Особенности управления судна, оснащенного САУ (крыльчатые движители, активные рули, подруливающие устройства, поворотные винтовые колонки, раздельные поворотные насадки).

К средствам активного управления (САУ) относятся устройства, которые одни либо в сочетании способны создавать на корпусе судна поперечные силы на минимальных скоростях или при отсутствий хода.

Наибольший эффект от использования САУ проявляется в швартовном режиме. С ростом скорости движения судна эффективность САУ падает. Главным достоинством САУ является обеспечение самостоятельного маневрирования судна в стесненных условиях.

Применяющиеся в настоящее время на судах САУ включают:
• поворотные винтовые колонки (ПВК);
• раздельные поворотные насадки (РПН);
• активные рули (АР);
• подруливающие устройства (ПУ’);
• крыльчатые движители (КД).

Поворотные винтовые колония (ПВК)представляют собой устройство, состоящее из винта или винта с насадкой, установленного на подвижном баллере Двигатели, обеспечивающие вращение винта и поворот баллера, расположены внутри корпуса судна.

В результате поворота ПВК, она действует как средство управления за счет изменения направления тяги. Обычно угол поворота ПВКсоставляет 360º, что позволяет менять направление тяги на обратное без реверсирования приводного двигателя.
ПВК могут применяться как главные движители на судах, к маневренным качествам которых предъявляются повышенные требования, например: порто-вые буксиры, паромы, краны, плавучие буровые и т.д.

В тех случаях, когда ПВК применяют в качестве вспомогательного движительно-рулевого устройства, на судах, которым по роду деятельности необходимо длительное время сохранять направление ДП на: предельно малых скоростях или без хода, а также для удержания судна в заданной точке открытого моря, ПВК выполняются откидывающимися или выдвижными. Например на океанографических и научно-исследовательских. судах, или как движители малого хода на судах на воздушной подушке и на подводных крыльях

Это позволяет использовать ПВК как подруливающие устройства, а в случае отсутствия надобности убирать их внутрь кор-пуса с тем, чтобы предотвратить увеличение лобового сопротивления воды при движении судна генеральным

На судне могут быть установлена две ПВК, каждая из которых может по-ворачиваться независимо одна от другой. Это повышает эффективность действия ПВК. Некоторые зарубежные фирмы выпускают устройства, состоя-щие из двух ПВК, управление которыми осуществляется через автоматизированный блок. Для изменения направления движения судна руле-вому достаточно установить рукоятку управления в определенное положение, а автоматизированная система разворачивает обе ПВК в такое положение, чтобы обеспечить заданное перемещение судна.

Раздельные поворотные насадки (РПН), представляют собой кольцевое крыло, окружающее гребной винт и закрепленное на баллере.

Назначение любой насадки — повышение КПД и тяговых характеристик движительного комплекса. При этом на поворотной насадке, как на кольцевом крыле, создается подъемная сила, превышающая боковую силу руля расположенного в струе винта и по форме равного проекции насадки на ДП. Это обусловлено тем, что кроме гидродинамических сил, возникающих на самой насадке, при перекладке она значительно отклоняет поток от винта и тем самым увеличивает отклонение вектора тяги.

РПН устанавливаются на двухвинтовых судах и оснащаются приводом, позволяющим осуществлять как совместную (синхронную) перекладку, так и раздельную (автономную) перекладку насадок.

Обычно при движении судна со скоростями более 3-4-х узлов используют синхронную перекладку, а насадками управляют как обычным рулем. При этом можно управлять и одной насадкой.

Если судно оборудовано поворотными насадками, то поведение судна при маневрирования будет отличаться от управления рулем.

При раздельном управлении насадками, независимо от направления вращения винтов, поперечные составляющие сил, возникающих на насадках, суммируются а момент поперечных сил будет значителен. В результате судно может развернуться практически на месте, и с большой по величине угловой скоростью

Рассмотрим, как влияет направление перекладки насадок на маневрирование судна, оборудованного РПН. Когда РПН переложены «внутрь» , Момент, разворачивающий судно, весьма велик и разворот тем интенсивнее, чем больше угол перекладки насадок.

Изменяя угол перекладки насадок, можно тем самым добиваться изменения направления вращения судна без реверсирования движителей.

Активный руль (АР) можно рассматривать как разновидность ПВК.

АР представляет собой сочетание обычного руля с винтом, установленным на зад-ней кромке руля.

Для увеличения тяги, винт располагается в насадке, жестко связанной с пером руля. Ось винта располагается на продолжении оси основного движителя.В качестве двигателя используется погружной электродвигатель, расположенный в пере руля и закрытый грушевидным обтекателем.

Хотя существуют конструкции, в которых вращение на винт передается через полый бал-лер от двигателя, расположенного в корпусе судна.

Используя АР, судно может разворачиваться без хода практически на месте.

Подруливающее устройство (ПУ) является дополнительным средством управления и, чаще всего, состоит из движителя, расположенного в поперечном канале круглой или прямоугольной формы, в подводной чести корпуса, сообщающемся с забортной водой.

В качестве движителя могут использоваться и ВФШ и ВРШ, либо крыльчатый движитель или насос. Канал ПУ может быть прямым или изогнутым, отверстия могут располагаться как на одном, так и на разных уровнях, однако эти конструктивные различия не оказывают существенного влияния на управляемость судна.

В большинстве случаев сила, развиваемая ПУ, направлена по нормали к ДП и вызывает вращение судна, не имеющего хода при отсутствии ветра.

Для разворота судна на месте без хода, только под действием ПУ судно должно быть оборудовано, как минимум двумя ПУ — одним в носу, другим в корме.

При этом возможно движение судна лагом или удержание на курсе при боковом ветре.
Движение судна лагом возможно только на двухвинтовых (и более) судах при работе движителей «враздрай».

Крыльчатые движители (КД)объединяют функции движителя и руля, поскольку их конструктивные особенности позволяют без реверсирования двигателя создавать силу упора в любом направлении.
Конструктивно КД представляет ряд поворотных вертикальных лопастей (от 4 до 8), распложенных на равных расстояниях по окружности вращающегося диска-ротора. Ротор устанавливается заподлицо с днищевой обшивкой судна.При вращении ротора лопасти устанавливаются в различные положения относительно набегающего потока, обеспечивая создание необходимой гидро-динамической силы. Для обеспечения движения каждая лопасть КД должна быть отклонена на определенный угол по отношению к набегающему потоку. поступательного движения.
КД нашли применения на буксирах, траулерах, плавучих кранах и других судах .
При наличии двух КД судно может двигаться лагом.