Техника - молодёжи 1976-11, страница 36

МОРСКОЙ

ТРАКТОР

К центральному развороту журнала

ВЛАДИМИР СМИРНОВ, инженер

В мореной прозе уже стал традиционным образ напитана лайнера, стоящего на мостике и окидывающего взглядом бескрайние дали. Перед ним буквально «открыты все пути». А вот у капитана портового буксира совсем иное положение. Его «тягачу» приходится работать в тесной толчее судов, когда «верткость», иснусное маневрирование подчас решают дело. И тем досаднее мириться с недостатиами, органично присущими буксиру.

Сиажем, при транспортировке крупного судна или каравана груженых барж его гребной вит^- не может развить полного числа оборотов. Следовательно, и главный дизель не может выдать полную мощность, ибо она зависит от числа ходов поршней двигателя. А ведь полная мощность двигателя и максимальная тяга на гаке нужны именно при буксировке.

Как ни странно, дизельные буксиры не способны плавать самым малым ходом. Скорость судна регулируется количеством оборотов гребного винта: если она ниже 40% от полной, то дизель «глохнет». Частые же запуски дизеля грозят интенсивным его износом. Тан, один запуск приводит к износу, будто после трехчасовой работы двигателя на полной мощности. Кроме того, на малых ходах судно не слушается руля. Для буксиров же чаще всего требуются именно малые ходы и при этом хорошая управляемость.

Еще более странным кажется, что одновинтовые буксиры совершенно не слушаются руля на любых задних ходах. В самом деле, руль на таких судах ставится за гребным винтом. На переднем ходу вода отбрасывается винтом на рул», в результате чего его эффективность увеличивается. На заднем же ходу вода отсасывается от руля, и его роль сводится к нулю. Поэтому на некоторых речных судах ставятся два руля — один за винтом, а другой перед ним.

Теперь представьте себе положение капитана буксира. На малых передних и всех задних ходах судно не слушается руля, при транспортировке груза не может быть развита полная мощность двигателя и максимальная тяга на гаке, не говоря уже о том, что буксир не способен развернуться на месте.

В 1960 году Судопроекту было поручено спроектировать портовый буксир с повышенной маневренностью. В задании указывалось, что он должен развивать полную тягу на гаке и мощность на любых ходах, управ

ляться на любых передних и задних ходах, в том числе и на стоянке, иметь «тормозной путь» — выбег с полного хода на стоп — не более одной длины корпуса. Этим условиям отвечал только вариант буксира с двумя крыльчатыми движителями вместо гребных винтов. По маневренным качествам он настолько превосходил обычное судно, что его было решено назвать морским трактором (см. центральный разворот журнала).

Как же устроен и работает крыль-чатый движитель? Основной его элемент — вращающийся в горизонтальной плоскости ротор с вертикально расположенными лопастями, ноторые выполнены в виде ножей с профилем авиационного крыла. Изменением углов их установки и регулируются величина и направление силы тяги. Лопасти связаны приводом с вмонтированным в нижней части ротора эксцентриковым диском. Тот устанавливается в нужное положение вертикальным рычагом управления, приводимым в движение дистанционно с пульта управления на ходовом мостике. Поворотом этого рычага диск сдвигается в ту или иную сторону, и тем самым лопастям задается при вращении ротора колебательное движение по определенной программе.

Схемы, помещенные на развороте слева и внизу, поясняют принцип действия крыльчатого движителя. При совпадении центра эксцентрина с центром ротора лопасти поворачи^ ваю.тся по потоку вод^>1, «подъемной силы» на них не возникает - - морской трактор стоит на месте при работающем двигателе и вращающемся роторе. Перемещение центра диска влево (если смотреть по носу буксира) задает другую программу колебания лопастей, за счет чего обеспечивается передний ход. При сдвиге же диска вправо судно идет назад. И чем сильнее отклонение центра диска от центра ротора, тем выше тяга или скорость трактора.

Перемещение центра диска вперед приводит к повороту судна влево, а назад — вправо. И чем значительнее эксцентриситет между центрами диска и ротора, тем выше эффективность поворота. Ясно, что ничто не мешает сдвинуть центр диска не только вправо, влево, вперед и назад, но и в промежуточные положения — в результате тяга может иметь любое направление в пределах 360\ Следовательно, морской трактор способен плавать как угодно, даже бортом вбок и при использовании мощности двигателя от нуля до полной. На схемах показаны тольно основные маневры, любознательный читатель может и сам, переставив центр диена в последовательные положения, провести умозрительный маневр морского трактора. Тех же, кого интересует более подробное описание крыльчатого движителя, я отсылаю к статье «Послушные рулевому», опубликованной в «ТМ» № 6 за 1965 год.

Сам движитель достаточно сложен по конструкции, поэтому его механический КПД несколько нише, чем у гребного вичта. Однако винтовое судно имеет выступающие части, такие, как руль, гребные валы и их кронштейны. Поэтому сопротивление его корпуса выше, чем морского трактора. На графиках, помещенных на развороте слева и вверху, показаны зависимости использования полной мощности двигателя, а также буксировочной мощности (в процентах! винтового буксира (ВФШ — винт фиксированного шага) и морского трантора (КД — крыльчатый движитель) от скорости хода (в узлах). Даже с первого взгляда видны преиму

щества крыльчатого движителя. Заметим, что морской трактор обходится без рулевой машины, а монтаж си-ловои установки значительно упрощается.

Маневренные качества и возможности морского трактора гораздо выше любого транспортного средства. Это наглядно поясняют схемы, расположенные на развороте справа и внизу.

ПРИЕМКА НОСОВОГО ШВАРТОВА НА ХОДУ СУДНА ПРИ КОСОМ ВЕТРЕ. Мореной трактор выполняет эту операцию быстро и безопасно. Между тем приемна швартова обычным буксиром связана с опасностью повреждения его самого и подопечного судна.

МАНЕВРЫ ПО ОДЕРЖИВАНИЮ СУДНА. Мореной трактор может встать в любую позицию к буксируемому судну и обеспечить максимальную одерживающую силу независимо от его скорости. ОЗычный же буксир должен занять поперечное положение относительно судна, а это грозит опрокидыванием, если оно неожиданно увеличит скорость. В таких случаях приходится отдавать швартов, но тогда судно остается без управления.

МАНЕВРЫ ПО РАЗВОРОТУ СТОЯЩЕГО НА МЕСТЕ СУДНА. Хотя этот маневр выполняют обычным буксиром без накого-либо риска, тут приходится обращать внимание на то, чтобы силы натяжения каната в поперечном направлении не нарушили его остойчивости. Морскому трактору таная опасность не грозит.

ПРОХОД ЧЕРЕЗ УЗКОСТИ. Если обычному буксиру из того первоначального положения, в котором его изобразил художник, не миновать опасной точки (благодаря центробежным силам, возникающим при повороте руля), то морскому трантору удается «выкрутиться» из столь сложной ситуации довольно легко (действие центробежных сил нейтрализует КД).

УПРАВЛЕНИЕ ПРИ ВОЛНЕНИИ. На море штормовая погода, судно идет под острым углом к волне. Большие крутые валы, кстати, появляющиеся периодически, могут привести н его опасному крену. Поэтому, нак только капитан замечает валы, он направляет нос корабля против них. Обычный буксир поворачивается очень медленно со значительными поперечными смещениями (сила, воздействующая на руль, оказывает влияние лишь на корму), и столь неуклюжий маневр в случае непредвиденных обстоятельств грозит катастрофой. Морской же трактор просто направляет упор КД против валов, его корма сама поворачивается под их действием, и он становится автоматически, как флюгер, в нужное положение.

ПОВОРОТЫ ПРИ ВОЛНЕНИИ. Чтобы лечь на обратный курс, буксир должен описать цириуляцию, иначе говоря, довольно долго находиться лагом к волне, когда он может перевернуться. Морской трактор для такого маневра дает задний ход, струи от крыльчатых движителей сбивают волны — образуется участок спокойной воды. После этого он быстро разворачивается на месте. Время его нахождения лагом к волне минимально.

Ленинградские судостроители построили десятки морских тракторов и снабдили ими все порты нашей страны и некоторые зарубежные. Так что читателю, может быть, доведется и самому увидеть эти небольшие, юркие, маневренные буксиры.

34