Принцип действия руля

При установившемся прямолинейном дви­жении судна руль, находящийся в диамет

ральной плоскости, испыты­вает с обеих сторон одинаковое давление набегающих струй воды.

Рис. 10.1. Силы, действующие на судно при отклонении руля

При отклонении руля на угол α (рис. 10.1) равновесие нарушается. На по­верхно-

сти пера руля, обращенной к набегающему потоку, силы давле­ния увеличиваются.

Поле давления может быть представлено равнодей­ствующей силой R, приложен-

ной в центре давления. Направление дей­ствия силы R в первом приближении удобно считать нормальным отно­сительно плоскости пера руля.

Равнодействующая сила R может быть разложена на дне составляющие х и y по взаимно перпендикулярным осям, одна из которых располагается по линии курса судна, а другая - нормально к ней.

Поместим в центр тяжести судна - в точку О - две взаимно уравновешивающиеся силы у₁ и у ₂, равные и параллель­ные боковой силе у.

Силы у₁ и у составляют пару сил, плечо которой примерно можно считать равным половине длины судна L. Они обра­зуют момент, поворачивающий судно в сторону перекладки руля

М_пов = у (10.1),

Этот момент и определяет пово­рот судна при отклонении руля.

Сила у ₂, называемая силой дрейфа, сносит судно боком во внешнюю сторону описываемой им дуги и создает из-за наличия метацентрической высоты крен судна.

Сила х создает дополнительное сопротивление движению судна (тормозит его).

Таким образом, задача поворота судна сводится к перекладке пера руля в необходимую сторону на угол, определяющий нужную эффективность управляющего воздействия.

Обобщенная сила R одновременно создает противодействующий момент на баллере руля, который явля­ется нагрузкой для электропривода.