Рулевое устройство судна

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к рулевым устройствам судов. Рулевое устройство состоит из основного рулевого элемента и закрепленных в его кормовой части с помощью баллеров двух поворотных закрылков. На верхнем конце каждого баллера насажен румпель. Поворотные закрылки закреплены по правому и левому борту. Баллеры поворотных закрылков закреплены симметрично относительно плоскости симметрии основного рулевого элемента. Привод поворота каждого из закрылков выполнен в виде рычага, контактирующего с румпелем, имеющего вертикальную ось вращения, размещенного в плоскости расположения румпеля и соединенного с двигателем. Плоскость перемещения румпеля левого борта и соответствующего ему рычага смещена по высоте относительно плоскости перемещения пары румпель-рычаг правого борта. Достигается повышение надежности в работе и расширение эксплуатационных возможностей рулевого устройства. 6 ил.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к конструкции рулевого устройства судна.

В качестве рулевого органа судовых рулевых устройств широко используются одноперьевые рули или поворотные насадки (см. Шмаков М.Г. Судовые устройства, Л., "Судостроение", 1979, рис. 4, с. 13, рис. 12, с. 31).

Такие простейшие рулевые органы не во всех случаях обеспечивают необходимую поворотливость судна.

Эффективность рулевого устройства может быть повышена при установке в кормовой части основного рулевого органа (элемента) поворотного закрылка. Известны поворотная насадка с поворотным стабилизатором (закрылком) и руль с поворотным закрылком (Павленко В.Г. и др. Грузовые транспортные средства для малых рек. Л. "Судостроение", 1985, рис. 6, 18, с. 210, рис. 7.25, с. 264).

Наиболее близким аналогом изобретения является рулевое устройство по авторскому свидетельству N 1237556, класс B 63 H 25/10, 25/38, публ. 15.06.86. Известное рулевое устройство представляет собой установленный на баллере основной рулевой элемент, в кормовой части которого шарнирно закреплен баллер поворотного закрылка. На верхний конец баллера жестко насажен румпель. Поворот закрылка обеспечивается с помощью штанги, у которой один конец шарнирно соединен со свободным концом румпеля, а другой - шарнирно закреплен на корпусе судна. При такой шарнирно-рычажной передаче закрылок имеет постоянную кинематическую связь с корпусом судна посредством системы: баллер-рампель-штанга; поворот основного рулевого элемента неизбежно влечет поворот закрылка.

Рассматриваемая шарнирно-рычажная передача расположена за пределами корпуса судна, поэтому велика вероятность ее повреждения в эксплуатации. Учитывая "жесткость" кинематической схемы, следует ожидать, что даже при незначительной деформации (повреждении) конструкции произойдет сбой в работе рулевого устройства. Ненадежность конструкции является недостатком данного технического решения.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности работы и расширении эксплуатационных возможностей рулевого устройства, снабженного поворотным закрылком.

Он достигается тем, что рулевое устройство судна, содержащее основной рулевой элемент, в кормовой части которого шарнирно посредством баллера с румпелем закреплен поворотный закрылок, и привод поворота поворотного закрылка, включает второй поворотный закрылок, закрепленный шарнирно в кормовой части основного элемента посредством баллера с румпелем, и привод поворота второго поворотного закрылка, причем поворотные закрылки закреплены по правому и левому борту, а баллеры поворотных закрылков закреплены симметрично относительно плоскости симметрии основного рулевого элемента, привод поворота каждого из поворотных закрылков выполнен в виде рычага, контактирующего с румпелем, имеющего вертикальную ось вращения, размещенного в плоскости расположения румпеля и соединенного с двигателем, при этом плоскость перемещения румпеля левого борта и соответствующего ему рычага смещена по высоте относительно плоскости перемещения пары румпель-рычаг правого борта.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен продольный разрез кормовой оконечности судна (разрез по диаметральной плоскости (Д.П.) судна) с видом на движительно-рулевой комплекс левого борта; на фиг. 2 - разрез по А-А фиг. 1 с обрывом в верхней части руля (основного рулевого элемента) и закрылков; на фиг. 3 разрез по Б-Б фиг. 1, при этом руль и два закрылка изображены в нерабочем положении, то есть плоскость симметрии руля совпадает с плоскостью "0-0", которая параллельна ДП судна, а закрылки непосредственно прилегают к поверхности руля; на фиг. 4 руль, отклоненный на угол α_o при одновременном повороте закрылка левого борта на угол β_o; на фиг. 5 - руль в рабочем положении (угол атаки α₁ ), а закрылки - в исходном положении; на фиг. 6 - руль в исходном (нерабочем) положении, а закрылки повернуты на угол β₁. Рулевое устройство судна 1 включает в себя основной рулевой элемент (например, руль) 2, в кормовой части которого шарнирно, посредством баллера 3, закреплен поворотный закрылок 4 по правому и левому (условно) борту. Баллеры 3 закрылков 4 по правому и левому бортам закреплены симметрично относительно плоскости симметрии основного рулевого элемента 2.

Основной рулевой элемент 2 на участке расположения закрылка 4 имеет продолжение (конструкцию). Эта конструкция может быть выполнена в виде, например, верхней и нижней торцовых шайб или, как показано на фиг. 3, 4, 5 и 6, в виде клинообразного тела.

Верхний конец баллера 3 жестко соединен с румпелем 5, который находится в плоскости, перпендикулярной оси вращения баллера 3. Плоскость расположения (перемещения) румпеля 5 левого борта смещена относительно параллельной ей плоскости расположения румпеля 5 правого борта.

На днище судна 1 с помощью подшипника 6 закреплен L-образный рычаг 7, у которого вертикальная часть выполнена в виде вала. На верхний конец вала рычага 7 насажено червячное колесо 8, которое находится в зацеплении с червячным валом 9, последний соединен с двигателем 10.

Ось вращения вала рычага 7 параллельна оси вращения баллера 3, а свободная горизонтальная часть рычага 7 левого (правого) борта находится (перемещается) в плоскости расположения (перемещения) румпеля 5 левого (правого) борта.

Кинематика предлагаемого рулевого устройства предполагает, что длина румпеля 5 и контактирующего с ним рычага 7 должна быть меньше, чем кратчайшее расстояние между баллером 3 и валом рычага 7, которое может иметь место в процессе эксплуатации рулевого устройства. Это обстоятельство иллюстрируется на фиг. 5, где окружность (дуга) с радиусом R₁ представляет траекторию перемещения баллера 3, а окружность с радиусом R₂ является касательной к валу рычага 7. На фиг. 5 также показан рабочий сектор поворота рычага 7. Из фиг. 5 нетрудно понять, что для беспрепятственного перемещения румпеля 5 его длина должна быть меньше величины Δ = R₁ - R₂, с другой стороны рычаг 7 при воздействии на румпель 5 не будет оказывать непосредственного (нежелательного) давления на баллер 3 только при условии, что длина рычага 7 будет меньше, чем Δ = R₁ - R₂.

Предлагаемое рулевое устройство может использоваться в следующих режимах (при следующих положениях его элементов).

При движении судна прямым курсом основной рулевой элемент 2 и закрылки 4 располагаются в плоскости, параллельной ДП судна (см. фиг. 3). В таком положении они стабилизируют движение судна 1 на прямом курсе. Рычаг 7 при этом прилегает к румпелю 5.

Для измерения курса судна 1 на переднем ходу основной рулевой элемент 2 поворачивается вокруг оси на угол α_o (см. фиг. 4), а закрылок 4 при этом автоматически поворачивается на угол β_o. Поворот закрылка 4 происходит вследствие того, что румпель 5 упирается в неподвижный рычаг 7 (румпель 5 "огибает" рычаг 7). При последующем уменьшении угла поворота основного рулевого элемента от α_o до 0 и движении судна 1 передним ходом угол поворота закрылка автоматически уменьшается от β_o до 0 (при фиксированном положении рычага 7).

Рулевое устройство может быть использовано для создания рулевой силы как на переднем, так и на заднем ходу судна 1 без отклонения (поворота) закрылка 4. В этом случае с помощью двигателя 10 рычаг 7 выводится за пределы его рабочего сектора (см. фиг. 5), а затем на необходимый угол (например, α₁) поворачивается основной рулевой элемент 2.

С помощью предлагаемого рулевого устройства рулевая сила может быть создана за счет поворота только закрылка 4. Это нетрудно понять из фиг. 6, приняв, что поворотом рычага 7 левого борта (условно) повернут на угол β₁ закрылок 4 левого борта (при сохранении исходного положения рычага 7 и закрылка 4 правого борта).

В целом изображение на фиг. 6 иллюстрирует использование рулевого устройства для создания силы торможения движению судна 1. Для экстренного торможения судна 1 на переднем ходу (при сохранении положения основного рулевого элемента 2 параллельно ДП судна 1) поворотом рычага 7 правого и левого борта оба закрылка 4 одновременно отклоняются на максимальный угол относительно плоскости симметрии основного рулевого элемента 2.

Формула изобретения

Рулевое устройство судна, содержащее основной рулевой элемент, в кормовой части которого шарнирно посредством баллера с румпелем закреплен поворотный закрылок, и привод поворота поворотного закрылка, отличающееся тем, что оно включает второй поворотный закрылок, закрепленный шарнирно в кормовой части основного рулевого элемента посредством баллера с румпелем, и привод поворота второго поворотного закрылка, причем поворотные закрылки закреплены по правому и левому борту, а баллеры поворотных закрылков закреплены симметрично относительно плоскости симметрии основного рулевого элемента, привод поворота каждого из поворотных закрылков выполнен в виде рычага, контактирующего с румпелем, имеющего вертикальную ось вращения, размещенного в плоскости расположения румпеля и соединенного с двигателем, при этом плоскость перемещения румпеля левого борта и соответствующего ему рычага смещена по высоте относительно плоскости перемещения пары румпель - рычаг правого борта.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6