содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

РАЗНОВИДНОСТИ РУЛЕЙ

Как уже сказано, поворотливость корабля зависит от очень многих факторов, ко главным из них является руль, его размеры, общая форма и форма поперечного сечения.

Главное сопротивление повороту корабля оказывает его подводная часть, поэтому площадь руля рассчитывается в зависимости от длины и осадки корабля, а точнее — от произведения этих измерений. В среднем площадь руля составляет около 2% от LT, где L — длина, а Т — средняя осадка корабля.

Отношение площади руля к произведению длины корабля на его осадку называется относительной площадью р у л я и является одной из важных характеристик руля, определяющих поворотливость корабля.
 

Сравнивая площади рулей военных кораблей и торговых судов, можно сделать вывод, что быстроходные суда имеют большую площадь рулей, чем тихоходные, так как при большей скорости судно за тот же период времени от начала циркуляции проходит большее расстояние и, следовательно, при повороте должно иметь большее боковое смещение от прямого курса. Особенно больших размеров устанавливаются рули на речных судах, от которых требуется значительно большая по сравнению

с морскими кораблями поворотливость, необходимая при плавании по извилистым и узким речным фарватерам. При этом на колесных и несамоходных речных судах рули больше, чем на винтовых, так как винт, отбрасывая струю воды на расположенный позади руль, значительно увеличивает эффективность его работы.

Рис. 3. Разновидности рулей:
а — обыкновенный; б — балансирный; в — полубалансирный.


Форма руля обусловливается устройством и формой обводов кормовой части корабля, его осадкой и необходимой для обеспечения управляемости корабля площадью руля и зависит от количества и расположения винтов.
 

В зависимости от формы и расположения пера по отношению к оси баллера рули подразделяются на обыкновенные (простые), у которых все перо находится позади баллера (рис. 3, а),

балансирные, у которых часть площади пера, составляющая 15—30% от общей площади руля, находится впереди баллера (рис. 3, б), и полубалансирные, у которых также имеется балансир, но меньших размеров, так как он расположен только в нижней части пера и имеет высоту, составляющую примерно половину высоты руля (рис. 3, б). Отношение площади балансира к полной площади руля называется степенью балансировки, или коэффициентом компенсации, и является важной характеристикой гидродинамических сил, приложенных к рулю.
 

Если на ходу корабля вывести обыкновенный руль из диаметральной плоскости на некоторый угол а, то встречная струя воды, оказывая давление на, перо, будет стремиться вернуть руль в прямое положение. Чтобы переложить такой руль и удержать его в заданном угле перекладки, необходимо приложить к голове баллера значительное усилие. Поэтому обыкновенные рули требуют для, своей перекладки рулевые машины сравнительно большей мощности, медленнее перекладываются и устанавливаются преимущественно на сравнительно тихоходных транспортах и вспомогательных судах.

Рис. 4. Действие воды на обыкновенный и балансирный рули.

На военных кораблях наиболее часто применяются балансирные и полубалансирные рули подвесного типа.

Достоинством балансирного руля является то, что встречная струя воды, давящая на перо руля и стремящаяся вернуть руль в диаметральную плоскость, одновременно давит и на балансир, стремясь повернуть руль на еще больший угол, чем облегчается перекладка руля и удержание его в заданном угле поворота (рис. 4),
 

По этой же причине для балансирных рулей требуются рулевые машины меньшей мощности, а главное они быстрее перекладываются, что важно для военных кораблей, поворотливость которых является одним из важнейших тактических свойств. Недостатком балансирного руля по сравнению с обыкновенным рулем является малая его прочность, так как балансирный руль обычно крепится к корпусу только в одной точке баллером.

Кроме того, балансирный руль вызывает несколько большую потерю скорости при повороте за счет тормозного действия передней, выступающей за баллер, кромки пера.

Как показывают расчеты, при соответствующей степени балансировки у балансирных рулей центр давления при малых углах перекладки находится впереди оси баллера, но не доходит до передней кромки пера на 0,2 ширины руля.

Поэтому, если бы не было трения, то для перекладки такого руля на небольшой угол не требовалось бы никаких усилий, нужно было бы прикладывать только некоторое усилие для удержания руля в диаметральной плоскости. Фактически с увеличением угла перекладки руля а центр давления перемещается назад от передней кромки пера и при а =90° достигает центра площади руля.

Это позволяет выбирать такое положение оси вращения балансирного руля, чтобы при сравнительно небольшой балансировке перекладка руля происходила бы за короткое время.

Имеются еще полубалансирные рули, которые устанавливаются на тех военных кораблях, у которых форма кормовых обводов не позволяет установить балансирный руль.

Опыты показали, что при одинаковых площадях высокий узкий руль действует лучше, чем широкий низкий, поэтому на морских судах рули делают по возможности большей высоты.

На речных же судах устанавливают более низкие широкие рули, так как делать их высокими нельзя из-за обычной для этих судов небольшой осадки.

Еще сравнительно недавно рули делались в виде пластин, с четырехугольным сечением по горизонтали. Такие рули создавали, даже в прямом положении, добавочное сопротивление, что приводило к значительной потере скорости. В настоящее время применяются почти исключительно обтекаемые рули с горизонтальным сечением симметричного профиля, дающие минимум потери скорости (рис. 5).

Рис. 5. Горизонтальное сечение обтекаемого руля.

При этих рулях значительно улучшается управляемость: корабль слушается руля уже при самом малом угле перекладки; уменьшается диаметр циркуляции и увеличивается устойчивость корабля на курсе.

В настоящее время в Союзе ССР применяются обтекаемые рули (авторы Воздвиженский и Петриевский), конструктивные особенности которых описаны в учебниках теории корабля.

На крейсерах, эскадренных миноносцах, тральщиках и других военных кораблях устанавливается по одному рулю в диаметральной плоскости.

Некоторые линейные корабли имеют по два руля, расположенных один за другим в диаметральной плоскости. Передний руль, сообразно очертаниям кормы, несколько меньшей площади, является вспомогательным и в то же время запасным. Задний руль имеет большие размеры и называется главным рулем. Два руля устанавливают для увеличения живучести корабля и лучшей его управляемости.

На современных кораблях сравнительно небольшого водоизмещения, от которых по роду их боевой деятельности требуется исключительно большая поворотливость, как, например, на торпедных катерах, некоторых охотниках за подводными лодками, на эскадренных миноносцах и на других кораблях, устанавливается два и даже три руля, расположенных по фронту, параллельно друг другу. Обычно рули в этих случаях располагаются за гребными винтами и количество их совпадает с числом винтов. Все рули действуют от общего рулевого привода.

Эта установка рулей улучшает эффективность их работы, так как вода, отработанная винтами, создает добавочное давление на рули, уменьшающее диаметр циркуляции и увеличивающее чувствительность руля к перекладке.

На подводных лодках, кроме одного вертикального, обычно полубалансирного, руля, служащего для изменения курса, устанавливаются еще горизонтальные носовые и кормовые рули, с помощью которых управляют глубиной погружения подводной лодки. Горизонтальные рули сидят на баллерах попарно. Носовые горизонтальные рули называются вспомогательными, кормовые — главными. По площади кормовые рули обычно больше носовых и устанавливаются за гребными винтами, что увеличивает эффективность их действия почти в полтора раза.

Предохранение горизонтальных рулей от повреждений при швартовке достигается с помощью так называемых отводов.