Mỏ neo của tàu. Lý thuyết và thiết kế
Tàu hộ tống pr.20380 tại bến tàu. Các neo của hệ thống Raised Hall có thể nhìn thấy được trên thân cây. Ảnh của Bộ Quốc phòng Nga
Hình dáng tiêu chuẩn của một con tàu hiện đại, bất kể hạng và loại của nó, bao gồm một số thiết bị tàu khác nhau. Một trong những thuộc tính bắt buộc của nó là thiết bị neo. Với sự trợ giúp của nó, tàu hoặc tàu được thả neo và giữ ở vị trí cần thiết, bất kể gió và dòng chảy. Trong trường hợp này, toàn bộ mỏ neo và thiết bị neo có thể có các thiết kế khác nhau mang lại những lợi thế nhất định.
Lý thuyết neo
Ở cấp độ khái niệm chung, thiết bị neo không phức tạp. Nó bao gồm một tời (tời kéo hoặc tời), hệ thống điều khiển, xích neo, bản thân mỏ neo, cũng như một bộ phụ kiện và bộ phận khác nhau. Mục đích của thiết bị xác định vị trí của nó trên tàu, cũng như cấu hình, loại neo, v.v.
Để giữ cho tàu neo đậu, cái gọi là mỏ neo Trong trường hợp này, thiết bị neo được đặt ở mũi thân tàu. Để ngăn tàu quay và giữ ở một vị trí nhất định, người ta sử dụng các neo phụ nhỏ hơn. Những thiết bị như vậy được đặt ở đuôi tàu. Ngoài ra còn có các loại thiết bị neo khác và các loại neo có nhiệm vụ khác, với các thiết kế khác nhau, v.v.
Neo hàng hải với một thanh có thể tháo rời. Ảnh: Wikimedia Commons
Hoạt động của thiết bị neo khá đơn giản. Theo lệnh của thủy thủ đoàn, người lái tàu hoặc tời neo phải khắc dây xích neo và với sự trợ giúp của nó, hạ mỏ neo xuống đáy. Do khối lượng và hình dạng của nó, mỏ neo bám chặt vào mặt đất và chống lại những nỗ lực di chuyển nó. Khi sử dụng bàn chân có thể di chuyển được, bàn chân sau sẽ đào xuống đất theo đúng nghĩa đen. Ở vị trí này, mỏ neo được giữ cố định và giữ dây xích vào tàu. Nó chỉ có thể được gỡ bỏ bằng cách nâng dây xích trực tiếp lên trên.
Đặc điểm chính của bất kỳ mỏ neo nào là cái gọi là. lực giữ. Đó là tỷ số giữa lực cần thiết để dịch chuyển một mỏ neo nằm ngang và khối lượng của nó. Thông số “khả năng giữ neo” cũng được sử dụng, đặc trưng cho lực cản trở chuyển động của tàu dưới tác động của dòng chảy và gió. Khả năng giữ neo bằng tích của lực giữ và khối lượng của neo.
Lực giữ và khả năng giữ của neo được xác định bởi nhiều yếu tố. Đây là khối lượng, vật liệu và thiết kế của neo, cũng như các thông số và đặc điểm của đất, sự hiện diện của các vật thể lạ trên đó, v.v. Chiều dài và khối lượng của chuỗi neo khắc cũng như mức độ căng của nó có ảnh hưởng nhất định đến kết quả tổng thể.
Tàu phá băng "Ural" với mỏ neo Hall. Ảnh USC
Phát triển Thiết kế
Đầu tiên trong những câu chuyện thiết bị neo cực kỳ đơn giản. Họ dùng một hòn đá có kích thước phù hợp buộc bằng dây thừng làm mỏ neo. Việc thả và nâng mỏ neo như vậy được thực hiện thủ công. Những thiết kế nguyên thủy như vậy vẫn được sử dụng cho đến ngày nay, nhưng chỉ trên các tàu nhỏ và thường không có giải pháp thay thế.
Sau đó, các thiết kế phức tạp hơn với hiệu suất cao hơn xuất hiện. Mỏ neo đã phát triển đặc biệt tích cực trong những thế kỷ gần đây - trong bối cảnh sự phát triển chung của ngành đóng tàu và vận tải biển. Kết quả của những quá trình này là một thiết kế neo truyền thống đã được hình thành cách đây khá lâu, sau đó chỉ được sửa đổi bằng cách đưa ra một số thay đổi nhất định.
Những chiếc neo hiện đại và lịch sử có hình dáng truyền thống được làm bằng kim loại. Đúc chủ yếu được sử dụng, nhưng các cấu trúc hàn cũng tồn tại. Điều này giúp có thể đạt được khối lượng, độ bền và độ ổn định cần thiết với chi phí và khả năng sản xuất hợp lý. Một dây xích kim loại được sử dụng vì những lý do tương tự.
Mỏ neo của tàu sân bay chạy bằng năng lượng hạt nhân USS John C. Stennis (CVN 74). Kích thước và trọng lượng của sản phẩm tương ứng với tàu vận chuyển. Ảnh của Bộ Quốc phòng Mỹ
Cái neo của thiết kế truyền thống có một phần tử trung tâm kéo dài, được gọi là. một trục chính mà các bộ phận khác được kết nối. Ở một đầu của trục xoay có một mắt và một giá đỡ để gắn dây xích, ở đầu kia có cái gọi là. sừng. Sừng và trục xoay có thể được chế tạo cùng nhau; trong trường hợp này, vị trí kết nối của chúng, xu hướng, được củng cố. Ngoài ra, ở dưới cùng của trục xoay có thể đặt một bản lề trên đó có các sừng / bàn chân quay (có thể di chuyển).
Để cải thiện lực kéo với mặt đất, các bàn chân rộng hơn được cung cấp trên sừng. Ngoài ra, một thanh có thể được lắp đặt gần mắt - một bộ phận ngang cố định hoặc di chuyển được, không cho phép mỏ neo nằm trên mặt đất với mặt rộng và làm giảm hiệu suất của nó.
Kích thước và trọng lượng của mỏ neo được xác định có tính đến đặc điểm của tàu chở. Các tàu nhỏ có thể di chuyển bằng một chiếc neo dài hàng chục cm và nặng hàng kg. Ngược lại, những con tàu lớn có lượng giãn nước hàng chục nghìn tấn lại đòi hỏi những sản phẩm nhiều mét, nhiều tấn.
Mỏ neo loại AC-14, được tháo ra khỏi Dự án SSBN 941 "Akula" và được lắp đặt làm tượng đài. Ảnh: Wikimedia Commons
Các neo chết thường được xây dựng theo sơ đồ hai sừng truyền thống. Các phụ kiện của các loài khác nhau có thể chỉ có một sừng có thiết kế tương tự nhau. Ngoài ra trong một số trường hợp, neo chết được sử dụng, có hình dạng đơn giản và không có sừng. Chúng được thiết kế để giữ một con tàu hoặc vật thể khác trong thời gian dài. Thường không có quy định nào để nâng chúng lên sau khi sử dụng.
Để nhả và nâng mỏ neo, các thiết bị neo hiện đại sử dụng nhiều loại tời. Chúng có bộ truyền động điện hoặc thủy lực với công suất cần thiết, trống ngang (kính chắn gió) hoặc dọc (hình chóp), v.v. Trong mọi trường hợp, các tham số của cơ cấu được chọn có tính đến đặc tính của xích và phần ứng. Thiết bị neo cũng bao gồm các neo và xích dự phòng, các phương tiện để lắp đặt chúng, v.v.
Giống chính
Sự phát triển của thiết kế truyền thống của mỏ neo tàu đã diễn ra trong nhiều thế kỷ và trong thời gian này, rất nhiều biến thể của nó đã xuất hiện. Một số trong số chúng đã trở nên rất phổ biến và trở thành tiêu chuẩn thực tế trong đóng tàu. Hơn nữa, mỗi thiết kế đều có ứng dụng trong những lĩnh vực mà nó có thể mang lại kết quả tốt nhất.
Một tấm biển tưởng niệm có hình mỏ neo của Matrosov. Ảnh: Wikimedia Commons
Có lẽ loại mỏ neo nổi tiếng nhất là cái gọi là. Hải quân Nó được tạo ra vào đầu thế kỷ XNUMX. cho người Anh hạm đội, nhanh chóng chứng minh được tính hiệu quả và trở nên phổ biến. Mỏ neo của Admiralty có thiết kế hai sừng với các chân cố định và một thanh ở dạng thanh ngang. Trong các phiên bản cải tiến, thanh neo có thể được di chuyển hoặc tháo ra để vận chuyển mỏ neo trên tàu một cách an toàn.
Vào cuối thế kỷ XNUMX. Mỏ neo Hall xuất hiện, ảnh hưởng nghiêm trọng đến việc đóng tàu. Anh ta nhận được những chiếc sừng và bàn chân khổng lồ, được gắn vào trục quay thông qua một chiếc hộp. Ban đầu nó có một thanh cố định nhưng sau đó bộ phận này đã bị bỏ đi. Sau lần sửa đổi này, mỏ neo đã có thể thu vào được: không chỉ có thể nâng nó lên mạn tàu mà còn có thể rút một phần nó vào dây treo. Hoạt động của thiết bị đã được đơn giản hóa rất nhiều và mỏ neo Hall đã trở thành một trong những tiêu chuẩn trong một thời gian dài. Đặc biệt, thiết kế này vẫn được các hãng đóng tàu của chúng ta tích cực sử dụng.
Cũng ở Anh cái gọi là Mỏ neo của Smith. Phần dưới của trục xoay có một mắt để lắp trục có chân vào. Không giống như thiết kế của Hall, mỏ neo Smith chỉ di chuyển các cánh tay mà không có hộp trung tâm. Chiếc mỏ neo này có những đặc điểm ngang bằng với chiếc mỏ neo tiền nhiệm nhưng không có nhược điểm và dễ chế tạo hơn.
Tàu phá băng "Ivan Papanin" số 23550 với mỏ neo bốn sừng. Hình ảnh "Nhà máy đóng tàu Đô đốc"
Một thiết kế mỏ neo thú vị đã được đề xuất vào những năm XNUMX của thế kỷ XNUMX. Kỹ sư Liên Xô I. Matrosov. Anh ta lấy mỏ neo của Hall với một chiếc hộp có thể di chuyển được làm cơ sở, kéo dài chân của nó và cũng trang bị cho chúng những trùm bên có mặt bích. Khi các chân được chôn trong đất, các mặt bích hoạt động như một trục và cải thiện cơ chế của quá trình này, điều này có tác động tích cực đến các đặc tính chính của mỏ neo.
Vào những năm 14, các kỹ sư người Anh đã phát triển mỏ neo AC-14, đây đã trở thành một bước phát triển khác trong thiết kế của Hall. Nó được phân biệt bởi một trục xoay mỏng và một hộp lớn nặng có chiều rộng tăng lên. Các bàn chân nằm song song với trục chính. Bộ phận chuyển động của một chiếc neo như vậy ban đầu rỗng và chứa đầy nước, nhưng sau đó một phiên bản rắn đã được giới thiệu. Hình dạng đặc biệt của AC-XNUMX giúp cải thiện các đặc tính cơ bản so với mỏ neo Hall ban đầu.
Vấn đề và giải pháp của nó
Vì vậy, nhiệm vụ tưởng chừng đơn giản là giữ một con tàu tại chỗ lại có độ phức tạp nhất định, đồng thời cũng đòi hỏi sự chú ý đặc biệt và việc sử dụng nhiều ý tưởng và công nghệ khác nhau. Tuy nhiên, qua nhiều thế kỷ, thậm chí nhiều thiên niên kỷ, các công ty đóng tàu đã có thể tìm ra giải pháp tối ưu và phát triển một số thiết kế neo khác nhau.
Nhờ đó, các kỹ sư và nhà thiết kế hiện đại có nhiều lựa chọn và có thể sử dụng thiết kế phù hợp nhất với nhiệm vụ và yêu cầu của một dự án cụ thể. Kết quả là, tàu hoặc tàu nhận được thiết bị neo tối ưu và thủy thủ đoàn trong mọi điều kiện có thể tin tưởng vào sự hỗ trợ đáng tin cậy ở bãi biển, trên biển, v.v.
tin tức