Рулевые электроприводы

Общая характеристика рулевых электроприводов

Управляемость является одним из важнейших качеств современно­го судна. Она может быть обеспечена различными способами и средст­вами:

1. кормовыми рулями;

2. гребными винтами;

3. водометными движите­лями;

4. крыльчатыми движителями;

5. подруливающими устройствами.

Нередки случаи совместного использования некоторых из названных устройств.

На морских транспортных судах основным средством обес­печения активного маневрирования объекта являются кормовые ру­ли, перекладка которых осуществляется посредством электропривода.

Маневренные качества объекта, включающего в себя комплекс: кор­пус - руль - винты могут быть полностью реализованы только при надлежащей работе привода руля и системы управления.

Рулевой электропривод является наиболее ответственным электро­приводом на судне. От его безотказного и качественного действия зави­сит безопасность мореплавания, сохранность судна, экипажа и груза. Это обстоятельство определяет необходимость наибо

лее жестких тре­бований к рабочим характеристикам привода как при проектировании и комплектации, так и в регламентных мероприятиях по поддержанию сохранности этих характеристик в процессе эксплуатации.

Принцип действия руля

При установившемся прямолинейном дви­жении судна руль, находящийся в диамет

ральной плоскости, испыты­вает с обеих сторон одинаковое давление набегающих струй воды.

Рис. 10.1. Силы, действующие на судно при отклонении руля

 При отклонении руля на угол α  (рис. 10.1 ) равновесие нарушается. На по­верхно-

сти пера руля, обращенной к набегающему потоку, силы давле­ния увеличиваются.

Поле давления может быть представлено равнодей­ствующей силой R, приложен-

ной в центре давления. Направление дей­ствия силы R в первом приближении удобно считать нормальным отно­сительно плоскости пера руля.

Равнодействующая сила R может быть разложена на дне составляющие х и y по взаимно перпендикулярным осям, одна из которых располагается по линии курса судна, а другая - нормально к ней.

Поместим в центр тяжести судна - в точку О - две взаимно уравновешивающиеся силы у₁ и у₂, равные и параллель­ные боковой силе у.

Силы у₁ и у составляют пару сил, плечо которой примерно можно считать равным половине длины судна L. Они обра­зуют момент, поворачивающий судно в сторону перекладки руля

М_пов = у                                    ( 10.1 ),

Этот момент и определяет пово­рот судна при отклонении руля.

Сила у₂, называемая силой дрейфа, сносит судно боком во внешнюю сторону описываемой им дуги и создает из-за наличия метацентрической высоты крен судна.

Сила х создает дополнительное сопротивление движению судна ( тормозит его ).

Таким образом, задача поворота судна сводится к перекладке пера руля в необходимую сторону на угол, определяющий нужную эффективность управляющего воздействия.

Обобщенная сила R одновременно создает противодействующий момент на баллере руля, который явля­ется нагрузкой для электропривода.