Il dispositivo di governo viene utilizzato per cambiare la direzione dell'imbarcazione o mantenerla su una determinata rotta. In quest'ultimo caso, il compito del dispositivo di governo è quello di resistere a forze esterne, come il vento o la corrente, che possono far deviare l'imbarcazione dalla rotta prevista.
I dispositivi di governo sono noti sin dalla comparsa della prima imbarcazione galleggiante. Anticamente, i dispositivi di governo erano grandi remi oscillanti montati a poppa, su un lato o su entrambi i lati della nave. Durante il Medioevo iniziarono ad essere sostituiti da un timone articolato, che veniva posto a poppa nel piano diametrale della nave. In questa forma, è sopravvissuto fino ad oggi. Il dispositivo di governo è costituito da un timone, un calcio, una macchina di governo, una macchina di governo, una macchina di governo e un posto di comando (Fig. 6.1).
Il dispositivo di governo deve avere due azionamenti: principale e ausiliario.
Timoneria principale- si tratta di meccanismi, attuatori del timone, unità di potenza della timoneria, nonché apparecchiature ausiliarie e mezzi per applicare la coppia allo stock (ad esempio barra o settore), necessari per lo spostamento del timone al fine di governare la nave in condizioni operative normali.
Sterzo ausiliario- è l'attrezzatura necessaria per governare la nave in caso di avaria della macchina di governo principale, ad eccezione della barra del timone, del settore o di altri elementi destinati allo stesso scopo.
L'unità di governo principale deve garantire che il timone venga spostato da 350° da un lato a 350° dall'altro al massimo pescaggio operativo e velocità di avanzamento della nave in non più di 28 secondi.
La macchina di governo ausiliaria deve essere in grado di spostare il timone da 150° da un lato a 150° dall'altro in non più di 60 secondi alla massima immersione operativa della nave ea una velocità pari alla metà della sua massima velocità operativa in avanti.
Il comando della timoneria ausiliaria deve essere fornito dal vano timone. Il passaggio dall'azionamento principale a quello ausiliario deve essere effettuato in un tempo non superiore a 2 minuti.
Volante- la parte principale del dispositivo di guida. Si trova a poppa e funziona solo durante il movimento della nave. L'elemento principale del volante è una piuma, che può essere di forma piatta (lamellare) o affusolata (profilata).
In base alla posizione della pala del timone rispetto all'asse di rotazione del calcio, si distinguono (Fig. 6.2):
- un normale volante - il piano della pala del timone si trova dietro l'asse di rotazione;
- timone semibilanciato - solo una grande parte della pala del timone è dietro l'asse di rotazione, a causa della quale si ha una coppia ridotta quando il timone viene spostato;
- bilanciamento del timone - la pala del timone si trova su entrambi i lati dell'asse di rotazione in modo che quando il timone viene spostato non si verificano momenti significativi.
A seconda del principio di funzionamento, si distinguono timoni passivi e attivi. I dispositivi di governo sono chiamati passivi, consentendo alla nave di virare solo durante la rotta, più precisamente durante il movimento dell'acqua rispetto allo scafo della nave.
Il complesso dell'elica del timone delle navi non fornisce loro la manovrabilità necessaria quando si muovono a bassa velocità. Pertanto, per migliorare la manovrabilità di molte navi, vengono utilizzati mezzi di controllo attivo che consentono di creare una forza di spinta in direzioni diverse dalla direzione della linea centrale della nave. Questi includono: timoni attivi, propulsori
dispositivi, colonne elicoidali orientabili e ugelli orientabili separati.
Sterzo attivo- questo è un volante con una vite ausiliaria installata su di esso, situata sul bordo posteriore della penna del volante (Fig. 6.3). Un motore elettrico è integrato nella pala del timone, che aziona l'elica, che è collocata in un ugello per proteggerla dai danni. Ruotando la pala del timone insieme all'elica di un certo angolo, si verifica un arresto trasversale che fa virare la nave. Il timone attivo viene utilizzato a basse velocità fino a 5 nodi. Durante le manovre in acque ristrette, il timone attivo può essere utilizzato come elica principale, garantendo un'elevata manovrabilità della nave. Ad alte velocità, l'elica attiva del timone è disattivata e il timone viene spostato nella modalità normale. 
Ugelli orientabili separati(figura 6.4). L'ugello orientabile è un anello in acciaio il cui profilo rappresenta l'elemento alare. L'area dell'ingresso dell'ugello è maggiore dell'area di uscita. L'elica si trova nella sua sezione più stretta. L'ugello girevole è montato sul calcio e ruota fino a 40° per lato, sostituendo il timone. Ugelli girevoli separati sono installati su molte navi da trasporto, principalmente per la navigazione fluviale e mista, e forniscono loro un'elevata manovrabilità.
Propulsori(figura 6.5). La necessità di creare mezzi efficaci per controllare la prua della nave ha portato all'equipaggiamento delle navi con propulsori. Le PU creano una forza di spinta nella direzione perpendicolare al piano diametrale della nave, indipendentemente dal funzionamento delle eliche principali e della timoneria. I propulsori sono dotati di un gran numero di navi per vari scopi. In combinazione con un'elica e un timone, il lanciatore offre un'elevata manovrabilità della nave, la possibilità di virare sul posto in assenza di movimento, il ritiro o l'avvicinamento all'ormeggio è praticamente un tronco.
Recentemente si è diffuso il sistema elettromotore AZIPOD (Azimuthing Electric Propulsion Drive), che comprende un generatore diesel, un motore elettrico e un'elica (Fig. 6.6).
Il generatore diesel, situato nella sala macchine della nave, genera elettricità, che viene trasmessa tramite collegamenti via cavo al motore elettrico. Il motore elettrico che fa ruotare l'elica si trova in una gondola speciale. La vite è su un asse orizzontale, il numero di ingranaggi meccanici è ridotto. L'elica del timone ha un angolo di virata fino a 3600, il che aumenta significativamente la controllabilità della nave.
Vantaggi di AZIPOD:
– risparmio di tempo e denaro durante la costruzione;
- ottima manovrabilità;
- il consumo di carburante è ridotto del 10 - 20%;
- la vibrazione dello scafo della nave è ridotta;
- a causa del fatto che il diametro dell'elica è più piccolo - l'effetto della cavitazione è ridotto;
– non c'è effetto di risonanza dell'elica. 
Un esempio dell'uso di AZIPOD è una petroliera a doppio effetto (Fig. 6.7), che si muove in mare aperto come una nave convenzionale, e nel ghiaccio si muove a poppa come un rompighiaccio. Per la navigazione sul ghiaccio, la poppa del DAT è dotata di rinforzi rompighiaccio e AZIPOD. 
Sulla fig. 6.8. viene mostrato lo schema della disposizione degli strumenti e dei pannelli di controllo: un pannello di controllo per il controllo della nave durante la marcia avanti, il secondo pannello di controllo per il controllo della nave quando si sposta la poppa in avanti e due pannelli di controllo sulle ali del ponte.
Finalità dei controlli tecnici
Sulle navi VVP e sui loro tipi.
I principali requisiti per i controlli tecnici per le navi per la navigazione interna e mista (fiume-mare) sono determinati dalle regole del Russian River Register (RRR), l'ente federale per la classificazione delle navi per la navigazione interna e mista (fiume-mare). Questi requisiti tengono conto del tipo e della classe delle navi.
I controlli tecnici sono progettati per garantire il movimento, il controllo e la ritenzione della nave su una determinata linea di rotta. Questi includono:
Sistema di controllo del sistema di propulsione;
Timoneria;
Dispositivi di ancoraggio e ormeggio.
Uno degli elementi principali dei controlli tecnici è la scatola dello sterzo.
Il dispositivo di governo viene utilizzato per cambiare la direzione dell'imbarcazione e mantenere l'imbarcazione sulla linea di un determinato percorso.
Consiste:
Dal corpo di comando (volante, joystick);
sistema di trasmissione;
elementi esecutivi.
La controllabilità delle navi è assicurata con l'ausilio degli elementi di azionamento dei dispositivi di governo. Quanto segue può essere utilizzato come elementi di azionamento dei dispositivi di governo sulle navi dell'IWW:
Volanti di vario tipo;
Ugelli rotanti a vite;
Dispositivi di propulsione e di governo a getto d'acqua.
Inoltre, su alcuni tipi di navi possono essere utilizzati:
Propulsori;
Dispositivi di propulsione e guida alati;
Timoni attivi e laterali.
Timoni delle navi, loro forme e tipologie.
I più utilizzati come elemento direzionale sono i volanti di vario tipo.
Il timone può comprendere: una pala del timone, supporti, sospensioni, asse, barra del timone e altri dispositivi ausiliari (sorlin, timone, ruderpis).
Ru l ea seconda della sua forma e della posizione dell'asse di rotazione si dividono in semplici, semibilanciati ed equilibrati; dal numero di supporti: sospeso, supporto singolo e supporto multiplo. Per un timone semplice, l'intera piuma si trova dietro l'asse del calcio, per i timoni semibilanciati e bilanciati, parte della piuma si trova davanti all'asse del calcio, formando una parte semibilanciata e bilanciata (Fig. 4.1).
Secondo la forma del profilo, i timoni sono divisi in plastica e aerodinamici (profilati). I più diffusi sulle navi per la navigazione interna sono i timoni rettangolari bilanciati.
Il volante è caratterizzato da: altezza cv- la distanza, misurata lungo l'asse del calcio, tra il bordo inferiore del timone e il punto di intersezione dell'asse del calcio con la parte superiore del contorno del timone; lunghezza lp volante; spostamento Δ lp parte dell'area del timone in avanti rispetto all'asse del calcio (per timoni semibilanciati, solitamente Δ lp fino a 1/3 lp, per bilanciare Δ lp fino a 1/2 lp).
Fig.4.1 Timoni
La caratteristica più importante della pala del timone è la sua area totale ∑ sp. L'attuale area del timone è caratterizzata dall'espressione
S p f \u003d h p l p (4.1)
L'area totale del timone richiesta, che garantisce la controllabilità della nave, è espressa dall'equazione
∑S p t = LT (4.2)
dove è il coefficiente di proporzionalità;
l - la lunghezza della nave;
T - il pescaggio massimo della nave.
Per garantire la controllabilità della nave, l'area totale del timone richiesta deve essere uguale all'area effettiva del timone, ad es.
Il dispositivo di governo è il mezzo principale per controllare la nave, assicurarne l'agilità e mantenerla su una determinata rotta. Le sue parti principali sono:
posto di comando (volante o manipolatore elettrico dello sterzo);
timone dal posto di comando al motore dello sterzo;
motore dello sterzo;
trasmissione dello sterzo dal motore dello sterzo all'asta del timone;
un timone o un ugello girevole che fornisce direttamente il controllo della nave.
Posizione di guida principale situato nella timoneria vicino alla bussola di rotta e al ripetitore della girobussola. Il volante o il pannello di controllo dello sterzo è solitamente montato sulla stessa colonna con il generatore dell'autopilota. L'indicatore di timone è posto sulla colonna di comando e sulla paratia sinistra della timoneria in modo che il comandante e l'ufficiale di guardia possano controllare costantemente la posizione della pala del timone.
Volante o manipolatore. Il volante è un volante con maniglie, con l'ausilio del quale ruota su un albero posto in un apposito timone.
Girando il volante, il timoniere mette in moto l'intero sistema di governo. Per facilità di controllo, il volante è progettato in modo tale che girarlo a destra corrisponde a girare la prua della nave a destra e viceversa.
Il manipolatore dello sterzo elettrico è una maniglia montata su un piedistallo speciale. Il movimento della maniglia a destra oa sinistra attraverso una trasmissione elettrica aziona il motore dello sterzo, con il quale il volante gira nella direzione appropriata. I volanti (manipolatori) sono installati nei posti di comando della nave (nella timoneria, nella torre di comando, nel palo centrale e nel timone).
Per garantire il controllo della posizione del timone, gli indicatori di direzione sono installati sul piedistallo del volante o del manipolatore o accanto ad essi, mostrando l'angolo di deflessione del timone.
Sterzo. Girando il volante si mette in moto la macchina di governo, che serve a controllare il motore di governo, solitamente situato a poppa della nave. Esistono diversi sistemi di sterzo.
Ingranaggio a rulliè costituito da sistemi di rulli in acciaio o bronzo collegati tra loro mediante ingranaggi conici o cerniere.
L'ingranaggio a rulli presenta notevoli inconvenienti: gli ingranaggi vengono elaborati abbastanza rapidamente, la deformazione dei ponti e la deflessione dei rulli possono disabilitare l'intero dispositivo di sterzo.
trasmissione idraulicaè un sistema costituito da due cilindri collegati tra loro da sottili tubi di rame. Uno dei cilindri si trova nella parte inferiore del piantone dello sterzo e il suo pistone è collegato al volante. Il pistone di un altro cilindro, situato in corrispondenza della macchina sterzante, è collegato alla sua bobina. L'intero sistema è riempito di liquido (una miscela di glicerina con acqua o olio minerale).
Schema di trasmissione del rullo.
1 - volante, 2 - ingranaggi conici 3- rulli, 4 - motore dello sterzo, 5 - volante.
Schema della trasmissione idraulica.
1 - volante, 2 - parte manipolatore, 5 - tubazioni, 4 - pistone esecutivo.
Trasmissione Shturtros.
Quando si gira il volante, il pistone del cilindro situato nella scatola dello sterzo preme sul liquido e lo fa traboccare attraverso i tubi, e poiché il liquido non si comprime in condizioni pratiche, il pistone del secondo cilindro si muove.
La trasmissione idraulica non è molto resistente, perché se il tubo è rotto, la trasmissione si guasta e ci vuole molto tempo per ripristinarla.
trasmissione elettrica dovrebbe ora essere riconosciuto come il sistema più avanzato. Viene eseguito utilizzando cavi elettrici. L'elemento principale di queste trasmissioni sono i controller situati nel piantone dello sterzo e collegati da uno speciale cavo elettrico posato nelle parti più protette della nave, con una timoneria elettrica situata nel vano del timone. I controller vengono azionati da un volantino, un bilanciere manuale o maniglie speciali e azionano la macchina sterzante elettrica
Trasmissione a fune utilizzato su piccole imbarcazioni. È costituito da cavi o catene d'acciaio collegati da un lato al volante e dall'altro direttamente alla scatola dello sterzo. Il principale svantaggio della trasmissione del cavo dello sterzo è il notevole attrito nei rulli o nelle pulegge lungo i quali passa il cavo dello sterzo, nonché il suo rapido allungamento, che porta alla formazione di giochi.
assiometro- un dispositivo per indicare la posizione del timone rispetto al piano centrale della nave. È installato sul piantone dello sterzo o accanto ad esso. La freccia indica di quanti gradi è spostato il volante a destra oa sinistra, mentre si accendono rispettivamente la spia verde o rossa; Quando il volante è in posizione diritta, la luce bianca è accesa.
motore dello sterzo aziona la scatola dello sterzo. Esistono molti progetti di motori sterzanti, ma molto spesso sulle navi ci sono macchine elettriche ed elettroidrauliche.
In caso di avaria al motore di sterzo, esso è provvisto di un comodo mezzo per disimpegnarlo dal sistema di sterzo e passare al comando manuale.
Azionamenti sterzanti. Gli ingranaggi dello sterzo vengono utilizzati per trasferire le forze sviluppate dai motori dello sterzo al volante. Come motori sterzanti le navi sono dotate di macchine elettriche ed elettroidrauliche.
Timonerie fornire il trasferimento degli sforzi del motore dello sterzo allo stock.
Azionamento del timone di settore utilizzato su alcune moderne navi di piccolo tonnellaggio. In tale guida, la barra del timone è fissata rigidamente all'asse del timone. Il settore, montato liberamente sul calcio, è collegato al timone con l'ausilio di un ammortizzatore a molla, e con il motore dello sterzo - da un ingranaggio. Il timone viene spostato dal motore dello sterzo attraverso il settore e la barra e i carichi dinamici dovuti agli urti delle onde sono smorzati dagli ammortizzatori.
Sulle navi moderne macchine sterzanti sono combinati con azionamenti sterzanti, che consentono di ottenere un'elevata efficienza dell'intero dispositivo.
I più diffusi tra questi dispositivi combinati sono le macchine elettroidrauliche.
Nella costruzione navale domestica usano macchine elettroidrauliche a pistone. In essi la pressione del fluido di lavoro viene convertita nel movimento traslatorio del pistone, che viene poi convertito tramite una trasmissione meccanica nel movimento rotatorio del timone. L'olio minerale viene utilizzato come fluido di lavoro in tali macchine. Le macchine sono disponibili nelle versioni a due e quattro cilindri.
In una macchina del genere con un timone 1 timone duro 2 e su di esso è installato un dispositivo di scorrimento , collegato agli stantuffi 3 di due cilindri 4. I cilindri sono collegati tramite tubazioni a una pompa 6 azionata da un motore elettrico 5 . L'olio pompato da un cilindro all'altro per mezzo di una pompa fa avanzare i pistoni, facendo girare il calcio attraverso il timone. L'ammortizzatore è una valvola di bypass 7, che è collegata a entrambi i cilindri tramite una tubazione aggiuntiva. Quando la volontà colpisce la pala del timone, si crea una pressione eccessiva in uno dei cilindri. Quindi la valvola si apre leggermente e l'olio si sposta da un cilindro all'altro. Sulle motonavi di grande capacità, di solito si installano macchine elettroidrauliche a quattro cilindri, generando grandi coppie.
Sul ballerino 1 il timone è ben piantato 2, che attraverso i crawler 3 collegato agli stantuffi 4 cilindri idraulici 5. Motori elettrici 6 vengono azionate pompe a pistoni radiali a cilindrata variabile 7. Leva di comando 8, azionato da telemotori 9 dal posto di comando tramite trazione 10 con ammortizzatori 11, le pompe sono regolate. Quando si gira a destra, le pompe forniscono il fluido di lavoro (olio) ai cilindri di prua destro e sinistro di poppa. Mediante la pressione dell'olio attraverso gli stantuffi, i cursori e la barra, la coppia, come indicato dalle frecce continue, verrà trasferita al calcio e il timone girerà a destra. Le frecce tratteggiate mostrano la direzione del flusso dell'olio quando il volante è girato a sinistra.
Commutando le valvole nel pozzetto, è possibile mettere in funzione quattro o due cilindri (a prua oa poppa). Possono essere incluse due pompe o una di esse. La commutazione avviene nel vano del timone. Su alcune navi, il passaggio può essere effettuato dal ponte. Di norma, in acque ristrette, in luoghi ristretti, in prossimità dei porti, entrambe le pompe sono accese. In alto mare, di solito ce n'è uno in azione.
Il timone viene spostato utilizzando il timone di comando di emergenza dal compartimento del timone, dove è installato il ripetitore della girobussola. Tale sistema ha una pompa a mano di emergenza installata all'esterno del vano timone e ha una tubazione separata che non è mostrata in figura. Quando la pompa a mano è in funzione, è attiva solo una coppia di cilindri.
I vantaggi delle macchine elettroidrauliche sono: ottenere grandi forze e coppie con piccole masse e dimensioni per unità di potenza, cambio di velocità regolare e silenzioso su un'ampia gamma, alta efficienza, lubrificazione affidabile delle parti di sfregamento con olio utilizzato come fluido di lavoro, la possibilità di una protezione affidabile contro sovraccarichi e durata durante la duplicazione dei nodi principali.
Quando si utilizzano macchine elettroidrauliche, si deve tener conto che il loro funzionamento dipende dalla qualità delle pompe idrauliche. Tutti i malfunzionamenti rilevati nel funzionamento di tali macchine di solito si riferiscono a pompe ed elementi del sistema di controllo. Quindi olio non filtrato nell'impianto, incrostazioni residue nelle tubazioni, trucioli metallici nelle cavità interne delle parti possono causare guasti alle pompe e al sistema di controllo della macchina. Lo stantuffo stesso è affidabile e durevole.
In conformità con i requisiti del Registro della Federazione Russa, la macchina di governo delle navi marittime deve avere tre azionamenti: principale, di riserva e di emergenza.
Guida principale deve garantire il continuo spostamento del timone da un lato all'altro alla massima velocità di avanzamento, mentre il tempo di spostamento del timone dalla posizione estrema di 35° da un lato a 30° dall'altro non deve superare i 28 s.
Sterzo di scorta deve assicurare un continuo spostamento del timone da una parte all'altra ad una velocità di avanzamento pari alla metà della massima, ma non inferiore a 7 nodi. La macchina di governo di riserva deve funzionare indipendentemente da quella principale e deve essere installata su tutte le navi, ad eccezione delle navi con azionamenti manuali principali con barra di emergenza, navi con più timoni controllati separatamente e navi con una macchina di governo elettroidraulica con due timoni indipendenti pompe idrauliche. Il passaggio dal governo principale a quello di emergenza deve essere completato in un tempo non superiore a 2 minuti.
Timoneria di emergenza deve prevedere lo spostamento del timone da una parte all'altra ad una velocità di avanzamento di almeno 4 nodi. L'attrezzatura di emergenza non deve trovarsi al di sotto del ponte delle paratie. La sua installazione non è necessaria se la trasmissione principale e quella di emergenza si trovano in un locale interamente al di sopra della linea di galleggiamento di carico più elevato.
È consentito che gli organi di governo principali, di riserva e di emergenza o due unità di azionamento principali abbiano alcune parti comuni, ad esempio una barra del timone, un settore, un cambio o un blocco cilindri, ma a condizione che le dimensioni strutturali di queste parti siano aumentato in conformità con i requisiti del registro dell'URSS.
I paranchi a timone possono essere considerati solo organi di governo di riserva o di emergenza per navi fino a 500 tonnellate di stazza lorda per. t; se possono essere collegati a un cabestano o argano elettrico, saranno considerati un'unità di riserva alimentata da una fonte di alimentazione.
Il dispositivo di governo deve avere un sistema limitatore di virata del timone che consenta di spostarlo a un angolo non superiore a 36,5 °. Il sistema di comando della timoneria deve essere tale che lo spostamento del timone si arresti prima che il timone raggiunga il limitatore, e comunque non oltre l'istante corrispondente al suo spostamento di 35°.
Dovrebbe esserci un indicatore di posizione della pala del timone vicino a ciascun posto di comando della timoneria. Tali indicatori dovrebbero essere anche nel compartimento del timone. La precisione delle letture relative alla reale posizione della pala del timone deve essere almeno: Ã - quando il timone si trova nel piano centrale; 1,5° - ad angoli di spostamento da 0 a 5°; 2,5° - ad angoli variabili da 5 a 35°.
Manubrio. Il timone è quella parte del sistema di governo che, sotto l'azione dell'acqua che scorre intorno alla nave, la fa compiere a virate.
I volanti sono ordinari, bilanciati e semibilanciati.
Volanti ordinari e semibilanciati, sono costituiti da una piuma 1 , ruderpnea 4 e ballerino 2 . Per facilitare la penna è realizzato sotto forma di un telaio in lamiera, rivestito con fogli di acciaio.
Ruderpiece ha una serie di anelli 5 in cui sono inseriti i perni 6 . Il palo del timone ha anelli con fori per appendere il volante. L'asse del timone passa attraverso un foro nello scafo della nave chiamato timone. Per impedire all'acqua di entrare nella nave, la porta del timone è sigillata con un paraolio. 9 . La parte più alta del calcio è chiamata testa del timone.
Volante normale.
1 - pala del timone, 2 - stock, 3- testa del timone, 4 - ruderpiece, 5 - anelli, 6 perni, 7- tacco, 8 - posta maleducata, 9- premistoppa.
bilanciere non ha un ruderpiece. Poggia con speciali sporgenze sugli anelli che si adattano all'interno della nave.
Azione del volante. Quando la nave è ferma, lo spostamento del timone da una parte o dall'altra non avrà alcun effetto sulla nave. In movimento, se il timone è dritto, cioè nel piano longitudinale medio (diametrico), la nave andrà dritta. Ciò deriva dal fatto che un getto d'acqua in arrivo scorre uniformemente attorno allo scafo da entrambi i lati.
Volante in posizione avanzata. a - destra, b - sinistra.
nave e pala del timone. Ma non appena il timone viene posizionato sulla rotta in avanti di lato, ad esempio a destra, i getti d'acqua che scorrono lungo il lato di tribordo incontreranno la pala del timone sulla loro strada e inizieranno a fare pressione su di essa. Dal lato sinistro, l'acqua non incontrerà alcun ostacolo. Sotto la pressione dei getti d'acqua a destra, il timone, e con esso la poppa, inizieranno a spostarsi a sinistra, la prua andrà nella direzione opposta e la nave rotolerà a destra.
Con la posizione del timone a sinistra, osserveremo la deviazione della poppa a destra e della prua a sinistra
Al contrario, accadrà il contrario: quando il timone viene spostato a destra, i getti d'acqua in arrivo premeranno sul lato sinistro della pala del timone e spingeranno la poppa a destra e la prua a sinistra, mentre si sposta il timone a sinistra, la poppa andrà a sinistra e la prua a destra.
Posizione del volante in retromarcia. a - destra, b - sinistra.
Da ciò ne consegue che nella rotta in avanti la nave rolla nella stessa direzione in cui è posizionato il timone, e nella direzione opposta - nella direzione opposta alla posizione del timone.
Motivi di agilità. Quando si guida una nave, è necessario tenere conto dell'influenza sull'agilità del funzionamento delle eliche, dell'inerzia, del rollio, del vento e delle onde.
Quando si analizza l'effetto del funzionamento dell'elica sull'agilità di una nave, è necessario conoscere il nome del passo dell'elica. Un'elica che ruota in senso orario vista da poppa a prua è chiamata elica a passo retto (Fig. 147); una vite che ruota in senso antiorario - una vite sinistra (Fig. 148).
Sulle navi monovite mettono eliche a passo destro, io su quelle bivite in modo che funzionino verso l'esterno, cioè a destra - l'elica del passo destro, ea sinistra - quella sinistra (Fig. 149 ).
Sotto l'azione dell'elica di destra, una nave monorotore tende a schivare con il muso a destra: un po' in avanti, e fortemente in poppa. Pertanto, quando si svolta in un'area ristretta, è meglio svoltare a destra, se possibile.
Su due navi ad elica, l'azione delle eliche si bilancia reciprocamente se lavorano con la stessa forza.
Un attacco dell'elica, installato al posto del timone, migliora notevolmente l'agilità della nave. Il suo utilizzo prevede anche un aumento della velocità della nave del 4-5% a potenza costante del motore principale. L'ugello presenta
un anello posto su un'elica e fissato su un baller, che si dispiega su un piano orizzontale. Il getto espulso dall'elica crea una forza reattiva, che assicura la rotazione della nave. Nella sezione di coda dell'ugello nel piano dell'asse del calcio è presente uno stabilizzatore che migliora l'azione sterzante dell'ugello
Oltre ai controlli di base possono anche essere installati mezzi di controllo attivo (ACS) e alcuni di essi non solo migliorano l'agilità, ma assicurano anche il movimento della nave con un ritardo.
I mezzi di attivazione del controllo (ACS) sono ampiamente utilizzati nella flotta, poiché, in primo luogo, forniscono la manovra della nave a bassa velocità e, in secondo luogo, migliorano la manovrabilità della nave durante l'ormeggio.
Gli ACS più comuni sulle navi includono: timoni attivi (AR), propulsori (PU), propulsione ausiliaria e piantoni di governo (ADR).
Il timone attivo ha una vite ausiliaria in un ugello sul bordo d'uscita del timone di poppa. Il motore elettrico dell'elica ausiliaria è racchiuso in un involucro a forma di goccia, è alimentato da un calcio cavo e il comando è portato alla timoneria. Su alcune navi questo motore, montato all'estremità del calcio, si trova nel vano del timone ed è collegato all'elica tramite un albero posto all'interno del calcio. Durante il funzionamento della vite ausiliaria, viene creata una forza di arresto.
La rotazione del timone attivo di un certo angolo rispetto alla linea centrale crea un momento che fa girare la poppa nella direzione opposta allo spostamento del timone. Allo stesso tempo, il diametro della circolazione è molto ridotto e l'agilità della nave non dipende dalla velocità -
l'elica del motore principale potrebbe non ruotare affatto.
Con il timone in posizione diritta, l'elica ausiliaria attiva del timone fornisce all'imbarcazione una velocità fino a 3 nodi.
Il propulsore (PU) è un propulsore racchiuso in un tunnel trasversale al di sotto della linea di galleggiamento e che crea una battuta in direzione perpendicolare al piano diametrale. Il tunnel si trova solitamente a prua della nave, ma su alcune navi l'elica e il tunnel sono disposti sia a prua che a poppa; in questo caso, la nave può muoversi fianco a fianco. Il corpo di lavoro del lanciatore può essere eliche (singole e accoppiate), eliche alate o pompe. Gli ingressi del tunnel sono chiusi con tapparelle e un riduttore e due viti sono posizionati nel tubo del tunnel, ruotando in direzioni diverse. Il motore elettrico reversibile trasmette la rotazione agli alberi di trasmissione in PU attraverso il cambio.
Colonna girevole di propulsione retrattile, che, insieme all'elica e all'ugello, può essere ruotata su tutto l'orizzonte, il che consente di creare un'enfasi in qualsiasi direzione. Durante il movimento della nave, il dispositivo viene rimosso in un apposito pozzo nello scafo e non fornisce ulteriore resistenza al movimento della nave.
Il dispositivo di governo è progettato per garantire la controllabilità della nave (stabilità sulla rotta e agilità).
La vista generale del dispositivo di guida è mostrata in Fig.6.20. La struttura del dispositivo di sterzo comprende un volante, un azionamento dello sterzo, un azionamento di controllo.
Vrul include una pala del timone e un calcio. La base della pala del timone è un potente raggio verticale - ruderpiece. Gli irrigidimenti orizzontali e gli anelli sono collegati al ruderpiece. Secondo la sezione trasversale, i timoni sono divisi in lamellari e aerodinamici. Timone aerodinamico - cavo nella sezione trasversale ha una forma a goccia, migliora la manovrabilità, aumenta l'efficienza dell'elica, avendo il suo
Riso. 6.19 Principali tipi di timoni: un- ordinario squilibrato; b- bilanciamento; in- bilanciatore sospeso; G- semibilanciato semisospeso.
galleggiabilità, riduce il carico sui cuscinetti. A causa di questi vantaggi, praticamente tutte le navi marittime hanno timoni aerodinamici. In base alla posizione dell'asse di rotazione, i timoni si dividono in: sbilanciati, semibilanciati ed equilibrati, secondo il metodo di attacco allo scafo della nave - ordinari, sospesi e semisospesi (Fig. 6.19). Per i timoni bilanciati e semibilanciati, parte dell'area del timone (fino al 20%) si trova in avanti rispetto all'asse di rotazione del timone, il che riduce il momento e la potenza necessari per girare il timone e il carico sui cuscinetti.
Il calcio viene utilizzato per trasmettere la coppia alla pala del timone e farla ruotare. Baller - un'asta diritta o curva, che è attaccata a un'estremità alla pala del timone usando una flangia o un cono, e l'altra estremità entra nello scafo della nave attraverso un tubo del timone e un premistoppa. Il calcio è supportato da cuscinetti ed è montato sulla sua estremità superiore. timone- leva a un braccio oa due bracci.
L'azionamento dello sterzo collega l'asta del timone con la macchina dello sterzo ed è costituito da una barra del timone e da una trasmissione corrispondente ad essa dalla macchina dello sterzo. L'azionamento del pistone idraulico fig. 6.21 e la macchina sterzante a cilindri oscillanti fig. 6.23. Vengono utilizzati l'azionamento del settore degli ingranaggi (tipo obsoleto), il timone e la vite (Fig. 6.22).
Riso. 6.20. Sterzo.
1 - piuma del timone; 2 - ruderpis; 3 - ballerino; 4 - cuscinetto inferiore; 5 - macchina sterzante; 6 - tubo di supporto.
La sicurezza della nave dipende dalla timoneria, pertanto è necessario che, oltre alla trasmissione principale, ci sia una riserva. L'azionamento principale deve garantire che il timone sia ruotato a piena velocità da 35° da un lato a 30° dall'altro in 28 secondi (limitatore meccanico del timone a 35° e finecorsa a 30°). La trasmissione di riserva deve essere in grado di spostare il timone a velocità dimezzata (ma non inferiore a 7 nodi) da 20° a 20° dall'altra parte in 60 secondi. Deve essere fornita una trasmissione di emergenza se una qualsiasi linea di galleggiamento passa sopra il ponte del timone (lo spazio in cui si trova la timoneria).
Data la particolare importanza della macchina di governo per la sicurezza della nave, le navi moderne installano solitamente due trasmissioni identiche che soddisfano i requisiti per la trasmissione principale (Fig. 6.21). Ciò aumenta notevolmente l'affidabilità del dispositivo di guida, poiché in questo caso è possibile la sostituzione reciproca dei nodi.
Con un azionamento idraulico, il volante viene girato fornendo olio ad alta pressione a uno dei cilindri idraulici e, sotto l'azione dello stantuffo, la barra del timone e il volante girano (l'olio fuoriesce liberamente dal cilindro idraulico opposto).
Riso. 6.21. Vista generale (a) e schema di funzionamento della macchina sterzante elettroidraulica (b): 1 baller, 2 - timone, 3 - cilindro, 4 - stantuffo, 5 - motore elettrico, 6 - pompa dell'olio, 7 - posto di comando .
Riso. 6.22. Timonerie: un- timone; b- vite; in- settore.
1- piuma del timone; 2 giocatori; 3- timone; 4- shturtros; Settore a 5 denti; Ammortizzatore a 6 molle;
mandrino a 7 viti; 8- cursore.
Azionamento manuale del timone (Fig. 6.22. un) viene utilizzato sulle barche. Poiché i cavi sono avvolti sul tamburo in direzioni opposte, quando il volante con il tamburo ruota, un cavo si allunga e il secondo si accorcia, il che fa girare la barra e il volante.
Avvitamento a vite (Fig. 6.22. b) viene utilizzato su piccole imbarcazioni. Poiché la filettatura sul mandrino si trova nell'area dei cursori della direzione opposta, quando il mandrino ruota in una direzione, i cursori si avvicinano l'uno all'altro e, quando vengono ruotati nell'altra direzione, si allontanano l'uno dall'altro. Questo fa girare la barra e il timone.
La trasmissione del settore degli ingranaggi era precedentemente ampiamente utilizzata (Fig. 6.22. in). È azionato da un motore elettrico tramite un cambio. In questa trasmissione, il timone, come sempre, è saldamente piantato sul calcio e il settore degli ingranaggi ruota liberamente sul calcio. La barra del timone è collegata al settore da un ammortizzatore a molla, che attutisce l'impatto delle onde trasmesse dalla pala del timone al cambio
L'unità di controllo della timoneria collega il volante situato nella timoneria e la timoneria. I più comuni sono gli azionamenti elettrici e idraulici.
Riso. 6.23. Timoneria con cilindri oscillanti
In spazi ristretti a bassa velocità, la nave non obbedisce bene al timone, poiché la bassa velocità del flusso sul timone riduce drasticamente la forza idrodinamica trasversale sul timone. Pertanto, in questi casi, di solito ricorrono all'ausilio di rimorchiatori o installano sulla nave mezzi di controllo attivo (ACS): propulsori, colonne a elica rotante retrattile, timoni attivi, ugelli rotanti.
I propulsori (Fig. 6.24.a) sono solitamente installati a prua della nave e talvolta a poppa. Affinché la nicchia nello scafo non crei ulteriore resistenza mentre la nave è in movimento, viene chiusa con persiane.
Il piantone dello sterzo retrattile fornisce supporto in qualsiasi direzione, quindi viene spesso utilizzato su piccole imbarcazioni e barche per tenerlo in un posto a grandi profondità. A basse profondità, la colonna potrebbe essere danneggiata.
Un volante attivo (Fig. 6.25) è una piccola vite installata nel volante e azionata da un motore elettrico o da un motore idraulico situato in una capsula incorporata nel volante. In alcuni casi, l'elica è azionata da un motore elettrico situato nella barra del timone attraverso un albero che passa attraverso un ceppo cavo. Quando il motore principale non è in funzione, il volante può ruotare fino a 90 ° e creare un'enfasi nella giusta direzione quando è in funzione la vite ausiliaria. A volte questa opzione ACS viene utilizzata quando è necessario garantire una bassa velocità della nave dell'ordine di 2 - 4 nodi
Riso. 6.24. Propulsore (a) e piantone dello sterzo a propulsione rotante retrattile (b).
L'ugello girevole (Fig. 6.25.b) è un corpo anulare aerodinamico, all'interno del quale ruota la vite. Quando l'ugello viene ruotato, il getto d'acqua lanciato dall'elica viene deviato, provocando la virata della nave. L'ugello girevole migliora notevolmente l'agilità a basse velocità e soprattutto in retromarcia. Ciò è dovuto al fatto che l'intero getto d'acqua viene deviato dall'ugello sia in avanti che in retromarcia, a differenza del volante. Inoltre, in alcuni casi, l'ugello consente di aumentare l'efficienza dell'elica.
Per
Fig.6.25 Timone attivo (a) e ugello rotante (b): 1- pala del timone; 2- vite ausiliaria; 3- motore elettrico, 4- baller; 5- cavo elettrico; 6- elica; Rotativo a 7 ugelli.
I complessi azimutali AZIPOD, che installo su navi passeggeri e persino su navi artiche, stanno guadagnando sempre più popolarità. Un layout tipico comprende: due posizioni a poppa, eliche rotanti che sostengono le gondole, che ospitano motori elettrici adatti a far ruotare le eliche "tiranti" (PRP) (Fig. 6.26). La potenza di ogni colonna è fino a 24.000 kW.
Fig.6.26. Eliche del timone AZIPOD
Uno speciale azionamento idraulico assicura la rotazione di ciascuna delle gondole di 360° con una velocità angolare fino a 8° al secondo. Il controllo della rotazione della vite consente di selezionare qualsiasi modalità di funzionamento nell'intervallo da "tutto avanti" a "tutto indietro". È essenziale che la modalità "tutto indietro" possa essere fornita alla nave senza ruotare le gondole di 180°.
“Modalità di guida"-utilizzato quando la nave si muove a una velocità relativamente elevata; le gondole vengono ruotate in modo sincrono (angoli di rotazione del giunto entro ±35°). Si nota l'elevata efficienza idrodinamica di un tale complesso di governo: la controllabilità della nave rimane accettabile anche quando la rotazione delle eliche si arresta. La modalità di marcia consente la frenata di emergenza (a causa della retromarcia - senza girare le colonne);
“Modalità di manovra” (forma morbida)- utilizzato quando la nave si muove a una velocità relativamente bassa. In questa modalità, una delle gondole mantiene la funzione di dispositivo "in marcia", la seconda viene ruotata di 90 °, costringendola a funzionare come un potente propulsore di poppa;
“Modalità di manovra” (hard form) - le eliche spostate a dritta ea sinistra (+45° e -45°) le fanno ruotare “avanti” o “indietro”. Se la vite della gondola destra funziona "in avanti", la sinistra - "indietro", c'è una forza di controllo trasversale nella direzione del lato di tribordo; in una situazione simmetrica - in direzione del lato sinistro.
Il dispositivo di governo è progettato per mantenere la nave in rotta o cambiare la direzione del suo movimento. Fornisce controllabilità della nave.
Sulle navi vengono utilizzati i timoni: ordinari, bilanciati e semibilanciati.
Il volante è ordinario- Questo è un volante, la cui piuma si trova dietro l'asse di rotazione.
In base alla progettazione, si distinguono 2 tipi di timoni: 1 strato o piatto, basato su nervature collegate al ruderpiece, e 2 strati, o aerodinamico, in cui la pala del timone è costituita da un telaio rivestito con lamiere di acciaio. Lo spazio vuoto è riempito con legno o arpa per prevenire la corrosione.
Per appendere un normale volante, vengono realizzati dei passanti sul ruderpier e sul ruderpost. I fori delle cerniere sulla colonna del timone sono conici, mentre quelli sulla colonna del timone sono cilindrici. L'asola inferiore sul palo del timone non ha un foro passante ed è un supporto che sostiene il peso del volante. Nel cuscinetto reggispinta, una "lenticchia" è posta sotto il perno. Durante il funzionamento, quando consumate, le lenticchie vengono sostituite. Affinché il volante non venga sollevato e strappato dai cardini dall'impatto dell'onda, 1 dei perni, solitamente quello superiore, ha una testa. Questo design consente di rimuovere il volante senza entrare nel dock.
Per evitare che il timone si sposti a un angolo superiore a 35 °, vengono installati dei limitatori: sporgenze sul molo del timone e sul palo del timone, catene, sporgenze sul ponte.
La parte superiore del ruderpier è collegata al ceppo. I metodi di connessione possono essere diversi, ma deve essere soddisfatta la prima condizione indispensabile: il timone deve essere rimosso senza uno spostamento verticale del calcio. La più comune è la connessione a flangia imbullonata. L'estremità superiore del calcio viene visualizzata sul ponte in cui si trova la macchina dello sterzo.
Per evitare che l'acqua penetri nello scafo della nave attraverso l'apertura per il passaggio del calcio, viene collocata in un tubo di sinistra del timone, il cui collegamento con il rivestimento esterno e il piano di calpestio è reso stagno.
L'uso di timoni aerodinamici consente di ridurre la resistenza all'acqua quando la nave è in movimento. Ciò aumenta la controllabilità dell'imbarcazione e riduce la potenza spesa per lo spostamento del timone.
Il telaio di un manubrio cavo è costituito da un pilastro del timone, un bordo esterno e diverse nervature. I fogli di guaina sono collegati al telaio mediante saldatura.
Appendere un normale timone a 2 strati viene eseguito allo stesso modo di uno a 1 strato, ma vengono realizzati 2 perni, che consentono di portare la pala del timone il più vicino possibile al palo del timone (è anche reso aerodinamico). È una parte fissa della pala del timone, il controtimone. Questo design consente di aumentare la velocità della nave del 5-6%.
a) Volante piatto ordinario ha un asse di rotazione sul bordo anteriore del volante. La pala del timone 9, realizzata in lamiera d'acciaio di grosso spessore, è rinforzata su entrambi i lati con rinforzi 8. Essi sono fusi o forgiati integralmente con il bordo verticale ispessito del timone - il rederpierce 7 - con cerniere 6, in cui i perni 5 di il timone, appeso alle cerniere 4 dell'asta del timone 1, sono saldamente fissati, i perni sono rivestiti in bronzo e gli occhielli dell'asta del timone sono boccole di ritorno. Il perno inferiore del pilastro del timone entra nell'incavo del tallone della poppa 10, in cui è inserita una boccola in bronzo con una lenticchia in acciaio temprato nella parte inferiore per ridurre l'attrito. Il tacco severo attraverso le lenticchie assume la pressione del volante.
Per evitare che il volante si muova verso l'alto, uno dei perni, solitamente quello superiore, ha una testa all'estremità inferiore. La parte superiore della colonna del timone è collegata all'albero 2 del timone mediante un'apposita flangia 3. La flangia è leggermente sfalsata rispetto all'asse di rotazione, quindi si forma uno spallamento e la rotazione della pala del timone è facilitata. Lo spostamento della flangia consente, in fase di riparazione della pala del timone, di sfilarla dai cardini dell'asta del timone senza sollevare l'asta, separando la flangia e ruotando la pala e l'asta in direzioni diverse.
I normali timoni piatti sono semplici nel design e robusti, ma creano molta resistenza al movimento della nave, quindi è necessario un grande sforzo per spostarli. Sulle navi moderne vengono utilizzati timoni aerodinamici, bilanciati e semibilanciati.
b) Piuma sterzo aerodinamicoè un telaio impermeabile in metallo saldato rivestito in lamiera d'acciaio.
Al Perù viene data una forma aerodinamica e talvolta sono installati accessori speciali aggiuntivi: carenature. Ruderpost è anche semplificato.
in) In bilanciere parte della piuma è spostata dall'asse di rotazione verso la prua della nave. L'area di questa parte, chiamata parte di bilanciamento, è il 20-30% dell'intera area della piuma. Quando il timone viene spostato, la pressione dell'acqua in arrivo scorre sulla parte bilanciatrice della piuma aiuta a girare il timone, riducendo il carico sulla macchina timone.
d) Ruota semibilanciata differisce da quello basculante in quanto la sua parte basculante ha un'altezza inferiore rispetto a quella principale.
Ruote sterzanti bilanciate e semibilanciate- si tratta di timoni in cui la pala del timone si trova su entrambi i lati dell'asse di rotazione. Questi timoni richiedono meno sforzo per spostarsi. Parte dell'area situata in avanti rispetto all'asse di rotazione è la parte di bilanciamento del timone. Il rapporto tra l'area della parte di bilanciamento e il resto è il grado di bilanciamento ed è espresso in%. Sulle navi moderne, il grado di bilanciamento è del 20-30%
Il volante è chiamato bilanciamento se l'altezza della sua parte di bilanciamento è uguale all'altezza della parte principale del volante. Se la parte di bilanciamento ha un'altezza inferiore lungo l'asse del calcio rispetto alla parte principale, allora un tale volante - semi-equilibrato.
Il volante di bilanciamento è appeso a un palo di poppa che non ha un timone. Il timone è appeso a 2 cardini nella parte superiore e al cuscinetto reggispinta, ma potrebbe esserci un altro design: il timone è trattenuto dal calcio, che ha un cuscinetto reggispinta nella parte inferiore del portello del timone. Spesso c'è un volante fuoribordo bilanciato. La piuma di un tale volante non ha alcun supporto ed è trattenuta solo da un calcio, che a sua volta poggia su cuscinetti reggispinta e reggispinta.
Sterzo attivoÈ un volante aerodinamico dotato di una piccola elica. Quando il timone viene spostato, la forza di arresto dell'elica viene aggiunta alla forza che si verifica sull'overhand. Per migliorare l'efficienza, la vite è posizionata in un ugello guida. La vite ruota da un motore elettrico posto in un attacco a forma di goccia sul volante. La potenza dell'impianto varia da 50 a 700 CV. In caso di incidente delle macchine principali, è possibile utilizzare la vite di coda, la nave manterrà una velocità di 4-5 nodi.
Propulsori di prua. Nella prua della nave sono realizzati tunnel trasversali, in cui sono posizionate piccole eliche. Il diametro dei propulsori raggiunge i 2 m, la potenza del motore arriva fino a 800 CV. Per cambiare la direzione del getto viene utilizzato un sistema di smorzatori, oltre all'inversione dell'elica.
I propulsori forniscono controllabilità a velocità basse e in retromarcia, consentendo di muoversi anche con un ritardo. Può essere utilizzato su una varietà di navi.
Trazione a settore con trasmissione a fune sterzante. Invece di un timone dritto, un settore è fissato sul baller. Ogni ramo del cavo dello sterzo corre attorno al settore lungo un'apposita scanalatura ed è fissato al suo mozzo. Con questo design, viene eliminato il gioco nel ramo non funzionante del cavo dello sterzo. Il valore dell'angolo centrale del settore dovrebbe essere tale che il cavo dello sterzo non presenti grosse pieghe. Di solito è uguale al doppio dell'angolo del timone, cioè 70°
Quando si ripara un timone in mare, deve essere fissato in una determinata posizione. Per questo, lo sterzo ha un freno. Sul settore è installato un arco del freno, al quale viene premuta la ganascia del freno da una vite.
A azionamento del settore con ingranaggio i denti sono disposti lungo l'arco del settore e si ingranano con l'ingranaggio associato alla scatola dello sterzo. Il settore dentato poggia liberamente sul calcio ed è collegato ad un timone rettilineo fissato rigidamente al calcio tramite molle tampone. Tale connessione protegge i denti del settore e gli ingranaggi dalla rottura quando l'onda colpisce la pala del timone.
Attualmente è ampiamente utilizzato azionamenti idraulici, che sono una sorta di guida del timone. Un cursore è installato su un timone longitudinale diritto, che è collegato tramite aste ai pistoni dei cilindri. I cilindri sono collegati ad una pompa azionata da un motore elettrico. Quando si pompa il liquido dal 1° cilindro all'altro, i pistoni si muovono e fanno girare il timone. Una valvola di bypass è inclusa nel sistema di azionamento. Quando un'onda colpisce la pala del timone, si crea una sovrappressione nel 1° cilindro, il liquido entra nell'altro cilindro attraverso una tubazione aggiuntiva attraverso la valvola di bypass, equalizzando la pressione. Pertanto, i cretini del timone vengono attenuati.
I motori a vapore e i motori elettrici sono utilizzati per azionare gli organi di governo. Sulle grandi navi, di norma, vengono utilizzati azionamenti manuali, installati nella timoneria. Per facilitare lo spostamento del volante tra il volante e il tamburo della macchina sterzante, è incluso un ingranaggio o un ingranaggio a vite senza fine.
\u003d Classe Sailor II (p. 56) \u003d
