OPREMA ZA KORMILARENJE
-
Upload
baghdadnethr -
Category
Documents
-
view
354 -
download
18
description
Transcript of OPREMA ZA KORMILARENJE
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
1
Sadržaj 1. Oprema trupa .................................................................................................................................. 2
1.1. Uvod ........................................................................................................................................ 2
1.2. Kormilo .................................................................................................................................... 3
1.2.1. Općenito .......................................................................................................................... 3
1.2.2. Vrste kormila ................................................................................................................... 3
1.2.3. Sile i momenti na kormilu ................................................................................................ 6
1.2.4. Materijali ......................................................................................................................... 8
1.2.5. Dijelovi kormila ................................................................................................................ 9
1.3. Kormilarski stroj..................................................................................................................... 13
1.3.1. Klipni kormilarski stroj ................................................................................................... 13
1.3.2. Rotacijski krilni kormilarski stroj .................................................................................... 15
1.4. Kormilarska transmisija ......................................................................................................... 17
1.4.1. Mehanička transmisija .................................................................................................. 17
1.4.2. Hidraulička transmisija .................................................................................................. 17
1.4.3. Električna transmisija .................................................................................................... 18
1.4.4. Elektro – hidraulička transmisija .................................................................................. 18
1.5. Pravila i propisi koji se odnose na kormilarske uređaje ........................................................ 19
1.5.1. Općenito ........................................................................................................................ 19
1.5.2. Upravljanje kormilarskim uređajem .............................................................................. 20
1.5.3. Kutni položaj kormila ..................................................................................................... 20
1.5.4. Prostorije kormilarskog uređaja .................................................................................... 20
1.5.5. Konstrukcijski zahtjevi ................................................................................................... 21
1.5.6. Cijevi .............................................................................................................................. 21
1.5.7. Uputstva za rad .............................................................................................................. 22
1.5.8. Probna vožnja ................................................................................................................ 22
1.6. Specijalne izvedbe kormilarskih uređaja ............................................................................... 22
1.6.1. Propelerna kormila ........................................................................................................ 22
1.6.2. Električna propelerna kormila ....................................................................................... 24
1.6.3. Kormilarenje kod vodomlazne propulzije ..................................................................... 25
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
2
1. Oprema trupa
1.1. Uvod Opremom trupa smatra se sljedeća:
a) kormilo, b) sidreni uređaj, c) uređaj za vez, d) uređaj za tegalj, e) jarboli s opremom, f) uređaji i sredstva za zatvaranje otvora na trupu, nadgrađima i kućicama, g) uređaji i oprema brodskih prostora, h) oprema za slučaj havarije, i) ugrađena i skidljiva oprema za učvršćenje tereta, j) uređaji za aktivno upravljanje brodom.
Oprema trupa podliježe nadzoru klasifikacijskog društva te se za svu navedenu opremu i pripadajuće dijelove mora dostaviti na odobrenje:
a) sastavni nacrt; b) proračuni (na uvid); c) nacrte dijelova i elemenata, ako se ne izrađuju prema odobrenim normama ili tehničkim
uvjetima. Materijali namijenjeni za dijelove konstrukcije, navedeni u tablici 1., moraju biti u skladu s relevantnim pravilima i propisima, (npr. HRB Dio 25. ‐ Metalni materijali). Materijali za druge dijelove uređaja i opreme moraju udovoljavati, ako o tome u Pravilima ne postoje posebni zahtjevi, zahtjevima navedenim u dokumentaciji odobrenoj od Klasifikacijskog društva. Zavarivanje dijelova konstrukcije brodske opreme i uređaja također mora biti u skladu s relevantnim pravilima i propisima, (npr. HRB Dio 26. – Zavarivanje i HRB Dio 2. – Trup).
Tablica 1. Materijali za izradu opreme trupa
Red. br. NAZIV MATERIJAL
1. Struk kormila i okretna sapnica s prirubnicama
čelični otkovak, čelični lijev
2. Dijelovi lista kormila i okretne sapnice
čelični otkovak, čelični lijev, valjani čelični lim, valjani čelični profil
3. Osovina kormila, skupa s prirubnicom čelični otkovak, čelični lijev
4. Štenci kormila i okretne sapnice čelični otkovak, čelični lijev
5. Spojni elementi (vijci i matice spojki, matice konusnih spojeva struka s listom kormila, vijci i matice spojke osovine sa statvom)
čelični otkovak
6. Tegljačke kuke za silu 10 kN i više s elementima spoja s trupom broda
čelični otkovak, čelični lim, čelični valjani profil
7. Poklopci teretnih grotala i vrata na vanjskoj oplati
čelični lim, valjani čelični profil, lim od lakih legura, valjani profil od lakih legura
8. Klizna vrata
čelični otkovak, čelični lijev, čelični lim, čelični valjani profil
9. Sidra čelični otkovak, čelični lijev
10. Sidreni i drugi lanci čelični otkovak
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
3
1.2. Kormilo
1.2.1. Općenito
Kormilarenje je upravljanje brodom pomoću kormila. Obuhvaća kontrolu gibanja površinskih brodova u horizontalnoj ravnini, a podmornica u horizontalnoj i vertikalnoj ravnini. Kormilarenje se može promatrati sa stanovišta sposobnosti broda da naglo mijenja svoj kurs, kada su takve promjene kursa poželjne, te sa stanovišta sposobnosti broda da drži svoj kurs kada se ne želi promjena kursa. Za neke tipove brodova kao što su tegljači, trajekti, ratni brodovi, obalni brodovi i sl. od primarnog je značaja pokretljivost, tj. sposobnost naglog mijenjanja kursa. Dok se kod trgovačkih prekooceanskih brodova prvenstveno traži da dobro drže svoj kurs.
Kormilo je uređaj za upravljanje brodom pomoću kojega održavamo ili mijenjamo kurs. Ono je najčašće smještano po krmi broda, slika 1. Postoje i specifični tipovi brodova kao što su trajekti te neki ribarski brodovi koji osim kormila na krmi imaju i kormilo na pramcu. Većina brodova ima jedno do tri kormila. Na jednovijčanom brodu kormilo je smiješteno iza brodskog vijka kako bi se iskoristio povoljan utjecaj vijčanog mlaza na djelovanje kormila. Po dva ili tri kormila imaju brodovi sa dva odnosno tri brodska vijka [1].
Kormilo je sastavni dio kormilarskog uređaja kojeg još čine kormilarski stroj, transmisija te upravljački stup.
Slika 1. Prikaz krme broda [2]
1.2.2. Vrste kormila
Postoji više kriterija podjele kormila, a to su: oblik poprečnog presjeka lista, način pričvršćenja za trup te omjer površina ispred i iza osi vrtnje kormila.
Prema obliku poprečnog presjeka lista, kormila mogu biti: ‐ jednoplošna i ‐ strujna. Jednoplošna kormila imaju znatno veći otpor od strujnih i danas se rijetko ugrađuju na većim
plovnim objektima, slika 2a. Strujna kormila imaju kapljičasti presjek simetričnog strujnog profila, koji znatno smanjuje otpor te efikasnost kod manevriranja, slika 2b. Strujna kormila imaju šuplju strukturu te se kod ovih javlja problem nepropusnosti.
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
4
a) Jednoplošno kormilo b) Strujno (dvoplošno) kormilo
Slika 2. Kormila prema obliku poprečnog presjeka lista [2]
Postoje razne posebne izvedbe strujnih kormila od kojih se danas najčešće susreće kormilo sa zakrilcima (engl. Flap rudder), slika 3a., kormilo u obliku ribljeg repa (engl. Fish tale rudder), slika 3b, te kormilo u obliku okretljive sapnice, slika 3c.
a) Kormilo sa zakrilcem b) Kormilo u obliku ribljeg repa c) Okretljiva sapnica
Slika 3. Posebne izvedbe strujnih kormila [2] Kormilo sa zakrilcem ima zakrilce sa stražnjem bridu. Ovo se zakrilce pomiče mehanički, i to tako
da je kut zakretanja zakrilca dvostruko veći od kuta zakretanja glavnog kormila. Kada kormilo ima maksimalni kut od 45°, zakrilce ima maksimalni kut od 90° u odnosu na brod. Prednosti kormila sa zakrilcem su: bolja manevrabilnost, odnosno promjene kursa se mogu izvesti sa manjim kutevima zakretanja što znači da brod gubi manje brzine i troši manje goriva. Nedostaci su: viša cijena, osjetljivost na oštećenja zbog izloženosti, veća sila na kormilo zahtjeva osovinu većeg promjera.
Kormilo u obliku ribljeg repa se općenito koristi na manjimplovnim objektima, te pri brzinama manjim od 14 čvorova. Manevarske kvalitete ovog tipa kormila su između običnog kormila i kormila sa zakrilcem
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
5
Kormilo u obliku okretljive sapnice znatno povećava stupanj propulzije broda. Primjerice kod tegljača u eksploataciji povećanje stupnja propulzije iznosi oko 15 do 25%.
Prema načinu pričvršćenja na trup razlikuju se oslonjena i ovješena kormila (vrijedi i za kormilo u obliku sapnice). Oslonjena ili obična ili brodska kormila su vezana s trupom broda preko jednog ili više ležaja na statvi kormila za krmenu statvu, a preko struka kormila, slika 4a. Osovina takvog kormila je uglavnom napregnuta momentima torzije. Brodsko kormilo se koristi na velikim trgovačkim brodovima, poput kontejnerskih brodova, brodova za rasuti teret, tankera i putničkih brodova. Ovo kormila su vrlo robusna. Nadalje,ovješena ili viseća kormila vise van trupa broda, a vezana su s trupom broda isključivo preko svoje osovine koja je napregnuta momentima torzije i momentima savijanja, slika 4b.
a) Oslonjeno kormilo b) Ovješeno kormilo
Slika 4. Kormila prema načinu pričvršćenja za trup [2]
Prema omjeru površina ispred i iza osi rotacije razlikuju se nebalansna, polubalansna i balansna kormila. Nebalansna kormila imaju svu površinu lista kormila smještanu iza osi rotacije, slika 5a. Polubalansna kormila imaju do15% površine lista kormila smještene ispred osi rotacije, slika 5b. Balansna kormila imaju do 30% površine lista kormila smještene ispred osi rotacije, slika 5c.
a) Nebalansno b) Polubalansno c) Balansno Slika 5. Kormila prema omjeru površina ispred i iza osi rotacije [2]
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
6
1.2.3. Sile i momenti na kormilu
Slika 6. Sile i momenti na kormilo[2]
Ako promatramo kormilo odvojeno od broda kako se giba potpuno uronjeno kroz vodu pod
nekim kutem a, dolazi do strujanja za koje se može uzeti da je sastavljeno od translacijskog i
cirkulacijskog. Ova dva sistema strujanja izazivaju na gornjoj strani kormila porast, a na donjoj strani pad brzine strujanja. Kako je prema Bernulijevom zakonu porast brzine strujanja praćen smanjenjem tlaka, a pad brzine strujanja porastom tlaka, to na gornjoj strani kormila dovodi do pada, a na donjoj do porasta tlaka. Rezultanta razlike tlaka s gornje i donje strane jest sila kormila FR, slika 6. Rastavljanjem sile FR na komponente u smjeru središnjice horizontalnog presjekakormiula i okomito na tu središnjicu dobivaju se tangencijalna sila, tj. sila trenja Ft i normalna sila Fn. Nadalje, sila FR se može rastaviti i na sljedeće dvije komponente: jednu koja djeluje u smjeru okomitom na smjer gibanja i ta se sila zove sila uzgona FL, i drugu koja djeluje u smjeru gibanja i ta se sila zove sila otpora FD.
Sila kormila FR ovisi o obliku presjeka i površini kormila AR, kutu zakretanja kormila a, brzini gibanja V, te o gustoći r, i viskozitetu tekućine h, te vrijedi izraz:
∙ ∙ ∙ (1)
Gdje je C' koeficijent koji ovisi o obliku presjeka te kutu zakretanja kormila te se određuje
ispitivanjem modela kormila u bazenu. U tu svrhu izveden je velik broj ispitivanja različitih oblika presjeka kormila u raznim hidrodinamičkim i areodinamičkim institutima te su podaci o koeficijentu C' poznati [4].
Za označavanje profila kormila koriste se sljedeće oznake: dužina profila kormila l mjerena na središnjici horizontalnog presjeka, visina kormila h, maksimalna debljina profila kormila t mjerena
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
7
okomito na središnjicu horizontalnog presjeka. Udaljenost od hvatišta sile FR do prednjeg brida kormila označava se oznakom x, a udaljenost od osi okretanja (osovine kormila) do prednjeg brida kormila označava se oznakom d.
Moment što ga normalna sila Fn tvori oko osi zakretanja iznosi:
∙ (2) Nadalje, sila koja djeluje na list kormila, a na temelju koje se vrši dimenzioniranje strukture kormila određuje se prema sljedećem izrazu, [3]:
∙ ∙ ∙ ∙ (3) gdje je:
CR (FR) – sila koja djeluje na list kormila, [N] A – površina lista kormila (A1+A2), [m2] v0 – najveća brzina broda, [čv]
3 ∙ – za brodice i jahte na jedra, [čv]
2,4 ∙ – za motorsailore i motorne jahte, [čv]
12 ∙ √ [čv]
k1 – faktor ovisan o l, tablica 2.,
; gdje je b srednja visina površine kormila, a A0 zbroj proiciranih efektivnih
površina kormila. k2 – faktor ovisan o tipu malog plovnog objekta, tablica 3.
Također, moment zakretanja na temelju koje se vrši dimenzioniranje strukture kormila određuje se prema sljedećem izrazu koji se odnosi na plovidbu i pramcem i krmom, [GL]:
∙ (4) gdje je:
QR – moment zakretanja, [Nm], CR – sila koja djeluje na list kormila, [N], r – krak, r = xc – f [m] – ako os rotacije leži unutar lista kormila, r = xc + f [m] – ako os rotacije leži ispred lista kormila,
Tablica 2. Faktor k1 ovisan o l l k1 0,50
0,66
0,75
0,83 1,00 1,00 1,25 1,12 1,50 1,21 1,75 1,29 2,00 1,36 2,25 1,41 2,50 1,45 2,75 1,48 3,00 1,5 3,25 1,52 3,50 1,53
Tablica 3. Faktor k2 ovisan o tipu malog p.o.
Tip m.p.o. CH k2Male sportske jedriliceMotorne brodice Motorne jahte Jahte na jedra (flat afterbody)
93 1
1,20
Motorsaileri 1,10
Brodice na jedraJahte na jedra
1,00
Ribarski i radni m.p.o 132 1,20
1 za m.p.o. L>20 m CH=100
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
8
rmin, xc, f, A0 – ovise o tipu kormila kako je prikazano na sljedećim slikama:
a)
b)
c)
d)
e)
Slika 7. Tipovi kormila
1.2.4. Materijali
Struk kormila, osovina, štenci, vijci na spojkama, klinovi i odljevci kormila, koji su izrađeni od valjanog, kovanog ili lijevanog ugljičnomanganskog čelika, moraju udovoljavati zahtjevima klasifikacijskih zavoda. Granica razvlačenja materijala za struk kormila, štence, klinove i vijke ne smije biti manja od 200 [N/mm2].
Klasifikacijski zavodi temelje svoje izraze za dimenzioniranje na materijalima kojima je granica razvlačenja =235 [N/mm2], te vlačnu čvrstoću =400 [N/mm2]. Ako upotrebljeni materijali imaju granicu razvlačenja te vlačnu čvrstoću različitu od navedene, tada se koristi faktor materijala koji se određuje prema sljedećem izrazu, [GL]:
(5)
gdje je:
za
zaCO
PYRI
GHT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
9
granica razvlačenja / vlačna čvrstoća /
1.2.5. Dijelovi kormila
Zahtjevi klasifikacijskih zavoda najčešće su vezani za dijelove kormila koje u pravilu čine [3]: struk kormila, list kormila ili okretna sapnica, skidljiva statva kormila (rog statve), osnaci kormila i okretne sapnice, tuljci osnaca, spojni dijelovi (vijci i matice spojki, klinovi konusnih spojeva struka s kormilom, vijci i matice spoja osovine s kormilom, vijci i matice spoja osovine s krmenom statvom), dijelovi sustava za ograničavanje otklona lista kormila i okretne sapnice nosivi ležaj struka kormila, uređaj za aktivno upravljanje brodom. Na slici 8. dan je prikaz brodskog kormila s osnovnim djelovima.
Slika 8. Osnovni dijelovi brodskog kormila[2]
1.2.5.1. Struk kormila
Struk kormila jest vratilo koje prenosi moment kojeg generira kormilarski stroj smješten u unutrašnjosti krme, na list kormila a potreban za njegovo zakretanje kako bi se osigurala potrebna svojstva upravljivosti. Struk kormila je kod velikih trgovačkih brodova najčešće pričvršćen, s gornje strane, konusnim spojem na kormilarski stroj, zatim prolazi kroz nosivi ležaj smješten u kučištu struka, te se s donje strane prirubnicom pričvršćuje za gornji odljevak zavaren na konstrukciju lista kormila.
Proračun promjera struka kormila vrši se prema pravilima klasifikacijskih zavoda, a ovisi o tipu kormila, tj. da li je ono opterećeno samo na uvijanje (oslonjeno kormilo) ili na savijanje i uvijanje (ovješeno kormilo).
Promjer struka kormila opterećenog samo na uvijanje određuje se prema izrazu, [GL]:
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
10
3,8 ∙ ∙ (6)
gdje je:
QR – moment torzije [Nm], k – faktor materijala (vidi izraz (5)).
Ovisno o tipu kormila i načinu oslanjanja, struk kormila je često dodatno izložen momentu savijanja te ga je stoga potrebno pojačati u skladu s izrazom:
∙ (6) gdje je:
k1 – faktor ovisan o tipu i načinu oslanjanja kormila. Za kormila koja odgovaraju slici 7a, 7b i 7c, vrijedi:
∙ 1 (7)
Za kormila koja odgovaraju slici 7d (viseća kormila), vrijedi:
∙ 1 (8)
Za kormila koja odgovaraju slici 7e, vrijedi:
∙ ∙ 1 (9)
1.2.5.2. List kormila
List kormila kod suvremenih trgovačkih brodova izveden je strujno, odnosno dvoplošno te ono mora biti ukrućeno vertikalnim i horizontalnim uktepama, slika 8., kako bi se postigla zadovoljavajuća krutost na savijanje i uvijanje. Takav list kormila mora biti izveden nepropusno. Jednoplošno kormilo može se primjeniti samo kod manjih brodova s ograničenim područjem plovidbe.
Vlastita frekvencija kormila mora biti najmanje 10% viša od uzbudne frekvencije vijka. Čvrstoća lista mora se provjeriti direktnim proračunom.
Debljina opločenja ne smije biti manja od iznosa dobivenog prema izrazu, [HRB]:
. ∙ ∙
√∙
∙2.5 (12)
gdje je:
d – gaz na ljetnoj vodnoj liniji [m], CR – sila koja djeluje na list kormila [N], A – površina lista kormila [m2],
1.1 0.5 ∙ ; najviše 1.0 ako je b/s ≥ 2.5
s – najmanja neukrepljena širina lima [m],
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
11
b – najveća neukrepljena širina lima [m], k – faktor materijala (vidi izraz (5)).
Debljina orebrenja, odnosno ukrepa ne smije biti manja od 70% debljine opločenja, i ne manja
od iznosa dobivenog prema izrazu, [HRB]:
√ (13)
Slika 8. Unutarnja struktura brodskog kormila[2]
Za jednoplošna kormila debljina lista se izračunava prema izrazu, [3]:
1.5 ∙ ∙ 2.5 (14) gdje je:
s – razmak horizontalnih ukrepa, s ≤ 1 [m], v – brzina broda [čv].
Slika 9. Jednoplošni list kormila s horizontalnim ukrepama[2]
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
12
1.2.5.3. Ležajevi kormila
Sila koja djeluje na list kormila, CR prenosi se na pojedine ležajeve sukladno vertikalnom položaju hvatišta sile. Izračun sila u ležajevima vrši se prema sljedećem izrazu:
Sila u ležaju B1 : ∙
Sila u ležaju B2 :
∙
Sila u ležaju B1 :
Sila u ležaju B2 :
∙
Sila u ležaju B1 :
Sila u ležaju B2 :
∙
CO
PYRI
GHT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
13
1.3. Kormilarski stroj
Kormilarski stroj je jedan od najvažnijih dijelova brodske opreme. On služi za zakretanje kormila a nalazi se u sklopu kormilarskog uređaja. Kormilarski strojevi se grade prema propisima registra, koji, za većinu slučajeva, kažu da stroj mora zadovoljiti zakretanje kormila za 35° u desnu i lijevu stranu i da vrijeme zakreta kormila iz jednog krajnjeg položaja u drugi treba biti najviše 28 sekundi. Za plovne jedinice sa većim manevarskim zahtjevima grade se strojevi sa većim kutom otklona i kraćim vremenom zakretanja. Snaga i veličina kormilarskog stroja ovise o veličini broda i manevarskim zahtjevima.
Danas se na brodove najčešće ugrađuju dva tipa kormilarskih strojeva: ‐ hidraulični klipni kormilarski stroj ili ‐ hidraulični krilni (rotacijski) kormilarski stroj
Oba tipa kormilarskih strojeva koriste tlak ulja za pokretanje radnih elemenata koji su na neki
način vezani na struk kormila i okreću ga u željenom smjeru. Kormilarski se stroj sastoji od slijedećih osnovnih elemenata:
‐ hidrauličke naprave, ‐ pumpe, ‐ elektromotora za pogon pumpe, ‐ cjevovoda i ‐ opreme.
Kormilarski strojevi glavnog i pomoćnog kormilarskog uređaja moraju biti takvi da se automatski
ponovno uključuju kad se nakon prekida uspostavi dovod energije, te da se mogu uključiti sa zapovjedničkog mosta. Ako dođe do prekida energije na bilo kojoj pogonskoj jedinici kormilarskog uređaja, na zapovjedničkom mostu mora se pojaviti svjetlosni i zvučni signal.
Ako je promjer struka kormila na mjestu spoja sa rudom kormila veći od 230 mm, isključujući pojačanja za plovidbu kroz led, mora se predvidjeti rezervni izvor napajanja, dovoljan za napajanje barem pogonskog stroja kormilarskog uređaja kao i njemu pripadnog sustava upravljanja i pokazivača kuta kormila, koji se mora uključiti automatski u vremenu od 45 s bilo iz izvora električne energije za nužnost ili iz neovisnog izvora energije koji se nalazi u prostoriji kormilarskog stroja. Ovaj neovisni izvor energije može se koristiti samo za ovu namjenu. Na svakom brodu od 10 000 BRT i više, rezervni izvor mora imati kapacitet dovoljan za napajanje 30 min neprekidnog rada, a kod ostalih brodova za manje od 10 min. Kormilarski strojevi moraju dopustiti preopterećenje od najmanje 1,5 proračunskog momenta za vrijeme od 1 min.
1.3.1. Klipni kormilarski stroj
Klipni hidraulični kormilarski stroj je starije rješenje pogona brodskog kormila. Ugrađuje se na široki raspon plovila, od sportskih glisera sve do najvećih tankera. Osnovni element ovog kormilarskog stroja je hidraulički cilindar. Na brodove se ugrađuju strojevi sa jednim ili dva para cilindara od kojih svaki par ima zajednički klip. Klipovi su vezani za struk kormila preko kliznog mehanizma. Djelovanjem tlaka ulja pomiču se klipovi i zakreću kormilo.
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
14
Slika 11. Shematski prikaz hidrauličnog klipnog kormilarskog stroja [2]
Karakteristike hidrauličnog klipnog kormilarskog stroja su slijedeće:
‐ klipni stroj je robustan i siguran ‐ ima malo brtvenih površina, a samim tim manje gubitke i manje potrošnih dijelova ‐ ima dugi vijek trajanja ‐ jednostavan je za remont ‐ jedan od većih nedostataka je to što hidraulični cilindri ne mogu prenositi konstantan
moment na struk kormila što znači da sa otklonom kormila treba rasti i tlak ulja koje djeluje na klipove
‐ zahtijeva veću kontrolu zbog vanjskih propuštanja ‐ klipni stroj ima puno veće gabarite u odnosu na usporedivi krilni rotacijski kormilarski stroj
Slika 12. Hidraulični klipni kormilarski stroj sa 4 cilindra i dva klipa, proizvođača ''Hatlapa'' [5].
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
15
1.3.2. Rotacijski krilni kormilarski stroj
Rotacijski krilni hidraulički kormilarski uređaj s elektro‐hidrauličkim upravljanjem je uređaj novije tehnologije koji koristi hidrauličku energija za zakretanje vratila lista kormila i koji je upravljan električkim upravljačkim signalom. Ovakav tip uređaja upotrebljava se za veliki raspon (20 – 4000 kNm) zakretnih momenata i naročito je podesan, zbog odličnih dinamičkih svojstava, za rad u sistemu automatskog vođenja broda.
Hidraulički krilni kormilarski uređaj koji čini jedan funkcionalni upravljački sustav sastoji se od tri glavne cjeline:
‐ Kormilarskog stroja koji je smješten na vratilu kormila i koji stvara zakretni moment, ‐ Pumpnih agregata sa hidraulički pogonjenim upravljačkim ventilom i solenoid pilot ventilom
za daljinsko i automatsko kormilarenje, ‐ Upravljačkog stupa smještenog na komandnom mostu koji može biti predviđen za električni
ili hidraulički prijenos upravljanja. Svoju primjenu na brodovima našao je zahvaljujući mnogim prednostima kao što su: ‐ kompaktnost dimenzija ‐ potrebni su manji radni tlakovi nego na klipnim strojevima ‐ kontrola sila i momenata regulacijom tlakova ‐ kontinuirana regulacija položaja kormila sa relativno jednostavnim elementima ‐ samopodmazivanje elemenata stroja i odvođenje topline radnim medijem ‐ jednostavna automatizacija procesa kormilarenja ‐ niža cijena od usporedivog klipnog kormilarskog stroja
Nedostaci ovog tipa kormilarskog stroja su slijedeći: ‐ velike brtvene površine ‐ zahtijeva se precizna izrada svih dijelova radi smanjenja gubitaka propuštanja ‐ veći broj pokretnih dijelova koji su vrlo opterećeni te se javlja problem čvrstoće i zahtjev za
učestalijim pregledima ‐ složenije i skuplje održavanje
Krilni rotacijski kormilarski stroj sastoji se od slijedećih osnovnih dijelova:
‐ Cilindričnog kućišta pričvršćenog za temelj broda, koji se obično sastoji od tri komore u koje se smješta rotor stroja,
‐ Rotora stroja vezanog steznim spojem na vratilo kormila, i ima tri krila koja djeluju unutar kućišta i prenose moment na kormilo,
‐ Segmenata čvrsto spojenih za kućište stroja koji dijele prostor između krila rotora u odvojene komore,
‐ Poklopca stroja učvršćenog vijcima za kućište stroja.
Prostori koji se formiraju između krila rotora i statora se koriste kao visokotlačne ili niskotlačne komore. Glavna prednost ovogog načina upravljanja je njegova kompaktnost jer zauzima 1/10 prostora sustava s tlačnim cilindrima. Mehanička prednost ovog uređaja je da može zadržati kormilo u bilo kojem kutu. Kutno gibanje rotora mehanički je ograničeno segmentima koji su tako dimenzionirani da je granični položaj kormila 37,5° u svaku stranu od srednjeg položaja.
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
16
1‐ prekotlačni ventil; 2 ‐ konusni spoj; 3 – sustav brtvljenja; 4 – radijalni ležaj; 5 – temelji; 6 – temeljni ležaj ; 7 – ventil za blokiranje rotora
Slika 13. Hidraulički krilni kormilarski stroj u presjeku [6]
Kormilarski stroj, u skladu s propisima o sigurnosti i pouzdanosti rada, izveden je s dva neovisna pumpna agregata.
U normalnom pogonu radi samo jedan pumpni agregat, a on je tako dimenzioniran da zadovolji zahtjeve vremena otklona kormila. Kada to zahtjevaju određeni pomorski propisi ili određeni uvjeti (npr. prilikom intenzivnog manevriranja), u radu mogu biti oba pumpna agregata. Tada se protoci zbrajaju, te se vrijeme prebacivanja kormila skraćuje.
Zadatak pumpnog agregata je da stvara hidrauličku energiju, te da omogući njeno upravljanje u ovisnosti o upravljačkom signalu, koji dolazi s upravljačkog pulta.
Pumpni agregat predstavlja elektro‐hidraulički uređaj koji se sastoji od : ‐ vijčanje pumpe s konstantnim protokom, ‐ upravljačkog ventila s dvodjelnom jezgrom, ‐ solenoid pilot – ventila, ‐ trofaznog asinhronog elektromotora, ‐ elastične spojke.
Slika 14. Pumpni agregat i kormilarski stroj [6]
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
17
1.4. Kormilarska transmisija
Upravljački stup je više ili manje udaljen od kormilarskog stroja pa između njih postoji mehanička, hidraulička ili električna kormilarska transmisija. Kormilarska transmisija predstavlja jedan od primjera daljinskog upravljanja na brodu.
1.4.1. Mehanička transmisija Mehanička transmisija sastavljena od sistema lanaca ili sistema čeličnih užadi koje preko sistema kolotura mehanički povezuju struk kormila i kormilarsko kolo na kormilarskom stupu. Ovakva transmisija upotrebljava se na malim brodovima, na kojima je ručna snaga na kormilarsko kolo dovoljna za neposredno kormilarenje, slika 15.
Slika 15. Mehanički kormilarski uređaj [7]
1.4.2. Hidraulička transmisija
Hidraulička transmisija radi u biti kao i mehanička, s tom razlikom da energiju prenosi tekućina u cijevima. Budući da je jednostavnije postaviti duž broda cijevi negoli lance i šipke, ovakva se transmisija još u doba stapnih parnih kormilarskih strojeva upotrebljavala za njihovu telekomandu s zapovjednog mosta. Danas je vrlo česta kod manjig i srednje velikih brodova. Ovakvom transmisijom moguće je osigurati upravljanje brodom s različitih pozicija na brodu, slika 16.
Hidraulički kormilarski stroj sastoji se od dva osnovna dijela: ‐ pumpe, koja tlači ulje i ‐ hidrauličkih cilindara, koji rade pod pritiskom ulja iz pumpe.
Sustav hidraulike mora imati:
‐ uređaje za održavanje hidrauličke tekućine čistom, pri čemu treba uzeti u obzir tip i izvedbu hidrauličkog sustava,
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
18
‐ alarm niske razine za svaki tank hidrauličke tekućine, da bi se dobilo brzo upozorenje o istjecanju hidrauličke tekućine. Na zapovjedničkom mostu mora se izvesti zvučni i svjetlosni signal, kao i u prostorijama uređaja na mjestu gdje se brzo mogu uočiti,
‐ ugrađeni skladišni tank kapaciteta dovoljnog da ponovno napuni najmanje jedan strojni sustav za pokretanje s doljevnim tankom, ako je glavni kormilarski uređaj pogonjen strojem. Skladišni tank mora biti stalno priključen na cjevovod tako da se hidraulički sustavi mogu na vrijeme dopuniti iz prostorije kormilarskog uređaja i mora imati uređaj za mjerenje količine tekućine u tanku.
a) Jedan upravljački stup b) Dva upravljačka stupa Slika 16. Hidraulička transmisija [8]
1.4.3. Električna transmisija
Električna kormilarska transmisija je najjednostavnija. Služi samo za davanje daljinskih komandi kormilarskom stroju. Kormilarski strojevi moraju prema primljenoj komandi postaviti kormilo u položaj zadan s upravljačkog stupa i zadržati ga u tome položaju dok se komanda ne promjeni. Da bi se to postiglo, kormilarski stroj mora imati uređaj koji automatski zaustavlja stroj kad kormilo zauzme zadan položaj.
Slika 17. Električna transmisija [8]
1.4.4. Elektro – hidraulička transmisija
Posebni električki pogon imaju elektro – hidrauličke kormilarske transmisije koji se danas često upotrebljavaju, slika 18. Sa zapovjednog mosta davač daje hidrauličkom ili električkom transmisijom nalog primaču, koji istog prenosi na pumpu tlačnog ulja. Pumpa je trajno pokretana pogonskim
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
19
elektromotorom i šalje ulje pod tlakom, ovisno o položaju primača, u jedan od cilindara kormilarskog stroja, a istovremeno siše ulje iz drugog cilindra, kad je u neutralnom položaju, nema protoka ulja. Promjena tlak ulja u cilindrima uzrokuje pomicanje klipova povezanih na rudo kormila čime se ostvaruje zakretanje struka odnosno lista kormila.
Slika 18. Elektro ‐ Hidraulička transmisija [8]
Elektro – hidraulički kormilarski strojevi sa zakretnim momentom do 160 kNm izvode se sa dva
cilindra, a preko te vrijednosti zakretnog momenta s četiri cilindra. Osim ovakvih elektro – hidrauličkih strojeva s klipovima koji se pokreću linearno, postoje također
i rotacioni krilni elektro – hidraulički strojevi.
1.5. Pravila i propisi koji se odnose na kormilarske uređaje
1.5.1. Općenito Svaki brod mora imati glavni i pomoćni kormilarski uređaj, izvedeni tako da kvar na jednom ne
ometa rad drugog uređaja. Glavni kormilarski uređaj čine mehanizmi, pogonski strojevi kormilarskog uređaja, pomoćna
oprema i uređaji za prijenos zakretnog momenta na kormilo radi njegova pokretanja u svrhu upravljanja brodom u normalnim uvjetima korištenja.
Pomoćni kormilarski uređaji su uređaji koji u slučaju prestanka rada glavnog kormilarskog uređaja služe za pokretanje kormila u svrhu upravljanja broda.
Glavni kormilarski uređaj i struk kormila :
‐ moraju biti odgovarajuće čvrstoće i omogućiti kormilarenje pri najbržoj plovidbi pramcem, što se mora dokazati pokusnom plovidbom,
‐ moraju biti sposobni da pri najdubljem gazu broda i pri najbržoj plovidbi pramcem naprijed,
prebace kormilo s položaja 35 na jednoj strani do položaja 35 na drugoj strani, te pod istim
uvjetima da kormilo prebace s položaja od 35 na bilo kojoj strani do položaja od 30 na drugoj strani za 28 sec,
‐ moraju biti izvedeni tako da ne mogu biti oštećeni pri najbržoj plovidbi krmom; međutim ovaj zahtjev se ne mora dokazivati na pokusnoj plovidbi pri najbržoj plovidbi krmom i pri najvećem kutu otklona kormila.
‐ Pomoćni kormilarski uređaj mora biti:
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
20
‐ odgovarajuće čvrstoće, mora omogućiti kormilarenje brodom pri zadovoljavajućoj brzini i mora se moći u nužnosti brzo uključiti u rad,
‐ sposoban da s položaja od 15 na jednoj strani prebaci kormilo do 15 na drugoj strani za najviše 60 sec i pri najdubljem gazu broda i polovini najveće brzine pri plovidbi naprijed, odnosno 7 čvorova (ovisno o tome koja je vrijednost veća).
1.5.2. Upravljanje kormilarskim uređajem
Upravljanje kormilarskim uređajem mora biti omogućeno : ‐ za glavni kormilarski uređaj, sa zapovjedničkog mosta i iz prostorije kormilarskog uređaja, ‐ ako je glavni kormilarski uređaj izveden neovisno o pomoćnom mora imati dva neovisna
sustava upravljanja, kojima se može rukovati sa zapovjedničkog mosta. Pri tom nisu potrebna dva kormilarska kola ili dvije poluge. Ako se sustav upravljanja sastoji od hidrauličkog telemotora, nije potreban drugi neovisan sustav, osim na tankerima, tankerima za kemikalije i brodovima za ukapljene plinove od 10 000BRT i više,
‐ za pomoćni kormilarski uređaj u prostoriji kormilarskog uređaja i ako je pogonjen strojem sa zapovjedničkog mosta, čitav sustav upravljanja mora biti neovisan o sustavu upravljanja malim kormilarskim uređajem.
Svaki sustav upravljanja glavnim ili pomoćnim kormilarskim uređajem kojim se rukuje sa
zapovjedničkog mosta mora udovoljavati slijedećim zahtjevima: ‐ ako je elktrični, mora se posluživati svojim vlastitim posebnim strujnim krugom koji se napaja
sa strujnog kruga pogona kormilarskog uređaja i to s točke unutar prostorije kormilarskog uređaja, ili neposredno sa sabirnica sklopne ploče koje napajaju strujni krug pogona kormilarskog uređaja s točke na sklopnoj ploči koja se nalazi uz napajanje strujnog kruga kormilarskog uređaja,
‐ u prostoriji kormilarskog uređaja mora se nalaziti uređaj za isključivanje bilo kojeg sustava upravljanja sa zapovjedničkog mosta, s kormilarskog uređaja kojim on upravlja,
‐ sustav se mora moći upućivati sa zapovjedničkog mosta, ‐ u slučaju kvara u napajanju sustava upravljanja električnom energijom, na zapovjedničkom
mostu mora se uključiti svjetlosni i zvučni signal, ‐ strujni krugovi za napajanje sustava upravljanja kormilarskim strojem trebaju biti zaštićeni
samo od kratkog spoja.
1.5.3. Kutni položaj kormila
Kutni položaj kormila mora biti prikazan na zapovjedničkom mostu, ako se glavni kormilarski uređaj pogoni strojem. Očitavanje kuta kormila mora biti neovisno o sustavu upravljanja kormilarskim uređajem, te mora biti uočljiv u prostoriji kormilarskog uređaja.
1.5.4. Prostorije kormilarskog uređaja
Prostorija kormilarskog uređaja mora biti uvijek pristupačna i odjeljena od prostorija stroja, te imati pogodan razmještaj uređaja koji omogućava pristup postrojenju i komandama kormilarskog uređaja. U ovu opremu uključeni su rukohvati, rešetke i protukline podnice da se osiguraju pogodni uvjeti za rad i u slučaju curenja hidrauličke tekućine.
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
21
1.5.5. Konstrukcijski zahtjevi
‐ Konstrukcija kormilarskog uređaja mora biti takva da lokalnu koncentraciju naprezanja svede na najmanju moguću mjeru.
‐ Pumpa hidrauličkog kormilarskog uređaja mora imati zaštitu od okretanja pumpe koja nije u radu, ili uređaj koji automatski sprečava protok tekućine kroz pumpu.
‐ Kormilarski uređaj mora imati kočnicu ili neku drugo sredstvo koje osigurava zadržavanje kormila u bilo kojem položaju pri djelovanju proračunskog okretnog momenta od strane kormila, bez računanja koeficienta korisnog djelovanja ležaja struka kormila.
‐ Hidraulički kormilarski uređaj kod kojeg se klipovi ili lopatice mogu blokirati zatvaranjem ventila na cjevovodu, ne moraju imati poseban uređaj za kočenje.
‐ Spoj kormilarskog stroja ili prijenosnika s elementima kruto spojenim s strukom kormila mora isključiti mogućnost oštećenja kormilarskog uređaja pri aksialnom pomaku struka.
‐ Spoj ruda kormila ili kružnog segmenta sa strukom mora se proračunati za prijenos momenta dva puta većeg od proračunskog momenta. Visina glavine skidljivog kružnog segmenta i pomoćnog ruda nesmije biti manja od 0,8 promjera glave struka kormila, a vanjski promjer glavine ne manji od 1,6 promjera glave struka kormila. Za neskidljive glavine pri proračunu steznog spoja bez klina koeficient trenja nesmije se uzeti veći od 0,13.
‐ Dvodjelna glavina mora biti spojena s najmanje dva svornjaka sa svake strane i mora imati dva klina. Utori se moraju nalaziti u ravninama koje su u odnosu na ravninu spoja glavine pod kutem od 90º.
‐ Pojedinosti zavarivanja i postupak zavarivanja moraju biti odobreni. Svi zavareni spojevi dijelova koji rade pod tlakom pokretača kormila ili spojeni dijelovi koji prenose silu moraju biti s potpuno zavarenim kormilom ili jednake čvrstoće.
‐ Uljne brtve između nepomičnih dijelova koje čine dio vanjskog plašta pod tlakom moraju biti tipa metal na metal ili nekog drugog jednako vrijednog tipa. Uljne brtve između pomoćnih dijelova, koje čine dio vanjskog plašta pod tlakom, moraju biti dvostruke, tako da greška na jednoj brtvi ne uzrokuje zaustavljanje rada pokretača. Registar može prihvatiti i druga jednako vrijedna rješenja koja osiguravaju jednaku zaštitu od curenja.
‐ Svi dijelovi kormilarskog uređaja koji prenose silu na struk kormila, a nisu zaštićeni od preopterećenja strukturnim zaustavljačem kormila, moraju imati čvrstoću najmanje jednaku čvrstoći struka kormila ns mjestu ruda kormila.
1.5.6. Cijevi
Na mijestima gdje se zahtjeva savitljivost cijevi, smiju se koristiti samo od Registra tipno odobrene cijevi s priključcima.
Cijevi u normalnom korištenju ne smiju biti izložene torzijskom naprezanju. Općenito, cijevi moraju biti ograničene na duljinu da osiguraju savitljivost i ispravan rad stroja.
Cijevi moraju biti hidrauličke cijevi za visoke tlakove, izrađene u skladu s priznatim normama i prikladne za sredstvo, tlak, temperaturu i uvjete okoline koji se u radu sreću. Tlak pri kojem pucaju cijevi mora biti najmanje četiri puta veći od proračunskog tlaka cijevi. CO
PYRI
GHT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
22
1.5.7. Uputstva za rad
Odgovarajuća uputstva za rad s blok shemom, koja prikazuje postupak prespajanja sustava upravljanja kormilarskog stroja i sustava pokretanja kormilarskog uređaja mora biti trajno izloženo u kormilarnici i u prostoriji kormilarskog stroja.
1.5.8. Probna vožnja Kormilarski utređaj mora biti ispitan tjekom pokusne plovidbe, na zadovoljstvo eksperta Registra. Svrha ispitivanja je provjera je li udovoljeno pravilima registra. Ispitivanje obuhvaća:
‐ Kormilarski uređaj, uključujući provjeru udovoljavanja zahtjevima brzine prekretanja i upravljanja.
‐ Ako brod tjekom pokusne plovidbe ne može biti ispitan na najvećem gazu, moraju se razmotriti alternativni uvjeti ispitivanja.
‐ Rad pogonske jedinice kormilarskog stroja, uključujući prijenos između pogonskih jedinica. ‐ Izolacija jednog pogonskog sustava i utvrđivanje vremena da se ponovno omogući
kormilarenje. ‐ Ponovno punjenje sustava hidrauličkog sredstva. ‐ Opskrbu snagom u nužnosti. ‐ Upravljanje kormilarskim strojem, uključujući prijenos upravaljanja i lokalno upravljanje. ‐ Sredstva veze između kormilarnice, strojarnice i prostorije kormilarskog stroja. ‐ Uređaj za uzbunu i indikator. ‐ Ako je kormilarski uređaj tako konstruiran da je onemogućen hidraulički kvar, to mora biti
prikazano tijekom ispitivanja.
1.6. Specijalne izvedbe kormilarskih uređaja
1.6.1. Propelerna kormila
Glavna karakteristika propelernog kormila (engl. rudder propellers) je mogućnost neometanog rotiranja u punom krugu. Propelerno kormilo se nazivaju i azimutni propulzori ili Z‐pogon. Kako bi se postigla sloboda rotacije propelera, desnokretni podvodni zupčasti prijenos (reduktor) je pogonjen sa vertikalnom pogonskom osovinom. Ova vertikalna osovina je centrirana u osovini kormila.
Uređaj za okretanje propelera pogonjen sa zupčanikom smješten je na vrhu osovine kormila, što omogućuje neograničenu rotaciju, slika 19.
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
23
Slika 19. Presjek propelernog kormila [9] Današnji propelerna kormila mogu imati snagu do 7500 kW. Postoji nekoliko izvedbi:
1. Fiksna izvedba sklopljena u sklop. Može biti opremljena sa sistemom podešavanja visine / dubine. Kada je brod prazan, propeler se može spustiti kako bi davao dovoljan poriv bez potrebe za balastom.
2. Palubna jedinica. Pogonska jedinica na dizelski pogon je smještena na palubi, a propelerno kormilo je smješten iza pogonske jedinice. Ovaj tip također može imati sistem podešavanja visine / dubine.
3. Uvlačiva jedinica. Može se potpuno uvući u trup broda i spušta se samo kada je brod na moru. Kad su u gornjoj poziciji, propeleri mogu biti dio tunelskog propulzora i nazivaju se „uvlačivi propulzori“. Ne koriste se za glavnu propulziju.
4. Pramčani ili krmeni bočni propeleri (engl. Bow thruster) su također tunelski propulzori. Temelje se na poprečnom propeleru i desnokretnom podvodnom zupčastom prijenosniku (engl. gearbox). Koriste se isključivo za pozicioniranje pramca porivom s lijeve i desne strane.
Tipovi 1. i 2. fukcioniraju kao glavna propulzija, dok je 3. pomoćni propulzor. Tip 4. je za
manevriranje prilikom pristajanja pri manjim brzinama. Najvažnija prednost propelernih kormila je mogućnost davanja optimalnog poriva u svakom položaju. Ostale prednosti su primjerice što je strojarnica vrlo kompaktna jer nema potrebe za dugom osovinom, a što zahtjeva manje troškove montiranja u usporedbi sa konvencionalnim propelerima.
Legenda:
1. Vodoravni spoj osovine za motor, 2. Vodoravni prijenosnik prema okomitoj osovini, 3. Okomita osovina, 4. Okomiti prijenosnik prema vodoravnoj osovini propelera, 5. Sapnica, 6. Fiksni propeler
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
24
Slika 20. Remorker sa dva propelerna kormila i jednim pramčanim propelerom [9]
Osim kod tunelskih propelera, sva propelerna kormila mogu zakretati brod za 360°, dajući time brodu izvrsnu manvrabilnost. Danas, suvremena elektronička oprema za satelitsku navigaciju, može biti korištena u kombinaciji pramčanog propelera sa sistemom za dinamičko pozicioniranje (engl. dynamic positioning system, ili DP‐system). Time je moguće držati brod na predodređenoj poziciji bez obzira na utjecaje struja i vjetrova. Uvlačivi propeleri se često koriste za takve namjene. Kada je brod u poziciji, azimutni propeleri se spuštaju i brod se prebacuje na sistem za dinamičko pozicioniranje. Propelerna kormila se često koriste na putničkim brodovima, brodovima za polaganje kabela, plovećim dizalicama, brodovima za opskrbu, jaružalima, baržama itd.
1.6.2. Električna propelerna kormila
Razlika između propelernog kormila i električnog propelernog kormila je u tome što električno propelerno kormilo ima pogonske strojeve smještene izvan broda. Električni motor sa podesivim brojem okretaja je smješten u nozi koja je spojena za dno broda. Za svaku nogu je pričvršćen propeler kojeg pogoni električni motor.
Slika 21. Remorker sa dva električna propelerna kormila i dva pramčana propelera
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
25
Postoje dva glavna tipa: fiksna noga sa kormilom, ili rotirajuća noga (360°) bez kormila. Oba tipa mogu gurati i vući. Propeler se prema tome smješta iza (guranje) ili ispred (vuča) noge. Električni propelerno kormilo ne zahtjeva zupčaste prenosnike, spojke, osovine propelera i kormila.
Ovaj uređaj za kormilarenje i propulziju je vrlo kompaktan te omogućava pojednostavljenje konstrukcija broda u usporedbi s konvencionalnim sistemima propulzije. Iako je sistem izvorno razvijen za ledolomce, danas se koristi na brodovima za opskrbu, brodovima za krstarenje, trajektima i brodovima sa dinamičkim pozicioniranjem. Prednosti su električnih propelernih kormila su:
‐ mogućnost odvojanja pogonskog izvor snage i sistema propulzije ‐ mogućnost kombiniranja dobave električne energije za pomoćne uređaje i sistem propulzije ‐ manje vibracije i buka ‐ izvrsne manevarske sposobnosti ‐ manji troškovi goriva
Električno propelerno kormilo ne zahtjeva zupčaste prijenose, spojke, osovine i kormila.
Legenda:
1. Propeler, 2. Ležaj i statvena cijev (brtva), 3. Hidraulička jedinica za zakretanje, 4. Kolektorski prstenovi sa prijenosom podataka i snage, 5. Dno broda, 6. Elektromotor, 7. Ležaj (radijalni i porivni)
Slika 22. Presjek el. propelernog kormila [9]
1.6.3. Kormilarenje kod vodomlazne propulzije Osnovni principi vodomlazne propulzije (engl. Water‐jet propulsion):
‐ lopatice (propeler) usisavaju morsku vodu kroz usisnu košaru ‐ iste lopatice daje ubrzanje / tlak vodi ‐ kada voda prođe kroz sapnicu, sapnica pretvara tlak vode u mlaz velike brzine ‐ ubrzanje vode stvara silu poriva koja daje brzinu brodu ‐ za plovidbu krmom, mlaz koji izlazi iz sapnice može se prekrenuti prema naprijed sa
prekretnom pločom i prekretnom sekcijom
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
26
Slika 23. Presjek sustava vodomlazne propulzije [9]
Legenda: 1 ‐ Ulaz vode, 2 ‐ Pogonska osovina, 3 ‐ Lopatice, 4 ‐ Hidraulilčki zakretni cilindar, 5 ‐ Jetavator, kormilarski dio, 6 ‐ Hidraulički cilindar kojim se mijenja smjer propulzije, 7 – Prekretna ploče, može se micati pomoću cilindra, 8 – Prekretna sekcija, 9 – Brtveniokvir (statvena cijev) kojim se sprječava ulazak morske vode u brod, 10 – Kombinirani radijalni i porivni ležaj, 11 ‐ Sapnica
a) Poriv naprijed punom brzinom
b) Poriv natrag punom brzinom / prekret
c) Nulti poriv
d) Promjena kursa na lijevo Slika 24. Prikaz pozicija prekretne ploče za upravljanje [9]
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
27
Mlazni sistem ima sistem elektroničkog kormilarenja. To znači da se naredbe s mosta odmah obrađuju u mikroprocesorima. Time se omogućuje da se s mosta kontroliraju mlaznica, motor i zupčasti prijenosnici. Uz jahte, danas su mlaznim pogonom opremljeni mnogi trajekti, spasilački i patrolni brodovi, 1998. su sagrađeni prvi teretni brodovi sa mlaznom propulzijom. Najveća brzina modernih mlaznica iznosi oko 70‐75 čv. (oko 135 km/h). Najbrži trajekti dosežu brzinu od oko 50 čv.
Prednosti mlaznog pogona su:
‐ nema rotirajućih dijelova pod vodom. Time je sigurnije manevriranje u plićim vodama. ‐ manji otpor, osobito pri većim brzinama, jer nema izdanaka (npr. kormilo) ispod broda ‐ izvrsne manevarske sposobnosti. Npr. brod se može kretati poprečno bez ikakvih
problema. ‐ manja osjetljivost na kavitaciju nego kod propelera na brzim brodovima.
COPY
RIG
HT
Tin M
atulja: O
PREM
A M
ALIH PLO
VNIH OBJEKATA
, Chapter 2: O
prema za korm
ilarenje
28
Literatura: [1]. Tehnička enciklopedija, 2. Svezak, Beto –C, 1966. [2]. Tin Matulja [3]. HRB/GL, Dio 3. [4]. Abbott, I. H. I von Doenhof A. E., „Theory of Wing Sections“, Dover Publications Inc., USA, 1958. [5]. http://www.hatlapa.de/ [6]. http://www.frydenbo‐marine.no/ [7]. Katalog „Lewmar“ [8]. Katalog „Vetus“ [9]. Van Dokkum, K., „Ship Knowledge: A Modern Encyclopedia“, Dokmar, Nederlands, 2010.
COPY
RIG
HT