Управляемые крылья

Наименее подверженными влиянию взволнованной поверхности, а следовательно, и наиболее мореходными, являются глубокопогруженные крылья (ГПК). Однако они не обладают самостабилизацией, и использование их возможно лишь при дополнительных устройствах и оборудовании, обеспечивающих искусственные способы регулирования подъемной силы.

Существует несколько типов управляемых крыльев, отличающихся как принципом регулирования подъемной силы, так и способом управления процессом ее изменения. Отметим некоторые из них.

Глубокопогруженные механизированные крылья, управляемые электронными системами автоматической стабилизации. Заметим, что механизированными называются крылья, подъемная сила которых регулируется изменением угла атаки всего крыла или отдельных его частей (закрылков). Применяются как полноповоротные крылья, так и крылья с закрылками. Первые обладают более высоким гидродинамическим качеством, но возникают трудности при их конструктивном оформлении. Использование закрылков позволяет применять более легкие приводы, но осложняется возникновением кавитации в районе щелей и петель, что приводит к эрозийному износу и снижению гидродинамического качества.

В состав электронной системы автоматического управления подводными крыльями (электронная САУПК) входят следующие элементы и приборы:

органы управления подъемной силой — закрылки, полноповоротные крылья;

органы управления к у р с о м — рули, поворотные стойки, крылья, закрылки;

исполнительный привод, состоящий обычно из электрогидравлического преобразователя и силового гидроцилиндра;

датчики —элементы или приборы, регистрирующие отклонение судна от заданного (расчетного) положения по высоте, крену и дифференту с учетом динамичности (ускорений) этих процессов. От датчиков сигналы поступают в блок предварительных усилителей и преобразователей, отсюда — к сервоусилителям, затем — к преобразователям электрических сигналов в механическое перемещение распределительных клапанов, которые и включают (или выключают) в действие исполнительные приводы САУПК. В электронных САУПК на СПК используются: в качестве датчиков крена (и дифферента) — авиационные гировертикали, в качестве датчиков ускорения — акселерометры авиационного типа, в качестве датчиков высоты — ультразвуковые датчики, которые состоят из излучателя и приемника, размещенных снаружи (в углублениях) в носовой части и электронного вычислительного блока. Последний определяет горизонтальный уровень движения судна по временному интервалу между посылаемым и отраженным сигналами. В связи с высокой стоимостью ультразвуковых датчиков используются также датчики контактного типа, которые, однако, уступают ультразвуковым по обеспечению режима подслеживания, поскольку контактный принцип исключает возможность прогнозирования размеров набегающих волн.

Рис. 3.4. Принципиальная схема крыльевого устройства X. Гука.

/ — основное крыло; 2 — основная тяга; 3 — демпфер; 4 — выносная штанга-кронштейн; 5 — пружина; 6 — глиссирующая пластина; 7 — вспомогательное крыло; ВЛ — расчетная ватерлиния на тихой воде; MB — малые волны, на которые система не реагирует; KB — крутая волна, отклоняющая крыло со штангой 2.

Глубокопогруженные крылья, управляемые электронными автоматическими, системами, обеспечивают высокую стабилизацию движения СПК и дают возможность получить приемлемую для пассажиров степень комфортабельности с вертикальными перегрузками, не превышающими 0,25g. Однако широкое внедрение таких управляемых ГПК на пассажирских судах сдерживается сложностью и высокой стоимостью электронных автоматических систем, к которым предъявляются исключительно жесткие требования в отношении надежности, поскольку выход САУПК из строя лишает судно возможности двигаться в крыльевом режиме.