Стабилизатор (корабельный) - Stabilizer (ship)

Эта статья про морской термин. Для использования в других целях см. Стабилизатор.
Расположение и схема выдвижных стабилизаторов оперения на корабле.
Судовые стабилизаторы: стабилизатор неподвижного киля (на переднем плане в центре) и трюмные кили (левый фон).

Корабль стабилизаторы (или же стабилизаторы) представляют собой плавники или несущие винты, установленные под ватерлинией и выходящие сбоку из корпус уменьшить корабельный рулон из-за ветра или волн. Активные ласты контролируются гироскопический система контроля. Когда гироскоп определяет крен корабля, он меняет плавники. угол атаки приложить силу, чтобы противодействовать крену. Фиксированные плавники и трюмные кили Не шевелись; они уменьшают крен за счет гидродинамического сопротивления, возникающего при крене корабля. Стабилизаторы в основном используются на океанских судах.

Функция

Ласты работают, производя поднимать или же прижимная сила когда судно находится в движении. Подъемная сила, создаваемая килями, должна работать против крутящего момента судна. Для этого используются два крыла, каждое из которых установлено под водой с обеих сторон корабля. Стабилизаторами могут быть:

  • Выдвижной - все средние и большие круизные и паромные суда.[нужна цитата ] иметь возможность втягивать плавники в пространство внутри корпуса, чтобы избежать лишнего расхода топлива и уменьшить требуемый зазор между корпусом, когда плавники не нужны
  • Невыдвижной - используется на небольших судах, таких как яхты.

Движение стабилизатора аналогично движению самолет элероны. Некоторые типы плавников, особенно те, которые установлены на более крупных судах, снабжены закрылками, которые увеличивают подъемную силу плавников примерно на 15%. При управлении стабилизатором необходимо учитывать множество переменных, которые быстро меняются: ветер, волны, движение корабля, осадка и т. Д. Стабилизаторы плавников гораздо более эффективны при более высоких скоростях и теряют эффективность, когда судно движется с минимальной скоростью.[1] Решения по стабилизации на якоре или на малой скорости включать активно контролируемые плавники (например, стабилизация в состоянии покоя система, разработанная Rolls-Royce[2] которые колеблются, чтобы противодействовать волновому движению), и вращающиеся цилиндры, использующие Эффект Магнуса. Последние две системы являются выдвижными, что позволяет получить более тонкий профиль судна при стыковке и уменьшить сопротивление при движении.

История

Два 25-тонных стабилизатора поперечной устойчивости гироскопы установлены на транспорте USS Хендерсон во время постройки в 1917 году. Это был первый большой корабль, в котором использовалась гироскопическая стабилизация.

Одной из первых технологий стабилизации является гироскоп против качения, или гироскопическая стабилизация. Транспорт Первой мировой войны USS Хендерсон Построенный в 1917 году, был первым большим кораблем с гиростабилизаторами. У него было два 25-тонных, 9 футов диаметром маховики установлен недалеко от центра корабля, вращается со скоростью 1100 об / мин двигателями переменного тока мощностью 75 л.с. Корпуса гироскопов устанавливались на вертикальных опорах. Когда небольшой сенсорный гироскоп на мосту уловил крен, серводвигатель будут вращать гироскопы вокруг вертикальной оси в таком направлении, чтобы их прецессия противодействовала качению. В ходе испытаний эта система смогла снизить крен до 3 градусов в самых суровых условиях моря. Одним из самых известных кораблей, впервые применивших гироскоп против качения, был итальянский пассажирский лайнер. SSКонте ди Савойя, который впервые отправился в плавание в ноябре 1932 года. Он имел три маховика диаметром 13 футов и массой 108 тонн.[3] Стабилизация гироскопа была заменена стабилизацией киля из-за его меньшего веса и размера, но интерес к нему возобновился с 1990-х годов (Seakeeper и т. Д.).[нужна цитата ]

Пассивный трюмный киль представляет собой стабилизирующую инновацию начала 20-го века, которая не так эффективна для уменьшения крена, но более проста в установке и не требует места внутри корпус.[нужна цитата ]

Первое упоминание об автоматических стабилизаторах плавников для кораблей было в 1932 году инженером, работавшим на General Electric.[4]

Впервые стабилизаторы плавников на корабле были применены на японском круизном лайнере в 1933 году.[5]

В 1934 году на голландском лайнере была представлена ​​одна из самых необычных в мире систем стабилизации корабля, в которой по две большие трубы были установлены с каждой стороны корпуса корабля, а их дно было открыто в море. В верхнюю часть трубок закачивался сжатый воздух или пар. Когда корабль катился, сторона, на которую он катился, заполнялась водой, а затем вводился сжатый воздух или пар, чтобы толкать воду вниз, противодействуя качению.[6]

В 2018 году компания ракетно-космической техники Blue Origin купил Stena Freighter, а свернуть в рулон от грузовое судно, для использования в качестве десантная платформа корабль для своего New Glenn ракета-носитель ступени повышения давления. По состоянию на конец 2018 г. корабль переживает переоборудовать подготовиться к его роли десантных ракет.[7] Ракетные ускорители будут восстановлены вниз из стартовая площадка в Атлантический океан а гидродинамически стабилизированный корабль в процессе. Технология стабилизации корабля предназначена для увеличения вероятности успешного восстановления ракеты в суровые моря, а также помогает выполнять запуски по графику.[8][9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Квантовые поворотные стабилизаторы» (видео). YouTube. 2 июня 2009 г.
  2. ^ «Стабилизация в состоянии покоя». Товары. Rolls-Royce Group PLC.
  3. ^ «Итальянский лайнер, бросающий вызов волнам» Популярная механика, апрель 1931 года.
  4. ^ "Ребра, предлагаемые для больших лайнеров, предотвращают скатывание". Популярная механика. Август 1932 г. с. 251.
  5. ^ «Ласты для остановки качения судна, управляемого гироскопом». Популярная механика. Апрель 1933 г. с. 509.
  6. ^ «Стабилизатор сжатого воздуха останавливает крен корабля». Популярная механика. Октябрь 1934 г. с. 573.
  7. ^ Трибу, Ричард (24 октября 2018 г.). «Грузовое судно для запуска Blue Origin в Нью-Гленн прибывает во Флориду». Орландо Сентинел. Получено 25 ноября 2018.
  8. ^ Бургхардт, Томас (20 сентября 2018 г.). «Основываясь на New Shepard, Blue Origin закачивает миллиард долларов в готовность New Glenn». NASASpaceFlight.com. Получено 22 сентября 2018.
  9. ^ Бернс, Мэтт (7 марта 2017 г.). "Blue Origin показывает последовательность взлета и посадки" New Glenn "в новом видео". TechCrunch. Получено 26 ноября 2018.