Рулевое устройство судна

(39) 1)5 8 63 Н 25/3 ЕТЕНИ ВТО ЕТЕЛЬСТВ КОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО(56) Авторское свидетельство СССРЬ 1564044, кл, В 63 Н 25/34, 1988.(54) РУЛЕВОЕ УСТРОЙСТВО СУДНА(57) Изобретение относится к передачаммежду рулевой машиной и рулем судна.Цель изобретения - уменьшение установочной мощности рулевой машины и снижениеэксплуатационных расходов, Устройство содержит один или два пружинных или гравитационных аккумулятора 7 и 8 потенциаль- ной энергии, силовые наконечники которых установлены с упором в фигурные выступы 5 на ободе секторного румпеля 4, Верхняя грань выступа параллельна плоскости вращения румпеля, боковые грани скошены, При вращении румпеля машиной силовые наконечники аккумуляторов, скользя по контуру выступов, создают на баллере дополнительный крутящий момент при скольжении по боковым граням выступа, при возвращении руля в ДП судна энергия в аккумуляторах запасается за счет взаимодействия руля с набегающим на него потоком. 1 ил.Изобретение относится к судостроению, в частности к передачам между рулевой машиной и рулем судна.Цель изобретения - уменьшение установочной мощности рулевой машины и снижение эксплуатационных расходов.На чертеже показано предлагаемое устройство, общий вид.Рулевое устройство содержит рулевуюмашину 1, связанную с помощью шестерни 102 с зубчатым ободом 3 секторного румпеля4. На торцовых поверхностях обода 3 закреплены фигурные выступы 5 длиной, равной длине обода 3 секторного румпеля,Верхние кромки выступов параллельны 15плоскости вращения румпеля, а боковыескошены по винтовым линиям правого илевого шата и сопряжены с ободом 3. Сверху и снизу обода в направляющих 6 корпусасудна установлены аккумуляторы потенциальной энергии, например гравитационный7 с грузом и пружинный 8 с пружиной сжатия, Их силовые наконечники установлены свозможностью упора в выступы 5 и скольжения по контуру выступов при повороте румделя во время перекладки руля 9.Устройство работает следующим образом.В исходном положении руля в ДП Суднасиловые наконечники аккумуляторов 7 и 8 30упираются в горизонтальные участки выступов 5, силы этого упора Рпр 1 и Рпр 2 направ-.лены по нормали к контуру выступапараллельно оси бвллера руля и никакихмоментов на румпеле не создают, 35При работе рулевой машины 1 баллер с.румпелем поворачивается и при достижении некоторого заданного значения угла поворота а силовые наконечникиаккумуляторов попадают на скошенную боковую поверхность контура выступа. Здесьуже вектор силы упора Рпр разлагается надве составляющие, направленные по нормали и вдоль поверхности контура.Р 1 ч = Рпрсоз Уи Рт = Рпрсоз У,где у - угол подъема бокового винтовогоучастка контура выступа,Составляющая Р силы упора вызываетпоявление составляющей Рх" Рн з 1 п у, направленной по нормали к радиусу румпеля 45параллельно плоскости вращения его в туже сторону, куда машина 1 вращает румпель. В результате, эта составляющая Рхсилы упора Рпр аккумулятора вызывает появление на баллере дополнительного крутящего моментаМдоп - ГРХ = ГР 1 Ч З и У= ГРпрЗП У СОЗУ.== - - з 1 п 2 у,гР2 где г - радиус секторного румпеля,При двух аккумуляторах 7 и 8 этот момент равенМдоп = гРпр 31 п 2 уПосле выполнений судном требуемого маневра рулевая машина возвращает руль в исходное положение, при этом наконечники аккумуляторов, скользя по скошенным боковым кромкам выступов 5, поднимают груз и сжимают пружину аккумуляторов 7 и 8, заряжая их потенциальной энергией для новсго цикла работы. При этом дополнительная энергия на эту зарядку от рулевой машины не требуется, так как энергия запасается за счет воздействия набегающего потока на переложенный на борт руль судна, т.е. рулевая машина в это время работает вхолостую.Как следует из выражения для момента Мдоп, множитель з 1 п 2 у принимает максимальное значение при у = 45 о; оптимальная область углов 1 25 - 45 о, где зп 2 у. = 0,768- 1,0. При значении у25 о сийусоида резко падает.При малых значениях угла а перекладки руля на борт крутящий момент на баллере небольшой, а дополнительный момент требуется после перекладки руля на некоторый критический угол, равный а - 15-20 для плоского или симметрйчного крылового профиля пера руля, когда наступает срывное обтекание этого руля. Из этого следует, что длина горизонтального участка выступов 5 должна соответствовать дуге 2 а .30-40, т,е. а = 15 - 20 О в обе стороны от середины обода секторного румпеля.Таким образом, на судно можно ставить рулевую машину мощностью в 1;5-2 раза меньшей, чем требуется по расчету, так как применение аккумуляторов потенциальной энергии, например пружинных, гравитационных или пневмогидравлических, может обеспечить на баллере руля дополнительный крутящий момент, равный моменту, создаваемому рулевой машиной.Ф о рмула изобретенияРулевое устройство судна, содержащее руль с баллером, секторный румпель, кинематически связанный с рулевой машиной, и аккумулятор потенциальной энергии, кинематически связанный своим силовым наконечником с румпелем посредством кулачкового механизма, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью снижения эксплуатационных расходов путем уменьшения установочной мощности рулевой машины, копир кулачкового механизма закреплен на торцо1719264 Составитель А,ЛогачевТехред М.Моргентал Корректор Т,Палий Редактор М.Келемеш Заказ 733 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 вой поверхности обода румпеля по всей его длине, при этом высота копира равна рабочему ходу силового наконечника, а боковые участки копира наклонены к поверхности румпеля под углом25 - 45 О,