Рулевой рычаг: устройство и принцип действия

Введение

Рулевой рычаг, используемый для управления транспортным средством, обычно на лодках – рулевой механизм транспортного средства.

Рулевой рычаг, или шкот, – это рычаг, используемый для управления транспортным средством. Этот механизм в основном применяется в водном транспорте, где он крепится к подвесному мотору, рулевой колонке или рулю, обеспечивая рычаг в виде крутящего момента для поворота руля. Шкоты также могут использоваться в наземных транспортных средствах, и они встречались в ранних автомобилях. На судах рулевой может управлять шкотом напрямую, тянув или толкая его, но также возможно дистанционное управление с помощью шкотовых тросов или судового штурвала. Резкое или чрезмерное движение шкотом приводит к увеличению сопротивления и, как следствие, к торможению или замедлению хода судна.

Описание

Рулевой рычаг – это рычаг, используемый для управления транспортным средством. Он обеспечивает передачу усилия в виде крутящего момента для поворота устройства, изменяющего направление движения транспортного средства, например, руля на водном судне или колес у колесного транспортного средства. Рулевым рычагом можно управлять, непосредственно тянув или толкая его, но также его можно перемещать дистанционно с помощью камшота, рулевых тросов или судового штурвала, среди прочих вариантов. (Например, на некоторых каяках есть педали, которые поворачивают рулевой рычаг.) На подвесных моторах часто используется дополнительный механизм управления, где вращение вала применяется для изменения скорости.

Рулевое управление

В судах румпель может быть прикреплен к рулевому столбу (американская терминология) или рулевой трубе (английская терминология), который обеспечивает рычаг в виде крутящего момента для поворота руля. При управлении лодкой румпель всегда перемещается в направлении, противоположном тому, в котором необходимо повернуть нос лодки. Если румпель отклоняется влево (на левый борт), нос лодки повернет вправо (на правый борт). Если румпель отклоняется вправо (на правый борт), нос лодки повернет влево (на левый борт). Ученики, изучающие парусный спорт, часто запоминают аллитеративную фразу "Rumpel Towards Trouble" ("К беде румпелем вперед"), чтобы не забыть принцип управления. Резкое или чрезмерное движение румпелем приводит к увеличению сопротивления и, как следствие, к торможению или замедлению лодки. В начале XVI века румпель также называли рулевым стержнем.

Управление двигателем

Некоторые лодочные моторы могут иметь ручку управления, прикрепленную непосредственно к двигателю, и предлагать элементы управления для регулировки газа и направления вращения гребного винта для движения вперед и назад.

Заказы на время

До того, как современные международные стандарты подачи команд управления рулем были установлены Конвенцией СОЛАС 1929 года, на судах команды управления рулем обычно давались как "Команды румпелем", которые указывали, на какой борт судна следует переместить румпель. Поскольку румпель расположен впереди оси поворота руля, а сам руль – за ней, движение румпеля отражается на руле, создавая впечатление, что команды отдаются «неправильно». Например, чтобы повернуть корабль влево (порт), штурману давалась команда "право руля" или "x градусов на правый борт". Затем румпель корабля перемещался на правый борт, поворачивая руль влево, что приводило к повороту влево. Обратная практика применялась во Франции (где триборд означал поворот на правый борт), но Австрия и Италия придерживались английской системы. В скандинавских странах не было единого стандарта, поскольку практика различалась от судна к судну. Большинство французских судов с рулевыми колесами имели перевернутые рулевые тяги, и при управлении британским пилотом это могло приводить к путанице. Когда в конце XIX века появились большие пароходы с телемоторами, гидравлически соединяющими колесо на мостике с рулевым механизмом в корме, эта практика сохранилась. Однако штурман больше не управлял румпелем напрямую, а рулевое колесо просто поворачивалось в нужном направлении (повернуть колесо влево – и корабль пойдет влево). Команды румпелем, однако, оставались в употреблении; хотя многие морские державы отказались от этой практики к концу XIX века, Великобритания сохранила ее до 1933 года, а торговый флот США – до 1935 года. Хорошо известный и часто изображаемый пример произошел на "Титанике" в 1912 году, незадолго до столкновения с айсбергом. Когда айсберг появился прямо перед кораблем, вахтенный офицер, первый помощник Уильям Мердок, решил попытаться избежать столкновения, повернув корабль влево. Он отдал команду "Право руля до упора", которая являлась командой румпелем, предписывающей штурману повернуть рулевое колесо влево (против часовой стрелки) настолько, насколько это возможно. Рулевой механизм "Титаника" затем толкнул румпель вправо, отклонив руль влево и заставив судно повернуть влево. Эти действия достоверно изображены в фильме о катастрофе 1997 года. Хотя это часто описывается как ошибка, команда была отдана и выполнена правильно – судно все равно столкнулось с айсбергом. Однако, по словам внучки старшего офицера, выжившего после крушения, второго помощника Чарльза Лайтоллера, команда была выполнена неверно. Квартирмейстер Хичинс, обученный командам румпелем, по ошибке повернул руль вправо. На то, чтобы распознать и исправить ошибку, ушло две минуты, к тому времени было уже слишком поздно, чтобы избежать столкновения с айсбергом. Луиза Паттен делает это заявление в примечании к своему художественному рассказу "Good as Gold". Хотя эта система сегодня кажется запутанной и противоречивой, для поколений моряков, обученных на парусных судах с рулевым управлением, она казалась вполне логичной и была понятна всем морякам. Система была заменена только тогда, когда в отрасль пришли новые поколения моряков, обученных на судах с рулевым колесом и румпелем.

Until the current international standards for giving steering orders were defined by the SOLAS Convention of 1929, it was common for steering orders on ships to be given as "Tiller Orders", which dictated to which side of the vessel the tiller was to be moved. Since the tiller is forward of the rudder's pivot point, and the rudder aft of it, the tiller's movement is reversed at the rudder, giving the impression that orders were given "the wrong way round". For example, to turn a ship to port (its left side), the helmsman would be given the order "starboard helm" or "x degrees starboard". The ship's tiller was then moved to starboard, turning the rudder to the vessel's port side, producing a turn to port. The opposite convention applied in France (where tribord—starboard—meant turn to starboard), but Austria and Italy kept to the English system. There was no standardisation in vessels from Scandinavian countries, where the practice varied from ship to ship. Most French vessels with steering wheels had their steering chains reversed and when under the command of a British pilot this could result in confusion. When large steamships appeared in the late 19th century with telemotors hydraulically connecting the wheel on the bridge to the steering gear at the stern, the practice continued. However, the helmsman was now no longer directly controlling the tiller, and the ship's wheel was simply turned in the desired direction (turn the wheel to port and the ship will go to port). Tiller Orders remained however; although many maritime nations had abandoned the convention by the end of the 19th century, Britain retained it until 1933 and the U. S. merchant marine until 1935. A well known and often depicted example occurred on the RMS Titanic in 1912 just before she collided with an iceberg. When the iceberg appeared directly in front of the ship, her officer of the watch, First Officer William Murdoch, decided to attempt to clear the iceberg by swinging the ship to its port side. He ordered "Hard a Starboard", which was a Tiller Order directing the helmsman to turn the wheel to port (anti clockwise) as far as it would go. The Titanic's steering gear then pushed the tiller toward the starboard side of the ship, swinging the rudder over to port and causing the vessel to turn to port. These actions are faithfully portrayed in the 1997 film of the disaster. Although frequently described as an error, the order was given and executed correctly— the vessel struck the iceberg anyway. However, according to the granddaughter of the highest ranking officer to survive the sinking, Second Officer Charles Lightoller, the order was not correctly executed. Quartermaster Hitchins, who had been trained under Rudder Orders, mistakenly turned the wheel to starboard. It took two minutes to recognise and correct the error, by which time it was too late to avoid collision with the iceberg. Louise Patten makes the statement in an endnote to her fictional story, Good as Gold. Although this system seems confusing and contradictory today, to generations of sailors trained on sailing vessels with tiller steering it seemed perfectly logical and was understood by all seafarers. Only when new generations of sailors trained on ships with wheel and tiller steering came into the industry was the system replaced.

Судоход

Первые автомобили управлялись с помощью штурвала, который поворачивал колеса для управления транспортным средством. Руль впервые был использован в Европе в 1894 году и стал стандартным на французских автомобилях Panhard в 1898 году. Артур Константин Кребс заменил штурвал на наклонный руль для автомобиля Panhard & Levassor, который он спроектировал для гонки Париж — Амстердам, проходившей с 7 по 13 июля 1898 года. В США компания Packard представила руль на втором построенном ею автомобиле в 1899 году. К началу следующего века руль практически полностью вытеснил штурвал в автомобилях. Однако некоторые автомобили продолжали использовать штурвалы вплоть до 1910-х годов, например, Rauch & Lang Carriage Co., производитель электромобилей в Кливленде, штат Огайо. Компания Lanchester в Англии также предлагала управление штурвалом дольше, чем многие другие производители автомобилей. Сегодня тягачи, тянущие полуприцепы для пожарных лестниц, называются машинами с задним рулевым управлением и используют водителя "штурвала" (задней рулевой оси) для управления прицепом, на котором установлена выдвижная лестница. Некоторые велосипеды с наклонной посадкой также используют управление штурвалом. Штурвал электрического трехколесного велосипеда TWIKE, называемый Joystick, включает кнопки для ускорения и электрического торможения. Мобильные скутеры обычно оснащаются штурвалом.

Самолет

Большинство крупных самолетов транспортной категории используют устройство, известное как ручка управления направлением (тиллер), для управления самолетом при рулении. Обычно это выглядит как небольшой руль или рычаг в кабине пилота, часто по одному для пилота и второго пилота. Однако они отличаются от тиллера на корабле. В отличие от управления рулем, тиллер самолета управляет поворотом носового колеса, и им поворачивают в направлении поворота, а не против него, как на корабле.