Способ рулевого управления судном

 

Изобретение относится к судостроению и касается рулевого управления судном. Рулевое управление судном осуществляют посредством плоских поверхностей, которые взаимодействуют с потоком массы среды перемещения и механизмом поворота этих поверхностей. Плоские поверхности располагают радиально и закрепляют их на ступице, которую соединяют подвижно в угловом направлении с осью. Концы оси соединяют с механизмом поворота. Достигается повышение устойчивости судна при бортовой качке. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к рулевому управлению судном, и может быть использовано для любых сред, где изменение направления движения осуществляется за счет взаимодействия массы набегающей среды с поворотной поверхностью, что приводит к созданию составляющей силы, отклоняющей траекторию движения объекта. Таким объектом может быть и водный объект, и воздушный. Широко известен способ рулевого управления судном посредством плоских поверхностей, которые взаимодействуют с потоком массы среды перемещения и механизмом поворота этих поверхностей (см. авторское свидетельство СССР N 1731683, B 63 H 25/06, публ. 07.05.92). У всех рулевых управлений с одной или более одной параллельными плоскостями один существенный недостаток, который заключается в следующем.

При неспокойной среде, в которой осуществляется движение объекта (далее все будет приведено относительно морского судна), когда возникает бортовая качка, при повороте возникают вертикальные составляющие силы, которые приводят к нарушению стабильного положения судна. При наклоне в сторону поворота руля возникает вертикальная составляющая, которая направлена вверх, а при наклоне судна в противоположном направлении (в сторону, противоположную повороту руля) возникнет вертикальная составляющая силы, которая будет направлена вниз, т. е. будет подтапливать судно путем поворота судна относительно его оси. Если поворот на значительный угол и значительная бортовая качка, то возможен переворот судна или по крайней мере потеря устройчивости с опасным бортовым креном.

Техническим результатом изобретения является устранение влияния положения поверхности рулевого управления на устойчивость судна при бортовой качке.

Технический результат достигается тем, что плоские поверхности, которые взаимодействуют с потоком набегающей массы среды перемещения, располагают радиально и закрепляют их на ступице, которую объединяют подвижно в угловом направлении с осью, концы которой соединяют с механизмом поворота.

Способ рулевого управления судном поясняется чертежом. Плоские поверхности 2 закрепляют на ступице 3, которую соединяют подвижно в угловом направлении с осью 4, концы которой через скобы 5 и поворотный вал 1 соединяют с механизмом поворота (не показан).

Данный способ рулевого управления судном полностью устраняет вертикальную составляющую силы, действующую на плоские поверхности, т.к. она будет приводить к повороту ступицы 3 с плоскими поверхностями до уравновешивания воздействующих на них сил. Чем больше плоских плоскостей, тем лучше, т. к. меньше будет меняться поверхность плоскостей (их площадь), которая взаимодействует с набегающим потоком. Поворот ступицы будет происходить при каждом бортовом смещении судна. Таким образом, снижается вероятность раскачки судна за счет уравновешивания вертикальной силы до ее нулевого значения (трение можно не учитывать из-за незначительности). Точно такая же обстановка сложится и при перемещении в воздушной среде, т.е. всегда будет появляться дополнительная сила, которая будет приводить к произвольному перемещению объекта. Кстати говоря, такое же явление будет наблюдаться и при отсутствии поворота путем углового смещения плоских поверхностей 2. Достаточно иметь возмущение в среде перемещения и возникнет вертикальная составляющая силы, которая будет вызывать некотролируемое смещение объекта в среде перемещения.

Крепление вала 1 симметрично относительно скобы снизит момент поворота плоских поверхностей 2 относительно направления первоначального движения объекта, а наличие множества плоских поверхностей 2 позволит повысить надежность, т.к. даже поломка части плоских поверхностей не приведет к аварийной ситуации. Лобовым сопротивлением торцов пластин 2 можно также принебречь из-за незначительности величины. Такой способ выполнения устройства поворота при осуществлении управления объектом позволяет использовать унифицированные блоки на всех существующих объектах, которые перемещаются в аморфной среде (водная или воздушна). Следует иметь ввиду, что использование данного изобретения приведет к повышению КПД, т.к. затраты на раскачивание судна будут производить отбор энергии от движущегося судна. Кроме того, при данном способе управления судно будет стремиться поддерживать постоянное положение вдоль продольной оси, т.к. при отклонении оси судна и оси со ступицей будет возникать усилие, которое будет способствовать удержанию судна в постоянном положении относительно его оси, т. е. будет препятствовать возникновению килевой качки.

Формула изобретения

Способ рулевого управления судном посредством плоских поверхностей, которые взаимодействуют с потоком массы среды перемещения и механизмом поворота этих поверхностей, отличающийся тем, что плоские поверхности располагают радиально и закрепляют их на ступице, которую соединяют подвижно в угловом направлении с осью, концы которой соединяют с упомянутым механизмом поворота.

РИСУНКИ

Рисунок 1