В основном на судах используются две системы стабилизации качки: с помощью бортовых управляемых рулей и с помощью цистерн. Системы устанавливаются для уменьшения качки, но полностью они ее не ликвидируют. Уменьшение качки достигается созданием усилия, которое противодействует силе, вызывающей появление крена судна.
Бортовые управляемые рули. На судне устанавливается одна или несколько пар бортовых управляемых рулей с каждого борта (рис. 10.7). Размеры или площадь бортового руля зависят от таких факторов, как ширина судна, его осадка, водоизмещение и т. д., но размеры руля незначительны по отношению к размерам судна. Бортовые стабилизирующие рули могут убираться с помощью специального поворотного устройства в выгородку носовой части корпуса судна или могут быть неподвижно зафиксированы относительно корпуса судна. Рули создают восстанавливающий момент, если судно кренится под влиянием волны или усилия, которое действует на один из бортов. Угол поворота рулей, а следовательно, и значение восстанавливающего момента определяется автоматической системой регулирования. Восстанавливающий момент возникает только при наличии встречного потока воды по ходу судна, действующего на развернутые стабилизирующие бортовые рули.
Рис. 10.7. Стабилизирующий бортовой руль:
1—закрылок; 2 — стабилизирующий руль; 3 — выгородка с ребрами жесткости, входящими в набор корпуса: 4 — гидроцилиндр для вываливания руля и обратного смещения в выгородку; 5 — верхний подшипник станины; 6 — нижний подшипник станины; 7 — гидромотор поворота руля; I — направление движения судна
С помощью системы регулирования определяется значение поправки для рулевого устройства, при этом одновременно подается сигнал на бортовые рули, благодаря чему происходит значительное уменьшение качки. Движение бортовых управляемых рулей осуществляется гидромоторами, приводимыми в действие от насосов переменной подачи.
Эффективность действия бортовых стабилизирующих рулей во многом зависит и от скорости их перекладки. Стабилизирующие рули данного вида имеют прямоугольную форму и обтекаемый профиль. Конструктивно бортовые стабилизирующие рули могут выполняться цельными и с подвижными закрылками, т. е. составными. При использовании составных бортовых рулей обеспечивается больший восстанавливающий момент и судно имеет меньший крен, но усложняется приводной механизм рулей.
По импульсам от двух гироскопических устройств система регулирования обеспечивает поворот бортовых стабилизирующих рулей; при этом одно гироскопическое устройство измеряет отклонение судна от вертикальной оси, а другое измеряет скорость нарастания крена. В итоге регулирующее воздействие является функцией амплитуды качки, ускорения и скорости нарастания крена, а также действительного значения угла наклона судна в данный момент времени.
Благодаря применению бортовых рулей точно и эффективно обеспечивается стабилизация положения судна, но эта система дорогостоящая и в большей степени используется на пассажирских судах, чем на транспортных. Следует при этом отметить, что при уменьшении скорости судна уменьшается восстанавливающий момент, что приводит к уменьшению устойчивости судна.
Стабилизирующие цистерны. В стабилизирующей цистерне создается восстанавливающее или противодействующее крену усилие благодаря запаздыванию перетекания потока жидкости в поперечной плоскости цистерны. Работа этой системы не зависит от скорости судна, система будет работать и на стоянке.
В поперечном танке находится определенная масса воды. При появлении крена вода будет перетекать с запаздыванием с одного борта на другой в зависимости от крена судна. В результате возникает усилие, препятствующее крену, благодаря чему уменьшается качка на ходу судна; во время стоянки масса воды в поперечном танке будет препятствовать возникновению крена.
Водяные массы вступают в действие при крене судна. Эффект перетекания жидкости с запаздыванием называется флум-эффект. Система является пассивной, так как перемещение водяного потока происходит только под воздействием силы тяжести.
Система бортовых цистерн с регулированием пассивного воздействия показана на рис. 10. 8. Большие по высоте бортовые цистерны заполнены водой, благодаря чему создается большой момент сопротивлению качке. Но вода может перетекать из одной цистерны в другую.
Рис 10.8. Система регулирования перетока воздуха в танках стабилизации судна: а — общее устройство; б — устройство управления клапанами; 1 — бортовой танк; 2 — канал перетока жидкости; 3 — силовая установка привода клапанов; 4 — шкаф управления; 5 — выгородка для устройства, управляющего перепуском воздуха; 6 — выгородки в каждом бортовом танке; 7 — угловой рычаг клапанного привода от гидроцилиндра; 8 — короб управления перетоком воздуха; 9 — захлопка в открытом положении; 10 — отражатель водяных брызг; 11 — гироскопическое управляющее устройство; 12 — клапан управления положением заслонок; 13 — рычажная система привода клапанов; 14 — захлопка; 15 — воздухопроводы; 16 — клапан, открываемый рычажным приводом; 17 - гидродилиндр для открытия сдвоенных клапанов
В воздушном канале между двумя цистернами расположена система клапанов, которые приводятся в действие специальным механизмом в зависимости от крена судна. Благодаря разности давлений в воздушных пространствах цистерн регулируется переток жидкости и фаза максимальной стабилизации качки.
Система стабилизации качки с помощью цистерн проектируется специально для каждого судна с учетом данных испытания моделей. Уровень воды должен быть строго определенным и регулируется в зависимости от загрузки судна. При перетекании жидкости в цистернах появляется свободная поверхность, которая уменьшает эффективность работы системы стабилизации. Однако эта система работает и на стоянке судна, а для комплектации системы требуется меньше оборудования, чем для систем стабилизации бортовыми управляемыми рулями.
Используемая литература: "Основы судовой техники" Автор: Д.А. Тейлор
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com