10.2. Подруливающее устройство (пу)

Предназначено для работы при маневрах судна в ограниченных акваториях и при сложных погодных условиях. Может быть установлено в носовой (НПУ) и кормовой (КПУ) частях судна. Особо крупные, а также некоторые специализированные суда могут иметь по нескольку НПУ и КПУ. ПУ рассчитывается, исходя из максимально возможной площади парусности судна, подверженной действию ветра, и давления ветра на эту площадь, определяющегося в зависимости от скорости ветра. В табл. 5 приводятся соотношения между баллами часто используемой шкалы Бофорта и скоростью ветра в м/с на высоте 10м, принятые по международному соглашению 1946г.

Таблица 5. Соотношение балльности и скорости ветра

Баллы Бофорта	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Скорость, м/с	4,4	6,7	9,3	12,3	15,6	18,9	22,6	26,4	30,5	34,8	39,2	43,8	48,6	53,5	58,6

Часто ПУ рассчитывается на случай отведения носа судна от причала при прижимном ветре. При этих условиях сила, прижимающая судно к причалу, кН, равна

F = kqΣn_iA_i,

Где: - k – аэродинамический коэффициент обтекания, может быть принят 1,2;

- q = ρ_аv₁₀²/2000 – скоростной напор ветра, кПа, при скорости v₁₀ и плотности воздуха ρ_а = 353/Т_а; Т_а – температура воздуха, °К;

- А_i – площадь i-го элемента площади парусности, м², находящегося в зоне действия коэффициента высоты n_i.

Коэффициент высоты учитывает усиление ветра по мере увеличения высоты над уровнем моря и рассчитывается по формуле

,

Где: - v_ni и h_ni – скорость ветра и высота на уровне i-го элемента;

- v₁₀ – скорость ветра на высоте 10м, определяемая как средняя за 10 минут.

При h_ni < 10м n_i = 1.

Абсцисса точки приложения этой силы относительно точки закрепления судна к берегу (обычно корма), м:

,

Где: - х_i – абсцисса центра тяжести i-го элемента относительно точки закрепления судна к берегу.

Необходимый упор на подруливающем устройстве, кН:

F_ar = F*x_f / x_b ,

Где: - х_b – расстояние от подруливающего устройства до точки закрепления судна к берегу.

Необходимая мощность привода подруливающего устройства, кВт:

Р_ar = mF_ar,

причём величина m, кВт/кН, характеризует эффективность подруливающего устройства и составляет 5 – 6, уменьшаясь с увеличением мощности.

10.3. Якорное устройство

Состоит из якорного снабжения и якорной машины (брашпиля либо шпиля).

Мощность приводного двигателя якорного механизма [9] должна обеспечить непрерывное выбирание в течение 30 минут одной якорной цепи с якорем нормальной держащей силы со скоростью не менее 0,15 м/с при тяговом усилии Р₁, Н на звёздочке не менее определённого по формуле:

Р₁ = аd²,

Где: - d – калибр якорной цепи, мм;

- а = 36,8 для цепей категории 1;

- а = 41,7 для цепей категории 2;

- а = 46,6 для цепей категории 3.

Масса якоря, калибр якорной цепи и суммарная длина обеих якорных цепей выбираются из Правил Регистра и зависят от размерений судна и его конструктивных особенностей (характеристики снабжения):

,

Где: -  – объемное водоизмещение судна при осадке по летнюю грузовую ватерлинию, м³;

- В_с – ширина судна; м;

- h_п – высота от летней грузовой ватерлинии до верхней кромки настила палубы самой высокой рубки, м;

- А_n – площадь парусности в пределах длины судна L_c, считая от летней грузовой ватерлинии, м²;

h_п = а +  h_i,

где: - а – расстояние от летней грузовой ватерлинии до верхней кромки настила верхней палубы, м;

- h_i – высота каждого яруса надстройки, имеющей ширину большую, чем 0,25 В_с , м.

Ориентировочно мощность привода якорной машины, кВт:

Р_ям = 0,15Р₁*10^-3/_ям.

КПД привода якорной машины _ям может быть принят равным 0,7 – 0,8.