Bánh lái tàu thủy

1. Tiêu chuẩn về sự liên hệ giữa đường kính lượn vòng tĩnh DT và chiều dài tàu L:

DT = f(L). Giá trị DT càng nhỏ thì tính quay trở của tàu càng tốt. Thực tế người ta thiết lập được sự phù hợp giữa DT và L, tính cơ động của tàu được xem là đảm bảo nếu:

Đối với tàu sông: DT = (1,2 - 2,8 ).L

Đối với tàu biển: DT = (2,8 - 4,0).L

Đây là tiêu chuẩn thường được áp dụng nhất.

2. Tiêu chuẩn về vận tốc góc quay của tàu, tính quay vòng của tàu được coi là đảm bảo nếu tốc độ góc quay vòng của trọng tâm tàu G thoả mãn:

Đối với tàu sông: w = (130 - 290), ⁰/phút

Đối với tàu biển:  w = (90 - 130), ⁰/phút.

Giá trị trên được tính từ thời điểm bắt đầu bẻ lái đến lúc bắt đầu quay vòng với thời gian từ khi bánh lái còn nằm ở vị trí mặt phẳng đối xứng đến khi bánh lái sang mạn.

3. Tiêu chuẩn cơ bản nhất để đánh giá tính ăn lái của tàu, là cho tàu chạy dạng hình sin. Giả sử tàu đang chuyển động trên hướng thẳng Ox, khi đó ta bẻ lái sang phải góc apF = 30 - 45⁰ ,tới khi mặt phẳng đối xứng của tàu tạo với hướng đi ban đầu một góc aF = 15 - 20⁰ thì lại bẻ lái về mạn trái góc áp T = 30 - 45⁰, cho đến khi mặt phẳng đối xứng của tàu tạo với hướng đi ban đầu một góc aT = 15 - 20⁰ thì lại bẻ lái sang phải một góc apF = 30 - 45⁰... Quá trình trên cứ tiếp diễn nếu tàu di chuyển trên quãng đường S trong thời gian từ 4 - 5 phút thì tính ăn lái của tàu được coi là đảm bảo.

Các thông số kỹ thuật cơ bản của bánh lái

1. Diện tích bánh lái

Diện tích bánh lái FP là diện tích mặt phẳng giới hạn bởi đường bao hình chiếu của bánh lái lên mặt phẳng đi qua trục lái và song song với mặt phẳng đối xứng của bánh lái.

Ký hiệu: FP; Đơn vị: m².

Phần diện tích bánh lái nằm về phía trước trục lái được gọi là diện tích cân bằng của bánh lái.

Ký hiệu: FP’; Đơn vị: m².

2. Chiều cao của bánh lái

Chiều cao của bánh lái là khoảng cách đo theo phương trục lái giữa điểm cao nhất và điểm thấp nhất của tấm bánh lái.

Ký hiệu: hP; Đơn vị: m.

3. Chiều rộng bánh lái

Chiều rộng của bánh lái là khoảng cách từ mép trước đến mép sau của tấm bánh lái đo theo mặt phẳng nằm ngang vuông góc với trục lái.

Ký hiệu: bP; Đơn vị: m.

Đối với bánh lái khác hình chữ nhật, người ta đưa ra khái niệm chiều rộng trung bình của bánh lái - là tỷ số giữa diện tích bánh lái và chiều cao của nó.

Đơn vị: m.

4. Độ dang của bánh lái

Độ dang của bánh lái là tỷ số giữa chiều cao và chiều rộng trung bình của tấm bánh lái.

Ký hiệu: l.l là đại lượng không thứ nguyên.

Thông thường l = 0,5 - 3. Theo Qui phạm, l không nên lấy quá 2.

5. Prôfin bánh lái và chiều dày của nó

Prôfin bánh lái là đường biên tiết diện ngang trong mặt phẳng nằm ngang vuông góc với trục lái. Giá trị lớn nhất của tung độ prôfin bánh lái được gọi là chiều dày lớn nhất của prôfin bánh lái.

Ký hiệu: t_max; Đơn vị: m.

Chiều dày tương đối của prôfin là tỉ số giữa chiều dày lớn nhất t_max và chiều rộng bP của prôfin. Khi càng lớn thì chất lượng thuỷ động của bánh lái càng giảm rõ rệt. Vì vậy thông thường t = (0,1 - 0,25), chỉ có trường hợp đặc biệt thì t > 0,25.

6. Hoành độ chiều dày lớn nhất của frôfin

Khoảng cách từ mép trước của prôfin bánh lái tới tung độ có chiều dày lớn nhất của nó được gọi là hoành độ chiều dày lớn nhất của prôfin bánh lái.

Ký hiệu: x; Đơn vị: m.

Hoành độ chiều dày tương đối của prôfin là tỷ số giữa hoành độ chiều dày lớn nhất và chiều rộng của prôfin.

Với mỗi loại prôfin của bánh lái, có chiều dày tương đối và hoành độ tương đối khác nhau, được sử dụng cho các tàu khác nhau.

7. Hệ số cân bằng của bánh lái

Hệ số cân bằng (còn gọi là hệ số cân đối) của bánh lái là tỉ số giữa diện tích phần đối (phía trước trục lái) với toàn bộ diện tích bánh lái.

Ký hiệu: R - R là đại lượng không thứ nguyên.

Thông thường R = (0,25 - 0,35), tuy nhiên để tránh dao động, người ta lấy

 R < 0,25.

8. Góc bẻ lái aP

Góc bẻ lái là góc quay của bánh lái đối với trục lái đo trong mặt phẳng vuông góc với trục lái. Ký hiệu:

Tàu biển: aP = (35 - 38)⁰

Tàu sông: aP = (40 - 45)⁰

Phân loại bánh lái

a. Phân loại theo hình dạng prôfin có :

Bánh lái tấm

Bánh lái thoát nước

b. Phân loại theo vị trí đặt trục lái

Bánh lái cân bằng là bánh lái mà trục lái chia bánh lái ra 2 phần.

Bánh lái không cân bằng là bánh lái nằm về một phía của trục lái

Bánh lái bán cân bằng

c. Phân loại theo số gối đỡ trên trục lái

- Bánh lái có 1 ổ đỡ trên bánh lái trở lên

- Bánh lái có 2 ổ đỡ trên bánh lái

- Bánh lái không có ổ đỡ trên bánh lái

Vị trí đặt trục lái

Nếu trên tàu có bố trí chân vịt thì tốt nhất nên đặt bánh lái phía sau và ở giữa luồng nước do chân vịt đẩy ra để làm tăng hiệu quả làm việc của bánh lái.

N.Đắc