Влияние гребного винта регулируемого шага (ВРШ) и руля на управляемость судна

Винт регулируемого шага — это гребной винт, у которого регулируется угол разворота лопастей. Лопасти такого винта разворачиваются специальным механиз­мом в любое положение в диапазоне «полный вперед — стоп — полный назад», т. е. в зависимости от степени разворота лопастей, не изменяя работы главного двигате­ля, судну можно придать или движение вперед, или остановиться на месте, или со­здать движение назад.

При эксплуатации всех видов ВРШ применяет­ся принципиально одинаковая система управления. Гидравлическая система управления ВРШ дает возможность широко использовать в качестве главного двигателя нереверсивные силовые установки (турби­ны, дизели большой мощности).

Внедрение ВРШ на судах позволяет улучшить маневренные качества судов. К ним в первую очередь относится уменьшение тормозного пути (за счет быстрого перевода лопастей винта на режим работы заднего хода) и периода тор­можения. Гашение инерции начинается почти немедленно после дачи команды «Полный назад» (отдельные суда с полного хода останавливаются за 1 минуту при тормозном пути 1-1,5 корпуса). На судах с ВРШ облегчается выполнение многих видов маневров при съемке с якоря и постановке на якорь, при швартовке судна к причалу и лагом к другому судну, при расхождении судов для предотвращения столкновений и т. д. Для выяснения влияния ВРШ на управляемость судна рас­смотрим различные режимы его работы.

Судно неподвижно относительно воды. Руль прямо. При даче перед­него хода корма уклоняется влево, а нос идет вправо. При перекладке руля вправо или влево судно будет уклоняться в сторону переложенного руля.

Винт
Виды гребных винтов: а — двухлопастные; б — трехлопастные; в — четырехлопастные; г — пятилопастные; б — шестилопастные

С разворотом лопастей в диапазоне переднего хода меняется сила попутного потока и сила набрасываемой струи от винта на руль, в результате чего будет изме­няться скорость движения судна вперед, а следовательно, и управляемость.

Судно имеет ход вперед, винт работает назад. Руль прямо. Струя от винта (вращающегося в прежнюю сторону, но имеющего повернутые лопасти, соответствующие заднему ходу) будет действовать не в правый подзор, как у фик­сированного винта, а в левый, уклоняя корму вправо, а нос — влево. Уклонение кормы вправо будет увеличиваться еще за счет того, что сила набрасываемого спи­рального потока начнет действие на перо руля и кормовой подзор слева. Под сум­марным воздействием этих сил корма резко пойдет вправо, а нос — влево.

Судно имеет ход назад, винт работает назад. При установившем­ся движении судна назад и положенном прямо руле на поведение судна оказывает влияние струя воды от винта ВРШ, которая действует в левый подзор, отклоняя постоянно корму вправо.

Судно имеет ход назад, винт работает вперед. При переходе с заднего хода на передний (реверс ВРШ) основное влияние на судно будет оказы­вать струя от винта, набрасываемая на руль справа, в результате корма пойдет вле­во, а нос — вправо. При перекладке руля влево или вправо нос судна всегда будет уклоняться в сторону переложенного руля.

Преимущества ВРШ:

  • дает возможность изменять направление движения судна без изменения направления вращения винта, что важно при нереверсивных двигателях;
  • позволяет применять дистанционное управление ходами с мостика;
  • дает возможность сократить время на реверс судна до 30 %;
  • увеличивает моторесурс дизельных установок уменьшением числа реверсов двигателя.

Управление двухвинтовыми судами

Двухвинтовые суда имеют лучшие маневренные качества, чем одновинтовые (рис. 1). Это объясняется тем, что каждый из винтов отнесен на некоторое расстоя­ние от диаметральной плоскости, благодаря чему появля­ется разворачивающий момент, обеспечивающий поворот судна, даже без руля, в ту или иную сторону. Двухвинто­вые суда обладают тем большей поворотливостью, чем меньше их длина и чем шире разнесены их винты.

Винт
Рис. 1 Поведение двухвинтового судна при различных режимах работы винтов

При работе обоих винтов на передний или задний ходы судно хорошо слушается руля, так при работающих обоих винтах разного шага на задний или передний ход при положении руля «прямо» судно будет дви­гаться по прямому направлению, не уклоняясь в стороны. На двухвинтовом судне, как правило, устанавливают винты разного шага:

  • на правом борту — винт правого шага (правого вращения), а на левом — левого.

К недостаткам двухвинтовых судов следует отнести то, что на малых скоро­стях руль малоэффективен, поэтому в этом случае главным способом управления является маневр машинами.

Анализ маневрирования двухвинтовыми судами позволяет сделать следую­щие выводы:

  • диаметр циркуляции у двухвинтовых судов с винтами разного шага одина­ков на оба борта, а наименьший — при работе винтов «враздрай»;
  • двухвинтовое судно с помощью машин можно развернуть почти на месте, что очень важно в стесненной акватории. Это положение справедливо для судов, имеющих достаточно мощные двигатели и значительный разнос вин­тов от диаметральной плоскости судна;
  • тормозной путь и время торможения двухвинтового судна будут меньше, а при работе машин на задний ход (при винтах разного шага) судно не уклоня­ется с курса, что очень важно при следовании в узкостях и каналах.

Предлагается к прочтению:
Влияние гребного винта фиксированного шага (ВФШ) и руля на управляемость судна
Влияние винто-рулевой группы на маневренные характеристики судна

Июнь, 26, 2018 70 0
Читайте также