Б. Карлов - Учебник, судоводителя-любителя

Рис. 98. Силы, выбывающие крен на циркуляцию

Во время циркуляции целесообразно при наибольшем возможном угле перекладки руля оценить на глаз угол крена.

При циркуляции корма судна отклоняется во внешнюю сторону от траектории движения центра тяжести за счет приложения к рулю разворачивающей силы. При движении по кривой на судно действует центробежная сила, направленная от центра кривизны и приложенная к центру тяжести судна. Дрейфу судна под давлением центробежной силы препятствуют силы сопротивления воды – боковое сопротивление, точка приложения которого расположена ниже центра тяжести. Потому на судно будет действовать пара сил, создающая крен на борт, противоположный направлению поворота. Крен увеличивается с повышением центра тяжести судна над центром бокового сопротивления и с уменьшением метацентрической высоты (рис. 98). Увеличение скорости на циркуляции и уменьшение диаметра циркуляции могут резко увеличить крен.

Суда, у которых расстояния по вертикали между центром тяжести и боковым сопротивлением незначительны, будут при поворотах крениться во внешнюю сторону.

В отличие от обычных водоизмещающихся судов для глиссирующих обводов силы, вызывающие крен, на циркуляции будут дополнены подъемной силой, возникающей на корпусе при боковом перемещении (рис. 97).

Появление дополнительной подъемной силы при боковом перемещении объясняется особенностью глиссирующих судов крениться при движении на установившейся циркуляции во внутреннюю сторону (в сторону отклонения руля), при одновременном скольжении под действием центробежной силы – дрейфовании лагом во внешнюю сторону. Это подскальзывание-дрейф увеличивает циркуляцию глиссирующих судов.

Рулевое устройство служит для удержания судна на заданном направлении и перемены направления движения.

Рис. 99. Рулевое устройство катера

Рулевое устройство катера состоит из руля и приспособлений, обеспечивающих его перекладку на требуемый угол поворота в заданном промежутке времени. Эти приспособления (рис. 99) состоят из штурвала, рулевой передачи и рулевого привода (как правило, ручного на катерах).

Рис. 100. График для определения площади руля: I – руль под днищем; II – руль за кормой

Руль состоит из пера руля (пластины), закрепленного га металлической оси – баллере, служащем для поворачивания пера руля на задаваемые углы. Перо руля может состоять из одной пластины (пластинчатый руль) или иметь вид симметрично выпуклого крыла (обтекаемый руль). На верхнюю часть баллера – головку баллера – насаживается румпель в виде рычага или сектора. Площадь руля зависит от типа судна и приближенно подсчитывается в зависимости от длины и статической осадки судна. Для больших паротеплоходов она составляет 1/85 LT, а для малых судов от 1/15 до 1/10 LT. В частности, для судов длиной до 9,5 м площадь руля берется равной 1/12 LT, а для глиссирующих – 1/5 LT.

Для водоизмещающих маломерных судов полную площадь пера руля можно определить также по формуле:

где S – площадь пера руля, м 2;

L – длина судна, м;

Т – средняя осадка на стоянке, м;

К – коэффициент, определяемый по графику * (рис. 100).

*См В. А. Понамарев. Проектирование и постройка деревянных катеров, 1946, Л. Л. Романенко и Л. С. Щербаков. Моторная лодка. Судпромгиз, 1959 и 1962

Следует иметь в виду, что руль под днищем требует меньшей площади пера руля и в два раза эффективнее руля за транцем, но при плавании на малых глубинах легко может быть сломан или потерян.

Руль по возможности должен помещаться за гребным винтом на расстоянии от него 0,15-0,20 диаметра винта так, чтобы площади пера руля выше и ниже оси винта были равны.

Перо руля обычно имеет обтекаемую форму. Отношение высоты к длине пера руля составляет 0,3-0,5.

Различают рули обыкновенные, балансирные и полубалансирные (рис. 100). Перо руля страхуется от потери цепью или тросом – сорлинем, прикрепленным к корме судна.

Вся площадь пера обыкновенного руля расположена позади оси вращения (баллера). В балансирном руле перо руля расположено впереди и позади от оси баллера.

У балансирного руля баллер является основной держащей силой и проходит через все перо руля насквозь.

Рис 101. Типы рулей a – обыкновенный; б – балансирный, в – полубалансирный

Полубалансирный руль – по форме нечто среднее между обыкновенным и балансирным рулем, так как площадь его передней балансирной части меньше, чем у балансирного руля, и составляет от 0,10 до 0,30 всей площади пера. Балансирная часть пера руля служит для уменьшения усилия, затрачиваемою на перекладку руля.

На маломерных моторных судах рули могут быть навесными или подвесными. Навесные рули просты по устройству и навешиваются за транцем моторных шлюпок и лодок без прорезания корпуса судна. К недостаткам навесных рулей относится увеличение площади пера руля и габаритной длины. Навесной руль может приводиться в движение непосредственно румпелем или штурвалом через рулевой привод и имеет закругленные углы пера. Рули могут не иметь снизу точки опоры или опираться на «пятку». На катерах большей частью устанавливаются подвесные полубалансирные и балансирные рули.

Полубалансирный руль, как и балансирный, состоит из пера руля, баллера, трубы гельмпорта, втулки трубы гельмпорта, саль ника и головки в виде квадрата в верхней части баллера. Конструкция руля приведена на рис. 102.

Рулевой привод на катере обычно ручной и состоит из секторного или продольного румпеля. Иногда применяется поперечный румпель. Продольный или поперечный румпель может быть как постоянным, так и запасным к секторному румпелю. Рулевая передача представляет собой штуртрос, который идет с барабана штурвала по роульсам или шкивам вдоль бортов катера к корме и крепится там на секторном румпеле. Штуртрос состоит из гибких стальных оцинкованных тросов диаметром 3-6 мм или на крупных катерах из цепей. Нельзя использовать пряди распущенных стальных канатов и синтетические тросы для штуртросной проводки. На барабан штурвала штуртрос навивается несколькими шлагами (витками).