自动操舵仪
又称自动操舵装置,是船舶上用于自动控制舵机,以保持船舶按规定航向航行的设备。船舶水面航行主要是依靠舵来控制航向,自动操舵仪指代替舵手操舵,保证船舶自动跟踪指令航向,达到自动保持与改变航向的目的。
结合陀螺罗经或磁罗经使船能自动保持预定航向的装置。在船正航时,通连罗经刻度盘的接触器处于绝缘位置,对舵不起作用。船偏航时,接触器接通电流开动操舵电动机以绑正偏航直至船回复并按预定航向前进。因其对偏航反应灵敏,可使船沿较直航线前进。可全自动操舵或与人工操舵共同运用,也可将其关闭全用人工操舵。
基本信息
- 中文名
自动操舵仪
- 外文名
Automatic pilot
- 别名
自动操舵装置
- 所属领域
交通工程
- 组成
操舵台、简易操纵台
- 类型
机械式、机电式、自适应等
简介
自动操舵仪是一种能自动控制舵机(见舵设备)以保持船舶按规定航向航行的设备。又称自动操舵装置。它是在通常的操舵装置上加装自动控制部分而成。 目前使用较多的是机电式自动操舵仪,可根据海况和船舶装载情况由人工调节偏舵角、反舵角和压舵角。20世纪70年代出现的自适应自动操舵仪,能根据客观情况自动调整上述各种舵角,使航向更稳定,经济效益更好。
第一台在船上安装使用的自动操舵仪由德国的安许茨公司于1920年初研制成功。此后经历了三个发展时期,有三代产品。第一代为机械式自动操舵仪,第二代为50年代出现的机电式自动操舵仪,第三代是70年代出现的自适应自动操舵仪。
工作原理
根据罗经显示的船舶航向和规定的航向比较后所得的航向误差信号,即偏航信号,控制舵机转动舵并产生合适的偏舵角,使船在舵的作用下,转向规定的航向。自动操舵仪具有自动操舵和手动操舵两种工作方式。船舶在大海中直线航行时,采用自动操舵方式,可减轻舵工劳动强度和提高航向保持的精度,从而相应缩短航行时间和节省能源;船舶在能见度不良或进出港时,采用手动操舵方式,具有灵活、机动的特点。
自动操舵仪是根据指令信号自动完成操纵舵机,以使船舶能够保持在预定航线上稳定航行的设备,性能优良的自动操舵可保持高精度的船舶航向、航迹,减少偏航,由此相应缩短航程,节省燃料,提高航行的经济效益。用于海洋船舶的操舵仪操舵范围应为±35°,用于内河船舶的操舵范围应为±40°。
自动操舵有两种工况:一种是自动稳定航向;另一种是改变航向。普通自动舵仅有航向保持功能,航迹舵具有控制船舶精确的航行轨迹。自动操舵仪与ECDIS相结合,可实现航迹控制,在航路点(WP)处。自动转向;在偏离航迹时,自动控制船舶回到设定的航迹。
系统组成
由于船舶在大洋中航行时,风、浪、流等各种干扰容易使船偏离航线,以致一般的航向舵性能尚难快速精确地控制航行轨迹。新一代计算机控制的智能自动舵(航迹舵),可根据测量到的船舶实时状态信息(如偏舵角、船首向、偏航角和航速等)来实时调整参数,实施有效控制,使船舶能按设定的性能指标尽可能达到和接近最优控制。
自动操舵仪通常都应具有自动、随动和非随动三种工作状态,有的还有越控功能。其组成主要包括主操舵台、简易操纵台、反馈机构、伺服机构、转换开关等,并应具有就地应急操舵功能。
(1)主操纵台是自动操舵仪的主要部件,安装在驾驶室中央,一般具有自动、随动、非随动三种工作状态。
(2)简易操纵台安装在舵机舱,进行应急操舵。
(3)反馈机构安装在舵机舱。
(4)伺服机构安装在舵机舱。
(5)转换开关箱安装在舵机舱。
(6)电源转换器安装在舵机舱。
自动操舵仪应与舵机系统和罗经系统紧密配合(当电罗经有故障时,也可通过磁罗经的传感器获得航向信号)。