Ako uspoređujete citate kormila i vrijednosti zakretnog momenta kormilarskog mehanizma se vraćaju za 40% razlike, razlika obično nije u dobavljaču. To je tip kormila napisan u specifikaciji. Polu-uravnoteženo kormilo od 38 m² obješeno na skeg i lopatično kormilo od 38 m² izgledaju identično na crtežu, ali opterećuju trup kormila na potpuno različite načine: lopatica nosi većinu svoje površine iza kundaka i treba mu manji pokretač, dok je lopatica obješena na skeg poduprta na donjem rubu i prenosi opterećenje na trup preko igle.
Odgovor u jednom retku: vrste kormila definirane su s dvije neovisne osi. Prvo je kako je oštrica oslonjena - potpuno uravnotežena, poluuravnotežena ili neuravnotežena. Drugi je profil oštrice - ravna ploča, aerodinamična lopatica, rog, preklop ili specijal za visoko podizanje. Raspored potpore odlučuje koliki zakretni moment vaš upravljački mehanizam mora proizvesti. Profil odlučuje koliku će bočnu silu generirati nož i kako će se ponašati kada kotač snažno prijeđe.
Pobrkajte te dvije osi i kupite pogrešan aktuator, pogrešan promjer kundaka i kormilo koje se ili čini teškim na 30 stupnjeva ili oscilira pod malim kutovima jer je preuravnoteženo.
Glavne vrste kormila na prvi pogled
Pet obitelji pokriva gotovo svako plutajuće kormilo danas, a najbrži način da sortirate specifikaciju je da je uskladite s njihovim potpornim aranžmanima i tipičnim zahtjevima za okretnim momentom.
| Vrsta kormila | Uređenje potpore | Tipične posude | Trend momenta upravljanja | Glavni kompromis |
|---|---|---|---|---|
| Pik (potpuno uravnotežen) | Oštrica je konzolno postavljena samo na kundak, bez donje potpore | Kontejnerski brodovi, trajekti, jahte, većina nove tonaže | Najniža za određeno područje oštrice | Odličan odziv, nema zaštite od uzemljenja |
| Poluuravnoteženi (viseći na skeg) | Donji ležaj igle na fiksnom skegu, dio oštrice ispred kundaka | Ribarski brodovi, podmetači, lučki tegljači | Umjereno do visoko | Skeg štiti lopaticu i propeler, više otpora i više dijelova |
| Neuravnotežen (rog) | Lopatica obješena na fiksnu rog ili stup kormila, gornje i donje igle | Stariji teretni brodovi s jednim vijkom, neki tegljači | Najviše za isto područje oštrice | Jednostavan, robustan, teži prijenos i lošije ponašanje po krmi |
| Preklop / zglobni | Glavna oštrica plus preklop na šarkama | Trajekti, Ro-Ro, plovila kritična za manevriranje | Sličan okretni moment, mnogo veći uzgon | Više spojnica i klinova za održavanje |
| Specijalno za visoko dizanje | Montaža na lukovičastu lopaticu ili propeler-mlaznicu | Brodovi za rezanje, tegljači, radni čamci | Specifičan slučaj | Obično je potrebno testiranje modela kako bi se potvrdili dobici |
Uravnotežena, poluuravnotežena i neuravnotežena: os potpore
Omjer ravnoteže — udio površine lopatice koja se nalazi ispred trupa kormila — jedini je broj koji najviše mijenja veličinu vašeg kormilara.
Omjer funkcionira jednostavno. Područje ispred kundka proizvodi moment koji se suprotstavlja momentu iz područja iza njega, tako da se aktuator bori s manjom neto silom. Praktični rasponi koji se koriste u komercijalnom dizajnu prilično su dosljedni:
- Potpuno uravnotežen pik: otprilike 20% do 25% površine oštrice ispred kundaka. Niži omjeri čine kormilo teškim; guranje preko oko 30% riskira prekomjernu ravnotežu, gdje kormilo ima tendenciju da se samo odvede do punog kuta i može vibrirati pod malim kutovima.
- Polu-uravnoteženi skeg: obično 10% do 20%, jer skeg već apsorbira dio opterećenja.
- Neuravnotežena truba: malo ili nimalo područja ispred kundaka, tako da se puna hidrodinamička sila pretvara u okretni moment.
Za kupca, praktična posljedica je jednostavna. Ako brodogradilište zamijeni lopato kormilo za kormilo s skegom iste površine lopatice bez ponovne provjere aktuatora, kormilarski uređaj može na kraju raditi na 80% do 90% svog nazivnog tlaka samo da bi održao kurs u moru snopa. To ne ostavlja marginu za zahtjeve za učvršćivanje od 35 stupnjeva i skraćuje vijek trajanja crpke.
Oblici oštrice: lopatica, rog, zakrilje i visoko podizanje
Lopato kormilo
Lopatica je zadani izbor za novu komercijalnu tonažu, i to s dobrim razlogom: proizvodi najveći uzgon za svoje područje i najmanji okretni moment za svoju veličinu.
Budući da ništa ne podupire lopaticu na dnu, trup kormila nosi puni moment savijanja plus okretni moment. To znači deblji kundak, teži gornji raspored ležajeva i pažljivo obrađen stožasti ili spoj s ključem. Sekcije su obično aerodinamične folije u području debljine od 18% do 21%, s tupim stražnjim rubom kako bi se izbjegla kavitacija. Kompromis je zaštita tla — ako brod zauzme dno, oštrica ili kundak obično snose štetu.
Horn kormilo
Kormilo s rogom ostaje uobičajeno na starijim teretnim brodovima s jednim vijkom i na nekim radnim čamcima, a odabrano je zbog robusnosti, a ne zbog učinkovitosti.
Fiksna struktura roga ispred oštrice nosi donju iglu, tako da se kundak mnogo manje savija. Okretni moment je visok, performanse po krmi su slabije jer truba blokira protok kada se propeler okrene, a cijeli sklop dodaje otpor. Prilikom popravka, zamjena kormila s rogom s polu-balansiranim skeg tipom često je jedna od jeftinijih promjena za uštedu goriva, pod uvjetom da se aktuator i kundak ponovno provjere.
Polu-balansirano skeg kormilo
Polu-uravnoteženo skeg kormilo standardni je odgovor gdje god je propeleru i lopatici potrebna fizička zaštita — ribarski brodovi koji rade na plićacima, mali podmetači i lučka plovila koja redovito dolaze uz njih.
Nalazi se između druga dva po okretnom momentu i daje predvidljivo upravljanje jer skeg stabilizira protok u oštricu. Ležaj igle je točka održavanja na koju treba obratiti pažnju: zazor je obično naveden na crtežu koji je odobrila klasa, a istrošena igla pokazuje se kao vibracija kormila pod malim kutovima mnogo prije nego što se pokaže kao teško upravljanje.
Zakrilca i zglobna kormila
Zakrilno kormilo dodaje zglobni prateći dio koji se skreće dalje od glavne lopatice i može značajno povećati uzgon pod istim kutom kormila — korisno kada trajekt mora držati uski kanal pri bočnom vjetru.
Okretni moment se ne povećava automatski, jer preklop također odgađa zaustavljanje na glavnoj oštrici. Ono što se povećava je broj dijelova. Veze, klinovi i graničnici trebaju intervale pregleda zapisane u planiranom sustavu održavanja, a kut zaklopca mora biti postavljen tijekom puštanja u rad kako bi odgovarao geometriji odobrenoj za klasu.
Visoki i specijalni tipovi
U ovu skupinu spadaju okruglasta kormila s aerodinamičnom bulbom na prednjem rubu lopatice i kormila postavljena iza mlaznice propelera.
Odabiru se od slučaja do slučaja, obično nakon CFD ili testiranja modela, jer dobit ovisi o obliku trupa i polju traga. Na unutarnjim guračima i tegljačima, dodatno podizanje izravno poboljšava zaustavni put u prevodnici — argument sigurnosti, a ne samo učinkovitosti.
Kako vrsta kormila utječe na odabir kormilara
Jednom kada je tip kormila fiksiran, kormilarski mehanizam slijedi okretni moment, a dva glavna hidraulička sustava pokrivaju gotovo cijeli komercijalni raspon.
Vilica (također nazvana rotirajuća lopatica ili vilica) pokretač okreće trup kormila kroz raspored vilice i kormila i obično je izbor za veća jednostruka kormila, s izlazom koji pokriva otprilike 25 kN·m do oko 1350 kN·m. Održava velik raspon kuta kormila i tolerira veće zakretne momente koje zahtijevaju neuravnotežena i velika lopata kormila. Ovdje su opisane tipične instalacije ove vrste: viljuškasti uređaji za pokretanje .
Raspored zakretnog cilindra koristi jedan ili dva hidraulička cilindra koji guraju ručicu kormila i odgovara manjim kormilima, instalacijama s dva kormila i prostorima gdje je bitan kompaktan otisak. Rasponi izlaza u području od 8 kN·m do 600 kN·m su uobičajeni.
Hidraulički upravljački uređaj tipa vilica za pomorska plovila Pregledajte varijante viljuškastog hidrauličkog kormilara za kontrolu kormila u mornarici i zrakoplovstvu, s poveznicama za kontakt dobavljača i popisima modela od 01 do 09. Pogledajte proizvod → Usklađivanje vrste kormila s plovilom i trgovinom
Vrsta plovila i obrazac trgovanja sužavaju izbor brže nego bilo koji drugi unos.
- Kontejnerski brodovi i veliki trajekti: potpuno uravnoteženo lopato kormilo, ponekad s zakrilcem, dimenzionirano za prevrtanje od 35 stupnjeva pri servisnoj brzini.
- Ribarski brodovi i mali podmetači: polu-balansirano skeg kormilo za prizemljenje i zaštitu propelera, s ležajem igle koji se može pregledati na površini gdje je to moguće.
- Lučki i oceanski tegljači: zakrilca s visokim uzgonom ili kormila postavljena na mlaznice, često u kombinaciji s kormilarskim uređajem dimenzioniranim za održivi visoki zakretni moment, a ne za vršni zakretni moment.
- Radni čamci i mala plovila s dva vijka: kompaktni upravljački mehanizam s cilindrom zakretanja, jer dva kormila rijetko trebaju okretni moment jedne velike lopatice.
- Jedrilice i motorne jahte: oštro kormilo, tanki dijelovi krila, nizak omjer ravnoteže za održavanje osjećaja za kormilom.
Za manja kormila i ograničene strojarnice, aktiviranje temeljeno na cilindru koje se koristi u pogonske jedinice swing motion je često praktičan način, jer omogućuje premještanje opreme u prostor koji je stvarno dostupan.
Hidraulički upravljački mehanizam zakretnog cilindra za brodsko upravljanje Stranica proizvoda za upravljački mehanizam zakretnog cilindra s zakretnom pločom, prikazuje varijante 01-07 i mogućnosti kontakta; odgovara velikim plovilima kojima je potrebna kompaktna kontrola kormila visokog zakretnog momenta. Pogledajte proizvod → Pravila, dopuštena odstupanja i dokumentacija za provjeru
Dva dokumenta odlučuju hoće li kormilo i njegov kormilarski uređaj biti prihvaćeni: nacrt kormila koji je odobren u klasi i certifikat o odobrenju tipa kormilarskog uređaja.
SOLAS Pravilo II-1/29 postavlja radni opseg koji svaki tip mora zadovoljiti: glavni kormilarski uređaj mora pomicati kormilo od 35 stupnjeva s jedne strane do 35 stupnjeva s druge strane pri najvećoj radnoj brzini, a pomoćni uređaj, ako je ugrađen, mora postići 15 stupnjeva u svakom smjeru unutar definiranog vremena. Pravila klase izgrađena na objedinjenim zahtjevima IACS-a zatim reguliraju veličinu zaliha, čvrstoću trube i tlak i redundantnost hidrauličkog sustava.
Tri provjere vrijedi ugraditi u narudžbenicu:
- Izračun promjera zaliha: potvrditi faktor materijala i upotrijebljeni dizajn zakretnog momenta te da izračun odgovara stvarno naručenom tipu kormila — a ne ranijoj reviziji crteža.
- Kalibracija kuta i povratne sprege: pokazivače kuta kormila i granične sklopke treba postaviti prema mehaničkim graničnicima, s električnom nulom zabilježenom u izvješću o puštanju u rad.
- Mjerenje zakretnog momenta na moru: izmjereni okretni moment koji se razlikuje od predviđene brojke za više od otprilike 10% obično je okidač za ponovnu provjeru geometrije oštrice, omjera ravnoteže i zazora ležaja.
Varovi na spoju kundaka i oštrice i na sklopu rogova ili skega obično se podvrgavaju ultrazvučnom pregledu ili pregledu penetrantom, a izvješća pripadaju dokumentaciji isporuke uz certifikate o materijalu.
Zamke u nabavi koje kasnije koštaju
Većina problema s kormilom koji isplivaju na površinu nakon isporuke potječu od pregršt odluka donesenih u fazi ponude.
- Usporedba kormila samo po površini lopatice. Područje ne govori ništa o okretnom momentu; omjer ravnoteže i profil do.
- Ignoriranje prekomjerne ravnoteže. Kormilo koje se previše lako upravlja pod malim kutovima može loviti, neravnomjerno opteretiti opremu i istrošiti iglu ili gornji ležaj.
- Ponovno korištenje postojećeg aktuatora pri promjeni kormila. Novi profil lopatice s višim koeficijentom uzgona može premašiti granicu tlaka starog zupčanika iako je područje nepromijenjeno.
- Preskakanje crteža sučelja. Dobavljači kormila i kormilarskog mehanizma moraju se dogovoriti oko konusa, utora za klin, pristajanja rudila i središta ležaja prije proizvodnje bilo kojeg od njih.
- Pod pretpostavkom da odobrenje klase pokriva cijeli sklop. Kormilo, kundak, truba i kormilarski uređaj mogu imati zasebna odobrenja; kombinaciju još uvijek treba provjeriti prema oznaci klase plovila.
FAQ
Koji tip kormila je najučinkovitiji?
Potpuno uravnoteženo lopato kormilo općenito proizvodi najveći uzgon za najmanji okretni moment, zbog čega dominira novom komercijalnom tonažom. Međutim, učinkovitost u hidrodinamičkom smislu nije isto što i prikladnost — lopatica ne pruža nikakvu zaštitu ako plovilo radi u plićaku.
Što zapravo znači "uravnotežen" na kormilu?
Odnosi se na udio površine lopatice smještene ispred osi temelja kormila. To područje stvara suprotni moment, tako da je uravnoteženom kormilu potreban manji okretni moment za okretanje za istu veličinu lopatice. Omjeri ravnoteže u području od 20% do 25% tipični su za lopatasta kormila.
Mogu li kormilo s rogom zamijeniti kormilom s loptom?
Da, i to je uobičajena popravak, ali kundak, ležajevi, upravljački mehanizam i struktura trupa moraju se ponovno provjeriti. Lopata opterećuje kundak koji je prethodno nosio rog, tako da se kundak i gornji ležaj također obično mijenjaju.
Koliki kut kormila treba isporučiti kormilarski uređaj?
SOLAS zahtijeva da glavni kormilarski uređaj okreće kormilo za 35 stupnjeva u svaku stranu pri najvećoj radnoj brzini, s pomoćnim sredstvom od 15 stupnjeva u svakom smjeru kao zamjenom. Mnogi dizajneri postavljaju mehaničke graničnike malo iznad toga tako da se električna ograničenja uvijek aktiviraju prije kontakta s metalom.
