Данная публикация изъята из фонда.
Современные движительно-рулевые и подруливающие устройства для морских и речных судов. Часть 1 : учебное пособие
Покупка
Основная коллекция
Автор:
Каган З. Л.
Год издания: 2014
Кол-во страниц: 80
Дополнительно
Учебное пособие «Современные движительно-рулевые и подруливающие устройства для морских и речных судов. Часть 1» по дисциплине «Теория и устройство судна. Судовые движители» разработано в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для студентов, обучающихся по направлению подготовки 180100.62 «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры», а также для студентов, обучающихся по специальностям: «Эксплуатация судовых энергетических установок», «Судовождение».
Учебное пособие также может быть использовано проектантами судов, специалистами и руководителями технических и управленческих служб флота, преподавателями, аспирантами и иными заинтересованными лицами.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 26.03.01: Управление водным транспортом и гидрографическое обеспечение судоходства
- 26.03.02: Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры
- ВО - Специалитет
- 26.05.04: Применение и эксплуатация технических систем наводных кораблей и подводных лодок
- 26.05.05: Судовождение
- 26.05.06: Эксплуатация судовых энергетических установок
- 26.05.07: Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА Каган З.Л. СОВРЕМЕННЫЕ ДВИЖИТЕЛЬНО-РУЛЕВЫЕ И ПОДРУЛИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ МОРСКИХ И РЕЧНЫХ СУДОВ Часть 1 Учебное пособие Альтаир–МГАВТ Москва 2014
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА Каган З.Л. СОВРЕМЕННЫЕ ДВИЖИТЕЛЬНО-РУЛЕВЫЕ И ПОДРУЛИВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ МОРСКИХ И РЕЧНЫХ СУДОВ Часть 1 Учебное пособие Альтаир - МГАВТ Москва 2014
УДК 629.5.035 Каган З.Л. Современные движительно-рулевые и подруливающие устройства для морских и речных судов. Часть 1. Учебное пособие — М.— Альтаир–МГАВТ, 2014.— 80 с. Учебное пособие «Современные движительно-рулевые и подруливающие устройства для морских и речных судов. Часть 1» по дисциплине «Теория и устройство судна. Судовые движители» разработано в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для студентов, обучающихся по направлению подготовки 180100.62 «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры», а также для студентов, обучающихся по специальностям: «Эксплуатация судовых энергетических установок», «Судовождение». Учебное пособие также может быть использовано проектантами судов, специалистами и руководителями технических и управленческих служб флота, преподавателями, аспирантами и иными заинтересованными лицами. Рецензенты: Волхонов В.И.— к.т.н., профессор кафедры «Судостроение и судоре монт» ФБОУ ВПО «Московская государственная академия водного транспор та»; Вишневский Л.И.— д.т.н., старший научный сотрудник, главный учё ный секретарь ФГУП «Крыловский государственный научный центр». Издается по решению Учебно-методического совета МГАВТ. Рассмотрен и рекомендован к использованию в учебном процессе на заседании кафедры «Судостроение и судоремонт» (протокол № 8 от 30 января 2014г). Ответственность за оформление и содержание передаваемых в печать материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебнометодические материалы. © МГАВТ, 2014 © Каган З.Л., 2014
Оглавление 1. Введение 2. Основные определения, назначение и область применения со временных ДРУ и ПУ для различных классов и типов судов и плав средств 3. Типы и основные конструктивные особенности современных ДРУ и ПУ 4. Технико-экономическое обоснование установки ДРУ и ПУ на судах и плавсредствах 5. Технические и конструктивные требования, предъявляемые к ДРУ и ПУ. Требования к их установке, монтажу, освидетельствова нию и испытаниям 6. Сайты основных фирм создающих ДРУ и ПУ 7. Библиография Стр. 4 6 20 55 60 73 74
1. ВВЕДЕНИЕ Быстро возраставшая с середины ХХ века интенсивность судоходства, не прерывное увеличение количества судов и их размеров — значительно ослож нили плавание в узостях, на внутренних водных путях, на подходных путях к портам и в портах. Наряду с расширением традиционных задач, обеспечивае мых различными видами флотов (военный, транспортный, промысловый и тех нический, добычи и разведки полезных ископаемых) и составляющих их раз личными типами кораблей, судов и плавсредств, появились новые задачи, для обеспечения которых были созданы новые типы судов и плавсредств, техниче ского, добывающего и т.п. флотов. Все это потребовало существенного увели чения эффективности средств управления (СУ) и движения судами, особенно на малых скоростях хода и без хода при воздействии ветра, волнения, течения и других внешних сил, вызванных, например, мелководьем, близостью к берегу и другим судам. Для обеспечения ряда новых задач потребовалось удержание судна на месте или перемещение его малым ходом по жестко заданной траекто рии. Все это потребовало создания и развития специальных устройств — средств активного управления судами (САУ), создающих упор под углом к диаметральной плоскости (ДП) судна на любых скоростях, в т.ч. на малых ско ростях хода и без хода, и обеспечивающих любое заданное движение и управле ние судном (плавсредством). К САУ относятся подруливающие устройства (ПУ) и движительно-рулевые устройства (ДРУ), в т.ч. главные движительно-рулевые уст ройства (ГДРУ), такие, например, как поворотные колонки (ПК), в некоторых лите ратурных источниках называются винто-рулевыми колонками (ВРК). В течение более шести десятилетий применение САУ, включая и главные движительно-рулевые устройства (ГДРУ), на кораблях и судах различного типа и назначения бурно развивалось, как в количественном, так и в качественном отношении, расширялась область их применения. Если в 50-ых годах ХХ века таких судов в мире насчитывалось несколько десятков, то уже в 80-ых годах это несколько сот типов различного назначения судов, а количество судов со
ставляло несколько тысяч без учета небольших катеров, яхт и т.п. С 80-ых го дов за рубежом началось значительное применение САУ и ГДРУ (в основном ПК) на буксирах, судах речного и смешанного (река-море) плавания, ледоколах, круизных пассажирских судах и паромах, промысловых и различного типа до бывающих и обеспечивающих судах, боевых кораблях и вспомогательных су дах ВМФ, судах и плавсредствах технического флота и других. В развитии мирового судостроения в XXI веке существенно выросла доля применения движительно-рулевых устройств (ДРУ), включая ГДРУ, и подрули вающих устройств (ПУ) на различных по типу и назначению судах и плавсредст вах. Увеличилась эффективность создаваемых ДРУ и ПУ, возросла их мощность. Такая же тенденция в последние годы проявилась и в отечественном судостроении. В части 1 предлагаемой вниманию работы приведены основные направления развития, даны определения, назначение и область применения современных ДРУ и ПУ, разобраны примеры наиболее типичных конструкций с описанием их особен ностей. В работе приведены основные технические и конструктивные требования, предъявляемые к ДРУ и ПУ, их установке, монтажу, освидетельствованию и испы таниям. Рассмотрена эффективность и экономическая целесообразность примене ния САУ и ГДРУ. Дан обзор основных фирм, занимающихся созданием различных типов ДРУ и ПУ. В работе использованы материалы тем, в которых принимал уча стие автор, как ведущий исполнитель, по разработке стандартов [15–18], типораз мерных рядов и более пятидесяти проектов различных по типу и назначению ДРУ и ПУ. В работе также использованы материалы по вопросам эксплуатации, приме нения и разработки, современных ДРУ и ПУ, в т.ч. и тех, которые только ещё про рабатываются, например приведенные в [5–7, 20]. Во второй части предложены методы предварительного выбора типа и ос новных параметров ДРУ и ПУ и оценка их эффективности при установке на су да и плавсредства различного типа и назначения. Приведено описание конст рукций и технических характеристик различных типов современных ДРУ и ПУ. Также даны предложения по проектированию, приведены многочисленные примеры применения ДРУ и ПУ и опыта их эксплуатации.
2. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ДРУ И ПУ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ И ТИПОВ СУДОВ И ПЛАВСРЕДСТВ 2.1. Основные определения и типы движительно-рулевых и подруливающих устройств Основным направлением увеличения эффективности средств управления судами на малых скоростях хода и без хода явилось применение средств актив ного управления судами (САУ) [15–19]. К САУ относятся устройства с авто номным приводом, создающие упор или тягу, направленную под углом к диа метральной плоскости (ДП) судна на любых скоростях движения, обеспечивая, в отличие от обычных средств управления, хорошую эффективность управле ния судном при движении на малых скоростях хода и без хода, а также на зад нем ходу и при торможении. По возможности изменения направления упора или тяги САУ подразде ляются на: - подруливающие устройства (ПУ) — устройство с рабочим органом в ка нале расположенном в корпусе судна (или в насадке вне корпуса), создающее тягу, направленную под прямым углом к ДП судна; - движительно-рулевые устройства (ДРУ) — устройство с рабочим орга ном, расположенным вне корпуса (или в корпусе) судна, создающее упор, на правление которого может меняться относительно ДП судна. ДРУ в свою очередь делятся на главные движительно-рулевые устройства (ГДРУ) и вспомогательные движительно-рулевые устройства (ВДРУ). Привод главных движительно-рулевых устройств обеспечивается работой главных двигателей (при необходимости, на отдельных режимах, может также обеспечиваться работой двигателей резервного или малого хода). ГДРУ спо собны менять направление тяги или упора в широком диапазоне и в отличие от рулевых устройств обеспечивают управляемость судна не только при наличии скорости, но и без неё. В случае, если судно оборудовано ГДРУ, рулевое уст
ройство на нем может отсутствовать. К ГДРУ относятся: двухвинтовые движи тельные установки с раздельно поворотными насадками (РПН), поворотные колонки с гребными винтами (ПК), в том числе и в насадке, крыльчатые дви жители (КД), некоторые конструкции водометных движителей (ВД) с ревер сивно-рулевым устройством (РРУ) или днищевым поворотным устройством (ДПУ) и т.п. ДРУ. Установка на судне ГДРУ не исключает возможности уста новки на этих судах ПУ и ВДРУ, если это обеспечивает высокую эффектив ность при выполнении судном своих задач и экономическую целесообразность. Вспомогательные движительно-рулевые устройства и ПУ работают, не за висимо от работы (или не работы) главных двигателей. ВДРУ предназначены, как для обеспечения высокой эффективности управления судном при движении на малых скоростях хода и без хода, создавая упор (тягу) изменяющуюся по направлению в широком диапазоне, включая направление вдоль ДП судна, так и для обеспечения движения судна малым и предельно малым ходом. ВДРУ может также использоваться, как движитель резервного хода. К ВДРУ относятся: выдвижные или откидные поворотные колонки (ВПК или ОПК); водометный движитель с днищевым поворотным устройством (ВД с ДПУ); крыльчатый движитель (КД), расположенный в подзоре; активный руль (АР). 2.2. Основное назначение и область применения ДРУ и ПУ 2.2.1. Управляемость — это качество судна выполнять заданные маневры с помощью средств управления (СУ). В качестве основных расчетных манев ров, принимаемых при оценке управляемости судна и эффективности его СУ, как правило, рассматриваются следующие: - удержание судна на курсе, т.е. возможность обеспечить прямолинейное движение судна в заданном направлении, с заданной скоростью и с углом дрейфа не превышающем допустимого значения, при заданном внешнем воз действии произвольного направления; - циркуляция судна в зависимости от поступательной скорости и величины упора создаваемого СУ, определяется диаметр циркуляции (при нулевой скоро