслонками и связан с пультом управления через элементы открытия и закрытия заслонок, выключатель и датчик крена.

Использование: в судостроении. Сущность изобретения: система маневрирования судном содержит пульт (3) управления судном, датчик (4) бортового крена судна и разворачивающее судно устройство, состоящее из газового коллектора (7), размещенного ниже ватерлинии и имеющего выходы Я(8) в забортное пространство с обеих бортов, двух электромеханических заслонок (9) и газогенератора (10), установленного между заслонками (9) и электрически связанного с пультом (3) управления судна. Газогенератор (10) соединен с пультом (3) управления через выключатель (11) энергопитания, а его сопловый тракт соединен с газовым коллектором (7). Каждый привод заслонки (9) снабжен элементами открытия