Рулевое устройство
Рулевое устройство служит для управления судном. Его составными частями являются руль, двигатель, привод, пост управления и рулевая передача.
Руль позволяет удерживать судно на заданном курсе и изменять направление его движения. Он состоит из стальной плоской или обтекаемой пустотелой конструкции — пера руля и вертикального поворотного вала — баллера, жестко соединенного с пером. На верхний конец (головку) баллера, выведенный на одну из палуб, насажен сектор или рычаг—румпель, к которому прикладывается внешнее усилие, поворачивающее баллер.
Рулевой двигатель через привод поворачивает баллер, что обеспечивает перекладку руля. Двигатели бывают паровые, электрические и электрогидравлические. Двигатель установлен в румпельном отделении судна.
Пост управления служит для дистанционного управления рулевым двигателем. Он установлен в рулевой рубке. Органы управления обычно монтируют на одной колонке с авторулевым. Для контроля за положением пера руля относительно диаметральной плоскости судна служат указатели — аксиометры.
Рулевая передача обеспечивает дистанционное управление рулевым двигателем с поста управления. Наиболее простыми передачами являются механические, непосредственно соединяющие штурвал с пусковым устройством рулевого двигателя, но из-за низкого к. п. д. на современных судах они не применяются. Самыми распространенными являются электрические рулевые передачи.
По конструкции пера рули подразделяют на плоские и обтекаемые.
Обыкновенный плоский руль имеет ось вращения у передней кромки руля (рис. 1). Перо руля (9), изготовленное из толстого стального листа, с обеих сторон подкреплено ребрами жесткости 8. Они отлиты или откованы заодно с утолщенной вертикальной кромкой руля — рудерписом (7) — с петлями (6), в которых надежно закреплены штыри (5) руля, навешиваемого на петли (4) рудерпоста. Штыри имеют бронзовую облицовку, а петли рудерпоста — бакаутовые втулки. Нижний штырь рудерписа входит в углубление пятки ахтерштевня (10), в которое для уменьшения трения вставляется бронзовая или бакаутовая втулка с закаленной стальной чечевицей на дне. Пятка ахтерштевня через чечевицу воспринимает на себя давление руля.
(рис. 1) Схемы рулей
Для предупреждения смещения руля вверх один из штырей, обычно верхний, на нижнем конце имеет головку. Верхняя часть рудерписа соединяется с баллером (2) руля специальным фланцем (3). Фланец несколько смещен от оси вращения, поэтому образуется плечо и облегчается поворот пера руля. Смещение фланца позволяет во время ремонта пера руля снять его с петель рудерпоста без подъема баллера, разобщив фланец и развернув перо и баллер в разные стороны.
Обыкновенные плоские рули просты по конструкции и прочны, но создают большое сопротивление движению судна, поэтому требуется большое усилие для их перекладки. На современных судах применяются обтекаемые, балансирные и полубалансирные рули.
Перо обтекаемого руля (рис. 1, б) представляет собой сварной металлический водонепроницаемый каркас, обшитый листовой сталью.
Перу придают обтекаемую форму и иногда устанавливают на нем дополнительно специальные наделки — обтекатели. Рудерпост также делают обтекаемым.
Убалансирного руля (рис. 1, в) часть пера смещена от оси вращения к носу судна. Площадь этой части, называемой балансирной, составляет 20—30% всей площади пера. При перекладке руля давление встречных потоков воды на балансирную часть пера содействует повороту руля, уменьшая нагрузку на рулевую машину.
Полубалансирный руль (рис. 1, г) отличается от балансирного тем, что его балансирная часть имеет меньшую высоту, чем основная.
Кроме рулей, на судах применяются подруливающие устройства. Посредством движителя, устанавливаемого в поперечном канале корпуса судна, они создают тяговое усилие в направлении, перпендикулярном его ДП, обеспечивают управляемость при отсутствии движения судна или при движении его на предельно малых скоростях, когда обычные рулевые устройства неэффективны. В качестве движителей используются винты фиксированного иди регулируемого шага, крыльчатые движители или насосы. Подруливающие устройства расположены в носовой или кормовой оконечностях, а на некоторых судах устанавливают по два таких устройства и в носовой и в кормовой оконечностях. В этом случае возможен не только разворот судна на месте, но и движение его лагом без использования главных движителей. Для улучшения управляемости служат также поворотные насадки, закрепляемые на баллере, и носовые балансирные рули.