Подруливающее устройство своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 10.09.2024

Мы зарегистрировали подозрительный траффик, исходящий из вашей сети.
С помощью этой страницы мы сможем определить, что запросы отправляете именно вы, а не робот.
Введите символы, чтобы продолжить.

Вы не робот?

Из-за постоянного роста численности маломерных судов и другого прогулочно-туристического флота и при текущей тесноте марин, которые расширить не так то просто при растущем спросе на пространство, наличие подруливающих устройств на катерах длиной более 8 метров и тем более на парусных яхтах является уже не рекомендацией, а необходимостью. Подруливающее устройство (ПУ) сейчас это один из элементов безопасности судна, которому уделяется все больше внимания. Если проанализировать последние происшествия и аварийные ситуации, то подавляющее большинство из них произошли при выходе с мест стоянок, при заходе в переполненные в сезон гавани или при маневрировании в узких проходах, каналах и т.п. Малоопытные судоводители забывают, что на судне нет тормозов и быстро остановиться или произвести резкий маневр на нем не возможно.

Самым популярным и эффективным подруливающим устройство на данный момент является поперечная носовая установка с винтом в тоннеле с электроприводом и дистанционным управлением.

Немецкий журнал “Boote” в далёком 1992 году опубликовал статью, в которой описывается опыт эксплуатации такого подруливающее устройства производства фирмы “Vetus”. Установлено оно было на стеклопластиковом катере “Bayliner” длиной 7,5 метров. Упор ПУ 23 кгс, мощность его мотора 1,5 кВт, питается от батареи 55 Ач, сила тока 170 А, напряжение 12В. Цена такого устройства на тот момент составляла порядка 4500 дойчмарок. По отзывам самого владельца, он получил повышенную маневренность катера, улучшил безопасность плавания, без ухудшения остальных характеристик судна.

Выбор ПУ и его установка

А теперь несколько советов по подбору подруливающего устройства для вашего катера и по его установке.

Для расчёта необходимого упора ПУ используется простая формула поворотного момента, на которое действует ветер той или иной силы (к примеру, 6 баллов):

где 0,75 – редукционный коэффициент; D – максимальная сила давления ветра на 1 кв.м. площади (принимаемая; равной для 5 баллов 7.5 кгс; для 6 – 12.5; для 7 – 19.2; для 8 – 28.2; для 10 – 52); Р – площадь боковой проекции надводной части судна в кв.м.; L – длина его корпуса в метрах.

Общий вид ПУ Vetus с упором от 25 до 60 кгс

Размеры (мм)/Модель ПУ	BOW2512D	BOW3512D	BOW4512D	BOW5512D BOW5524D	BOW6012D BOW6024D
A	138	138	143	143	143.5
B	297	314	365	377	397
C	73	79	79	79	77
D min./max.	220 / 440	300 / 600	250 / 500	300 / 600	370 / 740
E	149	149	160	160	160
F ?	112	112	130	130	130
G min.	110	150	125	150	185
H ?	110	150	125	150	185

Разделив полученное значение действующего на судно поворотного момента М на отстояние оси поперечного тоннеля ПУ от кормы (принимается максимально возможным по условиям компоновки), получаем примерное значение необходимого упора, по величине которого подбирается модель подруливающего устройства и источник питания по каталогам изготовителей. Если не удаётся найти модель с нужным упором, ставят сразу два ПУ рядом. Для катеров и яхт размером выше среднего, рекомендуется устанавливать и носовое и кормовое подруливающие устройства. При такой компоновке ПУ судно может двигаться лагом, что важно при швартовке, а при работе устройств враздрай (направленные в разные стороны) – заметно повышается поворотливость судна даже при неработающем основном моторе.

Устанавливая подруливающее устройство нужно учитывать, чтобы плоскость диска его гребного винта совпадала с диаметральной плоскостью (ДП) судна. Если устанавливается ПУ с двумя винтами, то плоскости дисков винтов должны располагаться симметрично относительно ДП. Если ширина подводной части корпуса катера или яхты изначально больше рекомендуемой длины тоннеля, рекомендуется сдвигать ПУ от ДП так, чтобы диск винта был расположен на расстоянии вытянутой руки от края тоннеля на этом борту.

В общем случае наименьшая длина носового тоннеля (по носовой его стороне) должна быть не менее 2*D и не более 4*D, где D – внутренний диаметр тоннеля. Заглубление тоннеля (от КВЛ до его верхней кромки), а так же расстояния от кромки форштевня и от нижнего края киля должны быть не менее 0,5*D.

Рекомендуется по периметру вырезов в обшивке (на краях тоннеля) скруглять углы R=0,1*D или хотя бы срезать их: рекомендуемый размер “округления” (0,1 —0,15)*D.

На быстроходных катерах с острыми носовыми обводами нужно улучшить обтекание вырезов путеём срезания края трубы параллельно диаметральной плоскости судна, а в обшивке сделать треугольные карманы с кормовой части тоннеля. Длина такого кармана равная (1-3)*D. Если эта область на ходу не будет замываться носовым буруном, ось кармана нужно располагать параллельно КВЛ. Если все же замывается, то ось смещается вверх и располагается параллельно склону носовой волны (под углом до 15 гр.).

Вырезы под ПУ защищают обычно двумя или тремы вертикальными стальными прутками или полосками 3*20-40 мм со скругленными кромками. Если полоски ставятся на трубу, имеющую с кормы наклонную нишу в НО, они должны быть перпендикулярны склону (верху) носовой волны.

Несколько примеров установки подруливающих устройств

Простейшее подруливающее устройство представляет собой реверсивный электромотор с винтом, помещённый внутрь тоннеля. Сам мотор является ещё и ступицей этого винта. Для примера можно посмотреть ПУ “Sara” из Голландии, которое рассчитано на установку на яхты длиной до 14 м.

Более универсальные и популярные ПУ – это тоннельные пропеллеры так же голландской фирмы “Vetus”. Сейчас компания предлагает модели от 25 до 220 кгс с ценой от 95 000 до 630 000 рублей. Компания поставляет 11 модификация ПУ для судов от 4 до 28 метров длинной. Более подробно можно посмотреть по ссылке.

Туннельное подруливающее устройство применяется более широко. Суда, оборудованные им, имеют в носовой части ниже ватерлинии туннель — прямой открытый трубопровод, идущий от борта к борту, перпендикулярно диаметральной плоскости. Внутри туннеля помещен винт, при работе которого по туннелю перекачивается вода, в результате чего возникает поперечная сила. Изменение направления упора винта достигается реверсом двигателя или устанавливают винт регулируемого шага, в котором направление упора изменяется поворотом лопастей. Некоторые подруливающие устройства туннельного типа имеют гребной винт на вертикальном валу. Винт помещен в вертикальный туннель,
который в верхней части расходится на оба борта. Забор воды производится из-под днища судна, а
ее выход можно с помощью заслонки регулировать на тот или иной борт. Направление упора здесь меняется без реверса двигателя.

Насосное подруливающее устройство имеет в носовой части судна трубопровод, прорезающий ниже ватерлинии обшивку обоих бортов. В среднюю часть трубопровода встроен насос, по обеим сторонам которого имеются клинкеты с дистанционным приводом. Насос перекачивает по трубопроводу воду от одного борта к другому,создавая упор, направление которого обратно потоку воды.

Представляет интерес подруливающее устройство для танкеров, в основе которого лежит идея использования грузовых насосов. Такое устройство состоит из продольного трубопровода, проложенного по палубе от грузовых насосов до носового коффердама. Здесь трубопровод опускается и соединяется с горизонтальной трубой, имеющей выход за борт. При перекачке воды по горизонтальной трубе на левый или правый борт создается поперечная сила.

К подруливающим устройствам следует также отнести активный руль Его особенность — наличие вспомогательного винта, установленного на пере руля. Винт приводится в действие электродвигателем, вмонтированным в перо руля и закрытым обтекаемым кожухом. При работе этого винта создается сила — упор винта, которая передается на корпус судна под некоторым углом к диаметральной плоскости, в результате чего создается момент, поворачивающий судно. Величина момента зависит от угла перекладки руля. Максимальный момент будет при угле перекладки, равном 90°, поэтому угол перекладки активного руля не ограничивается.

Силу, направленную под некоторым углом к диаметральной плоскости, можно получить также с помощью поворотной насадки, которая представляет собой специально спрофилированное кольцо, охватывающее гребной винт. Насадка укреплена на баллере, с помощью которого ее можно поворачивать вокруг вертикальной оси. При повороте насадки отбрасываемая гребным винтом
струя отклоняется, что и вызывает поворот судна. Суда с поворотными насадками могут не иметь обычных рулей. Это устройство нашло применение на речном флоте и на портовых буксирах.

Первоначально подруливающие устройства устанавливались на судах специального назначения (паромы, буксиры и пр,). но в последнее время ими стали оборудовать крупные пассажирские и грузовые суда (например, ролкеры, крупнотоннажные танкеры).

Как подобрать подруливающее устройство Max Power

В этой статье мы попытаемся разобраться, что такое подруливающее устройство, какими они бывают и как правильно выбрать.

В этой статье вы узнаете:

Туннельное или выдвижное подруливающее устройство, что выбрать?
Носовые и кормовые подруливающие устройства.
Электрическое или гидравлическое подруливающее устройство?
Разновидности гидравлических подруливающих устройств.
Специальные электрогидравлические силовые агрегаты Powerpacks ™.
Как правильно выбрать подруливающее устройство?

Туннельное или выдвижное подруливающее устройство, что выбрать?

Позиционирование подруливающих устройств часто так же важно, как и выбор правильной мощности тяги для максимальной маневренности Вашего судна. Для достижения оптимальной тяги, турбины должны быть размещены на один полный диаметр гребного винта ниже ватерлинии. Также важно расположить подруливающее устройство как можно ближе к носовой части или корме. Чем ближе будет расположено устройство к центру судна, тем более мощным оно понадобится для достижения той же скорости поворота.

Большинство конструкций судов хорошо подходят для установки стационарных туннельных подруливающих устройств. Однако вышеописанные ограничения (глубина и расположение) часто противоречат друг другу, особенно на современных парусных яхтах. Несмотря на то, что некоторым парусным яхтам могут хорошо подойти подруливающие устройства туннельного типа, все же на большинстве современных конструкций лучше проявляют себя выдвижные подруливающие устройства.

Носовые и кормовые подруливающие устройства.

Совместное использование носового и кормового подруливающих устройств обеспечивает совершенно новый уровень контроля при маневрировании в сложных условиях или в труднодоступных местах. Поворот на месте или даже поворот всей лодки в сторону становится возможным одним щелчком переключателя.

Max Power предлагает кормовые адаптеры для всей линейки подруливающих устройств. Также доступен ряд двигателей с защитой от воспламенения, что позволяет использовать подруливающие устройства в условиях повышенной влажности или на суднах с бензиновым двигателем.

На судах, где невозможно использование обычных туннельных кормовых адаптеров из-за недостаточной глубины погружения или расположения систем привода, убирающиеся кормовые подруливающие устройства являются практическим и мощным решением.

Электрическое или гидравлическое подруливающее устройство?

Носовые и кормовые подруливающие устройства, как выдвижные, так и туннельные, требуют источника питания. На судне это может быть электропитание 12/24 В постоянного тока или гидравлический привод. Гидравлический привод должен получать энергию через гидравлический насос от двигателя внутреннего сгорания или от электродвигателя. Электродвигатель будет питаться непосредственно от аккумуляторной батареи.

Выбор мощности подруливающего устройства будет зависеть от таких факторов, как частота использования, время работы и требуемый размер двигателя.

Разновидности гидравлических подруливающих устройств.

Гидравлические подруливающие устройства нуждаются в тщательно разработанной гидравлической системе для их надежной и эффективной работы. Часто эта система может потребоваться только для подруливающего устройства. Наиболее распространенная система подруливающего устройства использует двигатель в качестве источника питания. Данная система может предложить неограниченное время работы и не нуждаются в батареях или кабелях высокой мощности. Для таких специализированных систем можно использовать два типа гидравлических насосов.

Насосы переменного объема
Насос с переменным рабочим объемом может использоваться, когда необходим фиксированный поток при постоянно изменяющихся оборотах двигателя. Обычно это насос, установленный на главном двигателе или редукторе через вал отбора мощности. Эти системы часто используются на больших судах, предлагают мощное решение для больших подруливающих устройств.

Насосы с фиксированным рабочим объемом
Используется, когда доступен генератор с отбором мощности. Насосы с фиксированным рабочим объемом выдают фиксированный поток при заданных оборотах двигателя. Эти системы отличаются высокой надежностью, просты в установке и экономичны.

Специальные электрогидравлические силовые агрегаты Powerpacks ™.

Иногда осуществить привод гидравлического насоса от двигателя судна не представляется возможным, на этот случай компания Max Power производит ряд специальных электросиловых агрегатов работающих от аккумуляторных батарей, специально предназначенных для гидравлических подруливающих устройств, как выдвижных, так и туннельных.

Принцип действия типовой гидравлической системы заключается в следующем (рис. 12.52). Насос 4 постоянной подачи через фильтр 3 принимает рабочую жидкость из цистерны 1 и подает через невозвратный 5 и запорный 7 клапаны к золотниковому распределителю 24. Управление им осуществляется с помощью исполнительного механизма 22 дистанционной электрической системы.

Как видим, золотниковый распределитель 24, гидроцилиндр 31 и рычажный механизм обратной связи представляют следящую систему. Для изменения угла а необходимо новое задание угла a₃.

Расходный бак 11 с клапанами 10, 17 и трубопроводами 12, 16 служит для создания подпора в корпусе редуктора (28 + 29) в целях предотвращения протечек забортной воды, а также пополнения редуктора и цистерны 1 рабочей жидкостью. Бачки 18, 19 обеспечивают контроль состояния уплотнений 30 основного вала и уплотнений ведущего вала 28. Маслоохладитель 35 с клапанами 36 используют при необходимости для предотвращения перегрева масла.

Клапан 6 предохраняет насос и регулируется на максимальное давление примерно 5 МПа. Клапан 39 перепускает масло при значительном загрязнении фильтра 40. Трубопровод 13 с фильтром 14 и клапаном 15 служит для пополнения бака 11, а ручной насос 25 - для откачивания масла из корпуса редуктора. Подруливающее устройство установлено в поперечном туннеле 26. Поплавковое устройство 2 служит для сигнализации о понижении уровня масла в цистерне 1.

Датчик давления 8 и манометры 9 обеспечивают контроль работоспособности гидросистемы. Винтовые соединения 21 и 23 служат для регулирования среднего положения золотника 24 и рычажного механизма обратной связи. Клапан 38 предохраняет маслоохладитель 35 от повышенного давления.

На рис. 12.53 показан основной узел подруливающего устройства - механизм изменения шага (МИШ) лопастей. Он расположен внутри герметичного корпуса 2, соединенного болтами с конусной муфтой 9, которая насажена на основной вал 8. МИШ состоит из подвижного цилиндра 5 и неподвижного поршня 7, имеющего уплотнение 6 и соединенного с корпусом 2 с помощью штока 16. Втулка 15 является рабочей поверхностью подвижного соединения с цилиндром 5.

Герметичность корпуса 2 обеспечивается уплотнениями 3 лопастей 4 и 14 и уплотнениями 13. Обтекатель 1 также имеет свои уплотнении. Муфта 9 вращается вместе с валом 8, поэтому уплотняется устройством 10.

На внешней поверхности цилиндра 5 имеются сухари специальной формы, которые входят в пазы, расположенные на торцах лопастей 4 и 14 (всего четыре лопасти). Такое соединение превращает линейное перемещение цилиндра во вращательное движение лопастей 4 и 14.

Имеется система дистанционного управления ПУ, а также предусмотрено местное управление, которое используется в случае отказа дистанционной системы. Блокировка отключает систему управления, если при пуске ПУ лопасти находятся не в нулевом положении. Система управления отключается также в случае падения давления в гидросистеме (датчик давления 8, см. рис. 12.52).

Масса - 14100 кг, диаметр винта 2 м, четыре лопасти, поворот лопастей ±21°, частота вращения 244 мин -1 , направление - правое, ресурс до заводского ремонта 10 тыс. ч, ресурс непрерывной работы 500 ч. Параметры приводного электродвигателя: тип АКМ500-4ВКОМ4, напряжение 380 В, мощность 500 кВт, частота вращения 1475 мин -1 . Параметры гидропривода: наибольшее рабочее давление 5 МПа, масло — АУП в количестве 0,15 м 3 время реверса лопастей 20 с. Редуктор полностью заполнен маслом Т_п 46 в количестве 0,54 м 3 .

В зависимости от типа и размеров судна могут устанавливаться от одного (в носовой части судна) до четырех (два в носу и два в корме) подруливающих устройств.

В процессе технического обслуживания подруливающих устройств, как и других машин и механизмов, необходимо руководствоваться фирменной инструкцией. Обычно выполняют следующие работы.

В ходе ежедневного осмотра проверяют герметичность соединений трубопроводов и уровни масла в баках. При осмотре через 50 ч работы берут пробу масла на обводненность.

В ежемесячный осмотр входит проверка работы ПУ в течение 10 мин на различных режимах, всех рабочих параметров электродвигателей и насоса, а также видов управления, блокировок и сигнализаторов.

Ежегодно дополнительно проверяют качество масла, которое при необходимости заменяют, контрольно-измерительные приборы и регулирование предохранительного клапана, промывают фильтры.

Каждые 5 лет эксплуатации заменяют резинотехнические изделия. Срок их службы 7 лет, из них 2 года приходятся на хранение и 5 - на период эксплуатации. При хранении свыше двух лет срок эксплуатации сокращается.

В процессе эксплуатации ПУ возможны следующие типовые неисправности.

При задании нулевого положения лопасти устанавливаются с большой ошибкой. Такую неисправность устраняют регулированием механизма обратной связи с помощью соединений 21 и 23 (см. рис. 12.52). При задании определенного угла лопасти могут продолжать поворачиваться до предельного угла. Это происходит в случае обрыва рычагов в обратной связи DEFGHBC.

Во время включения ПУ лопасти винта могут не поворачиваться. При этом необходимо проверить работу элементов блокировки. Возможны также обрывы в электрической системе управления.

Замедленная скорость поворота лопастей связана, как правило, с утечками рабочей жидкости в системе из-за износа уплотнений. Замена их возможна только в доке.

Лопасти могут не поворачиваться на полный угол вследствие нарушения регулирования предохранительного клапана. Возможно заедание золотника 24 в крайних положениях, а также значительный износ насоса. При наличии в системе гидрозамков их износ может вызвать аналогичную неисправность.

Многие неисправности связаны с загрязнением рабочей жидкости или ее обводнением. Необходим периодический контроль за состоянием жидкости и чистотой фильтров.

Читайте также: