Техника - молодёжи 1965-06, страница 44

ПОСЛУШНЫЕ ^{в смирнов инженер}

РУЛЕВОМУ

Недавно в портах СССР появились новые, не совсем обычные буксиры. У них нет ни гребных колес, ни винтов, ни рулей. Их заменяют два диска с вертикально торчащими лопастями, установленные в носовой части днища. Впрочем, здесь вряд ли можно говорить о замене: обычные суда просто нельзя сравнивать по маневренности с новыми буксирами. В замысловатых лабиринтах портов и верфей, в узких каналах и реках эти суденышки показывают чудеса. Они разворачиваются на месте, могут перемещаться бортом, на заднем ходу управляются так же хорошо, как и на переднем. Специалист, взглянув на их маневры, безошибочно определит: на буксирах установлены крыльчатые движители.

К мысли о том, что самое выгодное с точки зрения маневренности устройство должно состоять из вертикально расположенных лопастей, изобретатели пришли очень давно. В самом деле, подобрав траекторию движения и закон изменения угла поворота вертикальной лопасти, мы можем получить подъемную силу, позволяющую судну двигаться в любую сторону на поверхности моря. Ни гребной винт, создающий тягу лишь вдоль оси, ни гребное колесо, способное в принципе создать упор только в вертикальной плоскости, не дают такой возможности. Вот почему попытки создать движитель с вертикальными лопастями, начавшиеся в 1693 году, продолжаются вплоть до наших дней.

В 1926 году австрийский инженер Эрнст Шнейдер предложил регулируемую водяную турбину, которая, как выяснилось, оказалась идеальным судовым движителем. Первый судовой образец был изготовлен в 1930 году, а к 1960 году их число перевалило за тысячу.

Как же устроен современный крыльчатый движитель?

Несколько лопастей закреплены вертикально на вращающемся диске, смонтированном в днище. Когда судно движется, каждая лопасть, участвуя в двух движениях — поступательном и вращательном, — описывает циклоиду (именно поэтому крыльчатые движители называют иногда циклоидальными). Если лопасть направлена строго по касательной к этой циклоиде, на ней не возникает подъемной силы. Изменяя угол атаки между лопастью и ее траекторией, можно получить силу, направленную в любую сторону. Для изменения закона поворота лопастей разработаны рычажные системы с весьма сложной кинематикой, которые пока ограничивают максимальную мощность крыльчатых движителей 3—5 тыс. л. с.

Кроме высокой маневренности, крыльчатые движители обладают важным технологическим достоинством. Известно, что монтажные работы на судне очень плохо поддаются механизации и выполняются с большими затратами ручного труда. Монтаж установки с крыльчатым движителем требует минимум времени — оно затрачивается на установку и стыковку только двигателя и движителя, поскольку в нем совмещены в едином агрегате пять устройств: винт регулируемого шага, руль, рулевая машина, упорный подшипник и редуктор. Применение крыльчатого движителя чрезвычайно облегчает управление судном. Простым поворотом рукоятки можно направить его в любую сторону, остановить на месте, дать задний ход, не останавливая и не изменяя направления и числа оборотов двигателя. Обслуживание судна легко автоматизировать и механизировать. Например, двумя дизелями мощностью по 300 л. с. и двумя крыльчатыми движителями на советских буксирах управляет один судоводитель-механик. Маневренность таких буксиров столь велика, что их называют иногда «водные тракторы».

Но не только на буксирах найдет себе широкое применение крыльчатый движитель. Всюду, где нужна точная, «ювелирная» работа, он сможет заменить винты и гребные колеса.

Особенно интересно применение его на плавучих кранах, судах для постановки бакенов и гидрографических судах, производящих измерение скоростей и профилей рек и каналов. Во всех этих случаях движитель позволяет точно и надежно удерживать судно на месте независимо от ветра и течения. Пожарные суда, паромы, самоходные землечерпалки, буксиры-толкачи — всюду отлично зарекомендовали себя крыльчатые движители.

Особый интерес представляет их применение на крупных океанских судах. До сих пор бытует мнение, что скорость — основной показатель прогресса на транспорте. Однако все чаще приходится убеждаться в том, что скорость — это лишь один фактор борьбы за время. Второй, не менее важный — повышение маневренности.

Быстроходный океанский лайнер или танкер, экономящий минуты во время рейса, может терять часы, пытаясь самостоятельно стать у причала. Неуклюжему гиганту трудно передвигаться в тесноте порта — ведь на неподвижном судне руль не действует, а винт может двигать его только вперед или назад. Здесь снова приходит на помощь крыльчатый движитель. В носовой части корпуса судна сделано сквозное отверстие, в нем установлен мощный движитель. Выбрасывая воду в поперечном направлении, он разворачивает судно на месте. Упрощение конструкции и удешевление производства позволит применять крыльчатые движители и на рыболовных траулерах.

Новые движители вряд ли смогут конкурировать с гребными винтами на быстроходных океанских судах, но там, где нужна маневренность, они поистине незаменимы.

37