Подкрепления оконечностей. Форштевень и ахтерштевень
Носовую и кормовую оконечность корпуса судна ограничивают и подкрепляют форштевень и ахтерштевень соответственно. Форштевень и ахтерштевень (рис. 5.24, 5.25) соединены с помощью сварки с наружной обшивкой, с вертикальным и горизонтальным килём, высокими флорами, бортовыми стрингерами, платформами. Таким образом, образуется мощная конструкция, способная воспринять существенные нагрузки, возникающие в процессе эксплуатации судна (удары о лёд, плавающие предметы, касание причала и других судов, нагрузки от работающего винта и т. д.).
Так как носовая и кормовая оконечности судна испытывают значительные дополнительные нагрузки от ударов волн, т.н. «слеминг», эти районы судна подкрепляют за счёт уменьшения шпации, дополнительных бортовых и днищевых стрингеров, платформ, высоких флоров, рамных шпангоутов.
| |||
 | |||
Рис.5.24. Форштевень сварной.
1 – брештук, 2 - продольное ребро жесткости
СУДОВЫЕ УСТРОЙСТВА
Якорное устройство
Якорное устройство предназначено для обеспечения надежной стоянки судна на рейде и на глубинах до 80м. Якорное устройство также используется при швартовке к причалу и отшвартовке, а также для быстрого погашения инерции в целях предотвращения столкнове-ния с другими судами и объектами. Якорное устройство может быть использовано также для снятия судна с мели. В этом случае якорь завозят на шлюпке в нужную сторону и судно при помощи якорных механизмов подтягивается к якорю. В некоторых случаях якорное устройство, а также его элементы, могут быть использованы для буксировки судна.
Морские суда имеют обычно носовое якорное устройство (рис.6.1), но на некоторых судах имеется также и кормовое (рис.6.2).
Якорное устройство обычно включает следующие элементы :
— якорь, который благодаря своей массе и форме, входит в грунт, создавая тем самым необходимое сопротивление перемещению судна или плавучего объекта;
— якорная цепь, передающая усилие от судна к находящемуся на грунте якорю, используется для отдачи и подъема якоря;
— якорные клюзы, позволяющие якорной цепи проходить сквозь элементы корпусных конструкций, направляющие движение канатов при отдаче или выбирании якоря, в клюзы якоря втягиваются для хранения по-походному;
— якорный механизм, обеспечивающий отдачу и подъем якоря, торможение и стопорение якорной цепи при стоянке на якоре, подтягивание судна к якорю, закрепленному в грунте;
— стопоры, которые служат для крепления якоря по-походному;
— цепные ящики для размещения якорных цепей на судне;
— механизмы крепления и дистанционной отдачи якорной цепи, обеспечивающие крепление коренного конца якорной цепи и быструю его отдачу в случае необходимости.
Якоря в зависимости от их назначения разделяют на становые, предназначенные для удержания судна в заданном месте, и вспомогательные – для удержания судна в заданном положении во время стоянки на основном якоре. К вспомогательным относится кормовой якорь — стоп-анкер, масса которого составляет 1/3 массы станового и верп, – легкий якорь который можно завозить в сторону от судна на шлюпке. Масса верпа равна половине массы стоп-анкера. Количество и масса становых якорей для каждого судна зависит от размеров судна и выбирается по Правилам Регистра судоходства.
Основными частями любого якоря являются веретено и лапы. Якоря различают по подвижности и количеству лап (до четырех) и наличию штока. К безлапым относят мертвые якоря (грибовидные, винтовые, железобетонные), используемые при установке плавучих маяков, дебаркадеров и других плавучих сооружений.
Существует несколько типов якорей, которые используются на морских судах в качестве становых и вспомогательных. Из них наиболее распространенными являются якоря: адмиралтейский (ранее использовался), Холла (устаревший якорь), Грузона, Данфорта, Матросова (устанавливается в основном на речных судах и небольших морских судах), Болдта, Грузона, Крусон, Юнион, Тейлор, Спек и др.
Адмиралтейский якорь (рис.6.3а) широко применялся во времена парусного флота, благодаря простоте своей конструкции и большой держащей силе - до 12 весов якоря. При протяжке якоря из-за перемещении судна шток ложится плашмя на грунт, при этом одна из лап начинает входить в грунт. Так как в грунте находится только одна лапа, то при изменении направления натяжения цепи (рыскании судна) лапа практически не разрыхляет грунт и этим объясняется высокая держащая сила этого якоря. Но его сложно убирать по-походному (из-за штока он не входит в клюз и его приходится убирать на палубу либо подвешивать вдоль борта), кроме того, на мелководье представляет большую опасность для других судов торчащая из грунта лапа. За нее может запутаться якорная цепь. Поэтому на современных судах адмиралтейские якоря используются только в качестве стоп- анкеров и верпов, при эпизодическом применении которых недостатки его не столь существенны, а высокая держащая сила необходима.
Якорь Холла (рис.6.3 б) имеет две поворотные лапы, расположенные близко к штоку. При рыскании судна лапы практически не разрыхляют грунт, и поэтому увеличивается держащая сила якоря до 4- 6-кратной силы тяжести якоря.
Якорь Холла отвечает определенным требованиям: 1) быстро отдается и удобно крепиться по-походному; 2) обладает достаточной держащей силой при меньшей массе; 3) быстро забирает грунт и легко от него отделяется.
Якорь состоит из двух больших стальных деталей: веретена и лап с головной частью, соединенных при помощи штыря и стопорных болтов.
Этот якорь не имеет штока, и при уборке веретено втягивается в клюз, а лапы прижимаются к корпусу. Среди большого числа якорей без штока якорь Холла выгодно отличается малым количеством деталей. Большие зазоры в местах соединения деталей исключают возможность заклинивания лап. При падении на грунт, благодаря широко расставленным лапам, якорь ложится плашмя и при протяжке выступающие детали головной части заставляют лапы поворачиваться в сторону грунта и входить в него. Зарываясь в грунт обеими лапами, этот якорь не представляет опасности для других судов на мелководье и исключается возможность запутывания за него якорной цепи. Но из-за того, что две широко расставленные лапы находятся в грунте, при рыскании судна грунт разрыхляется и держащая сила этого якоря намного меньше чем адмиралтейского при одной лапе в грунте.
Якорь Данфорта (рис.6.4) подобен якорю Холла, имеет две широкие, ножеобразные поворотные лапы, расположенные близко к штоку. Благодаря этому при рыскании судна лапы практически не разрыхляют грунт, увеличивая держащую силу до 10-кратной силы тяжести якоря и устойчивость его на грунте. Якорь Данфорта благодаря этим качествам получил на современных морских судах самое широкое распространение.
Рис.6.4. Якорь Дамфорта
Якорь Матросова имеет две поворотные лапы. Для того, чтобы якорь во всех случаях ложился плашмя на грунт, в головной части якоря имеются штоки с фланцами и после протяжки судном якорь ложится плашмя и, благодаря выступающим частям головной части, лапы поворачиваются и входят в грунт. Якоь Матросова эффективен на мягких грунтах, поэтому он получил распространение на речных и небольших морских судах, а его большая держащая сила позволяет уменьшить массу и изготавливать якорь не только литым, но и сварным.
На малых судах и баржах используют многолапные бесштоковые якоря, называемые кошками. Суда ледового плавания снабжают специальными однолапными бесштоковыми ледовыми якорями, предназначенными для удержания судна у ледового поля.
Якорная цепь служит для крепления якоря к корпусу судна. Она состоит из звеньев (рис.6.5), образующих смычки, соединенные одна с другой при помощи специальных разъемных звеньев. Смычки образуют якорную цепь длиной от 50 до 300 м. В зависимости от расположения смычек в якорной цепи различают якорную (крепящуюся к якорю), промежуточные и коренную смычки (крепящуюся к корпусу судна). Длины якорной и коренной смычек не регламентируются, а длина промежуточной смычки, имеющей нечетное число звеньев, составляет 25–27,5м. Крепят якорь к якорной цепи при помощи якорной скобы. Чтобы предупредить скручивание цепи, в якорную и коренную смычки включают поворотные звенья – вертлюги.
|
Якорные цепи различают по их калибру – диаметру поперечного сечения прутка звена. Звенья цепей калибром более 15 мм должны иметь распорки – контрфорсы. У крупнейших судов калибр якорных цепей достигает 100—130мм. Для контроля за длиной вытравленной цепи каждая смычка в начале и конце имеет маркировку, указывающую на порядковый номер смычки. Маркировку делают путем наматывания отожженной проволоки на контрфорсы соответствующих звеньев, которые окрашивают в белый цвет.
Якорные клюзы выполняют на судах две важные функции — обеспечивают беспрепятственный проход якорной цепи через корпусные конструкции при отдаче и выбирании якоря и обеспечивают удобное и безопасное размещение бесштокового якоря в походном положении и его быструю отдачу. Якорные клюзы состоят из клюзовой трубы, палубного клюза и бортового клюза.
Клюзовую трубу обычно выполняют стальной сварной из двух половин (по диаметру), причем нижняя половина трубы толще верхней, так как она подвергается большему износу движущейся цепью. Внутренний диаметр трубы принимают равным 8 — 10 калибрам цепи, а толщина стенки нижней половины трубы находится в пределах 0,4—0,9 калибра цепи.
Бортовые и палубные клюзы — стальные литые и имеют утолщения в местах прохода цепи. Их сваривают с клюзовой трубой и приваривают к палубе и борту. Веретено якоря по-походному входит в трубу; снаружи остаются только лапы якоря.
Чтобы предотвратить попадание через клюзы воды на палубу, палубный клюз закрывают специальной откидной крышкой с выемкой для прохода якорной цепи.
Для очистки водой от грязи и донного грунта якоря и цепи при выбирании, в трубе клюза предусмотрен ряд штуцеров, подсоединенных к пожарной магистрали.
На пассажирских и портовых судах якорные клюзы часто делают с нишами — стальными сварными конструкциями, представляющими собой углубления в бортах судна, в которые входят лапы якоря. Якорь, втянутый в такой клюз, не выступает за плоскость бортовой наружной обшивки. Эти клюзы имеют ряд преимуществ, основные из которых следующие: снижение возможности повреждений судов при швартовных операциях, буксировке и движении во льдах, а также улучшение прилегания лап к наружной обшивке за счет изменения наклона внутренней поверхности клюза.
Выступающий клюз показан на рис.6.6 б, где ясно видно его отличие от обычного клюза. Выступающие клюзы применяют на судах с бульбообразной формой носа, что позволяет исключить удары якоря о бульб при его отдаче.
Открытые клюзы, представляющие собой массивную отливку с желобом для прохода якорной цепи и веретена якоря, устанавливают в месте соединения палубы с бортом. Их применяют на низкобортных судах, на которых обычные клюзы нежелательны, так как через них на волнении на палубу попадает вода.
Якорные механизмы служат для отдачи якоря и якорной цепи при постановке судна на якорь; стопорения якорной цепи при стоянке судна на якоре; снятия с якоря — подтягивания судна к якорю, выбирания цепи и якоря и втягивания якоря в клюз; выполнения швартовных операций, если нет специально предусмотренных для этих целей механизмов.
На морских судах используют следующие якорные механизмы: брашпили, полубрашпили, якорные или якорно-швартовные шпили и якорно-швартовные лебедки. Основным элементом любого якорного механизма, работающего с цепью, является цепной кулачковый барабан-звездочка. Горизонтальное положение оси звездочки свойственно брашпилям, вертикальное – шпилям. У некоторых современных судов (по ряду причин) обычные брашпили или шпили применять нецелесообразно. Поэтому на таких судах устанавливают якорно-швартовные лебедки.
Брашпиль предназначен для обслуживания одновременно цепей левого и правого бортов. На крупнотоннажных судах применяются полубрашпили, смещенные к бортам. Брашпиль состоит из двигателя, редуктора и размещенных на грузовом валу цепных звездочек и турачек (швартовных барабанов для работы со швартовами). Звездочки сидят на валу свободно и при работе двигателя могут вращаться только тогда, когда они соединены с грузовым валом специальными кулачковыми муфтами. Каждая звездочка снабжена шкивом с ленточным тормозом. Брашпили обеспечивают совместную или раздельную работу звездочек левого и правого бортов. Использование фрикционных муфт позволяет смягчить ударные нагрузки и обеспечить плавное включение звездочек. Отдача якоря на малых глубинах производится за счет его собственной массы и массы цепи. Скорость при этом регулируют при помощи ленточного тормоза брашпиля. На больших глубинах цепь вытравливается с помощью механизма брашпиля. Турачки сидят на грузовом или промежуточном валу жестко и всегда вращаются при включенном двигателе. В носовом якорном устройстве обе звёздочки и швартовные барабаны имеют один привод.
Механизм шпиля обычно разделен на две части, одна из которых, состоящая из звездочки и швартовного барабана, располагается на палубе, а другая, включающая редуктор и двигатель, – в помещении под палубой. Вертикальная ось звездочки позволяет неограниченно варьировать в горизонтальной плоскости направление движения цепи; наряду с хорошим внешним видом и незначительным загромождением верхней палубы - это является существенным преимуществом шпиля. Часто якорный и швартовный механизмы объединяют в одном якорно-швартовном шпиле.
Якорно-швартовные лебедки. В настоящее время в якорном устройстве
|
Рис.6.11.Якорно-швартовная лебёдка (полубрашпиль с швартовным барабаном). Схема.
крупнотоннажных судов стали применять якорно-швартовные лебедки с гидравлическим приводом и дистанционным управлением. Эти лебедки компонуются из полубрашпилей и автоматических швартовных лебедок, которые имеют один привод. Якорно-швартовные лебедки могут обслуживать якорное устройство с калибром цепи до 120 мм. Они отличаются высоким КПД, меньшей массой и безопасностью в работе.
Якорные механизмы могут быть с паровым, электрическим или гидравлическим приводом.
Стопоры предназначены для крепления якорных цепей и удержания якоря в клюзе в походном положении. Для этого используют винтовые кулачковые стопоры, стопоры с закладным звеном (закладные стопоры) и для более плотного прижатия якоря к клюзам – цепные стопоры.
Закладной стопор (рис.6.12) состоит из двух неподвижных щек, позволяющих цепи свободно проходить между ними по выемке, соответствующей форме нижней части вертикально ориентированного звена. На одной из щек в прорези укреплен закладной пал, свободно входящий в вырез противоположной щеки. Наклон выреза таков, что усилие, создаваемое застопоренной цепью, полностью воспринимает пал. Этот стопор рекомендуется для цепей калибром более 72 мм.
В винтовом стопоре основанием служит плита, в средней части которой сделан желоб для прохода звеньев цепи. На малых судах горизонтально ориентированное звено прижимается двумя нащечинами к плите основания. Нащечины закреплены шарнирно и приводятся в движение винтом с противоположными трапецеидальными резьбами. В открытом положении нащечины дают возможность цепи свободно скользить по желобу основания. Чтобы цепь при движении не могла повредить винт, стопор имеет ограничивающую дугу. Стопорение цепи происходит в результате действия сил трения при прижиме нащечинами звена цепи к плите стопора. На крупных судах (с большим калибром цепи) этим способом не удаётся обеспечить необходимое усилие для стопорения цепи. Поэтому между двумя вертикально. расположенными звеньями вводятся кулачки расположенные на нащёчинах при аналогичной схеме стопора.
|
|
|
Рис.6.12.Конструкция стопоров якорной цепи: а–закладной, б–винтовой, в - цепной.
1 – плита-основание; 2- закладной пал; 3 – щека; 4 – желоб; 5 – штырь; 6 – дуга; 7 – винт; 8 – нащечина; 9 – рукоятка; 10 – цепочка; 11 – талреп; 12 – обух; 13 – глаголь-гак.
Цепной стопор представляет собой короткую цепную смычку (меньшего калибра), пропускаемую через якорную скобу и которая закрепляется своими двумя концами к обухам на палубе. С помощью талрепа, включенного в один конец. цепи, подтягивают якорь в клюз до плотного прилегания лап к наружной обшивке. Глаголь-гак, включенный в другой конец цепи, служит для быстрой отдачи стопора Ленточный тормоз брашпиля (шпиля) используют в качестве основного стопора при стоянке судна на якоре. Такое стопорение имеет ряд преимуществ, среди которых важнейшим является возможность потравливания цепи за счет проскальзывания тормозного шкива относительно тормозной ленты при рывках.
Цепная труба (палубный клюз) служит для направления якорной цепи от палубы до цепного ящика. В верхней и нижней частях цепная труба имеет раструбы. Цепные трубы располагают вертикально или слегка наклонно, так чтобы нижний конец находился над центром цепного ящика. При установке брашпиля верхний раструб цепной трубы крепят на его фундаментной раме. При установке шпиля применяют угловой поворотный раструб, который состоит из литого корпуса и крышки, шарнирно-закрепленной в его верхней части. Крышка закрывает раструб, предохраняя цепной ящик от попадания в него воды, и позволяет при необходимости удержать на палубе участок якорной цепи для осмотра, для чего в ней имеется отверстие, соответствующее звену цепи.
Длина цепной трубы зависит от расположения цепного ящика по высоте судна. Внутренний диаметр трубы принимают равным 7–8 калибрам цепи.
Цепные ящики предназначены для размещения и хранения якорных цепей. При выборке якорей цепь каждого станового якоря укладывают в отведенное для нее отделение цепного ящика.
Размеры цепного ящика должны обеспечить самоукладку якорной цепи при выборке якоря без ее растаскивания вручную. Этому требованию отвечают цилиндрические отделения цепного ящика диаметром, равным 30–35 калибрам цепи (во всяком случае ящик должен быть сравнительно узким). Высота цепного ящика должна быть такой, чтобы полностью уложенная цепь не доходила до верха ящика на 1–1,5 м. На дне цепного ящика под центром цепной трубы установлен мощный полуовальный рым, через который якорная цепь, меняя направление, подводится к креплению коренного конца. Цепной ящик имеет самостоятельное осушение.
Крепление и отдача якорной цепи. В верхней части цепного ящика расположено специальное устройство для крепления и экстренной отдачи коренного конца якорной цепи. Необходимость быстрой отдачи может возникнуть при пожаре на соседнем судне, внезапном изменении погодных условий и в других случаях, когда судно должно быстро покинуть якорную стоянку.
До недавнего времени крепление коренной смычки к корпусу осуществлялось жвако-галсом – содержащим глаголь-гак. Отдача цепи производилась только из цепного ящика.
В настоящее время для отдачи якорной цепи вместо глаголь-гака, который небезопасен при отдаче цепи, стали применять откидные гаки с дистанционным приводом. Принцип действия откидного якорного гака такой же, как и глаголь-гака, с той лишь разницей, что стопор откидного гака отдается при помощи дистанционного валикового или иного привода. Управление этим приводом расположено на палубе непосредственно у якорного механизма.
Швартовное устройство
Швартовное устройство предназначено для закрепления судна у причала или других сооружений. Элементы швартовного устройства:
-швартовы -канаты, которые закрепляются одним концом на берегу или другом сооружении;
-кнехты – служат для закрепления судового конца швартовов;
-киповые планки, клюзы –предназначены для предотвращенияизломаи уменьшения трения швартовов;
-швартовные механизмы – служат для подбирания (подтягивания) и стопорения швартовов;
-вьюшки, банкетки – предназначены для хранения швартовов;
-кранцы– служат для смягчения ударов при швартовке судна. (рис.6.16).
|
Рис. 6.14.Общая схема швартовного устройства.
1-лебёдка швартовная автоматическая; 2-роульс направляющий; 3-клюз швартовный шестироульсный; 4-стопор швартовного каната; 5- киповая планка с тремя роульсами; 6- клюз буксирный; 7- кнехт буксирный; 8 –кнехт швартовный; 9- канат швартовный; 10- лебёдка швартовная автоматическая с турачкой; 11- швартов;12- стопор буксирного каната; 13- киповая планка с двумя роульсами и намёткой; 14- вьюшка бесприводная с тормозом; 15- клюз швартовный;16- шпиль якорношвартовный; 17- влноотбойник.
Швартовы – стальные, растительные или синтетические канаты (тросы). В настоящее время в основном применяются синтетические швартовы. Эти швартовы имеют ряд преимуществ: они легкие, гибкие, прочные, упругие (гасятся рывки), но есть и недостатки: оплавляются при трении, разрушаются на солнце, при разрыве выделяют колоссальную кинетическую энергию (что опасно для швартовщиков). Для предотвращения искрообразования эти швартовы должны быть пропитаны морской водой. Растительные швартовы (пеньковые, сизальские, манильские) – гибкие, но менее прочные, подвержены гниению и в настоящее время на судах практически не применяются. Стальные швартовы прочные, но более тяжёлые и жёсткие. Для возможности работы со стальными швартовами они должны состоять не менее чем из 144 проволочек и 7 мягких сердечников. Эти швартовы представляют опасность для швартовщиков и применяются достаточно редко.
Швартовы на забортном конце имеют петлю - огон, который накидывают на береговой пал. Для подачи швартовов на берег или другое сооружение обычно используется бросательный конец –лёгкий пеньковый трос с песком в тросовой оплётке на конце (рис.6.16.и). С помощью этого лёгкого троса на берег вытягиваются сравнительно тяжёлые швартовы.
В зависимости от положения относительно судна швартовы называются: продольные, прижимные, шпринги (носовые и кормовые соответственно) (Рис.6.15).
Рис.6.15.Схема швартовки судна лагом.
1-брашпиль, 2- кнехт, 3- швартовная лебёдка, 4-клюз, 5-киповая планка, 6-швартовный шпиль, 7-кормовые продольные,8- кормовой прижимной.9-кормовой шпринг, 10 носовой шпринг, 11- носовой прижимной, 12-носовые продольные.
Для закрепления швартовов на судне служат кнехты (рис.6.16.а). Если судно швартуется к высокобортным судам и высоким причалам, то устанавливают крестовые кнехты чтобы швартов не соскальзывал (рис.6.16.б). Для предотвращения изломов швартова и уменьшения трения у борта судна устанавливают клюзы, киповые планки (рис.6.16.в, г, д). Если на судне используются швартовы из синтетических материалов, то для предотвращения быстрого износа швартовов устанавливают клюзы с поворотной обоймой (рис.6.16.е). Благодаря тому, что обойма поворачивается при натяжении швартова, роульсы оказываются в плоскости судовой и береговой ветви швартова, что исключает трение скольжения. В ряде случаев с этой же целью используются многороульсные клюзы, которые образованы несколькими горизонтально и вертикально расположенными роульсами. Но при некоторых углах наклона швартова происходит его защемление и деформация, что приводит к быстрому износу швартова.
По-походному швартовы хранятся на вьюшках (рис.6.16.ж), барабанах автоматических швартовых лебёдок и на банкетах. На ряде современных судов вьюшки имеют электрический привод, что позволяет облегчить работы по швартовке судна. Банкетки – решетчатые деревянные площадки, которые служат для хранения швартовов, свёрнутых в бухты.
Для подтягивания швартовов служат турачки брашпиля, швартовные шпили, швартовные лебедки, автоматические швартовные лебедки, многобарабанные швартовные лебедки.
 |
При отсутствии швартовных лебёдок, после подтягивания швартова с помощью механизмов, швартов необходимо застопорить, а затем перенести на кнехт и закрепить восьмёрками. Для стопорения швартова на него накладываются тросовые стопоры обычно из того же материала, что и швартов, а иногда используются стационарные стопоры (рис.6.16.з).
Автоматические швартовные лебедки (рис.6.16.л)поддерживают усилие в швартове в заданных пределах за счет потравливания или подбирания швартова. Если длина швартова превысит заданную величину, то для исключения аварии лебёдка стопорится и подаёт звуковой сигнал. На автоматических швартовных лебедках весь швартов находится на барабанах, что значительно упрощает работы по швартовке и при изменении осадки судна. Но так как автоматические лебёдки громоздкие, то не удаётся установить количество лебёдок, соответствующее числу швартовов, которые обычно подаёт судно. Кроме того, автоматика часто выходит из строя.
|
Рис.6.17. Швартовные барабаны на одном валу со звездочками брашпиля и турачками.
|
Рис.6.18. Двух барабанная швартовная лебедка с гидроприводом.
На многих современных судах появились многобарабанные швартовные лебёдки. Эти лебёдки не имеют автоматики, но значительно облегчают работы по швартовке за счёт того, что на барабанах находится минимально необходимое число швартовов (так на балкере дедвейтом 75000 тонн имеется по 8 швартовных барабанов на носу и корме). От механизма этой лебёдки отходит вал, на котором расположены барабаны со швартовами (от двух до 4). Каждый барабан может соединяться с валом или отсоединяться от него с помощью кулачковой муфты (аналогично якорному барабану) и каждый барабан имеет свой стопор. Это позволяет оператору работать с любым барабаном (рис. 6.17 и рис. 6.18).
Рулевое устройство
Рулевое устройство предназначено для обеспечения управляемости судном (устойчивости на курсе и поворотливости).
Общий вид рулевого устройства показан на рис.6.20. В состав рулевого устройства входят руль, привод руля, привод управления.
|
 |
плавучестью, уменьшает нагрузку на подшипники. Из-за этих преимуществ практически все морские суда имеют обтекаемые рули. По положению оси вращения рули делятся на: небалансирные, полубалансирные и балансирные, По методу крепления к корпусу судна - обыкновенные, подвесные и полуподвесные (рис.6.19). У балансирных и полубалансирных рулей часть площади руля (до 20%) расположена в нос от оси вращения руля, что уменьшает момент и мощность, необходимую для поворота руля и нагрузку на подшипники.
Баллер служит для передачи вращающего момента на перо руля и его поворота. Баллер – прямой или изогнутый стержень, который крепится одним концом к перу руля с помощью фланца или конуса, а другой конец входит через гельмпортовую трубу и сальник в корпус судна. Баллер поддерживается подшипниками, на его верхний конец насажен румпель – одноплечий или двуплечий рычаг.
Рулевой привод связывает баллер руля с рулевой машиной и состоит из румпеля и соответствующей передачи к нему от рулевой машины. Наибольшее применение имеет гидравлический плунжерный привод рис. 6.21 и рулевая машина с качающимися цилиндрами рис. 6.23. Находят применение зубчатосекторный привод(устаревший тип), румпельный и винтовой (рис.6.22).
 |
От рулевого устройства зависит безопасность судна, поэтому требуется, чтобы кроме основного привода был и запасной. Основной привод должен обеспечивать поворот руля на полном ходу судна с 35° одного борта до 30° другого борта за 28 сек (механический ограничитель поворота руля на 35о, а конечный выключатель на 30о). Запасной привод должен обеспечивать перекладку руля при половинной скорости (но не менее 7 узлов) с 20° на 20° другого борта за 60 сек. Аварийный привод должен быть предусмотрен, если какая-либо ватерлиния проходит выше палубы румпельной (помещения, где размещена рулевая машина).
Учитывая особую важность рулевого устройства для безопасности судна, на современных судах обычно устанавливают два одинаковых привода, которые соответствуют требованиям к основному приводу (рис. 6.21). Это значительно повышает надёжность рулевого устройства, так как в этом случае возможна взаимная замена узлов.
При гидроприводе поворот руля осуществляется за счёт подачи масла высокого давления в один из гидроцилиндров и под действием плунжера поворачивается румпель и руль (из противоположного гидроцилиндра масло свободно сливается).
Ручной румпельный привод (рис.6.22.а) применяется на катерах. Так как тросы намотаны на барабан в противоположных направлениях, то при вращении штурвала с барабаном один трос удлиняется, а второй укорачивается, что заставляет поворачиваться румпель и руль.
Винтовой привод (рис.6.22.б) применяется на небольших судах. Так как резьба на шпинделе в районе ползунов противоположного направления, то при вращении шпинделя в одну сторону ползуны сближаются, а при вращении в другую - удаляются друг от друга. Это заставляет поворачиваться румпель и руль.
Зубчато-секторный привод раннее достаточно широко применялся (рис.6.22.в). Приводится в движение электромотором через редуктор. В этом приводе румпель как всегда жёстко посажен на баллер, а зубчатый сектор свободно вращается на баллере. Румпель связан с сектором пружинным аммортизатором, что смягчает удары волн передаваемые от пера руля на редуктор
Привод управления рулевой машины связывает штурвал, расположенный в рулевой рубке и рулевую машину. Наиболее распространены электрический и гидравлический приводы.
Рис. 6.23. Рулевой привод с качающимися цилиндрами
В узкостях на малом ходу судно плохо слушается руля, так как малая скорость набегающего на руль потока резко уменьшает поперечную гидродинамическую силу на руле. Поэтому в этих случаях обычно прибегают к помощи буксиров или на судне устанавливают средства активного управления (САУ): подруливающие устройства, выдвижные поворотные винтовые колонки, активные рули, поворотные насадки.
Подруливающие устройства (рис. 6.24.а) обычно устанавливают в носовой части судна, а иногда и в кормовой. Для того, чтобы ниша в корпусе не создавала дополнительного сопротивления на ходу судна, она закрывается жалюзями.
Выдвижная рулевая колонка обеспечивает упор в любом направлении, поэтому она часто используется на малых судах и плавсредствах для удержания на одном месте на больших глубинах. На малых глубинах возможно повреждение колонки.
Активный руль (рис.6.25) – это установленный в пере руля небольшой винт с приводом от электродвигателя или гидродвигателя, расположенного в капсуле, встроенной в руль. В некоторых случаях привод винта осуществляется от электродвигателя, расположенного в румпельной через вал, который проходит через полый баллер. При неработающем главном двигателе руль может поворачиваться до 90о и создавать упор в нужном направлении при работе вспомогательного винта. Иногда этот вариант САУ используется, когда необходимо обеспечить малую скорость судна порядка 2 – 4 узлов
Поворотная насадка (рис. 6.25.б) представляет собой обтекаемое кольцеобразное тело, внутри которого вращается винт. При повороте насадки отклоняется отбрасываемая винтом струя воды, что вызывает поворот судна. Поворотная насадка значительно улучшает поворотливость на малых ходах и особенно на заднем ходу. Это объясняется тем, что вся струя воды отклоняется насадкой как на переднем, так и на заднем ходу, в отличие от руля. Кроме того, в ряде случаев насадка позволяет увеличить КПД винта.
|
|
Все большую популярность приобретают азимутальные комплексы “AZIPOD”, которые устанавливаю на пассажирских судах и даже на суда арктического плавания. Типичная компоновка предусматривает: две кормового расположения поворотные винторулевые колонки, удерживающие гондолы, вмещающие в себя электродвигатели, приспособленные для вращения “тянущих” гребных винтов (ВФШ) (рис.6.26). Мощность каждой из колонок до 24000 квт.
 |
Специальный гидравлический привод обеспечивает поворот каждой из гондол на 360° с угловой скоростью до 8° за секунду. Управление вращением винтов дает возможность выбрать любой режим работы в диапазоне от “полного вперед” до “полного назад”. Существенно, что режим “полный назад” может быть обеспечен судну без разворота колонок-гондол на 180°.
“Ходовой режим”—используется при движении судна с относительно большой скоростью; гондолы при этом поворачиваются синхронно (углы совместной перекладки в пределах ±35°). Отмечается высокая гидродинамическая эффективность такого рулевого комплекса: управляемость судна остается приемлемой даже при остановке вращения винтов. Ходовой режим допускает экстренное торможение (за счет реверса – без поворота колонок);
“Режим маневрирования” (мягкая форма)– используется при движении судна с относительно малой скоростью. В этом режиме одна из гондол сохраняют функцию “маршевого” устройства, вторую разворачивают на 90°, заставляя работать в качестве мощного кормового подруливающего устройства;
“Режим маневрирования” (жесткая форма) – винты, переложенные на правый и левый борт (+45° и –45°), заставляют вращаться “вперед” или “назад”. Если винт правой гондолы работает “вперед”, левой – “назад”, возникает поперечная управляющая сила в направлении правого борта; в симметричной ситуации – в направлении левого борта.
Спасательные средства
Спасательные средства предназначены для спасения экипажей и пассажиров в случае аварии судна. К спасательным средствам коллективного пользования относятся спасательные шлюпки и плоты, к индивидуальным - нагрудники, жилеты, спасательные круги и гидрокостюмы.
Число мест в спасательных шлюпках находящихся на пассажирском судне должно быть не менее числа пассажиров и экипажа, на грузовом – с каждого борта не менее 100% экипажа (на пассажирском судне безопасность в значительной мере обеспечивается непотопляемостью судна).
Спасательные шлюпки имеют внутренний запас плавучести за счет воздушных непроницаемых ящиков или пеноматериала. Внутренний запас плавучести обеспечивает непотопляемость шлюпки с людьми и снабжением при заливании водой. Спасательные шлюпки имеют запас воды, провизии и необходимого снабжения. Спасательные шлюпки для движения должны иметь двигатель, ручной рычажный привод на винт вышел из употребления. Скорость шлюпки должна быть не менее 4-5 узлов, вес не более 20,3т, длина не менее 7,3м и вмещать не более 150 человек. Спасательная шлюпка должна быть закрытого типа и самовосстанавливаться после переворачивания. На пассажирских судах — полузакрытого типа и иметь укрытие от непогоды.
На современных грузовых судах устанавливаются сбрасываемые герметичные отсеки для всего экипажа, которые располагаются в кормовой части судна или сбрасываемые шлюпки (шлюпки свободного падения, рис.6.29). Переход к сбрасываемым отсекам обусловлен опасностью удара о судно при спуске шлюпки в условиях волнения и качки; отсутствие хода компенсируется широкой сетью спасательных служб и средств оповещения. При значительном крене судна невозможно спустить шлюпку с одного из бортов. Поэтому при комплектации судна шлюпками тросового спуска необходимо иметь их две. А вот шлюпок сбрасываемых достаточно одной, она крепится с кормы, откуда и сбрасывается с уже работающим двигателем, отвозя команду от воронки. На сегодняшний день сбрасываемые спасательная шлюпка считаются самым надежными средствами спасения экипажей морских судов. Существует и экономическая целесообраз-ность их применения: один комплект оборудования на базе такой шлюпки дешевле двух комплектов оборудования на базе бортовых шлюпок тросового спуска. Поэтому строящиеся и модернизи-руемые в последнее время суда оснащаются, как правило, сбрасываемыми спасательными шлюпками.
Шлюпбалки.
Для спуска шлюпок используются только гравитационные шлюпбалки: скатывающиеся, одношарнирные, двух шарнирные (рис.6.28).
Спуск должен обеспечиваться со стороны поднятого борта при крене 25° и дифференте 10°. Скорость спуска должна регулироваться тормозом лебедки, а подъем шлюпки обычно осуществляется с помощью электропривода.
Рис.6.29. Шлюпка сбрасываемая
Танкерные спасательные шлюпки должны обеспечить эвакуацию экипажа танкера через разлитые и загоревшиеся нефтепродукты.
Для этого спасательная шлюпка должна выдерживать не менее 10 минут температуру 1200°С. Поэтому эти шлюпки моторные закрытого типа, стальные с хорошей изоляцией, а также предусматривается орошение шлюпки забортной водой. Скорость шлюпки должна быть не менее 6 узлов. Для дыхания людей, работы двигателя, создания подпора воздуха (для исключения попадания дыма) предусмотрен запас сжатого воздуха в баллонах.
Для того, чтобы член экипажа не оставался на судне во время спуска шлюпки, предусмотрено управление спуском из самой шлюпки. Для исключения перегрева шлюпки во время спуска должно быть предусмотрено орошение судном зоны спуска.
Дежурные шлюпки
Особый класс шлюпок составляют моторные полужесткие надувные шлюпки вместимостью на 5-6 человек спускаемые с помощью особой шлюпбалки для спасения человека за бортом.
Спасательные плоты
Спасательные плоты относятся к спасательным средствам коллективного пользования и вмещают 6-20 человек. Количество мест в спасательных плотах
на судне должно быть не менее 50% от количества экипажа грузовых судов и 25% людей на борту пассажирского судна. Наиболее широкое распространение получили сбрасываемые надувные спасательные плоты, в то же время имеются жесткие и полужесткие плоты. Надувной спасательный плот хранится на судне в контейнере и при сбрасывании за борт контейнер раскрывается, и плот надувается. Если судно тонет, то благодаря гидростату плот освобождается и всплывает. Плоты имеют необходимое снабжение.
Если надувные плоты надуваются у борта судна и спускаются с людьми, то такие плоты могут заменить шлюпки в южных районах плавания. Спасательные нагрудники, гидрокомбинезоны и спасательные круги относятся к индивидуальным спасательным средствам.
|
|
На судне в каютах должны быть нагрудники по количеству людей на борту плюс на местах несения вахты – по числу вахтенных.
Грузовое устройство