«Серьезно?!» Почему корабельный руль всегда находится сзади, хотя спереди он бы работал мощнее

Корпус и винты корабля создают завихрения, мешающие работе руля. Стоит переместить рулевое перо вперед, и оно окажется в чистом потоке. Так?
«Серьезно?!» Почему корабельный руль всегда находится сзади, хотя спереди он бы работал мощнее
Kim Hansen — Wikipedia
Содержание статьи

Несмотря на это, подавляющее большинство кораблей имеют рулевое устройство на корме, а не в носу (вспомогательные подруливающие устройства не в счет). На практике же в вопрос о том, где лучше разместить руль, вмешиваются несколько пять неочевидных факторов.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Задача руля не столько поворачивать, сколько удерживать корабль на прямой

Когда судно ложится на курс, корабельные рули выступают в роли стабилизатора, аналогичного хвостовому оперению самолета, объясняет Джейсон Уилсон, член экипажа исследовательского судна. Перенесите его вперед, и он, напротив, будет стремиться увести корабль с курса.

ship aerial view
Ken Wright, CIV
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Передний руль работает мощнее – это миф

Когда судно поворачивает, сумма всех сил, действующих на корпус, складываются таким образом, что его равнодействующая находится ближе к корме, чем к носу, говорит офицер. В результате, оно поворачивает вокруг точки, находящейся примерно на 2/3 его длины от носа.

Корабль поворачивает вокруг оси, находящейся примерно на 2/3 его длины от носа.

Вспомним физику, понятия рычага и момента силы. Носовой руль действовал бы с удвоенным рычагом: с одной стороны, чем больше рычаг, тем больше момент силы, вращающий корпус, тем легче судну повернуть.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

С другой, носовой руль двигался бы по дуге вдвое большего радиуса, а значит, его придется повернуть на больший угол, чем если бы руль находился в корме – иначе он бы стал сдерживать вращение корпуса. Однако чем сильнее повернут руль, тем больше он тормозит корабль.

круизный корабль поворачивает
Соцсети
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Руль – самая уязвимая подводная часть корабля

Существует риск, что корабль натолкнется на незамеченное подводное препятствие – мель, айсберг или полузатонувший объект. Передний руль в таком случае неминуемо получил бы повреждения, и судно стало бы неуправляемым. В корме же он защищен от ударов.

На большой скорости судно задирает нос

Это касается не только глиссеров, но и больших кораблей, объясняет Уильям Симс, капитан ВМФ США. Раздвигая воду, форштевень создает волну, на которую судно все время взбирается, а корма при этом приседает. Чем глубже находится руль, тем эффективнее он работает.

large ship at full speed
NARA & DVIDS
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

На малой скорости рулю помогают винты

Руль работает тем эффективнее, чем больше скорость потока воды, обтекающего перо. Когда судно движется на малой скорости – например, в порту – поток воды очень слабый и руль почти не работает.

boat maneuveing
vetus.com

Вот почему винт обычно располагают прямо перед рулем, объясняет Уилсон. Перо руля перенаправляет реактивную струю, отбрасываемую его лопастями – за счет этого даже на нулевой скорости судно сохраняет управляемость.

Получается, что на высокой, что на низкой скорости задний руль дает выигрыш.

Корабли с рулем в носу все же бывают

На рубеже семидесятых-восьмидесятых годов 20 века в Великобритании были построены три железнодорожных парома, вошедших в истории как тип «Святых», поскольку они назывались Saint David, Saint Christopher и Saint Anselm, рассказывает Норман Макэй, корабельный механик. Они работали в Ла-Манше и Северном проливе, соединяя Британию с Ирландией и континентальной Европой.

ferry St David
Sealink-Holyhead
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Правила одного из портов требовали, чтобы суда разворачивались прямо в гавани, а затем подходили к причалу кормой. Для этого у головного судна Saint David сделали два ходовых мостика, спереди и сзади.

Чтобы на заднем ходу судно нормально управлялось, на форштевне установили дополнительный руль: при нормальном плавании судно использовало свои кормовые сдвоенные рули, как и любой обычный паром, но после разворота в гавани кормовые рули устанавливали на стопор, а носовой руль использовали, чтобы подойти к причалу.

Позже паром Saint David был переименован в Stena Caledonia и переведен на другие линии. Носовой руль сняли, чтобу удовлетворить условиям Стокгольмского соглашения, а форму форштевня изменили для лучшей обтекаемости, добавив бульбу.