Авторулевые

Общие сведения об авторулевых

Все корабли и суда ВМФ в настоящее время оборудуются системами автоматического управления (САУ) курсом корабля. Основным элементом САУ является прибор управления — авторулевой.
Настройка авторулевого в процессе эксплуатации осуществляется подбором коэффициента обратной связи, коэффициента тахогенератора и начальной чувствительности. При правильной настройке авторулевой обеспечивает снижение потерь ходового времени до 3% за счет более точного удержания корабля на заданном курсе и уменьшения тормозящего действия корпуса и руля. Углы перекладки руля при автоматическом управлении на 20-30% меньше, чем при ручном.
В последнее время появился новый тип авторулевого – адаптивный, имеющий автоматическую настройку параметров схемы при изменении внеш-них условий плавания или скорости корабля. Это обеспечивает оптимальный режим работы системы без участия человека-оператора.
Адаптивные авторулевые используются главным образом на крупнотоннажных кораблях и судах для улучшения их управляемости, особенно при движении с малой скоростью, на мелководье и в стесненных условиях плавания. В схеме адаптивного авторулевого используется цифровая вычислительная техника.
В настоящее время большинство кораблей и судов ВМФ оборудовано обычными бесконтактными авторулевыми отечественного производства типа АБР, АР, АТР и «Аист».
В соответствии с международными требованиями система автоматического управления курсом корабля должна обеспечивать:
— переход с ручного управления на автоматическое и наоборот с помощью не более чем двух органов управления за время не более 3с при любом положении пера руля;
— переход с автоматического на ручное управление при любых неисправно-стях в системе автоматического управления;
— фильтрацию сигналов управления для уменьшения числа кладок руля от рыскания при волнении.
При переходе с ручного управления на автоматическое авторулевой дол-жен автоматически вывести корабль на заданный курс. Отечественные автору-левые практически удовлетворяют всем перечисленным требованиям.
В соответствии с международными требованиями мореплавания необходимо не более чем за 12ч до отхода корабля (судна) производить проверку работы как основных, так и аварийных каналов управления рулем. При этом должны быть проверены основной и вспомогательный рулевые приводы, сис-тема дистанционного управления рулевым приводом, посты управления рулем на ходовом мостике, аварийное энергопитание, указатели положения руля, аварийная сигнализация, работа автоматических ограничителей угла перекладки руля, а также работа средств связи мостика с румпельным отделением.
Все лица командного состава корабля (судна) связанные с эксплуатацией и техническим обслуживанием рулевого устройства, должны знать устройство установленных на корабле (судне) систем управления рулем и порядок перехо-да с одной системы на другую.
Необходимо по меньшей мере раз в три месяца проводить учения по аварийному управлению рулем, включая непосредственное управление из рум-пельного отделения по командам с ходового мостика.

Принцип действия системы стабилизации корабля на курсе

Качество работы системы автоматического управления курсом зависит прежде всего от динамических свойств корабля, как объекта регулирования; со-стояния погоды и выбора параметров настройки авторулевого. Поэтому одинаковые авторулевые, установленные на разнотипных кораблях и судах, будут. Как правило, работать по-разному. При выборе параметров настройки автору-левого следует учитывать конкретные условия плавания. Исследования и опыт эксплуатации показали, что настройку авторулевого следует менять в случаях: изменения нагрузки корабля, изменения скорости, изменения погоды. При этом необходимо руководствоваться следующими общими положениями:
— подбирать параметры настройки авторулевого необходимо так, чтобы корабль удерживался на заданном курсе при минимальных углах перекладки руля;
— не следует стремиться уменьшать значение рыскания корабля на волнении путем повышения чувствительности авторулевого, так как при этом резко возрастает количество перекладок руля. При большом количестве перекладок руля (более 400 в час) точность удержания корабля на курсе не повышается. Это приводит лишь к ускоренному износу рулевого устройства и потере полезной мощности энергетической мощности корабля за счет тормозящего действия руля.
Для настройки авторулевых в процессе эксплуатации предусмотрена регу-лировка трех параметров, которыми обеспечивается стабильное качество работы системы при изменении условий плавания корабля.
1. Коэффициент обратной связи. КОС выбирается для каждого конкретного корабля во время приемосдаточных испытаний авторулевого. Как показал опыт эксплуатации, для кораблей и судов ВМФ величина КОС устанавливается в пределах 0,2−0,8.при увеличении загрузки корабля КОС следует уменьшать.
2. Коэффициент сигнала тахогенератора (КТГ). Для повышения чувствительности авторулевого в тихую погоду КТГ следует увеличивать, поворачивая рукоятку «Сигнал тахогенератора» в сторону «Больше»; при этом точность удержания корабля на курсе повышается. При ветре и волнении моря КТГ следует уменьшать, чтобы не перегружать рулевую машину. Если при введении градусной поправки в режиме «Автомат» корабль медленно выходит на новый заданный курс, сигнал тахогенератора следует уменьшить. При этом переход кораблем линии нового заданного значения курса не должен превышать значение градусной поправки более чем на 10%.
3. Коэффициент усиления. Регулятор устанавливают в положение «Грубо» при свежей погоде, когда уменьшение чувствительности регулятором тахогенератором оказывается недостаточным.
Коэффициент К1 определяет чувствительность авторулевого. Его значение устанавливается от 0,30 до до 0,60 и выбирается при ходовых испытаниях авто-рулевого на корабле. Если чувствительность установлена правильно, то в про-цессе эксплуатации менять ее нет необходимости.
Коэффициент К2 определяет значение сигнала, пропорционального скоро-сти поворота корабля. Этот сигнал следует увеличивать в тихую погоду и уменьшать при волнении.
Коэффициент К3 определяет значение сигнала отрицательной обратной связи. В приборе предусмотрена возможность ступенчатого изменения величины К3 от 0,22 до 0,8. Меньшие значения устанавливаются при плавании корабля с полной загрузкой.
Новым элементом в настройке авторулевого является регулировка времени срабатывания выходных реле Т. Время задержки может быть установлено от 1,0 до 5 с. Минимальное значение Т устанавливается в тихую погоду и увели-чивается в штормовую, что обеспечивает уменьшение количества перекладок руля до 30%.

Основы построения авторулевого

Авторулевой «Аист» предназначен для установки на кораблях и судах, имеющих электрогидравлические рулевые машины. Авторулевой подключается к репитерной передаче гирокомпаса или дистанционного магнитного компаса.
В комплект авторулевого «Аист» входят следующие приборы: пульт управления (ПУ), пульт следящего управления (ПСУ), переключатель пультов (10-ПП), исполнительный механизм (ИМ-1 или ИМ-2), рулевой датчик (РД).в комплект также входит набор запасных частей и приспособлений (ЗИП) и инструменты.
Пульт управления является основным прибором авторулевого. В нем размещены электромеханические элементы, силовые трансформаторы, усилители и другие устройства, предназначенные для выработки сигналов управления. На лицевых панелях ПУ расположены основные органы управления. Прибор ПУ устанавливается в ходовой рубке. Он обеспечивает работу авторулевого в од-ном их трех видов управления: автоматическом, следящем, простом.
Пульт следящего управления предназначен для управления кораблем толь-ко в двух режимах: следящем и простом. Прибор ПСУ устанавливается в ходовой рубке (при отсутствии в комплекте прибора ПУ) или на верхнем мостике. По своей конструкции ПСУ аналогичен прибору ПУ, но в нем отсутствуют те элементы, которые предназначены для автоматического вида управления.
Переключатель пультов обеспечивает переключение электрических цепей, если в комплектации авторулевого имеются два и более пульта управления (ПУ или ПСУ). Количество положений переключателя зависит от числа пультов.
Исполнительный механизм служит для управления электрогидравлической рулевой машиной (РМ). В зависимости от типа насоса РМ применяется ИМ-1 или ИМ-2. Прибор ИМ устанавливается в румпельном отделении, на корпусе насоса.
Рулевой датчик содержит электромеханические элементы для выработки сигнала обратной связи в схеме авторулевого. Прибор РД устанавливается в румпельном отделении и имеет непосредственную связь с балером руля.
Помимо рассмотренных приборов, в комплект авторулевого «Аист» могут дополнительно входить: соединительный ящик (СЯ-42), предназначенный для разветвления электрических цепей, и стация электроэлементов (СЭ), которая содержит ряд устройств, обеспечивающих работу схемы.
Авторулевой «Аист» характеризуется следующими техническими данными:
1. При наличии в комплекте прибора ПУ возможны 4 вида управления: автоматический, следящий, простой и ручной. Автоматический вариант управления обеспечивается сигналом от гирокомпаса или дистанционного маг-нитного компаса. В этом случае корабль удерживается на заданном курсе без участия человека. В следящем режиме курсоуказатель отключается от схемы авторулевого и кораблем управляет человек с помощью штурвала. При переходе на простой (резервный) вид управления схема авторулевого не используется. Управление рулем производится с помощью двух клавишей, обеспечивающих включение исполнительного механизма рулевой машины. Ручной вид управления является аварийным. Он применяется в случае отказа сей схемы авторулевого. Управление рулем производится вручную по-средством рукоятки, находящейся непосредственно на ИМ.
2. Средняя величина рыскания в автоматическом режиме (при оптимальных положениях регуляторов) составляет примерно 10 при волнении моря до 3 баллов и не превышает 30 при волнении в 5 баллов. Когда волна выше 5 бал-лов, авторулевой обеспечивает надежное удержание корабля на курсе, но величина рыскания при этом будет более 30.
3. При любом виде управления максимальный угол перекладки руля не превышает 350. Это обеспечивается электрическими ограничителями.
4. Надежная работа электрической схемы авторулевого предусматривает, что-бы сопротивление изоляции было не менее 1 МОм.

Смотрите также

Изолирующий дыхательный аппарат ИДА-59М

Подводная лодка В. Бауэра

Организация, средства и методы обеспечения и контроля навигационной безопасности плавания