Opublikowano: 8.1V.1966 50980 K1- 65a2, 5 MKP B 63 UKD ktS/ae Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Jerzy Lancucki, mgr inz. Henryk Fisz Wlasciciel patentu: Polskie Linie Oceaniczne, Gdynia (Polska) Sposób skorygowania oplywu pletwy sterowej statków i urza¬ dzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób skorygowania oplywu pletwy sterowej statków i urzadzenie do sto¬ sowania tego sposobu.Strumien wody oplywajacy pletwy sterowe stat¬ ków wywiera na pletwe sterowa i na uklad sterowy sily na ogól niesymetryczne.Wynika to zarówno z asymetrii strumienia, jak i asymetrii ukladu statek — ster, badz pletwy.Strumien wody oplywajacy pletwe sterowa, na¬ trafiajac na przeszkode (w postaci pletwy), uzysku¬ je ruch burzliwy, tworza sie zawirowania i kierunek strumienia ulega skrzywieniu. Powoduje to straty energii, wibracje kadluba i dodatkowe nierówno- miernosci obciazenia ukladu sterowego.Te wady sa bardzo trudne do wyeliminowania.Fabrycznie wykonywane pletwy sterowe wykazu¬ ja z reguly asymetrie. Zdarza sie takze,' ze idealnie wykonane pletwy wspólpracuja w niezrównowazo¬ nym ukladzie sterowym. W obu przypadkach pletwa ustawiona w polozeniu zebrowym otrzymuje naciski strugi wody ja oplywajacej, nierównomierne z obu stron, gdyz istnieja sily wypadkowe dzialajace jed¬ nostronnie na pletwe.W wyniku — w znanych ukladach sterowych — wystepuja przeciazenia, przenoszace sie na urza¬ dzenie sterowe. Nastepuje ostatecznie przenikanie powietrza do jednego z ukladów tloków maszyny sterowej. Podczas nawigacji statków, np. w kanalach, przesmykach badz rzekach, usuniecie powietrza sta- 2 je sie niemozliwe, gdyz wymaga przerzucenia pletwy sterowej z burty na burte, co grozi kolizja statku.Z powodu jednokierunkowego ruchu sruby nape¬ dowej, nawet w przypadku idealnie zrównowazo- 5 nej i symetrycznej pletwy sterowej, maja miejsce skrzywienia i zaburzenia strumienia poza sruba. Po¬ wstaja znane straty oraz bardzo niebezpieczne drga¬ nia i wibracje kadluba statku.Znane sa rózne sposoby usuwania obu tych wad 10 z osobna, zarówno prostowania strumienia poza sru¬ ba, przywracania ruchu laminarnego tego strumienia oraz eliminowania drgan statku i poprawiania zdol¬ nosci nawigacyjnych statku.W szczególnosci, dla prostowania strumienia sto- 15 suje sie przyspawanie nakladek na pletwie sterowej.Wprawdzie uzyskuje sie w ten sposób wyprostowa¬ nie strumienia poza sruba, lecz równoczesnie powo¬ duje sie pogorszenie profilu oplywu pletwy i prze¬ ciazenie jej ulozyskowania. 20 Inny sposób poprawy i symetrii ukladu sterowego polega na dzieleniu pletwy sterowej i na odchyleniu jednej z czesci w odpowiednia strone. Oczywiscie powieksza sie w ten sposób opór o wode stawiany przez taki profil pletwy w czasie ruchu statku. Na 25 pokonanie oporu i na wytwarzanie zbednych wirów7 traci sie czesc mocy maszyn napedowych statku. Dla poprawienia charakterystyki cuchu strumienia sto¬ suje sie rózne liczne sposoby.Przede wszystkim dobiera sie najodpowiedniejsze 30 profile samej pletwy sterowej. Jednak — jak do- 50980- 50980 3 4 tychczas — sam dobór profilu pletwy nie pozwala na rozwiazanie omawianego problemu.W celu dalszego poprawienia ruchu strumienia — zarówno doplywajacego do sruby napedowej, jak i strumienia poza sruba — stosuje sie dysze i oslony.Te sposoby wydatnie poprawiaja charakterystyke ruchu strumienia i zmniejszaja drgania kadluba, lecz nie pozwalaja na korekte kierunku strumienia.Nie umozliwiaja wiec one poprawy symetrii obcia- k j^nia uletwy i ukladu sterowego. \€l&l|lm wynalazku jest skorygowanie oplywu pletwy sterowej statku, tj. jednoczesne wyrównanie braku symetrii obciazen. (bocznych) pletwy sterowej oraz porzadkowanie ruchu strumienia zarówno co do kie¬ runku, jak i charakterystyki.Nieoczekiwanie okazalo sie, ze mozna zrealizowac ten cel w sposób prosty, tani i niezawodny.Istota wynalazku jest sposób skorygowania oply¬ wu pletwy sterowej przez nieznaczna zmiane kierun¬ ku strugi strumienia poza sruba i przez jednoczesne porzadkowanie ruchu tej strugi.Zmiane kierunku strugi uzyskuje sier wprowadza¬ jac na drodze strugi przeszkode, odchylajaca nie¬ znacznie poruszajaca sie wode w pozadanym kie¬ runku, Porzadkowanie ruchu strugi uzyskuje sie w wyniku zaburzen wywolanych przez wprowadzona (te sama) przeszkode i parametry przeszkody tak sie dobiera, by wytworzone zaburzenia mialy pasmo czestosci takie, jak zaburzenia glówne, lecz by faza zaburzen dodatkowych byla przeciwna. Amplitudy sum obu ruchów sa wydatnie mniejsze od amplitud zaSurzenia glównego.W celu wyznaczenia parametrów przeszkody od¬ chylajacej przeprowadza sie konwencjonalne obli¬ czenia ukladu hydromechanicznego. Uzyskane wy¬ niki obliczen i wyniki rozwazan geometrycznych okreslaja powierzchnie boczna przeszkody i — ra¬ mowo -— jej wysokosc oraz kat odchylenia tej po¬ wierzchni od kierunku osi strugi. Zestrojenie cze¬ stosci i faz drgan zaburzenia dodatkowego i zabu¬ rzenia glównego dokonuje sie eksperymentalnie. To dostrojenie polega na drobnych zmianach dlugosci zainstalowanej przeszkody.Urzadzenie do stosowania sposobu skorygowania oplywu wedlug wynalazku stanowi listwa mocowana do pletwy sterowej. Glówna plaszczyzna symetrii tej listwy jest nachylona w stosunku do glównej plaszczyzny symetrii pletwy sterowej pod katem ostrym.Korzystnie jest stosowac listwe odchylajaca nieco struge strumienia oplywajacego pletwe sterowa. Ta listwa przedluza nieznacznie pletwe, a jest zamoco¬ wana korzystnie przez spawanie na znacznej czesci wysokosci pletwy. Stosunek odcinka, o który wy¬ dluzona zostaje pletwa (szerokosc listwy) do odcin¬ ka wysokosci, na której jest zamocowana (dlugosc listwy) wynosi okolo 1 — 3%.Kat ostry zawarty miedzy glównymi plaszczyzna¬ mi symetrii pletwy sterowej i plaskiej listwy ko¬ rekcyjnej wynosi 5 — 20 °. Te plaszczyzny przeci¬ naja sie wzdluz krawedzi, która jest korzystnie prawie równolegla do osi obrotu pletwy i prawie pionowa, Listwa jest zamocowana do krawedzi pletwy ste¬ rowej w dolnej czesci i nie dochodzi do górnej krawedzi pletwy. Zamocowanie stanowi okolo 4/2 — 'ji wysokosci pletwy.Przekrój pionowy listwy ma ksztalt wydluzonego prostokata Dla ukladów o znaczniejszej symetrii listwe wy¬ konuje sie w postaci elementu wypornosciowego o przekroju laminarnym.Sylwetka boczna listwy moze miec rózne ksztalty.Przy malych asymetriach stosuje sie prostokatne waskie listwy. W wypadku wiekszych asymetrii ksztalty sylwetek bywaja bardziej skomplikowane.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urzadzenie korygujace na pletwie ste¬ rowej w widoku z boku, fig. 2 — przekrój poziomy pletwy sterowej z listwa — plaszczyzna pozioma, zaznaczona A — A na fig. 1, fig. 3 — odmiane urzadzenia w widoku z boku, fig. 4 — przekrój plet¬ wy sterowej plaszczyzna pozioma, zaznaczona B — B na fig. 3, fig. 5 — inna odmiane urzadzenia w wi¬ doku z boku, fig. 6 — przekrój zakonczenia pletwy plaszczyzna pozioma, zaznaczona C — C na fig. 5, a fig. 7 — 10 sylwetki jeszcze innych odmian urza¬ dzenia na pletwach sterowych w widoku z boku.Pletwa. sterowa 1 jest zamocowana obrotowo na trzonie sterowym 2 w kadlubie 3 statku w znany sposób za sruba napedowa 4. Na obrzezu tylnym pletwy 1 jest zamocowana plaska listwa 5, której glówna plaszczyzna symetrii jest odchylona od plasz¬ czyzny symetrii pletwy 1 o kat ostry (fig. 1 i 2).Innego rodzaju pletwa sterowa 6 jest zamocowana obrotowo na trzonie 7 w kadlubie 8 statku za sruba napedowa 9. Na tylnym obrzezu pletwy 6 jest zamo¬ cowana ukosnie obcieta listwa 10, której glówna plaszczyzna symetrii jest odchylona od plaszczyzny symetrii pletwy 6 o kat ostry (fig. 3 i 4).W przypadku znaczniejszych niesymetrii i duzych zawirowan, do odpowiednio przycietego obrzeza pletwy sterowej 11 jest dospawana listwa 12, od¬ chylona o pewien kat od osi pletwy 11. Listwa 12 ma ksztalty oplywowe (fig. 5 i 6).W przypadku niewielkich niesymetrii i malych zawirowan, do obrzeza pletwy sterowej 13 mocuje sie przez spawanie mala listwe 14, obcinajac jej krawedz 15 u dolu poziomo, a u góry krawedz 16 — skosnie (fig. 7).Gdy wystepuja nieco wieksze asymetrie bez znaczniejszych zawirowan, do krawedzi pletwy 17 mocuje sie ukosnie poszerzajaca sie ku dolowi listwe 18, której zawnetrzna krawedz 20 jest prosta dolna krawedz 19 pozioma i prosta, a górna kra¬ wedz 21 pólokraglo zakonczona (fig. 8).W przypadku malych asymetrii, a stosunkowo znacznych zawirowan strumienia pozasrubowego, u dolu do krawedzi pletwy 22 mocuje sie odgieta listwe 23 ksztaltu bardzo splaszczonego trójkata 24, 25r 26 (fig. 9).W przypadku wiekszych asymetrii, nie liniowo zmieniajacych sie, jak przy malych ruchach pletwa sterowa, gdy nie wystepuja silniejsze zawirowania strumienia pozasrubowego, korzystne jest zakon¬ czenie dojnej krawedzi pletwy 27 listwa 28, odgieta o odpowiednio ustalony kat, majacy plaska krawedz 29 i znaczne wybrzuszenie 30 u dolu, a lagodne przejscie 31 ku górze. 10 15 20 25 80 35 40 45 50 55 605 50980 6 W bardziej skomplikowanych przypadkach wib¬ racji i drgan stosuje sie listwy o krzywej powierzch¬ ni symetrii, tj. zamiast plaszczyzny — symetrii o po¬ wierzchni nieco „zwichrowanej". W ten sposób uzyskuje sie korekcje wystepujacych niekiedy do¬ datkowo momentów obrotowych poza niesymetria obciazen silami poziomymi. PL