СУДОВОЕ РУЛЕВОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области судостроения, в частности, к конструкциям рулевых устройств судов.
Известно судовое рулевое устройство, содержащее профилированное перо руля, состоящее из основной части, закрепленной на баллере, установленном в вертикальной продольной плоскости судна, закрылка, расположенного позади основной части по ходу движения судна и сообщенного с нею посредством шарнира с вертикальной осью поворота, причем баллер снабжен приводом поворота закрылка, баллер жестко скреплен с основной частью пера руля, при этом привод поворота закрылка содержит поворотный вал, ось поворота которого размещена в одной вертикальной продольной плоскости судна с осью поворота баллера, причем конец поворотного вала снабжен втулкой, ось которой перпендикулярна оси поворота поворотного вала, через которую пропущен с возможностью возвратно-поступательного движения шток, конец которого снабжен отгибом, жестко скрепленным с закрылком (см. патент РФ №2551948, 2015 г.).
Недостатком данного устройства является то, что при повороте в сторону любого борта независимо от направления движения (передним или задним ходом) руль принимает форму, наиболее эффективную при движении передним ходом. При движении задним ходом такая форма руля по отношению к набегающему с кормы потоку наименее эффективна, и ее эффективность ниже, чем у обычного руля неизменяемой формы. Снижение управляемости усугубляется тем, что при движении задним ходом судно всегда хуже «слушается» руля из-за пониженной скорости движения.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемой полезной модели (прототипом) является судовое рулевое устройство (см. патент РФ 2721804, 2020 г.). Устройство содержит профилированное перо руля, состоящее из основной части, жестко закрепленной на баллере, установленном в вертикальной продольной плоскости судна, закрылка, расположенного позади основной части по ходу движения судна и сообщенного с нею посредством шарнира с вертикальной осью поворота, причем основная часть пера руля снабжена приводом поворота закрылка, содержащим поворотный вал с вертикальной осью поворота, причем конец поворотного вала снабжен втулкой, ось которой перпендикулярна оси поворота поворотного вала, через которую пропущен с возможностью возвратно-поступательного движения шток, конец которого снабжен отгибом, жестко скрепленным с закрылком, при этом поворотный вал выполнен с возможностью перемещения в поперечной плоскости судна, для чего он сопряжен с ползуном с возможностью вращения вокруг своей оси поворота, причем ползун снабжен приводом и выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль направляющих, установленных в поперечной плоскости судна.
Недостатком данного устройства является то, что при повороте в сторону любого борта независимо от направления движения (передним или задним ходом) руль принимает форму, наиболее эффективную при движении передним ходом. При движении задним ходом такая форма руля по отношению к набегающему с кормы потоку наименее эффективна, и ее эффективность ниже, чем у обычного руля неизменяемой формы. Снижение управляемости усугубляется тем, что при движении задним ходом судно всегда хуже «слушается» руля из-за пониженной скорости движения.
Техническая задача - создание судового рулевого устройства с высокой эффективностью управления, в том числе при движении судна задним ходом и при малых скоростях движения судна.
Технический результат - повышение эффективности работы устройства за счет совершенствования конструкции.
Он достигается тем, что в известном устройстве, содержащем профилированное перо руля, поворотный вал с вертикальной осью поворота, дополнительно имеются жестко прикрепленные к перу руля верхняя и нижняя платформы, выполненные в виде металлических прямоугольных листов, снабженных зубчатыми рейками, к платформам жестко прикреплены направляющие, выполненные в виде резинометаллических реек и снабженные направляющими резинометаллическими роликами, перо руля приводится в возвратно-поступательное движение зубчатыми шестернями, жестко прикрепленными к поворотному валу, который приводится в движение электродвигателем посредством конической зубчатой передачи, при этом в задней части пера руля жестко закреплен демпфирующий элемент, выполненный в виде резинометаллической рейки.
Верхняя и нижняя платформы, жестко прикрепленные к перу руля и выполненные в виде металлических прямоугольных листов, снабженных зубчатыми рейками, необходимы для обеспечения возвратно-поступательного движения пера руля в процессе эксплуатации и движения судна.
Направляющие, выполненные в виде резинометаллических реек и снабженные направляющими резинометаллическими роликами, необходимы для обеспечения долговечной и надежной работы рулевого устройства, так как это позволяет значительно снизить трение и износ в подвижных сопряжениях устройства.
К поворотному валу жестко прикреплены зубчатые шестерни, предназначенные для передачи движения на зубчатые рейки устройства.
Рулевое устройство снабжено электродвигателем, который посредством конической зубчатой передачи обеспечивает вращение поворотного вала и, соответственно, возвратно-поступательное движение пера руля.
В задней части пера руля жестко закреплен демпфирующий элемент, выполненный в виде резинометаллической рейки, что обеспечивает отсутствие повреждений корпуса судна при фиксации пера руля в нерабочем положении.
На чертеже изображено предлагаемое устройство.
Устройство содержит профилированное перо руля 1, жестко прикрепленные к перу руля верхняя и нижняя платформы 2, выполненные в виде металлических прямоугольных листов, снабженных зубчатыми рейками 3, к платформам жестко прикреплены направляющие 4, выполненные в виде резинометаллических реек и снабженные направляющими резинометаллическими роликами 5, перо руля 1 приводится в возвратно-поступательное движение поворотным валом 6, к которому жестко прикреплены зубчатые шестерни 7, поворотный вал 6 приводится в движение электродвигателем 8 посредством конической зубчатой передачи 9, при этом в задней части пера руля 1 жестко закреплен демпфирующий элемент 10, выполненный в виде резинометаллической рейки.
Устройство работает следующим образом. Судовое рулевое устройство располагается в передней подводной бортовой части судна, по обоим бортам судна, в специальных бортовых корпусных герметичных (со стороны корпуса судна) нишах.
В нерабочем положении, когда судно идет прямым курсом, перо руля 1 расположено полностью в бортовой нише. При необходимости совершения судном поворота направо, перо руля 1 правого борта приводится в движение электродвигателем 8 и поворотным валом 6 и выдвигается на необходимую длину. При этом создается угол атаки набегающего на перо руля 1 потока воды в диапазоне 30-35°, что и создает эффект поворота. При повороте судна налево задействуется, соответственно, рулевое устройство левого борта.
При необходимости торможения судна одновременно работают рулевые устройства обоих бортов. При этом выдвигается перо руля 1 рулевых устройств одновременно обоих бортов, что создает значительное сопротивление и замедление хода судна.
Задний ход судна осуществляется аналогичным способом.
Положительный эффект предлагаемого устройства - предлагаемое устройство позволяет улучшить маневренные характеристики судна за счет уменьшения диаметра циркуляции, уменьшить длину тормозного пути судна, увеличить полезные внутренние объемы в кормовой части судна за счет устранения штатного рулевого устройства, рулевой машины и прочего сопутствующего оборудования.