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).

Общая схема швартовного устройства показана на рис. 6.14.

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.

В руль входит перо руля и баллер. Основой пера руля является мощная вертикальная балка – рудерпис. С рудерписом соединены горизонтальные рёбра жесткости и петли. По сечению рули делятся на пластинчатые и обтекаемые. Обтекаемый руль - пустотелый в сечении имеет каплевидную форму, улучшает управляемость, увеличивает КПД винта, обладая собственной

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 35^о, а конечный выключатель на 30^о). 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 90^о 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.

Крыльчатый движитель, как было показано в первой части, позволяет перемещаться судну в любом направлении.

Рис.6.25 Активный руль (а) и поворотная насадка (б): 1- перо руля; 2- вспомогательный винт; 3- электродвигатель;4- баллер; 5- электрокабель; 6- гребной винт; 7-насадка поворотная.

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.