Wielkość tej powierzchni jest zależna otl wielkości Maiku, |«'go zakładanej prędkości i pożądanej zwrotności. Powierzchnia powinna być tym większa, im mniejsza jest prędkość statku i im większa jest wymagana zwrotność. Zwiększanie powierzchni steru ograniczają jednak względy ekonomiczne, jak koszty maszyn sterowych rosnące wraz z wielkością urządzenia oraz koszty wzmocnień koniecznych ze względu na występowanie dużych sił naporu. W praktyce przyjęto określanie wielkości powierzchni steru w procentach powierzchni wzdłużnego przekroju podwodzia. Tabela 2.6 zawiera graniczne wielkości powierzchni [175],
Tabela 2.6
Wielkość powierzchni steru wyrażona w procentach powierzchni wzdłużnego przekroju podwodzia
Rodzaj statku |
Powierzchnia steru [%] |
liniowiec pasażerski jednośnibowy |
1.4 + 1.7 |
liniowiec pasażerski dwuśrubowy |
1.4 +2.1 |
drobnicowiec |
1.6+2.2 |
kontenerowiec |
1.8+2.2 |
zbiornikowiec, masowiec |
1.2+ 1.9 |
statek rybacki |
2.5+5.5 |
holownik morski |
3.0+ 6.0 |
Rozsądne powiększanie powierzchni steru, zwiększanie prędkości wychylania go na burtę oraz dopracowywanie kształtu dają w wyniku niewielkie tylko polepszenie zwrotności.J Gdy więc względy eksploatacyjne wymagają dużej zwrotności, konieczne jest stosowanie specjalnych rozwiązań, takich jak stery bierne Flettnera, Beckera czy Shillinga. Zwłaszcz drugie z wymienionych są obecnie szeroko rozpowszechnione głównie na statkach małych i średniej wielkości eksploatowanych na liniach o dużej częstotliwości zawinięć, gdzie dobrej charakterystyki manewrowe statków pozwalają na znaczne oszczędności na holownikach Od lat 90. stery tego typu montowane są również na statkach dużych (np. statek pasażerek „Sovereign of the Seas”).
W sterach Beckera zastosowano rozwiązanie polegające na umieszczeniu na krawędź spływu steru głównego dodatkowej, sterowanej płetwy (rys.2.23b) Jest ona mechanicznie lub przy pomocy siłownika hydraulicznego sprzęgnięta ze sterem głównym. Wychylenie ster głównego o kąt a od płaszczyzny symetrii statku powoduje automatyczne wychylenie płet dodatkowej o kąt podobny w stosunku do płaszczyzny symetrii steru głównego.
Takie układ powoduje, iż stery Beckera mają siłę nośną o 60 do 70% większą od steróv konwencjonalnych i zwłaszcza w połączeniu z dziobowym sterem strumieniowym oraz śrubą nastawną stanowią rozwiązanie bardzo popularne i chwalone przez praktyków. Zbliżoną kon strukcję ma ster Flettnera, różniący się głównie wysokością i powierzchnią dodatkowej płetwy. Natomiast ster Schillinga różni się od wymienionych innym profilem płetwy (rozszerzo nej kielichowato przy krawędzi spływu) oraz zastosowaniem dwóch szerokich płyt krawę
Rys.2.23. Ster bierny Beckera: a -płetwa steru głównego, li |ili’lwn dodatkowa, c - mechanizm wychylania płetwy dodatkowej, d - położenie płetwy głównej i płetwy dodatkowej w pozycji „zero”, e - pozycja steru „prawo 17°” (/} = 2a)
rftinuych, spełniających w tym przypadku funkcję szczątkowej dyszy: Płyty krawędziowe iMHiiłlują skierowanie strumienia zaśrubowego na płetwę steru, natomiast kształt krawędzi Ipli" u powoduje dodatkowe odchylenie strumienia: przy wychyleniu steru o 70° strumień ■limbowy odchylany jest o 90° od płaszczyzny symetrii statku. Stery Schillinga, uważane za (►•In* / najlepszych rozwiązań, stosowane są z powodzeniem na coraz większych statkach, H lvm na zbiornikowcach dowozowych ponad 100 000 DWT.
I i t Specjalne urządzenia sterowe
i lltok modyfikowanych sterów konwencjonalnych nastąpił rozwój wielu różnych roz-*ti|oni sterów aktywnych, dysz obrotowych, pędników cykloidalnych, wielu typów sterów Płtiinicniowych oraz pędników wodnoodrzutowych z urządzeniami sterującymi. Wszystkie twiicnione urządzenia sterowe i sterowo-napędowe mają szerokie zastosowanie na nowo-■fiiivch typach statków specjalistycznych. Ich szybki rozwój w latach 90. był spowodowany (!i'« nic rozbudową floty światowej statków do badań, wierceń i eksploatacji podmorskich |NM nnliowych oraz innych jednostek wykorzystujących systemy pozycjonowania dynamicz-
MM Ster aktywny Plcugera
Sterem aktywnym jest urządzenie, w którym na płetwie sterowej zainstalowano dodatkowi' oi iibę napędzaną silniczkiem elektrycznym. Umieszczony jest on w opływowym zgrubie-
73